一种矿用智能通风控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种矿用智能通风控制装置，它包括矿用双电源真空馈电开关、矿用隔爆兼本安型可编程控制箱、风机用隔爆变频器、隔爆型通风机、掘巷馈电开关，矿用隔爆兼本安型可编程控制箱设有PLC控制器、触摸式人机界面显示屏、本安电源、开关电源、隔离模块、声光报警器、语音对讲单元、变频器人机界面显示屏、以及变频器编程隔爆按键；所述的风机用隔爆变频器、隔爆型通风机为两套，其中一套为备用；该装置可有效地解决掘进工作面因瓦斯突出、一氧化碳含量过高、煤尘浓度超标，容易引发瓦斯、煤尘爆炸、一氧化碳中毒等安全隐患问题，且双电源、双通风机系统设置，运行更加安全、可靠。
【专利说明】
一种矿用智能通风控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及矿用安全防护装置，具体为一种矿用智能通风控制装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内外的矿山井下掘进工作面均采用局部通风的方式，向掘进工作面供风，随着巷道的不断延伸，工作面不断涌出瓦斯、CO等有害气体，加上机械化采煤、炮采造成大量的煤尘，严重影响了煤矿施工人员的身心健康，瓦斯含量的超标，煤尘浓度的超限，时刻都有发生瓦斯爆炸和煤尘爆炸的危险，给安全生产带来严重的威胁。近年来我国煤矿发生瓦斯爆炸事故40多起，引发事故的直接原因就是供风问题;另外煤尘爆炸时有发生，最为严重的是本溪煤矿发生的一起煤尘爆炸，直接死亡人员达1500余人，同时造成几百人致残，给人们的生命财产带来严重的损失。因此国家加大了瓦斯、煤尘治理的力度，煤矿也加大了投入。高瓦斯矿井一般采用先抽后掘的生产方式，但综合因素造成的巷道冒顶，使瓦斯异常涌出；工作面出口的压力集中，也加快了煤壁瓦斯的涌出。瓦斯大量突然涌出，一般是防不胜防，也是造成瓦斯爆炸的安全隐患之一；巷道停风和风量供应不足，使工作面瓦斯含量增高、超限，是造成瓦斯爆炸的直接原因之二。所以，如何加强通风管理、瓦斯管理、煤尘及一氧化碳等有害气的综合管理是杜绝瓦斯爆炸、煤尘爆炸、一氧化碳中毒的关键之所在。
[0003]研制一种保证矿井通风安全，适应矿井通风运行的智能型检测监控通风系统，是目前矿井通风、瓦斯治理、煤尘治理、减少和降低矿井灾害的又一重大课题。
【发明内容】
[0004]为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种可靠的智能化矿井局部通风检测监控装置，它能有效地解决掘进工作面因瓦斯突出、一氧化碳含量过高、煤尘浓度超标，容易引发瓦斯、煤尘爆炸、一氧化碳中毒等安全隐患问题，且双电源、双通风机系统设置，运行更加安全可靠。
[0005]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]—种矿用智能通风控制装置，它包括矿用双电源真空馈电开关、矿用隔爆兼本安型可编程控制箱、风机用隔爆变频器、隔爆型通风机、掘巷馈电开关;矿用隔爆兼本安型可编程控制箱设有PLC控制器、触摸式人机界面显示屏、本安电源、开关电源、隔离模块、声光报警器、语音对讲单元、变频器人机界面显示屏、以及变频器编程隔爆按键;控制箱由双电源馈电开关供电，通过变压器给本安电源供电，本安电源给PLC、触摸式人机界面显示屏内部继电器提供电源，PLC控制器与外部传感器连接，所述传感器包括风速、瓦斯、一氧化碳、粉尘传感器，PLC控制器分别与掘巷馈电开关、风机用隔爆变频器、触摸式人机界面显示屏、隔离模块、声光报警器、语音对讲单元连接;变频器人机界面显示屏分别与变频器编程隔爆按键线路、隔爆变频器连接;通风机与隔爆变频器连接，所述的风机用隔爆变频器、隔爆型通风机为两套，其中一套为备用，所述矿用隔爆兼本安型可编程控制箱为一套，分别连接控制一备一用变频通风装置。
[0007]所述矿用双电源真空馈电开关由两路电源进线和多路电源输出线，电源进线分为:一路为主电源，与主电源连接，一路为备用电源，与备用电源连接。
[0008]所述的变频器人机界面显示屏为两个分别与相应的风机用隔爆变频器连接。
[0009]所述的控制箱还与矿井系统连接或通过光纤，将智能化通风数据上传地面调度室等控制中心。
[0010]所述掘巷馈电开关由PLC智能控制，变频器未启动时，掘巷馈电开关处于关闭状态，当变频器运行后，掘巷馈电开关延时开启。
[0011]所述矿用隔爆兼本安型可编程控制箱2的触摸式人机界面显示屏5与变频器人机界面8同步显示变频器的运行数据，当PLC出现故障不能智能控制时，可断开控制箱上的电源旋钮，通过控制箱上的变频器人机界面与隔爆按键进行变频器的程序设定或手动调节变频器的运行频率，保证系统正常供风。
[0012]本实用新型的有益效果为:
[0013]矿用双电源真空馈电开关与双电源连接，当主电源停电时，内部可自动切换至备用电源，保证体统正常供电；隔爆变频通风系统与备用隔爆变频通风系统之间通过隔爆兼本安型可编程控制箱控制的PLC逻辑控制，相互闭锁，即在用隔爆变频通风系统运行时，点触备用隔爆变频通风系统中变频器的任何按键都不能启动备用隔爆变频通风系统；当在用隔爆变频通风系统发生故障停机时，内部PLC可自动切换至备用隔爆变频通风系统，外部传感器采集的数据信号同时切换到备用隔爆通风系统，实现一备一用的自动切换，保证系统正常供风，减少有害气体的聚集，有效防止气、尘爆炸的发生；
[0014]各类传感器采集的数据信号通过隔爆兼本安型可编程控制箱的本安接线腔内接线端的I/O单元输入到PLC进行数据分析处理，然后把控制信号通过隔爆接线腔的接口输入隔爆变频器，通过改变变频器的频率实现对矿井巷道局部通风的自动控制，防止巷道瓦斯浓度、粉尘浓度、一氧化碳浓度超限，达到防灾减灾、保证矿井安全的目的；
[0015]所述矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱还设有声光报警、语音对讲、数据上传功能，当设置在掘进工作面的传感器检测到瓦斯、粉尘、一氧化碳浓度超过设定值时，报警器断续发出“瓦斯超限”、“粉尘超限”、“一氧化碳超限”的语音提示，发光二极管红色闪烁；当发生设备故障时，现场维修人员通过按动控制箱上的对讲按键与地面调度室汇报情况，传输方式为光纤或与矿井系统并网连接;矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱可与矿井系统并网连接或通过光纤，将智能化通风数据上传地面调度室，通过调度室的大屏幕观察井下运行数据以及运行状态。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。
[0018]如附图所示一种矿用智能通风控制装置，它包括矿用双电源真空馈电开关1、矿用隔爆兼本安型可编程控制箱2、风机用隔爆变频器3、隔爆型通风机4，、掘巷馈电开关15，矿用隔爆兼本安型可编程控制箱2设有PLC控制器、触摸式人机界面显示屏5、声光报警器6、语音对讲单元7、变频器人机界面显示屏8、以及变频器编程隔爆按键;控制箱2内部的PLC控制器由本安电源供电，PLC控制器与外部传感器连接，所述传感器包括风速传感器9、瓦斯传感器10、一氧化碳传感器11、粉尘传感器12，PLC控制器分别与掘巷馈电开关15、风机用隔爆变频器3、触摸式人机界面显示屏5、声光报警器6、语音对讲单元7连接，变频器人机界面显示屏8分别与变频器编程隔爆按键线路、隔爆变频器3连接，通风机4与隔爆变频器3连接，所述的风机用隔爆变频器3、隔爆型通风机4为两套，其中一套为备用。
[0019]所述矿用双电源真空馈电开关I由两路电源进线和多路电源输出线，电源进线分为:一路为与主电源13连接、一路为与备用电源14连接，当主电源停电时，内部可自动切换至备用电源，保证体统正常供电;本系统采用电源输出线为并联三路使用，一路接入在用隔爆变频器的电源进线端，另一路接入备用隔爆变频器的电源进线端，第三路接入可编程控制箱2;风机用隔爆变频器的电源输出端接入隔爆型局部通风机，风机用隔爆变频器3与隔爆型局部通风机4组成变频通风设备。并联使用的两路变频通风设备分别通过中间的矿用隔爆兼本安型可编程控制箱2联接构成一用一备通风系统。
[0020]所述的变频器人机界面显示屏8为两个，分别与相应的风机用隔爆变频器连接。
[0021]所述的控制箱2还与矿井系统并网连接或通过光纤，将智能化通风数据上传地面调度室等控制中心。
[0022]所述掘巷馈电开关15由PLC智能控制，与变频通风设备异步运行，变频通风设备未启动时，掘巷馈电开关15处于关闭状态，当变频通风设备运行后，掘巷馈电开关15延时开启O
[0023]上述各类传感器采集的数据信号通过矿用隔爆兼本安型可编程控制箱2内的I/O模块单元输入可编程逻辑控制器PLC，PLC将采集数据处理后将控制信号接入隔爆变频器3进行变频调速，通过改变风机的转速实现供风量大小的自动调节。当井下瓦斯突然涌出浓度超限，粉尘浓度超限、浓度超限时，系统将自动调节转速，加大通风量，将有害气体的浓度稀释到安全设定值，起到防灾减灾的目的。当有害气体浓度稀释到设定值后，变频调速系统按最初设定数据运行，当其中一个传感器出现故障时，系统自动识别，发出报警信号，人机界面故障灯闪烁，系统对应的传感器信号将按最初设定频率数据运行；当全部传感器出现故障或传感器的屏蔽线砸断时，系统按工频运行。
[0024]所述矿用隔爆兼本安型可编程控制箱2的触摸式人机界面显示屏5与变频器人机界面8同步显示变频器的运行数据，当PLC出现故障不能智能控制时，可断开控制箱上的电源旋钮，通过控制箱上的变频器人机界面与隔爆按键进行变频器的程序设定或手动调节变频器的运行频率，保证系统正常供风。
[0025]所述矿用隔爆兼本安型可编程控制箱2内逻辑控制器PLC的远程控制链路I/O中，PLC的CPU单元对设定程序周期性循环扫描后，与PLC负责通讯的处理器对I/O单元对应的瓦斯、一氧化碳、粉尘信号数据中赋予瓦斯信号优先权。当巷道内以及掘进面分布的瓦斯、一氧化碳、粉尘传感器采集的数据信号全部超限时，优先处理瓦斯信号，PLC将指令传入变频通风设备进行调速，加大通风量，稀释到设定值后，再处理一氧化碳信号，以此类推。
[0026]以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种矿用智能通风控制装置，其特征是:它包括矿用双电源真空馈电开关、矿用隔爆兼本安型可编程控制箱、风机用隔爆变频器、隔爆型通风机、掘巷馈电开关，矿用隔爆兼本安型可编程控制箱设有PLC控制器、触摸式人机界面显示屏、本安电源、开关电源、隔离模块、声光报警器、语音对讲单元、变频器人机界面显示屏、以及变频器编程隔爆按键;控制箱内部的PLC控制器由双电源馈电开关接入高压电源，通过变压器降压后给本安电源供电，本安电源给PLC、触摸式人机界面显示屏提供低压电源，PLC控制器与外部传感器连接，所述传感器包括风速、瓦斯、一氧化碳、粉尘传感器；PLC控制器分别与掘巷馈电开关、风机用隔爆变频器、触摸式人机界面显示屏、声光报警器、语音对讲单元连接;变频器人机界面显示屏分别与变频器编程隔爆按键、隔爆变频器连接;通风机与隔爆变频器连接，所述的风机用隔爆变频器、隔爆型通风机为两套，其中一套为备用。2.根据权利要求1所述的矿用智能通风控制装置，其特征是:所述矿用双电源真空馈电开关由两路电源进线和多路电源输出线，电源进线分为:一路为主电源，与主电源连接，一路为备用电源，与备用电源连接。3.根据权利要求1所述的矿用智能通风控制装置，其特征是:所述的变频器人机界面显示屏为两个。
【文档编号】E21F1/00GK205540201SQ201620260915
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】乔海涛, 张晓栋, 张斌, 乔福林
【申请人】山东大成电气有限公司, 乔海涛