煤矿厂区分散水池液位信号无线采集归总系统

一、应用背景我国煤矿行业发展迅速，煤炭作为能源领域的重要支柱，其生产加工流程是一项既复杂又精细的系统工程，涵盖了从开采到筛选、拣矸、破碎、选煤、成型、制浆直至转化的多个环节。

煤炭生产的各个环节都需要用到水或者对产生的排放水进行处理、循环再利用。矿井水是矿井开采过程中产生的地下涌水，受到粉尘和岩尘的污染，这部分废水经过处理后，可作为生产、生活和灌溉用水。消防用水则是为了应对可能发生的火灾事故，确保在紧急情况下能够迅速扑来火源，保护人员和设备的安全。洗煤浓缩池则是为了减少环境污染，对洗煤水进行浓缩、煤泥沉淀实现水资源的回收利用等。

因此对煤炭生产过程中的每个水应用、水处理环节的监测管理至关重要。不仅关系到生产的安全和效率，还关乎环保保护和企业的可持续发展。需要不断完善生产用水的在线监测制度和技术，为煤炭生产的稳定和可持续发展提供有力保障。二、工厂现状本次无线技改项目位于山西孝义市的一个煤矿厂区。其中涉及到四个水池的液位监测，包括矿井水池、高山水池、消防水池和洗煤厂浓缩池。矿井水池和洗煤厂浓缩池需要处理工业废水，以减少对环境的污染；消防水池则直接关系到公共安全；高山水池则可用于补充消防水池、洗煤厂浓缩池或灌溉用水等其他用途。通过水资源的合理利用，既保护了当地的水源，同时满足我国的标准。水池分布情况如下图所示▼实时监测四个水池液位流量是确保水资源优化管理、保护环境、维护公共安全和提高系统运行效率的关键措施。技改前，该厂区一贯采用人工检测、对讲机通讯的方式来调整补水或排水的频率和量，由于人工操作需要花费大量时间进行巡检、记录和报告，效率低下，尤其是在需要多点监测的情况下，易出现读数误差、视觉误差等，导致数据不准确。且数据可能存在延迟，无法实时反映液位和流量的变化，可能导致响应和调整的延误，中控室也无法直观的监测到液位的变化；由于液位监测的误差或延迟，操作人员可能无法准确判断水位，从而错误地打开补水阀，导致过多的水溢出，长此以往，易造成水资源浪费。三、技改需求为了克服这些弊端，该企业正在转向自动化和智能化的液位和流量无线监测系统，这些无线监测系统可以提供实时、准确和可靠的数据，同时降低成本及提高了效率。无线通讯在山区的应用因其灵活、快速部署、多功能性和成本效益而具有显著优势。因高山水池、矿井水池、消防水池、洗煤厂浓缩池均配有1台液位传感器，1台水泵，距离中控室均大于1KM；水池液位监测系统设计示意图如下▼四、无线通讯装置达泰4系无线Modbus混合信号测控装置DTD433FHUY是针对工业级用户研发，每台无线通讯装置提供模拟量和开关量信号输入和输出接口，符合MODBUSRTU协议，适合于点对多点而且分散不便于挖沟布线等应用场合。无线可靠传输距离达到50公里，无需更改原有程序，集成EMI抗干扰滤波单元，经过了十年以上工业现场运行考验，可确保工作于各种恶劣环境工业场合长期运行。

DTD433FHUY作为从站，采集传感器、PLC、DCS、智能仪表等设备的数据，与主站PC、PLC、组态软件、触摸屏、人机界面等组成无线自组网通讯。DTD433M、DTD434M、DTD435M可作为无线通讯主站。一台主机可与256个从机配套使用。所有从机的地址都是设定的，不会存在从机间互相干扰的情况。使用过程中无需更改程序，只需简单接线即可使用。五、无线解决方案由于煤矿工厂覆盖面积大，各类水池分布分散，距离中控室较远，且中间有房屋遮挡，环境复杂，有线方案不仅成本高，而且实施困难，因此选用无线的方式实现项目技改需求，无线通讯设备的选择上更需要格外注意稳定性与抗干扰性。

考虑上述因素，达泰PLC无线通讯团队决定采用达泰工业级无线通讯装置-DTD433MUY、达泰无线Modbus混合信号测控装置DTD433FHUY来实现客户提出的技改需求。无线通讯方案示意图▼1）在厂区办公楼中控室电脑端安装一台达泰工业级无线通信数据装置DTD433MUY，RS485接口，作为主站；

2）将高山水池、矿井水池、消防水池、洗煤厂浓缩池传感器和水泵分别连接至一台达泰无线Modbus混合信号测控装置DTD433FHUY，I/O接口，作为从站一、从站二、从站三、从站四；

至此，搭建了1主4从的无线自组通讯网络，实时采集各个水池的液位无线传输到中控室监测，并随时接收中控室发来的启停泵指令，同时具备报警机制。实现厂区水池供水的无线监测及远程控制功能。保障了生产用水的同时，也大大提高了工厂安全生产效率。六、无线方案的好处1.

节省改造周期及维护成本，提高生产效率：免除布线维护困扰，操作安全性、连贯性及生产效率大幅度提高。2.

数据传输可靠，全数字无线加密传输，抗干扰性强：此套无线传输系统跨越山上山下复杂地形，通讯环境繁杂的情况下，依旧可稳定传输50公里，将分散多处的水池液位数据发送至办公楼中控室。3.

实现厂区供水资源优化利用，提升管理效率，保障生产安全：通过实时监测液位与数据分析，不仅优化控制消耗和能源的利用，避免潜在安全隐患，还提升了管理效率。4.

安装简便，接线即用：可以直接代替有线4