实验室瓦斯解吸数据自动计量装置
发布时间：2022-02-10 16:12
针对排水直接观测体积的方法在实验室测定瓦斯解吸量过程中,存在人员参与环节多、人员读数误差大、测定流程复杂等问题,提出了排水称重测定瓦斯解吸量的方法,该方法可通过质量、密度和体积三者之间的关系,将瓦斯解吸过程中排出水的质量换算为瓦斯解吸体积。采用基于PC电脑机的LabVIEW上位机和PLC技术将基于上述方法的实验室瓦斯解吸测定流程进行了自动化设计,开发了包含工控系统、解吸系统和数据处理系统的自动计量装置,实现了测定过程中排水质量、解吸环境温度和压力等数据的实时自动采集,完全避免了人工读数可能产生的误差,减少了人员参与程度。应用结果表明,该自动计量方法有助于提高瓦斯解吸量测定结果的准确性,误差可降低10%以上。
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(06)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
实验室瓦斯解吸量自动计量装置示意图
2)PLC S7-200 SMART模块[10-11]。下位机处理器采用PLC S7-200 SMART，主要是接收上位机指令来实现顺序控制阀门的联动启闭，以及完成人机交互功能。3）传感器。传感器模块主要包括质量传感器、压力传感器、温度传感器和液位传感器，实现对测定煤样瓦斯解吸过程排水质量的称重、记录解吸环境的温度和压力参数、解吸容器内部液面的实时感知。(1)质量传感器选用量程为3 kg的高精度型号，综合误差<0.5%，输入阻抗400Ω，输出阻抗350Ω，安全超载能力150%，工作温度范围为-35～+80℃;(2)压力传感器选用高精度、防尘防水型号，量程为绝对压力50～120 kPa，可以用于工业现场的天然气、烷类等可燃性气体监测；(3)温度传感器采用数字式单总线温度传感器，测量温度范围为-55～+125℃，测温分辨率可达0.062 5℃；(4)液位传感器采用浮球式液位变送器，由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成，浮球可漂于液面之上并沿测量导管上下移动，导管内装有测量元件，可在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号。
实验室瓦斯解吸量自动计量装置软件采用基于PC机的LabVIEW上位机进行开发。LabVIEW是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境。它结合了图形化编程方式的高性能与灵活性以及专为测试、测量与自动化控制应用设计的高端性能与配置功能，能为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等各种应用提供必要的开发工具，通过降低应用系统开发时间与项目筹建成本来大大提高工作效率[12-13]。实验室瓦斯解吸数据自动获取软件设计结构如图3。1）数据采集和存储。LabVIEW上位机通过串口通信采集质量传感器、压力传感器、温度传感器和液位传感器的数值。LabVIEW上位机采集的传感器信息通过本身自带的SQL数据库模块存储到Access数据库中。LabVIEW中的SQL数据库模块仅需进行简单的配置就可以直接调用标准化的SQL语句进行数据库的操作，大大缩短了数据存储周期。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于S7-200 PLC的过程控制实验平台开发[J]. 王桂芳,程上方,刘齐寿,张瑜,张晓鹏. 实验技术与管理. 2019(07)
[2]基于LabVIEW的过程控制实验平台开发[J]. 李哲,邓小刚,曹玉平,王平,杨明辉,刘宝. 实验技术与管理. 2019(07)
[3]PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J]. 潘浩. 科学技术创新. 2019(19)
[4]自动化煤层可解吸瓦斯含量直接测定装置研究[J]. 李柏均. 煤矿机械. 2018(08)
[5]关于煤层瓦斯含量有关问题的分析与探讨[J]. 周厚权. 矿业安全与环保. 2014(05)
[6]煤层瓦斯含量测定方法评述[J]. 王震宇,王佑安. 煤矿安全. 2012(S1)
[7]两种仪器测定煤层瓦斯含量的对比研究[J]. 王英伟,王满,吕有厂,章晓岚. 工业安全与环保. 2012(04)
[8]我国煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定法的技术进展[J]. 邹银辉,张庆华. 矿业安全与环保. 2009(S1)
[9]当前煤田勘探用采煤器介绍[J]. 郭忠礼. 探矿工程. 1981(04)
博士论文
[1]煤层气含量地面井密闭取心与快速测定技术研究[D]. 孙四清.煤炭科学研究总院 2018
本文编号：3619138
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(06)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
实验室瓦斯解吸量自动计量装置示意图
2)PLC S7-200 SMART模块[10-11]。下位机处理器采用PLC S7-200 SMART，主要是接收上位机指令来实现顺序控制阀门的联动启闭，以及完成人机交互功能。3）传感器。传感器模块主要包括质量传感器、压力传感器、温度传感器和液位传感器，实现对测定煤样瓦斯解吸过程排水质量的称重、记录解吸环境的温度和压力参数、解吸容器内部液面的实时感知。(1)质量传感器选用量程为3 kg的高精度型号，综合误差<0.5%，输入阻抗400Ω，输出阻抗350Ω，安全超载能力150%，工作温度范围为-35～+80℃;(2)压力传感器选用高精度、防尘防水型号，量程为绝对压力50～120 kPa，可以用于工业现场的天然气、烷类等可燃性气体监测；(3)温度传感器采用数字式单总线温度传感器，测量温度范围为-55～+125℃，测温分辨率可达0.062 5℃；(4)液位传感器采用浮球式液位变送器，由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成，浮球可漂于液面之上并沿测量导管上下移动，导管内装有测量元件，可在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号。
实验室瓦斯解吸量自动计量装置软件采用基于PC机的LabVIEW上位机进行开发。LabVIEW是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境。它结合了图形化编程方式的高性能与灵活性以及专为测试、测量与自动化控制应用设计的高端性能与配置功能，能为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等各种应用提供必要的开发工具，通过降低应用系统开发时间与项目筹建成本来大大提高工作效率[12-13]。实验室瓦斯解吸数据自动获取软件设计结构如图3。1）数据采集和存储。LabVIEW上位机通过串口通信采集质量传感器、压力传感器、温度传感器和液位传感器的数值。LabVIEW上位机采集的传感器信息通过本身自带的SQL数据库模块存储到Access数据库中。LabVIEW中的SQL数据库模块仅需进行简单的配置就可以直接调用标准化的SQL语句进行数据库的操作，大大缩短了数据存储周期。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于S7-200 PLC的过程控制实验平台开发[J]. 王桂芳,程上方,刘齐寿,张瑜,张晓鹏. 实验技术与管理. 2019(07)
[2]基于LabVIEW的过程控制实验平台开发[J]. 李哲,邓小刚,曹玉平,王平,杨明辉,刘宝. 实验技术与管理. 2019(07)
[3]PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J]. 潘浩. 科学技术创新. 2019(19)
[4]自动化煤层可解吸瓦斯含量直接测定装置研究[J]. 李柏均. 煤矿机械. 2018(08)
[5]关于煤层瓦斯含量有关问题的分析与探讨[J]. 周厚权. 矿业安全与环保. 2014(05)
[6]煤层瓦斯含量测定方法评述[J]. 王震宇,王佑安. 煤矿安全. 2012(S1)
[7]两种仪器测定煤层瓦斯含量的对比研究[J]. 王英伟,王满,吕有厂,章晓岚. 工业安全与环保. 2012(04)
[8]我国煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定法的技术进展[J]. 邹银辉,张庆华. 矿业安全与环保. 2009(S1)
[9]当前煤田勘探用采煤器介绍[J]. 郭忠礼. 探矿工程. 1981(04)
博士论文
[1]煤层气含量地面井密闭取心与快速测定技术研究[D]. 孙四清.煤炭科学研究总院 2018
本文编号：3619138
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