煤矿井下自动排水系统的设计

2011年11月第11期电子测试ELECTRONICTESTNov.2011No.111基于小波变换的稠油出砂信号去噪分析★李兵祥1，樊超2，张维娜1，张微1（1西安石油大学，陕西西安710065；2陕西青年职业学院，陕西西安710068）摘要：石油生产过程中，出砂不仅导致设备损伤、产量下降，而且还会影响到油气井的寿命，所以采取合理的防砂、治砂措施是非常重要的。但是压电式超声波传感器检测的出砂信号，包含很强的流体噪声和电磁干扰信号，必须去除干扰才能得到有用信号。本文采用小波变换在MATLAB下进行仿真，并与傅里叶变换比较去噪效果，结果显示小波变换既能有效的去除噪声，又能保存信号中的有用信息。经过室内试验及现场试验得到的数据显示，小波变换具有很好的去噪效果。关键词：压电式超声波传感器；小波变换；去噪中图分类号:TE8文献标识码:BDe-noisinganalysisofheavyoilsandingsignalsbasedonwavelettransformLiBingxiang1，FanChao2，ZhangWeina1，ZhangWei1(1Xi’anShiyouUniversity,ShaanxiXi’an710065;2ShaanxiYouthVocationalCollege,ShaanxiXi’an710068)Abstract:Intheprocessofoilproduction,sandproductionnotonlyleadtotheequipmentdamageandreducetheproduction,butalsocanaffectthelifeoftheoilwell,sotakereasonablesandmeasurementsandcontrolisveryimportant.Butthesignalsdetectedbythepiezoelectricultrasonicsensorcontainstrongfluidnoiseandelectromagneticinterference,inordertogettheusefulsignals,theinterferencesmustberemoved.Thispaperuseswavelettransform,andsimulateintheMATLAB,andcomparesthede-noisingeffectswiththeFouriertransform,theresultsshowthatthewavelettransformcaneffectivelyremovenoises,anditalsopreservestheusefulinformationofthesignals.Throughthedatafromlaboratorytestandfieldtestshowthatthewavelettransformhaveverygoodde-noisingeffect.Keywords:piezoelectricultrasonicsensor;wavelettransform;de-noising★基金项目：陕西省教育厅项目“油气井出砂实时监测方法研究”资助(2010JK786)92013.24设计与研发0引言本课题根据我国煤炭行业发展需要，针对现有某些井下排水自动化控制系统在安全性、可靠性、经济性等方面的不足，以某矿低瓦斯矿井中央水泵房自动化建设项目为研究背景，设计一种矿井主排水自动控制系统。矿井排水系统由排水系统硐室和排水设备设施两大部分组成。矿井主排水系统硐室主要由主排水泵房硐室、水仓和管子道组成；矿井排水设备设施主要由水泵、电动机、供电电缆、排水管、闸阀、逆止阀、底阀或引水装置、压力表、真空表、启动控制开关等组成。本设计工作包括：(1)了解井下主排水系统的结构及工作原理，对系统总体结构进行设计，包括水泵房管网结构设计，控制系统网络结构设计，PLC系统结构设计，以及系统功能设计；(2)对控制系统硬件进行设计，包括PLC硬件模块选型与地址分配；(3)利用STEP7软件，对控制系统PLC软件部分进行设计，包括PLC硬件组态，PLC网络组态，以及控制程序设计；1排水控制系统的总体设计1.1排水控制系统总体设计如图1所示水泵房排水管路具体排水线路情况，图中有水泵机组5套，出水管线2条。每一个排水泵与两条管路相连，当其中一条管路故障时，可启动另一条管路继续工作。1.2PLC控制系统排水自动控制系统PLC结系统由PLC（可编程逻辑控制器）、触摸屏、检测部分（模拟量和开关量采集）、执行部分等组成。PLC控制器作为控制系统的核心部分，用于完成对检测量的运算、存储和上传，并根据检测结果进行逻辑处理，控制水泵及其附属设备的启停，并能