Hệ thống đo nhiệt độ không dây định vị và thiết bị dưới giếng

1, nền ứng dụng

Ngành công nghiệp than là ngành trọng điểm của nhiều tai nạn an toàn hiện nay ở nước ta.2009Số người chết hàng năm vượt quá10Sự kiện từ người trở lên thì có:

2009Năm2Tháng22NgàyVụ nổ khí ga xảy ra ở khu Nam Tứ Bàn, Tập đoàn than đá Tây Sơn Sơn Tây,78Người gặp nạn;

2009Năm4Tháng4NgàyDưới mỏ than Kim Lợi của Công ty Thiên Nguyên, quận Kê Quan, thành phố Kê Tây, Hắc Long Giang xảy ra sự cố thấm nước,12Người gặp nạn;

2009Năm5Tháng30NgàyMỏ than Đồng Hoa huyện Biện Giang thành phố Trùng Khánh xảy ra sự cố nổ khí ga lớn,30Người gặp nạn;

2009Năm6Tháng17NgàyMỏ than Tân Kiều, thị trấn Trung Doanh, huyện Tình Long, tỉnh Kiềm Tây, Quý Châu xảy ra sự cố thấm nước,16Người gặp nạn;

2009Năm9Tháng8NgàyDưới hầm mỏ Vương Gia Dụ, Công ty mỏ Kim Nguyên, thành phố Linh Bảo, tỉnh Hà Nam xảy ra sự cố hỏa hoạn,13Người gặp nạn;

2009Năm9Tháng9NgàyVụ nổ khí ga Tân Hoa Tứ ở Bình Đỉnh Sơn, Hà Nam,54Người chết;

... ...

Điều kiện chôn cất địa chất của các mỏ than Trung Quốc rất phức tạp, số lượng mỏ khí cao hơn và mức độ tự động hóa khai thác thấp,95%Trên đây phải dựa vào công nhân giếng khai thác, nạn khai thác mỏ liên tiếp xảy ra. Làm thế nào để tăng cường sản xuất an toàn trong khi nâng cao năng lực, một khi xảy ra tai nạn có thể tiến hành tìm kiếm cứu nạn nhanh chóng và hiệu quả, từ đó giảm tỷ lệ tử vong là vấn đề mà các nhà quản lý của mỗi khu mỏ cần suy nghĩ.

Hiện nay, các mỏ than vừa và lớn của Trung Quốc đã được trang bị rất nhiều hệ thống giám sát sản xuất an toàn mỏ than khác nhau, việc áp dụng các hệ thống này đã cải thiện tình hình sản xuất an toàn mỏ than của Trung Quốc. Tuy nhiên, vẫn còn phổ biến những khó khăn trong việc quản lý nhân viên vào giếng, nhân viên trên giếng không thể hiểu kịp thời sự phân bố động lực của nhân viên dưới giếng, cũng như nhiệt độ của thiết bị khai thác than không thể được phát hiện kịp thời. Một khi sự cố xảy ra, sẽ không thể định vị chính xác vị trí nhân viên dưới giếng, khó có thể tiến hành cấp cứu kịp thời đáng tin cậy, hiệu suất cứu hộ an toàn thấp, hiệu quả không lý tưởng.

2Nguyên lý hệ thống

Hệ thống định vị và đo nhiệt độ không dây của người dưới giếng được dựa trên các thiết bị mới nhất.ZigbeeCông nghệ, phương pháp thu thập và truyền dữ liệu thời gian thực, cũng như hệ thống đo nhiệt độ không dây của người dưới giếng được phát triển từ ý tưởng thiết kế phần mềm tiên tiến. Thông qua việc thiết lập một hệ thống quản lý giám sát hoàn chỉnh, linh hoạt và thời gian thực, vị trí và phân phối của nhân viên làm việc dưới giếng, quản lý quyền hạn của các tuyến đường ra vào, sắp xếp kế hoạch sản xuất, dòng chảy an toàn của vật tư sản xuất và tình trạng nhiệt của thiết bị được theo dõi và kiểm soát động lực để đạt được thông tin hóa và trực quan hóa quản lý dưới giếng và nâng cao mức độ quản lý sản xuất và an toàn hoạt động khai thác than.

2．1, chức năng thực hiện

1) Chức năng theo dõi của nhân viên sản xuất và thiết bị downhole

Màn hình có độ chính xác cao của hệ thống định vị nhân viên downhole phân phối tất cả các địa điểm chính, bề mặt làm việc và đường hầm, vv Khi nhân viên sản xuất hoặc thiết bị đeo thẻ nhận dạng điện tử đi qua khu vực nhận dạng của màn hình, màn hình sẽ nhận được số nhận dạng của thẻ nhận dạng điện tử này và truyền mã nhận dạng này đến trung tâm giám sát downhole. Mỗi mã nhận dạng là duy nhất, thông qua mã nhận dạng này, có thể nhận dạng quỹ đạo di động của mỗi nhân viên hoặc thiết bị, từ đó thực hiện theo dõi và quản lý mục tiêu. Hệ thống định vị nhân viên dưới giếng thực hiện phương thức giám sát chủ động, mục tiêu được đo không có gánh nặng, khoảng cách nhận dạng xa. Nhân viên công tác dưới giếng không cần tăng thêm trang bị mang theo, không cần chủ động tiến hành bất cứ thao tác nào.

Dựa trên thiết kế công nghệ như trên, hệ thống quản lý theo dõi người downhole có thể đạt được:

Theo dõi các mục tiêu di chuyển: Hệ thống kết hợp với sơ đồ mỏ điện tử dưới lòng đất, có thể hiển thị trong thời gian thực số lượng và sự phân bố của toàn bộ mỏ cũng như các khu vực đĩa, lớp than riêng lẻ; Hiển thị các tuyến đường di chuyển của người được chỉ định; Xác định vị trí và theo dõi người được chỉ định; Hỏi vị trí của một người cụ thể dưới giếng. Bạn có thể hiển thị thông tin định vị trong thời gian thực, cũng có thể truy vấn thông tin định vị của một thời điểm lịch sử.

2) Chức năng chấm công và quản lý hàng ngày của nhân viên sản xuất

Kiểm tra sản xuất và quản lý nhân viên: có thể thống kê chính xác giếng công nhân mỏ, thời gian nâng giếng và có thể tạo ra các báo cáo kiểm tra ngày, kiểm tra tháng theo thứ tự ca làm việc. Cuối mỗi ca, tiến hành kiểm kê nhân viên trực ban, nếu phát hiện có nhân viên mất tích thì báo cảnh sát để nhân viên trực ban kiểm tra; Nếu phát hiện người làm việc dưới giếng vượt quá thời gian quy định, hệ thống tự động báo động và đưa ra danh sách người có liên quan, đồng thời báo động qua thẻ tần số vô tuyến để thông báo cho người có liên quan. Khi xảy ra sự cố khẩn cấp trong mỏ, có thể nhanh chóng xác định vị trí nhân viên, kịp thời triển khai công tác tìm kiếm cứu nạn.

3) Hệ thống đo nhiệt độ không dây cho thiết bị downhole

Hiện tượng nóng xảy ra tại các điểm kết nối giữa chính thiết bị downhole và thiết bị. Với tải tăng lên, dẫn đến điểm kết nối nóng lên và hình thành một vòng luẩn quẩn: tăng nhiệt độ, mở rộng, co lại, oxy hóa, điện trở tăng lên, nóng lên trở lại cho đến khi tai nạn xảy ra.

Hệ thống đo nhiệt độ không dây chủ yếu theo dõi nhiệt độ của chính thiết bị và các điểm kết nối giữa các thiết bị. Nếu gặp phải nhiệt độ cao, hệ thống sẽ đưa ra cảnh báo để thông báo cho người quản lý về các biện pháp kịp thời trong trường hợp xảy ra tai nạn, gây thiệt hại về người và tài sản.

Hệ thống đo nhiệt độ không dây của thiết bị thông tin biết rộng có những đặc điểm sau:

Sự ra đời của công nghệ RF làm cho việc thu thập an toàn và đáng tin cậy

Máy tính có thể dò theo nhiệt độIDSố tự động xác định nhiệt độ của từng điểm theo dõi

Phương pháp truyền dẫn không dây được áp dụng, dễ lắp đặt và bảo trì, chi phí thấp, đảm bảo an toàn và linh hoạt của hệ thống lưới điện

Cảm biến24Dữ liệu phóng tự động theo thời gian hàng giờ, máy tính thu thập và ghi lại dữ liệu nhiệt độ của tất cả các điểm theo dõi trong thời gian thực, phát hiện bất thường báo động ngay lập tức

Hệ thống có chức năng phân tích dự đoán, có thể cảnh báo sớm và loại bỏ sự cố trong chồi

Sử dụng cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số để đo trực tiếp nhiệt độ của các điểm tiếp xúc điện, cải thiện độ chính xác của hệ thống

Với mạch watchdog và đơn vị mã hóa, mạch có thể làm cho hệ thống tự động thiết lập lại, làm cho dữ liệu truyền đáng tin cậy hơn

2．2Thành phần hệ thống

Hệ thống định vị nhân sự downhole

Hệ thống định vị nhân viên dưới giếng được áp dụng.ZigbeeCông nghệ nhận dạng, phương tiện nhận dạng bao gồm thẻ nhận dạng điện tử, máy giám sát.

1)Thẻ nhận dạng điện tử

Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (ID) Thông tin;

2)Giám sát

Sau khi nhận được tín hiệu tổng hợp vi sóng phản xạ lại từ thẻ nhận dạng điện tử, hãy đọc tín hiệu trong thẻ nhận dạng điện tửIDThông tin, sau đó gửi thông tin đến trung tâm giám sát mặt đất;

Sơ đồ nguyên tắc

Thiết bị Hệ thống đo nhiệt độ không dây

1)Cảm biến nhiệt độ

Đo nhiệt độ của thiết bị và các điểm kết nối giữa các thiết bị, mỗi đầu đọc cảm biến là duy nhất.ID) Thông tin;

2)Màn hình nhiệt độ

Sau khi đọc dữ liệu của máy đo nhiệt độ và đầu đọc cảm biếnIDThông tin, gửi thông tin đến trung tâm giám sát mặt đất;

3Thành phần hệ thống

3．1Thành phần downhole

Dưới giếngHệ thống định vị nhân sự

Phần dưới giếng thực hiện việc đọc dữ liệu mã hóa nhận dạng nhân viên hoặc thiết bị và truyền đến phần trên giếng trong thời gian thực qua cáp chống cháy nổ.

điện thoại bàn phím ảo (có thểhình thức xe buýt), chủ yếu bao gồm các trạm tách thẻ đọc, màn hình điện tử, nguồn điện chống cháy nổ, v.v. Trạm đọc thẻ cố định lắp đặt tại các ngõ chính, tổng hợp thông tin dữ liệu của máy giám sát dưới trạm đọc thẻ này. Màn hình điện tử được lắp đặt ở vị trí chính dưới giếng hoặc vị trí nguy hiểm, chẳng hạn như giao lộ, bề mặt làm việc, nơi nguy hiểm(Như đường mù, đào bới, hạng nhất.)Các địa phương cần giám sát như cửa ra vào chủ yếu trên mặt đất, v. v., không ngừng tiến hành tuần tra dữ liệu và thu thập tín hiệu. Toàn bộ hệ thống giếng được lắp đặt dưới dạng phân tán để đảm bảo sự ổn định và độ tin cậy của hệ thống. Thẻ nhận dạng điện tử được chia thành thẻ nhận dạng nhân viên và thẻ nhận dạng thiết bị. Thẻ nhận dạng nhân viên được nhân viên đeo bên mình (chẳng hạn như trên mũ bảo hiểm của nhân viên lắp đặt, thắt lưng hoặc đèn khai thác mỏ, v.v.), không cần thiết bị mang theo bổ sung, thẻ nhận dạng thiết bị lắp đặt trên và dưới giếng cần giám sát thiết bị số lượng lớn hoặc mục tiêu di động, chẳng hạn như xe cộ, v.v.

Thiết bị Hệ thống đo nhiệt độ không dây

Đầu đọc của cảm biến nhiệt độ được đặt ở mỗi thiết bị và điểm kết nối thiết bị và nơi cần phát hiện nhiệt độ, người quản lý cầm cảm biến nhiệt độ, đọc thông tin dữ liệu nhiệt độ thu thập được từ cảm biến và chuyển thông tin này đến thiết bị đầu cuối dữ liệu, hệ thống gián đoạn có thể đặt giá trị xác định nhiệt độ, nếu xảy ra tình huống vượt quá giá trị xác định, hệ thống sẽ đưa ra cảnh báo, thông báo cho người quản lý, để người quản lý thực hiện các biện pháp trong thời gian đầu tiên.

Nguyên tắc hệ thống

3．2Phần trên giếng

Phần trên giếng được mã hóa theo nhận dạng của từng nhân viên và thiết bị, phù hợp với thông tin nhận dạng tương ứng của từng mã hóa nhận dạng trong cơ sở dữ liệu, như tên, nhóm, giống...... và được hiển thị trên màn hình giám sát và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu máy tính trong thời gian thực.

Phần Inoue sử dụng Ethernet làm đường truyền chính, bao gồm các máy chủ cơ sở dữ liệu nằm trong trung tâm giám sát, máy tính giám sát, máy in và các thiết bị khác. Máy chủ cơ sở dữ liệu lưu trữ thông tin dữ liệu như tên người hoặc tên thiết bị, nhóm, số ca, hồ sơ tham dự và các thông tin khác tương ứng với thẻ nhận dạng điện tử. Thông qua thông tin thẻ nhận dạng điện tử thu thập được trong thời gian thực, phù hợp với thông tin cá nhân và thiết bị được ghi lại trong máy chủ cơ sở dữ liệu, có thể hoàn thành công tác theo dõi định vị của người dưới giếng và thiết bị trong thời gian thực. Sử dụng mạng cục bộ, cũng có thể làm cho Cục An ninh, Cục Khai thác và các khách hàng liên quan (các cơ quan hữu quan), tìm hiểu tình hình nhân viên và thiết bị dưới giếng trong thời gian thực.

4Quy trình hệ thống

Hệ thống định vị nhân sự downhole:

Khi nhân viên hoặc thiết bị mang nhãn điện tử đi qua khu vực nhận dạng của màn hình, màn hình sẽ được kích hoạt và thông tin nhận dạng của màn hình đó sẽ được gửi đến màn hình;

Sau khi máy giám sát chấp nhận thông tin cá nhân, được xử lý gửi đến trạm phụ thẻ đọc ở tầng trên;

Trạm đọc thẻ phụ truyền thông tin dữ liệu qua cáp chống cháy nổ đến giếng trong thời gian thực;

Giám sát nhận thông tin động từ các màn hình điện tử downhole riêng lẻ, trích xuất thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Nhân viên quản lý có thể nhìn thấy tình hình mục tiêu giám sát trong thời gian thực, giám sát các khu vực khác nhau hoặc các mục tiêu đang chờ xác định, quản lý và lập kế hoạch động cho nhân viên và thiết bị được kiểm soát. Đảm bảo rằng các biện pháp khẩn cấp tương ứng có thể được thực hiện kịp thời trong trường hợp khẩn cấp.

Hệ thống giám sát thông tin an toàn mỏ than là một bộ thu thập, nhập, lưu trữ, truy xuất, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian. Thông qua hình thức ủy quyền tài khoản, có thể tiến hành ủy quyền cho các khách hàng khác nhau, để các bộ phận liên quan có thể tìm hiểu quỹ đạo hoạt động của các thành viên trong nhóm cụ thể.

Thiết bị đo nhiệt độ không dây:

Cài đặt cảm biến nhiệt độ trên mỗi thiết bị và điểm kết nối thiết bị cần theo dõi sự thay đổi giá trị nhiệt độTrang chủ

Nút không dây IoT đọc thẻ cảm biến nàyIDThông tin và giá trị nhiệt độ được truyền đến thiết bị đầu cuối của hệ thống bằng phương tiện không dây

Thiết bị đầu cuối hệ thống sẽ ghi lại và so sánh các giá trị nhiệt độ, chẳng hạn như giá trị vượt quá giới hạn, hệ thống sẽ gửi báo động để thông báo cho quản trị viên về một hiện tượng bất thường.