一种基于光纤架构的风机切换保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及风机切换装置，具体涉及一种基于光纤架构的风机切换保护装置。


背景技术：

2.煤矿井下局部通风机是对矿井掘进工作面送风的重要设备，风机的工作状态，与井下掘进工作面的送风质量以及瓦斯等有害气体的排放有着直接的关系。近几年来我国在瓦斯治理及供电安全方面投入了大量人力和财力，提高了矿井的安全系数，但控制局部通风机的自动切换系统仍存在诸多问题，如：自动化低和可靠性差等，无计划停电停风现象时有发生，为瓦斯超限埋下了隐患，直接威胁着煤矿生产的安全。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于光纤架构的风机切换保护装置，其可以高可靠性的自动切换双风机组，提高煤矿生产的安全性。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于光纤架构的风机切换保护装置，包括位于地面上的工控机，还包括位于矿井下的矿用隔爆交换机、多个双风机切换保护装置和多组双风机组，所述双风机切换保护装置的个数与所述双风机组的组数相等并一一对应；所述工控机通过光纤与所述矿用隔爆交换机通信连接，所述矿用隔爆交换机通过光纤分别与多个所述双风机切换保护装置通信连接，多个所述双风机切换保护装置均通过光纤与对应的所述双风机组电连接。
5.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
6.进一步，所述双风机切换保护装置包括光电转换器、光耦oc、电阻r、电容c、二极管d、第一继电器、第二继电器、第一交流接触器和第二交流接触器；所述光电转换器的输入端连接光纤，所述光电转换器的输出端连接在所述光耦的输入端上，所述光耦的输出端依次通过所述电阻r以及所述二极管d连接在电压vcc上，所述电容c与所述电阻r并联；所述第一继电器的线圈ka1-1一端连接电压vcc，另一端接地；所述第二继电器的线圈ka2-1与所述二极管d并联；所述第一继电器的常闭触点ka1-2与所述第一交流接触器的线圈km1-1串联后连接在电压vcc与地之间，所述第二继电器的常开触点ka2-2与所述第二交流接触器的线圈km2-1串联后连接在电压vcc与地之间；所述双风机组包括主风机m1和备用风机m2，所述主风机m1通过所述第一交流接触器的主触头km1-2对应电连接在三相交流电的三相上，所述备用风机m2通过所述第二交流接触器的主触头km2-2对应电连接在三相交流电的三相上。
7.进一步，所述主风机m1与所述第一交流接触器的主触头km1-2之间串联有第一热保护器件fr1；所述备用风机m2与所述第二交流接触器的主触头km2-2之间串联有第二热保护器件fr2。
8.进一步，矿井下还设有本安电源，所述本安电源用于提供电压vcc。
9.进一步，所述本安电源包括依次电连接的隔离变压器、ac-dc转换器和稳压器，所
述隔离变压器的初级线圈连接在供电源上，所述稳压器输出电压vcc。
10.进一步，矿井下还设有瓦斯浓度检测仪和温度传感器；所述瓦斯浓度检测仪以及所述温度传感器均通过本安通信模块与所述矿用隔爆交换机通信连接。
11.进一步，所述瓦斯浓度检测仪以及所述温度传感器均设有多个，每一组所述双风机组周围均设有一个所述瓦斯浓度检测仪以及一个所述温度传感器。
12.进一步，所述瓦斯浓度检测仪以及所述温度传感器与所述本安通信模块之间通过光纤连接，所述本安通信模块与所述矿用隔爆交换机之间通过光纤连接。
13.本实用新型的有益效果是：在本实用新型一种基于光纤架构的风机切换保护装置中，地面远程的工控机以及矿井下的矿用隔爆交换机、双风机切换保护装置和双风机组通过光纤架构起来，信号传输快速可靠；通过地面远程的工控机控制矿井下的双风机组可以实现自动化的控制，且双风机的设计可以避免无计划停电停风导致瓦斯超限的情况发生。
附图说明
14.图1为本实用新型一种基于光纤架构的风机切换保护装置的整体结构框图；
15.图2为本实用新型一种基于光纤架构的风机切换保护装置的具体具体结构示意图。
具体实施方式
16.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
17.如图1所示，一种基于光纤架构的风机切换保护装置，包括位于地面上的工控机，还包括位于矿井下的矿用隔爆交换机、多个双风机切换保护装置和多组双风机组，所述双风机切换保护装置的个数与所述双风机组的组数相等并一一对应；所述工控机通过光纤与所述矿用隔爆交换机通信连接，所述矿用隔爆交换机通过光纤分别与多个所述双风机切换保护装置通信连接，多个所述双风机切换保护装置均通过光纤与对应的所述双风机组电连接。
18.在本具体实施例中：
19.如图2所示，所述双风机切换保护装置包括光电转换器、光耦oc、电阻r、电容c、二极管d、第一继电器、第二继电器、第一交流接触器和第二交流接触器；所述光电转换器的输入端连接光纤，所述光电转换器的输出端连接在所述光耦的输入端上，所述光耦的输出端依次通过所述电阻r以及所述二极管d连接在电压vcc上，所述电容c与所述电阻r并联；所述第一继电器的线圈ka1-1一端连接电压vcc，另一端接地；所述第二继电器的线圈ka2-1与所述二极管d并联；所述第一继电器的常闭触点ka1-2与所述第一交流接触器的线圈km1-1串联后连接在电压vcc与地之间，所述第二继电器的常开触点ka2-2与所述第二交流接触器的线圈km2-1串联后连接在电压vcc与地之间；所述双风机组包括主风机m1和备用风机m2，所述主风机m1通过所述第一交流接触器的主触头km1-2对应电连接在三相交流电的三相上，所述备用风机m2通过所述第二交流接触器的主触头km2-2对应电连接在三相交流电的三相上。
20.当光耦oc的输入端为低电平时，光耦oc关闭，第二继电器的线圈ka2-1两端无电流
通过，磁吸开关断开，导致第二继电器的常开触点ka2-2断路；当光耦oc的输入端为高电平时，光耦oc打开，在启动瞬间电流直接进入第二继电器的线圈ka2-1并对电容c充电，在第二继电器的常开触点ka2-2吸合后电容c充电完成，电流通过电阻r与第二继电器内阻(即第二继电器线圈ka2-1的电阻)，使电流减小，完成降额。即在第二继电器吸合后对电流需求小，可以降低电路的负担，同时减少第二继电器本身和驱动第二继电器的开关管自身损耗发热，延长使用寿命，保证矿井安全。
21.优选的，所述主风机m1与所述第一交流接触器的主触头km1-2之间串联有第一热保护器件fr1；所述备用风机m2与所述第二交流接触器的主触头km2-2之间串联有第二热保护器件fr2。第一热保护器件fr1和第二热保护器件fr2可以保证风机的安全性。
22.优选的，矿井下还设有本安电源，所述本安电源用于提供电压vcc。具体的，所述本安电源包括依次电连接的隔离变压器、ac-dc转换器和稳压器，所述隔离变压器的初级线圈连接在供电源上，所述稳压器输出电压vcc。
23.优选的，如图2所示，矿井下还设有瓦斯浓度检测仪和温度传感器；所述瓦斯浓度检测仪以及所述温度传感器均通过本安通信模块与所述矿用隔爆交换机通信连接。具体的，所述瓦斯浓度检测仪以及所述温度传感器均设有多个，每一组所述双风机组周围均设有一个所述瓦斯浓度检测仪以及一个所述温度传感器。进一步，所述瓦斯浓度检测仪以及所述温度传感器与所述本安通信模块之间通过光纤连接，所述本安通信模块与所述矿用隔爆交换机之间通过光纤连接。
24.本实用新型的工作原理为：第一继电器的线圈ka1-1始终处于通电状态，使得第一继电器的常闭触点ka1-2闭合导通第一交流接触器的线圈km1-1，从而保证矿机下的主风机m1始终处于工作状态；若瓦斯浓度检测仪检测到的瓦斯浓度或/和温度传感器检测到的温度依次通过本安通信模块和隔爆交换机传递至工控机，当工控机判断检测到的瓦斯浓度或/和温度超过预设阈值时，工控机通过隔爆交换机将控制指令传输给双风机切换保护装置，由双风机切换保护装置控制备用风机m2启动(使光耦oc的输入端为高电平，光耦oc打开，第二继电器的线圈ka2-1导通，第二继电器的常开触点ka2-2闭合使得第二交流接触器的线圈km2-1导通，进而使得第二交流接触器的主触点km2-2闭合使备用风机m2接入电源启动工作)，加速瓦斯气体排放和降低温度，保证矿井下的安全。
25.在本实用新型一种基于光纤架构的风机切换保护装置中，地面远程的工控机以及矿井下的矿用隔爆交换机、双风机切换保护装置和双风机组通过光纤架构起来，信号传输快速可靠；通过地面远程的工控机控制矿井下的双风机组可以实现自动化的控制，且双风机的设计可以避免无计划停电停风导致瓦斯超限的情况发生。
26.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。