基于ZigBee的井下無線瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、伴隨著貧油、少氣的日益凸顯，以及國際原油價(jià)格的不斷攀升，煤炭在我國的能源主體地位日益鞏固，因此對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的研究也顯得更為重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國發(fā)生的礦難中，80％為瓦斯事故，因此對(duì)井下瓦斯的監(jiān)測(cè)與控制成為煤礦生產(chǎn)的重中之重。
　　 在現(xiàn)有的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中，大多采用有線監(jiān)控方式，而在井下工況條件十分惡劣的情況下，有線系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生通訊故障。隨著近幾年無線通訊的發(fā)展，有關(guān)井下無線監(jiān)控系統(tǒng)的研究成為熱點(diǎn)。但是通過查詢有關(guān)的資料和論文

2、，可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段這些研究內(nèi)容大部分處于理論研究階段，很少有付諸實(shí)施的。本文針對(duì)目前市場上存在的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，提出了一套基于ZigBee無線傳輸和組態(tài)軟件的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 本系統(tǒng)根據(jù)高瓦斯礦井的特點(diǎn)，通過井下通風(fēng)系統(tǒng)和瓦斯抽放系統(tǒng)來保證井下瓦斯含量不超標(biāo)，同時(shí)通過數(shù)據(jù)采集模塊，將各個(gè)位置的相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)匯總后發(fā)送到上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)通過組態(tài)軟件對(duì)井下數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
　　 井下通風(fēng)系統(tǒng)由PLC、變頻器、通

3、風(fēng)機(jī)及各種傳感器組成。其中PLC用于綜合系統(tǒng)中傳感器傳回來的數(shù)據(jù)，計(jì)算變頻器的輸出頻率，通過控制變頻器的頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)的控制?？紤]到工作面的實(shí)際情況，將變頻器的控制分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種，為系統(tǒng)配備了兩臺(tái)變頻器和兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)，以保證系統(tǒng)的運(yùn)行。
　　 瓦斯抽放系統(tǒng)包括PLC、變頻器、水環(huán)式真空泵、循環(huán)水泵、冷卻塔、通風(fēng)機(jī)以及各種傳感器組成。其中，水環(huán)式真空泵用于抽取瓦斯，為了保障水環(huán)式真空泵的運(yùn)行，為其配備了循環(huán)水泵和冷卻塔。因?yàn)樵?/p>

4、瓦斯抽放過程中，難免會(huì)有瓦斯泄露到泵房中，所以為泵房配備了通風(fēng)機(jī)，在泵房瓦斯含量超標(biāo)時(shí)，通過通風(fēng)機(jī)將其排出，PLC用于對(duì)各種設(shè)備的啟停進(jìn)行自動(dòng)控制。為了保證瓦斯抽放系統(tǒng)的正常工作，為其配備了兩臺(tái)水環(huán)式真空泵和兩臺(tái)循環(huán)水泵，二者互為備用。
　　 井下環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集通過各種傳感器來實(shí)現(xiàn)，然后將其通過數(shù)據(jù)采集器RTU進(jìn)行匯總，有效減少了數(shù)據(jù)傳送多、雜、亂的問題。
　　 在數(shù)據(jù)傳輸中，采用了ZigBee設(shè)備進(jìn)行無線通訊，它具