專利名稱：一種礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通風(fēng)機(jī)控制器，具體的是涉及一種礦用可自動(dòng)調(diào)速的通風(fēng)機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
煤礦井下條件特殊，環(huán)境差，瓦斯等有毒有害氣體不時(shí)涌出，嚴(yán)重威脅著礦工的生命安全和企業(yè)的安全生產(chǎn)，所以礦井通風(fēng)是安全生產(chǎn)的首要基礎(chǔ)工作。為了保證通風(fēng)的連續(xù)性和可靠性，大多企業(yè)目前使用的是一種“雙電源自動(dòng)切換磁力啟動(dòng)器”，該啟動(dòng)器僅能在第一回路電源失電時(shí)，第二回路自動(dòng)啟動(dòng)繼續(xù)向工作面供風(fēng)，保證通風(fēng)的連續(xù)性。但其缺點(diǎn)是不管工作面瓦斯?jié)舛榷喔?，需要多大風(fēng)量，始終以恒定的風(fēng)速風(fēng)量進(jìn)行供風(fēng)。特別是當(dāng)電機(jī)故障造成停機(jī)停風(fēng)時(shí)卻不能自動(dòng)切換。從而造成工作面瓦斯積聚超限或無風(fēng)微風(fēng)作業(yè)，為礦山安全生產(chǎn)帶來隱患。有的通風(fēng)機(jī)控制器也使用變頻器代替了傳統(tǒng)的磁力啟動(dòng)器，但只是應(yīng)用了變頻器良好的啟動(dòng)性能，風(fēng)量風(fēng)速仍然得不到自動(dòng)控制。但當(dāng)工作面瓦斯?jié)舛壬邥r(shí)卻不能自動(dòng)加大風(fēng)速風(fēng)量來稀釋瓦斯?jié)舛炔⑼咚沟扔卸居泻怏w帶出工作面，保證工作面瓦斯?jié)舛扔啦怀?，這也是目前通風(fēng)管理的最大技術(shù)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種可自動(dòng)調(diào)整風(fēng)速的通風(fēng)機(jī)控制器，保證瓦斯?jié)舛缺３衷谝粋€(gè)安全的范圍內(nèi)，提高了作業(yè)人員的安全性。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式如下:一種礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，該控制器包括電源、雙電源自動(dòng)切換裝置、變頻控制器BPQ、旁路、可編程控制器PLC、瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、報(bào)警器、通風(fēng)機(jī)；
電源包括1#電源和2#電源，為雙電源自動(dòng)切換裝置提供電源；
雙電源自動(dòng)切換裝置包括隔離開關(guān)和真空接觸器，1#電源經(jīng)隔離開關(guān)GK2和真空接觸器KM2形成回路1，2#電源經(jīng)隔離開關(guān)GKl和真空接觸器KMl后形成回路2，所述回路2與回路I并聯(lián)接入變頻控制器BPQ的輸入端；
變頻控制器BPQ的輸出端一路經(jīng)真空接觸器KM3接主局扇通風(fēng)機(jī)電機(jī)D1，一路經(jīng)真空接觸器KM4接副局扇通風(fēng)機(jī)電機(jī)D2。真空接觸器KM5與變頻控制器BPQ的輸入輸出端相并聯(lián)形成旁路；
可編程控制器PLC，輸入端分別接電源、變頻控制器、雙電源自動(dòng)切換裝置、工頻旁路真空接觸器KM5的反饋接點(diǎn)。輸出端分別接自動(dòng)切換繼電器K1，變頻輸出繼電器K2，工頻輸出繼電器K3，主風(fēng)機(jī)控制繼電器K4，副風(fēng)機(jī)控制繼電器K5，變頻器故障輸出K6，風(fēng)電瓦斯電閉鎖繼電器K7和報(bào)警器,模擬輸入輸出模塊EM235的兩個(gè)輸入端V1、V2分別接瓦斯傳感器和風(fēng)速傳感器，輸出端OUT接變頻控制器BPQ的頻率調(diào)節(jié)口 V。進(jìn)一步的，所述1#電源包括X1、X2、X3，2#電源包括三相電源X4、X5、X6，所述變頻控制器BPQ的輸出端兩路線上分別設(shè)有電機(jī)綜合保護(hù)器JDB1、JDB2，所述電機(jī)綜合保護(hù)器JDB1、JDB2接入可編程控制器PLC的輸入端。所述報(bào)警器與故障輸出繼電器K6的常開接點(diǎn)、風(fēng)電瓦斯電閉鎖繼電器K7的常閉接點(diǎn)以及副風(fēng)機(jī)接觸器KM4和保護(hù)器JDB2的串聯(lián)接點(diǎn)三者并聯(lián)的接點(diǎn)連接。優(yōu)選的，所述可編程控制器PLC為SIEMENS S7-200型，輸入端的電源為220V，所述變頻控制器BPQ采用以絕緣柵雙極晶體管IGBT功率器件為主的變頻設(shè)備。本發(fā)明的通風(fēng)機(jī)控制器，具有以下功能，第一、本控制器為雙回路電源設(shè)計(jì)，當(dāng)主回路斷電或故障時(shí)，備用回路能夠迅速自動(dòng)啟動(dòng)，繼續(xù)提供電源，使通風(fēng)機(jī)工作，保證通風(fēng)的不間斷性；第二、本控制器為雙風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，當(dāng)主風(fēng)機(jī)電機(jī)發(fā)生短路斷相接地漏電等故障時(shí)，本控制器能夠自動(dòng)切換到備用風(fēng)機(jī)，繼續(xù)工作；第三、本控制器在變頻器發(fā)生故障而不能工作時(shí)，能夠自動(dòng)由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行；第四、本控制器在瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)，而一臺(tái)主風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行也不能有效控制瓦斯?jié)舛葧r(shí)，能夠自動(dòng)啟動(dòng)副風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)大風(fēng)量工作，以快速降低瓦斯?jié)舛?，確保安全生產(chǎn)；第五、本控制器有完善的采樣檢測傳感器和聲光語音報(bào)警系統(tǒng)，能夠動(dòng)態(tài)地準(zhǔn)確監(jiān)測工作面的瓦斯?jié)舛群惋L(fēng)速風(fēng)量，當(dāng)指標(biāo)超過安全數(shù)值時(shí)迅速向工作面和礦指揮中心發(fā)出報(bào)警，以利檢查排除安全隱患；第六、本控制器在工作面或通風(fēng)機(jī)附近瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)，能夠自動(dòng)切斷工作面設(shè)備總電源，并向工作面和礦安全調(diào)度指揮中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)。第七、本控制器能夠根據(jù)工作面瓦斯?jié)舛茸詣?dòng)調(diào)整通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即自動(dòng)調(diào)整供風(fēng)量，使工作面瓦斯?jié)舛仁冀K控制在安全數(shù)值以內(nèi)。在瓦斯?jié)舛容^低或在允許值以內(nèi)時(shí)，由PLC控制變頻器輸出適當(dāng)?shù)念l率，使通風(fēng)機(jī)輸出較低的轉(zhuǎn)速，以較小的風(fēng)量提供給工作面。當(dāng)瓦斯?jié)舛韧蝗簧邥r(shí)，瓦斯傳感器將采集到的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)立即反饋給PLC，PLC立即將瓦斯?jié)舛戎蹬c設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算比較，然后控制變頻器輸出頻率按設(shè)定值調(diào)整，提高通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以較大的風(fēng)速風(fēng)量稀釋工作面的瓦斯等有毒有害氣體濃度并帶走瓦斯，同時(shí)報(bào)警器發(fā)出瓦斯超限聲光警報(bào)，提醒工作面工作人員檢查、排除瓦斯隱患，從而達(dá)到安全生產(chǎn)之目的。當(dāng)最大風(fēng)量仍不能使瓦斯?jié)舛冉档?，或工作面處于微風(fēng)狀態(tài)而通風(fēng)機(jī)又不能提供足夠風(fēng)量時(shí)，風(fēng)電瓦斯電閉鎖繼電器K7立即動(dòng)作，自動(dòng)切斷工作面電源，同時(shí)報(bào)警器和LED3發(fā)出聲光報(bào)警，并向礦指揮部門反饋隱患信息。當(dāng)瓦斯?jié)舛冉档秃?，本控制器又能根?jù)風(fēng)速傳感器反饋的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整變頻器的輸出頻率，從而減小通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，既滿足了工作面需要，又減少了粉塵污染和電能損耗，具有很高的安全環(huán)保的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框 圖2為本發(fā)明的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，合上隔離開關(guān)GK1、GK2，變壓器BKl輸出24直流電，繼電器延時(shí)3秒吸合，其觸點(diǎn)一路接通BK2電源至X1、X3，220V輸出供PLC電源，36V為各執(zhí)行接觸器吸合提供電源。另一觸點(diǎn)使輸入端X2接低電平，自動(dòng)切換繼電器不動(dòng)作，于是回路I電源接觸器得電吸合。變頻控制器BPQ有電；電機(jī)保護(hù)JDB器對(duì)負(fù)荷線路檢測正常，其接點(diǎn)閉合，PLC輸入端10.4、10.5接低電平，主風(fēng)機(jī)繼電器K4優(yōu)先吸合，主風(fēng)機(jī)接觸器KM3得電吸合為風(fēng)機(jī)啟動(dòng)提供必要條件。此時(shí)瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器也將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給PLC，為變頻控制器BPQ提供合適的頻率信號(hào)。當(dāng)一切正常，按下啟動(dòng)按鈕QA，變頻輸出繼電器K2吸合，接通了變頻器BPQ的啟動(dòng)回路，于是變頻器啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)按預(yù)設(shè)的適當(dāng)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)開始向工作面送風(fēng)。當(dāng)回路I電源突然斷電時(shí)，繼電器K無電釋放，變壓器KB2的電源被轉(zhuǎn)換到2回路的X4、X6上，繼續(xù)為整個(gè)電路提供電源，同時(shí)另一接點(diǎn)斷開的輸入端，使其變?yōu)楦唠娖?，于是自?dòng)切換繼電器Kl吸合，斷開了 KMl的吸合回路，接通了回路2電源接觸器KM2吸合回路，回路2電源向控制器BPQ供電。于是達(dá)到了雙電源自動(dòng)切換，不間斷供電的目的。同時(shí)指示燈LEDl亮，提示維護(hù)人員檢查處理斷電原因。當(dāng)變頻器BPQ發(fā)生故障而停止工作時(shí)，其故障信號(hào)使PLC的10.3變?yōu)榈碗娖剑谑亲冾l輸出繼電器K2釋放，工頻繼電器K3吸合，旁路接觸器KM5得電吸合，風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示維護(hù)人員檢查處理變頻器故障。當(dāng)主風(fēng)機(jī)電機(jī)Dl發(fā)生漏電、短路、過載或斷相等故障，不能工作時(shí)，電機(jī)綜合保護(hù)器JDBl的接點(diǎn)斷開，主風(fēng)機(jī)接觸器KM3無電釋放，主風(fēng)機(jī)Dl停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)使可編程控制器PLC的輸入端10.4變?yōu)楦唠娖?，主風(fēng)機(jī)繼電器K4釋放，副風(fēng)機(jī)繼電器K5吸合，副風(fēng)機(jī)接觸器KM4也得電吸合，副風(fēng)機(jī)D2接替主風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，繼續(xù)向工作面供風(fēng)，以保證通風(fēng)的連續(xù)性。同時(shí)，報(bào)警器Y電源被接通，LED2發(fā)光指示，發(fā)出故障聲光報(bào)警，提示維護(hù)人員檢查處理電機(jī)故障原因。當(dāng)變頻器BPQ輸出已是最大頻率，即風(fēng)速風(fēng)量已是最大允許值,而瓦斯?jié)舛热匀怀^允許值即> 1%時(shí)，風(fēng)電瓦斯電繼電器立即釋放，斷開工作面電源總開關(guān)的吸合回路，從而切斷瓦斯超限工作面的總電源，防止瓦斯事故的發(fā)生。與此同時(shí)聲光報(bào)警電路動(dòng)作，向控制中心和工作面發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，以提示有關(guān)部門和有關(guān)人員檢查排除瓦斯隱患。風(fēng)電瓦斯電閉鎖繼電器和故障輸出繼電器的輸出接點(diǎn)與地面調(diào)度指揮中心的報(bào)警裝置相連，以便使指揮者及時(shí)迅速地作出決策。
權(quán)利要求
1.一種礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于該控制器包括電源、雙電源自動(dòng)切換裝置、變頻控制器BPQ、旁路、可編程控制器PLC、瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、報(bào)警器、通風(fēng)機(jī)； 電源包括1#電源和2#電源，分別連接雙電源自動(dòng)切換裝置； 雙電源自動(dòng)切換裝置包括隔離開關(guān)和真空接觸器，1#電源經(jīng)隔離開關(guān)GK2和真空接觸器KM2形成回路I，2#電源經(jīng)隔離開關(guān)GKl和真空接觸器KMl后形成回路2，所述回路2與回路I并聯(lián)接入變頻控制器BPQ的輸入端； 變頻控制器BPQ的輸出端一路經(jīng)真空接觸器KM3接主局扇通風(fēng)機(jī)電機(jī)D1，一路經(jīng)真空接觸器KM4接副局扇通風(fēng)機(jī)電機(jī)D2 ； 真空接觸器KM5與變頻控制器BPQ的輸入輸出端相并聯(lián)形成旁路； 可編程控制器PLC，輸入端分別接電源、變頻控制器、雙電源自動(dòng)切換裝置、工頻旁路真空接觸器KM5的反饋接點(diǎn)； 輸出端分別接自動(dòng)切換繼電器Kl，變頻輸出繼電器K2，工頻輸出繼電器K3，主風(fēng)機(jī)控制繼電器K4，副風(fēng)機(jī)控制繼電器K5，變頻器故障輸出K6，風(fēng)電瓦斯電閉鎖繼電器K7和報(bào)警器，模擬輸入輸出模塊EM235的兩個(gè)輸入端V1、V2分別接瓦斯傳感器和風(fēng)速傳感器,輸出端OUT接變頻控制器BPQ的頻率調(diào)節(jié)口 V。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于所述1#電源包括三相電源X1、X2、X3，2#電源包括三相電源X4、X5、X6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于所述變頻控制器BPQ的輸出端兩路線上分別設(shè)有電機(jī)綜合保護(hù)器JDB1、JDB2，接入可編程控制器PLC的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于所述報(bào)警器與故障輸出繼電器K6的常開接點(diǎn)、風(fēng)電瓦斯電閉鎖繼電器K7的常閉接點(diǎn)以及副風(fēng)機(jī)接觸器KM4和保護(hù)器JDB2的串聯(lián)接點(diǎn)三者并聯(lián)的接點(diǎn)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于所述可編程控制器PLC為 SIEMENS S7-200 型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于所述可編程控制器PLC輸入端的電源為220V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于所述變頻控制器BPQ采用以絕緣柵雙極晶體管IGBT功率器件為主的變頻設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，其特征在于所述控制器連接有LED1、LED2、LED3狀態(tài)指示電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦用智能通風(fēng)機(jī)控制器，該控制器包括電源、雙電源自動(dòng)切換裝置、變頻控制器BPQ、旁路、可編程控制器PLC、瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、報(bào)警器、通風(fēng)機(jī)，本發(fā)明的通風(fēng)機(jī)控制器能夠根據(jù)工作面瓦斯?jié)舛茸詣?dòng)調(diào)整通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即自動(dòng)調(diào)整供風(fēng)量，使工作面瓦斯?jié)舛仁冀K控制在安全數(shù)值以內(nèi)。
文檔編號(hào)F04D27/00GK103104532SQ201310018828
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者王曉紅 申請(qǐng)人:王曉紅