煤礦廠區(qū)分散水池液位信號無線采集歸總系統(tǒng)

一、應(yīng)用背景我國煤礦行業(yè)發(fā)展迅速，煤炭作為能源領(lǐng)域的重要支柱，其生產(chǎn)加工流程是一項既復(fù)雜又精細(xì)的系統(tǒng)工程，涵蓋了從開采到篩選、揀矸、破碎、選煤、成型、制漿直至轉(zhuǎn)化的多個環(huán)節(jié)。

煤炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都需要用到水或者對產(chǎn)生的排放水進行處理、循環(huán)再利用。礦井水是礦井開采過程中產(chǎn)生的地下涌水，受到粉塵和巖塵的污染，這部分廢水經(jīng)過處理后，可作為生產(chǎn)、生活和灌溉用水。消防用水則是為了應(yīng)對可能發(fā)生的火災(zāi)事故，確保在緊急情況下能夠迅速撲來火源，保護人員和設(shè)備的安全。洗煤濃縮池則是為了減少環(huán)境污染，對洗煤水進行濃縮、煤泥沉淀實現(xiàn)水資源的回收利用等。

因此對煤炭生產(chǎn)過程中的每個水應(yīng)用、水處理環(huán)節(jié)的監(jiān)測管理至關(guān)重要。不僅關(guān)系到生產(chǎn)的安全和效率，還關(guān)乎環(huán)保保護和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。需要不斷完善生產(chǎn)用水的在線監(jiān)測制度和技術(shù)，為煤炭生產(chǎn)的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。二、工廠現(xiàn)狀本次無線技改項目位于山西孝義市的一個煤礦廠區(qū)。其中涉及到四個水池的液位監(jiān)測，包括礦井水池、高山水池、消防水池和洗煤廠濃縮池。礦井水池和洗煤廠濃縮池需要處理工業(yè)廢水，以減少對環(huán)境的污染；消防水池則直接關(guān)系到公共安全；高山水池則可用于補充消防水池、洗煤廠濃縮池或灌溉用水等其他用途。通過水資源的合理利用，既保護了當(dāng)?shù)氐乃?，同時滿足我國的標(biāo)準(zhǔn)。水池分布情況如下圖所示▼實時監(jiān)測四個水池液位流量是確保水資源優(yōu)化管理、保護環(huán)境、維護公共安全和提高系統(tǒng)運行效率的關(guān)鍵措施。技改前，該廠區(qū)一貫采用人工檢測、對講機通訊的方式來調(diào)整補水或排水的頻率和量，由于人工操作需要花費大量時間進行巡檢、記錄和報告，效率低下，尤其是在需要多點監(jiān)測的情況下，易出現(xiàn)讀數(shù)誤差、視覺誤差等，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。且數(shù)據(jù)可能存在延遲，無法實時反映液位和流量的變化，可能導(dǎo)致響應(yīng)和調(diào)整的延誤，中控室也無法直觀的監(jiān)測到液位的變化；由于液位監(jiān)測的誤差或延遲，操作人員可能無法準(zhǔn)確判斷水位，從而錯誤地打開補水閥，導(dǎo)致過多的水溢出，長此以往，易造成水資源浪費。三、技改需求為了克服這些弊端，該企業(yè)正在轉(zhuǎn)向自動化和智能化的液位和流量無線監(jiān)測系統(tǒng)，這些無線監(jiān)測系統(tǒng)可以提供實時、準(zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)，同時降低成本及提高了效率。無線通訊在山區(qū)的應(yīng)用因其靈活、快速部署、多功能性和成本效益而具有顯著優(yōu)勢。因高山水池、礦井水池、消防水池、洗煤廠濃縮池均配有1臺液位傳感器，1臺水泵，距離中控室均大于1KM；水池液位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計示意圖如下▼四、無線通訊裝置達(dá)泰4系無線Modbus混合信號測控裝置DTD433FHUY是針對工業(yè)級用戶研發(fā)，每臺無線通訊裝置提供模擬量和開關(guān)量信號輸入和輸出接口，符合MODBUSRTU協(xié)議，適合于點對多點而且分散不便于挖溝布線等應(yīng)用場合。無線可靠傳輸距離達(dá)到50公里，無需更改原有程序，集成EMI抗干擾濾波單元，經(jīng)過了十年以上工業(yè)現(xiàn)場運行考驗，可確保工作于各種惡劣環(huán)境工業(yè)場合長期運行。

DTD433FHUY作為從站，采集傳感器、PLC、DCS、智能儀表等設(shè)備的數(shù)據(jù)，與主站PC、PLC、組態(tài)軟件、觸摸屏、人機界面等組成無線自組網(wǎng)通訊。DTD433M、DTD434M、DTD435M可作為無線通訊主站。一臺主機可與256個從機配套使用。所有從機的地址都是設(shè)定的，不會存在從機間互相干擾的情況。使用過程中無需更改程序，只需簡單接線即可使用。五、無線解決方案由于煤礦工廠覆蓋面積大，各類水池分布分散，距離中控室較遠(yuǎn)，且中間有房屋遮擋，環(huán)境復(fù)雜，有線方案不僅成本高，而且實施困難，因此選用無線的方式實現(xiàn)項目技改需求，無線通訊設(shè)備的選擇上更需要格外注意穩(wěn)定性與抗干擾性。

考慮上述因素，達(dá)泰PLC無線通訊團隊決定采用達(dá)泰工業(yè)級無線通訊裝置-DTD433MUY、達(dá)泰無線Modbus混合信號測控裝置DTD433FHUY來實現(xiàn)客戶提出的技改需求。無線通訊方案示意圖▼1）在廠區(qū)辦公樓中控室電腦端安裝一臺達(dá)泰工業(yè)級無線通信數(shù)據(jù)裝置DTD433MUY，RS485接口，作為主站；

2）將高山水池、礦井水池、消防水池、洗煤廠濃縮池傳感器和水泵分別連接至一臺達(dá)泰無線Modbus混合信號測控裝置DTD433FHUY，I/O接口，作為從站一、從站二、從站三、從站四；

至此，搭建了1主4從的無線自組通訊網(wǎng)絡(luò)，實時采集各個水池的液位無線傳輸?shù)街锌厥冶O(jiān)測，并隨時接收中控室發(fā)來的啟停泵指令，同時具備報警機制。實現(xiàn)廠區(qū)水池供水的無線監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制功能。保障了生產(chǎn)用水的同時，也大大提高了工廠安全生產(chǎn)效率。六、無線方案的好處1.

節(jié)省改造周期及維護成本，提高生產(chǎn)效率：免除布線維護困擾，操作安全性、連貫性及生產(chǎn)效率大幅度提高。2.

數(shù)據(jù)傳輸可靠，全數(shù)字無線加密傳輸，抗干擾性強：此套無線傳輸系統(tǒng)跨越山上山下復(fù)雜地形，通訊環(huán)境繁雜的情況下，依舊可穩(wěn)定傳輸50公里，將分散多處的水池液位數(shù)據(jù)發(fā)送至辦公樓中控室。3.

實現(xiàn)廠區(qū)供水資源優(yōu)化利用，提升管理效率，保障生產(chǎn)安全：通過實時監(jiān)測液位與數(shù)據(jù)分析，不僅優(yōu)化控制消耗和能源的利用，避免潛在安全隱患，還提升了管理效率。4.

安裝簡便，接線即用：可以直接代替有線4