專利名稱：一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)機(jī)自控控制領(lǐng)域，提供了一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦井通風(fēng)是把地面新鮮空氣連續(xù)不斷的送入到井下各用風(fēng)地點(diǎn)(采掘工作面、硐室等)，其目的是稀釋和排除有害氣體和礦塵，提供井下人員所需的氧氣，同時(shí)創(chuàng)造一個(gè)良好的氣候條件。礦井通風(fēng)是保障礦井安全最主要的技術(shù)手段之一?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)；必須配備兩臺(tái)同型號(hào)的主要通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用；礦井必須有完整獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，必須按實(shí)際風(fēng)量核定礦井產(chǎn)量，即“以風(fēng)定產(chǎn)”。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是否合理，對(duì)整個(gè)礦井通風(fēng)狀況的好壞和能否保障礦井安全生產(chǎn)起著重要的作用，同時(shí)應(yīng) 備，用于礦井井下的通風(fēng)換氣，改善井下的工作條件及空氣質(zhì)量，確保礦山安全生產(chǎn)。在礦井主要通風(fēng)機(jī)的選型時(shí)，除了考慮煤礦本身的安全性，即按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)、礦井瓦斯和其他廢氣計(jì)算所需風(fēng)量；還考慮了煤礦的可持續(xù)發(fā)展性，即煤礦不斷開采擴(kuò)大對(duì)風(fēng)量的要求，以及通風(fēng)機(jī)特性與礦井通風(fēng)特性的不匹配，致使主要通風(fēng)機(jī)選型偏大、風(fēng)機(jī)風(fēng)量偏高、電機(jī)容量偏大，風(fēng)機(jī)風(fēng)量不能根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期處于“大馬拉小車”的運(yùn)行狀態(tài)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低下；現(xiàn)有礦井主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行中發(fā)生風(fēng)機(jī)軸承溫度過高、風(fēng)機(jī)電流過載、風(fēng)機(jī)電壓過壓、欠壓，供電系統(tǒng)缺相等故障時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取風(fēng)機(jī)停機(jī)等應(yīng)對(duì)措施，使風(fēng)機(jī)軸承和風(fēng)機(jī)電機(jī)損壞，造成較大經(jīng)濟(jì)損失現(xiàn)有礦井主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行中不能對(duì)礦井總回風(fēng)巷的風(fēng)量和風(fēng)速進(jìn)行監(jiān)控，在煤礦礦井發(fā)生瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤塵爆炸等事故需要反向送風(fēng)時(shí)不能快速反向送風(fēng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠根據(jù)況礦井工作環(huán)境，設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行制動(dòng)控制、調(diào)節(jié)設(shè)備的工作狀態(tài)的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)、控制風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速的變頻器、對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行控制的可編程邏輯控制器，其特征在于所述可編程邏輯控制器配置有反饋信號(hào)采集單元，所述風(fēng)機(jī)、變頻器、邏輯控制器和負(fù)反饋采集單元構(gòu)成閉環(huán)控制單
J Li ο進(jìn)一步的說，所述負(fù)反饋采集單元包括用于檢測(cè)瓦斯?jié)舛鹊耐咚節(jié)舛葌鞲衅?，用于檢測(cè)風(fēng)壓的壓力變送器。進(jìn)一步的說，所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅髋c可編程邏輯控制器構(gòu)成正反饋閉環(huán)控制，所述用于檢測(cè)風(fēng)壓的壓力變送器與可編程邏輯控制器構(gòu)成負(fù)反饋閉環(huán)控制。進(jìn)一步的說，還包括風(fēng)門，所述風(fēng)門設(shè)置檢測(cè)其開關(guān)狀態(tài)的位置開關(guān)，所述位置開關(guān)將風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)信號(hào)送給可編程邏輯控制器。[0010]進(jìn)一步的說，還包括并聯(lián)設(shè)置在在輸入電網(wǎng)上的電壓繼電器，所述電壓繼電器與可編程邏輯控制器連接，將過壓信號(hào)或者欠壓信號(hào)送給可編程邏輯控制器。進(jìn)一步的說，還包括設(shè)置在風(fēng)機(jī)上用于檢測(cè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器將采集到的溫度信號(hào)送給與其連接的可編程邏輯控制器。進(jìn)一步的說，至少包括2套由風(fēng)機(jī)、變頻器、可編程邏輯控制器和負(fù)反饋采集單元構(gòu)成閉環(huán)控制單元，且每個(gè)閉環(huán)控制電路的可編程邏輯控制器形成互鎖。進(jìn)一步的說，所述可編程邏輯控制器內(nèi)配置有用于切換各個(gè)閉環(huán)控制單元的初始化程序。 進(jìn)一步的說，所述可編程邏輯控制器根據(jù)電壓繼電器、溫度傳感器的反饋信號(hào)對(duì)各個(gè)閉環(huán)控制單元進(jìn)行切換。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型采用閉環(huán)控制技術(shù)，實(shí)時(shí)采集礦井瓦斯?jié)舛?、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓等數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，增加了設(shè)備的智能化程度，有效的節(jié)約了電能，且風(fēng)機(jī)設(shè)置有過壓、欠壓、高溫保護(hù)裝置，當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)單元出現(xiàn)過壓、欠壓或溫度過高，可自動(dòng)切換至另一臺(tái)風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了故障情況下智能切換風(fēng)機(jī)，使得礦井下能夠?qū)崟r(shí)有風(fēng)機(jī)送風(fēng)，保證了礦井下工作人員的安全系數(shù)。

圖I為本實(shí)用新型的閉環(huán)控制圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示本實(shí)用新型閉環(huán)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、控制風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速的變頻器、對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行控制的可編程邏輯控制器，用于采集反饋信號(hào)的反饋采集單元，采集反饋信號(hào)的反饋采集單元包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱蛪毫ψ兯推?。所述可編程邏輯控制器、變頻器、風(fēng)機(jī)、瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳂?gòu)成正反饋閉環(huán)Cl，且閉環(huán)Cl設(shè)為最高優(yōu)先級(jí)，所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅饔糜诓杉咚節(jié)舛确答佇盘?hào)，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^預(yù)設(shè)值、或者上升時(shí)，瓦斯?jié)舛刃盘?hào)反饋給可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器進(jìn)行PID運(yùn)算后控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快，即增大風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)量，降低瓦斯?jié)舛?。所述可編程邏輯控制器、變頻器、風(fēng)機(jī)、壓力變送器構(gòu)成負(fù)反饋閉環(huán)C2，且閉環(huán)C2優(yōu)先級(jí)低于閉環(huán)Cl，即當(dāng)瓦斯?jié)舛冗^高的時(shí)候，閉環(huán)C2不工作，當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀陬A(yù)設(shè)值或者穩(wěn)定不上升的時(shí)候，閉環(huán)C2的壓力變送器將風(fēng)壓信號(hào)送給可編程邏輯控制器，如果風(fēng)壓高于預(yù)設(shè)值(即鼓風(fēng)大小)這閉環(huán)C2降低轉(zhuǎn)速達(dá)到節(jié)能的目的。本實(shí)用新型至少包括2套由風(fēng)機(jī)、變頻器、可編程邏輯控制器和反饋采集單元構(gòu)成閉環(huán)控制單元即一套運(yùn)行風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、一套備用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，且每個(gè)閉環(huán)控制電路的可編程邏輯控制器形成互鎖，即運(yùn)行風(fēng)機(jī)系統(tǒng)與備用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)形成互鎖。且每套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)置有風(fēng)門，風(fēng)門設(shè)置有用于檢測(cè)其開關(guān)狀態(tài)的位置開關(guān)，所述位置開關(guān)將風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)信號(hào)送給可編程邏輯控制器，通過可編程邏輯控制器控制各套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)門的互鎖。即第一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)門關(guān)閉的時(shí)候第二套風(fēng)門的才能打開；第二套的風(fēng)門閉合，第一套的風(fēng)門才能打開。[0023]且每套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)還包括并聯(lián)在設(shè)置在輸入電網(wǎng)上的電壓繼電器，所述電壓繼電器與可編程邏輯控制器連接，將過壓信號(hào)或者欠壓信號(hào)送給可編程邏輯控制器。還包括設(shè)置在風(fēng)機(jī)上用于檢測(cè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器將采集到的溫度信號(hào)送給與其連接的可編程邏輯控制器。可編程邏輯控制器根據(jù)電壓繼電器、溫度傳感器的反饋信號(hào)對(duì)各個(gè)閉環(huán)控制單元進(jìn)行切換。即運(yùn)行風(fēng)機(jī)與備用風(fēng)機(jī)緊急自動(dòng)切換功能。當(dāng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障不能繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，在發(fā)出聲光報(bào)警的同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)施緊急自動(dòng)切換功能?？删幊踢壿嬁刂破鲀?nèi)配置有用于切換各個(gè)閉環(huán)控制單元的初始化程序，在一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過段時(shí)間后自動(dòng)切換到另一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。現(xiàn)在通用的變頻器都能很好的控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，在緊急情況需要反風(fēng)時(shí)，操作人員只需先按下“停止”按鈕，再按“反轉(zhuǎn)”按鈕，即可實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。反風(fēng)運(yùn)行與正常運(yùn)行之間進(jìn)行互鎖，確保兩者運(yùn)行的安全性和可靠性。且風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)之間設(shè)置有緊急啟動(dòng)開關(guān)，當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如變頻器故障、可編程邏輯控制器故障、傳感器故障等問題的時(shí)候，可以將風(fēng)機(jī)直接接入電網(wǎng)，接入50Hz的 工頻電能，確保電機(jī)的運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)、控制風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速的變頻器、對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行控制的可編程邏輯控制器，其特征在于所述可編程邏輯控制器配置有反饋信號(hào)采集單元，所述風(fēng)機(jī)、變頻器、邏輯控制器和負(fù)反饋采集單元構(gòu)成閉環(huán)控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于所述負(fù)反饋采集單元包括用于檢測(cè)瓦斯?jié)舛鹊耐咚節(jié)舛葌鞲衅?，用于檢測(cè)風(fēng)壓的壓力變送器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅髋c可編程邏輯控制器構(gòu)成正反饋閉環(huán)控制，所述用于檢測(cè)風(fēng)壓的壓力變送器與可編程邏輯控制器構(gòu)成負(fù)反饋閉環(huán)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅髋c可編程邏輯控制器構(gòu)成正反饋閉環(huán)控制優(yōu)先級(jí)高于所述用于檢測(cè)風(fēng)壓的壓力變送器與可編程邏輯控制器構(gòu)成負(fù)反饋閉環(huán)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于還包括風(fēng)門，所述風(fēng)門設(shè)置檢測(cè)其開關(guān)狀態(tài)的位置開關(guān)，所述位置開關(guān)將風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)信號(hào)送給可編程邏輯控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于還包括并聯(lián)在設(shè)置在輸入電網(wǎng)上的電壓繼電器，所述電壓繼電器與可編程邏輯控制器連接，將過壓信號(hào)或者欠壓信號(hào)送給可編程邏輯控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于還包括設(shè)置在風(fēng)機(jī)上用于檢測(cè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器將采集到的溫度信號(hào)送給與其連接的可編程邏輯控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于至少包括2套由風(fēng)機(jī)、變頻器、可編程邏輯控制器和負(fù)反饋采集單元構(gòu)成閉環(huán)控制單元，且每個(gè)閉環(huán)控制電路的可編程邏輯控制器形成互鎖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于所述可編程邏輯控制器內(nèi)配置有用于切換各個(gè)閉環(huán)控制單元的初始化程序。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于所述可編程邏輯控制器根據(jù)電壓繼電器、溫度傳感器的反饋信號(hào)對(duì)各個(gè)閉環(huán)控制單元進(jìn)行切換。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種煤礦通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其主旨在與解決現(xiàn)有的通風(fēng)機(jī)不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行工作狀態(tài)的自我調(diào)節(jié)，不僅存在電能浪費(fèi)且存在安全隱患。該通風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、變頻器、可編程邏輯控制器，所述可編程邏輯控制器配置有反饋信號(hào)采集單元，風(fēng)機(jī)、變頻器、邏輯控制器和負(fù)反饋采集單元構(gòu)成閉環(huán)控制單元。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集礦井瓦斯?jié)舛?、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓等數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，提高了智能化程度，有效的節(jié)約了電能，且風(fēng)機(jī)設(shè)置有過壓、欠壓、超溫保護(hù)裝置，當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)單元出現(xiàn)過壓、欠壓或溫度過高，可自動(dòng)切換至另一臺(tái)風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了故障情況下智能切換風(fēng)機(jī)，使得礦井下能夠?qū)崟r(shí)有風(fēng)機(jī)送風(fēng)，保證了礦井下工作人員的安全系數(shù)。
文檔編號(hào)E21F1/00GK202520354SQ20122016679
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者盧建波, 孫建, 彭倫天, 潘開方, 陳鏡漢 申請(qǐng)人:重慶飛爾達(dá)機(jī)械有限責(zé)任公司