本實用新型屬于礦井通風技術領域，特別涉及一種礦井通風風機自動控制系統(tǒng)。

背景技術：

據(jù)統(tǒng)計，我國平均百萬噸煤由于瓦斯爆炸造成的死亡人數(shù)，是美國的20倍，是印度的12倍，因此我國礦井通風狀況仍需進一步優(yōu)化，風機的自動化水平還需進一步提高。

本實施例通過現(xiàn)代控制理論與控制技術，對主風機控制方式進行改進，不僅要實現(xiàn)送風量的自主控制與自動調(diào)節(jié)，還能對故障進行提前預警與實時報警，預測器件的使用狀態(tài)與壽命，從根本上確保井下風機穩(wěn)定可靠運行，保證井下通風狀況良好，避免惡性事故的發(fā)生具有較大的現(xiàn)實意義。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例提供了一種礦井通風風機自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實現(xiàn)2方面功能，主風機送風量的調(diào)節(jié)與主風機運行狀態(tài)的監(jiān)控。所述技術方案如下：

本實用新型實施例提供了一種礦井通風風機自動控制系統(tǒng)，包括井下工控機、井上工控機和設于通風系統(tǒng)上的檢測模塊；所述檢測模塊包括電磁式速度傳感器、振動速度傳感器、壓力傳感器、主風機主軸承溫度傳感器和三相繞組與電機軸承溫度傳感器；所述井下工控機包括PLC、變頻器模塊、PROFIBUS-DP通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊，所述PLC與變頻器模塊、PROFIBUS-DP通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊電連接，所述檢測模塊通過PROFIBUS-DP通信模塊與PLC進行通信，所述PLC通過以太網(wǎng)通信模塊與井上工控機進行通信，所述變頻器模塊與通風系統(tǒng)上的主風機電連接；所述電磁式速度傳感器、振動速度傳感器、壓力傳感器、主風機主軸承溫度傳感器和三相繞組與電機軸承溫度傳感器通過對應的變送器與PROFIBUS-DP通信模塊電連接。

進一步地，本實用新型實施例中的檢測模塊還包括粉塵濃度傳感器，所述粉塵濃度傳感器通過對應的變送器與PROFIBUS-DP通信模塊電連接。

進一步地，本實用新型實施例中的檢測模塊還包括環(huán)境溫度傳感器，所述環(huán)境溫度傳感器通過對應的變送器與PROFIBUS-DP通信模塊電連接。

其中，本實用新型實施例中的變頻器模塊包括控制電路、整流器、直流轉換電路和逆變器，所述控制電路與整流器、逆變器和PLC電連接，所述整流器與逆變器之間設有直流轉換電路，所述逆變器與主風機電連接。

其中，本實用新型實施例中的控制電路包括變頻器和數(shù)模轉換芯片，所述變頻器與PLC和數(shù)模轉換芯片電連接，所述數(shù)模轉換芯片與PLC和變頻器電連接。

其中，本實用新型實施例中的井上工控機包括控制模塊、通信模塊、顯示模塊、報警模塊、風機啟停模塊和風機反轉模塊，所述通信模塊、顯示模塊、報警模塊、風機啟停模塊和風機反轉模塊與控制模塊電連接，所述通信模塊與以太網(wǎng)通信模塊通過網(wǎng)絡連接。

本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本實用新型實施例提供了一種礦井通風風機自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過下位機與上位機的結合，應用變頻器完成對主風機的無極變速控制，添加多種傳感器獲取井下自然參數(shù)與風機工況信息，實現(xiàn)對傳統(tǒng)井下通風主風機的控制，整個系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，風機運行穩(wěn)定可靠，有較好的實際應用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的礦井通風風機自動控制系統(tǒng)的結構框圖；

圖2是本實用新型實施例提供的變頻器模塊的結構框圖；

圖3是本實用新型實施例提供的控制電路與PLC連接的電路圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。

參見圖1，本實用新型實施例提供了一種礦井通風風機自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括井下工控機、井上工控機和設于通風系統(tǒng)上的檢測模塊。其中，檢測模塊包括電磁式速度傳感器、振動速度傳感器、壓力傳感器（可檢測電機位移等）、主風機主軸承溫度傳感器和三相繞組與電機軸承溫度傳感器等，各傳感器設于相應位置，如電磁式速度傳感器設于主風機主軸上，振動速度傳感器設于主風機機殼上，具體設置方式為本領域的技術人員所熟知。具體地，電磁式速度傳感器可以采用東大測振的MT3T型電磁式速度傳感器，振動速度傳感器可以采用30ZXP-J210型振動監(jiān)測裝置，前述兩個傳感器配合使用，將具體檢測到的振動參數(shù)轉換為標準直流信號完成對應的數(shù)據(jù)傳輸，采集信號精度可達±0.5%。壓力傳感器的選型考慮最大風壓及測量精度的要求，可以選用CYBZI的壓力傳感器，可將較小的差壓信號轉換成工業(yè)標準的電流完成溫度的傳輸。溫度傳感器的測溫電阻使用林電PT100鉑電阻，主風機主軸承溫度傳感器可以采用STT-S-AI-T，三相繞組與電機軸承溫度傳感器可以使用STT-S-AI-T3。各傳感器均帶有對應的變送器，輸出電流信號為標準的4-20mA，使用專用RVVP電纜傳輸采集信號，為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定準確的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息。其中，井下工控機包括PLC（具體可以為PLC S7-200）、變頻器模塊、PROFIBUS-DP通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊（還可以包括光電報警模塊和按鍵控制模塊）等，PLC與變頻器模塊、PROFIBUS-DP通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊電連接，PLC與PROFIBUS-DP通信模塊可以設置外接的模數(shù)轉化芯片（如BM231和BM235）連接也可以通過自帶的模數(shù)轉化芯片實現(xiàn)模數(shù)轉換。檢測模塊通過PROFIBUS-DP通信模塊與PLC進行通信（即檢測模塊通過PROFIBUS-DP通信模塊與PLC連接），PLC通過以太網(wǎng)通信模塊與井上工控機進行通信（即PLC通過以太網(wǎng)通信模塊與井上工控機連接）。變頻器模塊與通風系統(tǒng)上的主風機電連接；電磁式速度傳感器、振動速度傳感器、壓力傳感器、主風機主軸承溫度傳感器和三相繞組與電機軸承溫度傳感器通過對應的變送器與PROFIBUS-DP通信模塊電連接。即整個系統(tǒng)通信通過PROFIBUS-DP總線與工業(yè)以太網(wǎng)完成，使用PROFIBUS-DP電纜將現(xiàn)場使用的各種傳感器連接到一起，PLC通過CP243-1以太網(wǎng)通信模塊與井上工控機連接，實現(xiàn)實時風機狀態(tài)顯示和控制。

進一步地，參見圖1，本實用新型實施例中的檢測模塊還包括粉塵濃度傳感器，粉塵濃度傳感器通過對應的變送器與PROFIBUS-DP通信模塊電連接，用于實現(xiàn)根據(jù)井下的粉塵濃度對風機的自動控制以達到最佳的控制效果。粉塵濃度傳感器具體可以為GCG-1000檢測模塊。其設置方式與前述的各傳感器的設置方式相同，具體可設于風機和礦井壁上。

進一步地，本實用新型實施例中的檢測模塊還包括環(huán)境溫度傳感器，環(huán)境溫度傳感器通過對應的變送器與PROFIBUS-DP通信模塊電連接，用于根據(jù)環(huán)境濃度對風機實現(xiàn)自動調(diào)整。其具體采用林電PT100鉑電阻。

其中，參見圖2，本實用新型實施例中的變頻器模塊包括控制電路、整流器、直流轉換電路和逆變器等，直流轉換電路為LC電路，控制電路與整流器、逆變器和PLC電連接，整流器與逆變器之間設有直流轉換電路，整流器與電源電連接，逆變器與主風機電連接。

其中，參見圖3，本實用新型實施例中的控制電路包括變頻器和數(shù)模轉換芯片，變頻器與PLC和數(shù)模轉換芯片電連接，數(shù)模轉換芯片與PLC和變頻器電連接，通風系統(tǒng)的主電機與變頻器電連接。具體地，變頻器為MM430，數(shù)模轉換芯片為EM235。

變頻控制過程為：PLC輸出的模擬信號通過數(shù)模轉化芯片的轉換，將電流信號輸入到變頻器的模擬量輸入端，完成變頻器輸出頻率的控制，再由整流器和逆變器控制主風機的電機，從而實現(xiàn)送風量大小的變換。其中，變頻器可以實現(xiàn)風機的無極調(diào)速，減少啟動時的峰值功率損耗，降低了電耗，提高了電機的使用壽命，同時變頻器的自身保護功能健全，提高了主風機運行的穩(wěn)定性。

其中，本實用新型實施例中的井上工控機包括控制模塊、通信模塊、顯示模塊、報警模塊、風機啟停模塊和風機反轉模塊等，其中，風機啟停模塊用于遠程控制風機的開啟和關閉，風機反轉模塊用于遠程控制風機的反轉，報警模塊用于風機異常時發(fā)出報警（具體為聲光報警結構），控制模塊用于實現(xiàn)整個井上工控機的控制，通信模塊用于與井下工控機和互聯(lián)網(wǎng)等通信。其中，通信模塊、顯示模塊、報警模塊、風機啟停模塊和風機反轉模塊與控制模塊電連接，通信模塊與以太網(wǎng)通信模塊通過網(wǎng)絡連接。

本實用新型實施例提供了一種礦井通風風機自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過下位機與上位機的結合，應用變頻器完成對主風機的無極變速控制，添加多種傳感器獲取井下自然參數(shù)與風機工況信息，實現(xiàn)對傳統(tǒng)井下通風主風機的控制，整個系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，風機運行穩(wěn)定可靠，有較好的實際應用價值。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。