专利名称：具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器的制作方法
技术领域：
本发明具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器，属于煤矿风机用双电源电磁起动器技术领域。
背景技术：
由于煤矿井下生产的特殊性，井下工作对安全的要求很高，尤其是在高温湿热的工作面，局部通风对安全生产的作用是至关重要的；局部通风机作为工作面通风的主要设施，承担着为矿工提供新鲜的呼吸空气、工作面降温、防灭火等重要作用，其可靠性直接影响到矿井的安全生产。煤矿安全生产规程规定工作面局部通风机必须采用双风机双电源开关，且能够实现自动切换，从而能够有效的避免工作面停风事故的发生，避免因停风导致的瓦斯积聚超限乃至瓦斯、煤尘爆炸等重大事故的发生；但是由于自然雷电等诸多原因，井下供电系统经常会出现短时间掉电即“晃电”情况发生，“晃电”发生后双电源双风机将无故障停止运转，要重新起动必须由人工手动操作，若此时工作人员没有发现风机故障，工作面通风停止将直接威胁到矿井安全。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种在风机在由于“晃电”停止运转后能自起动的具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器。为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器，包括两组电路结构相同的电磁起动器电路第一电磁起动器电路和第二电磁起动器电路，所述第一电磁起动器电路和第二电磁起动器电路分别与第一供电电源和第二供电电源相连，第一供电电源和第二供电电源为煤矿井下两路不同的供电电源，所述第一电磁起动器电路中的第一光电隔离通讯板与第二电磁起动器电路中的第二光电隔离通讯板相连；
所述第一电磁起动器电路中包括真空接触器KM1、KM2和中间继电器ΚΑΙ、KA2，真空接触器KMl的线圈为KM1-1，常闭触点为KM1-2，常开触点为KM1-3 ;真空接触器KM2的线圈为KM2-1，常闭触点为KM2-2，常开触点为KM2-3 ;中间继电器KAl的线圈为KA1-1，常闭触点为KA1-2，常开触点为KA1-3 ;中间继电器KA2的线圈为KA2-1，常闭触点为KA2-2，常开触点为KA2-3 ；
所述第一电磁起动器电路的电路结构为隔离换向开关QSl的进线端与第一供电电源相连，真空接触器KM1、KM2的常开触点KM1-3、KM2-3的进线端并接后与隔离换向开关QSl的出线端相连，所述真空接触器KMl的常开触点KM1-3的出线端串接电流互感器TAl后与一级风机的电源输入端相连，所述真空接触器KM2的常开触点KM2-3的出线端串接电流互感器TA2后与二级风机的电源输入端相连；
变压器Tl的输入端与隔离换向开关QSl的出线端W1、V1相连，真空接触器KMl的线圈KMl-I串接中间继电器KAl的常开触点KA1-3后并接在变压器Tl的36V电压输出端的两端，真空接触器KM2的线圈KM2-1串接中间继电器KA2的常开触点KA2-3后并接在变压器Tl的36V电压输出端的两端，综合保护器ZB1、ZB2的电源输入端与变压器Tl的220V电压输出端相连，第一 PLC的电源输入端与变压器Tl的220V电压输出端相连；
所述电流互感器TAl的信号输出端与综合保护器ZBl的信号输入端相连,一级风机的三相电源输入端W2相端子与综合保护器ZBl的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KMl的常闭触点KM1-2和中间继电器KAl的常闭触点KA1-2，所述电流互感器TA2的信号输出端与综合保护器ZB2的信号输入端相连，二级风机的三相电源输入端W3相端子与综合保护器ZB2的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KM2的常闭触点KM2-2和中间继电器KA2的常闭触点KA2-2，所述综合保护器ZB1、ZB2的信号输出端与第一 PLC的信号输入端相连；
所述第一 PLC的信号输出端与第一光电隔离通讯板相连。所述变压器Tl的输入端与隔离换向开关QSl的输出端Wl之间串接有单刀双掷开关SI，变压器Tl的220V电压输出端与第一 PLC的电源输入端之间串接有闭锁按钮开关S2。所述第一 PLC对一级风机掉电后的自恢复控制方法如下
第一步，一级风机掉电后第一 PLC置掉电标志位，记录掉电时间，进入第二步；
第二步，第一 PLC检测一级风机在掉电前是否有运行，是则进入第三步，否则进入第六
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少；
第三步，在第一 PLC掉电保存区置一级风机的掉电运行存储位，并记录到掉电保存区，进入第四步；
第四步，再次给一级风机上电后，读取一次上电时间，并将读取到的上电时间与掉电时间进行比较，设上电时间与掉电时间的差值为T，当T小于3秒时，进入第五步；当T大于3秒小于10秒时，二级风机开始计掉电切换延时，如果切换延时时间到则第一 PLC控制二级风机起动运行，若未到则进入第五步大于10秒时，进入第六步，同时二级风机进行切换延时，延时时间至切换到二级风机运行时；
第五步，将一级风机置起动位运行，并接受第一 PLC发出的停止信号，进入第六步； 第六步，第一 PLC控制一级风机停机。本发明与现有技术相比具有的有益效果是本发明利用PLC的停电延时功能对掉电时钟进行分析判断，实现开关“晃电”后的自起动，解决了矿井下双电源双风机因“晃电”自停止的问题；整个装置结构简单，便于安装，能实时监控风机运行状态，切换风机动作及时准确。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明
图I为本发明的电路结构不意 图2为本发明中第一电磁起动器电路的电路结构示意 图3为本发明中PLC控制风机切换的程序流程 图中1为第一电磁起动器电路、2为第二电磁起动器电路、3为第一供电电源、4为第二供电电源、5为第一光电隔离通讯板、6为第二光电隔离通讯板、7为第一 PLC、8为第二 PLC、9为一级风机、10为二级风机、11为三级风机、12为四级风机
具体实施例方式如图I至图3所示，本发明具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器，包括两组电路结构相同的电磁起动器电路第一电磁起动器电路I和第二电磁起动器电路2，所述第一电磁起动器电路I和第二电磁起动器电路2分别与第一供电电源3和第二供电电源4相连，第一供电电源3和第二供电电源4为煤矿井下两路不同的供电电源，所述第一电磁起动器电路I中的第一光电隔离通讯板5与第二电磁起动器电路2中的第二光电隔离通讯板6相连；
本发明在使用之前需合上隔离换向开关QS1，使电磁起动器供电支路上的变压器Tl得电，变压器Tl对综合保护器ZB1、ZB2和第一 PLC 7开始供电，漏电检测回路接通，此时电磁起动器为漏电检测状态，当对地绝缘值符合要求时，综合保护器ZB1、ZB2与第一PLC 7之间的常开触点闭合，为起动做好准备；所述第一供电电源3和第二供电电源4采用1140V/660V，50Hz规格的三相交流电压输入；所述PLC 7与中间继电器ΚΑΙ、KA2的线圈KAl-U KA2-1 相连。所述第一电磁起动器电路I中包括真空接触器KM1、KM2和中间继电器ΚΑΙ、KA2，真空接触器KMl的线圈为KM1-1，常闭触点为KM1-2，常开触点为KM1-3 ;真空接触器KM2的线圈为KM2-1，常闭触点为KM2-2，常开触点为KM2-3 ;中间继电器KAI的线圈为KAI -1，常闭触点为KAI-2，常开触点为KAI-3 ;中间继电器KA2的线圈为KA2-1，常闭触点为KA2-2，常开触点为KA2-3 ；
所述第一电磁起动器电路I的电路结构为隔离换向开关QSl的进线端与第一供电电源3相连，真空接触器KM1、KM2的常开触点ΚΜ1-3、ΚΜ2-3的进线端并接后与隔离换向开关QSl的出线端相连，所述真空接触器KMl的常开触点KM1-3的出线端串接电流互感器TAl后与一级风机9的电源输入端相连，所述真空接触器KM2的常开触点KM2-3的出线端串接电流互感器TA2后与二级风机10的电源输入端相连；
变压器Tl的输入端与隔离换向开关QSl的出线端W1、V1相连，真空接触器KMl的线圈KMl-I串接中间继电器KAl的常开触点KA1-3后并接在变压器Tl的36V电压输出端的两端，真空接触器KM2的线圈KM2-1串接中间继电器KA2的常开触点KA2-3后并接在变压器Tl的36V电压输出端的两端，综合保护器ZB1、ZB2的电源输入端与变压器Tl的220V电压输出端相连，第一 PLC7的电源输入端与变压器Tl的220V电压输出端相连；
所述电流互感器TAl的信号输出端与综合保护器ZBl的信号输入端相连,一级风机9的三相电源输入端W2相端子与综合保护器ZBl的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KMl的常闭触点KM1-2和中间继电器KAl的常闭触点KA1-2，所述电流互感器TA2的信号输出端与综合保护器ZB2的信号输入端相连,二级风机10的三相电源输入端W3相端子与综合保护器ZB2的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KM2的常闭触点KM2-2和中间继电器KA2的常闭触点KA2-2，所述综合保护器ZB1、ZB2的信号输出端与第一 PLC7的信号输入端相连；
按下设置于PLC上的起动按钮，使中间继电器KAl的线圈KAl-I得电，常闭触点KA1-2断开，切断漏电检测回路，常开触点KA1-3闭合，使真空接触器KMl的线圈KMl-I接通36V电源，真空接触器KMl的常开触点KM1-3吸合，实现一级风机9自保，此时一级风机9正常运转，第一 PLC 7上“一级运行”指示灯亮； 一级风机9正常运转后第一 PLC 7开始控制二级风机10起动延时，延时的预定时间到后，第一 PLC 7使中间继电器KA2的线圈KA2-1得电，常闭触点KA2-2断开，切断漏电检测回路，常开触点KA2-3闭合，使真空接触器KM2的线圈KM2-1接通36V电源，真空接触器KM2的常开触点KM2-3吸合，实现二级风机10自保，此时二级风机10正常运转，第一 PLC 7上“二级运行”指示灯亮；此时第一电磁起动器电路I起动完成。如果二级风机10在起动过程中出现故障无法起动，则在延时预定的时间到后，第一 PLC 7控制中间继电器KAl的线圈KAl-I掉电，常开触点KA1-3打开，从而使接触器KMl的线圈KMl-I掉电，电源回路上的常开触点KM1-3打开，使一级风机9也停止工作，等故障排除后才可重新起动操作。按下设置于PLC上的停止按钮，使中间继电器KAl、KA2线圈失电，常开触点KA1-3、KA2-3打开，从而使KM1、KM2的线圈KM1-1、KM2-1掉电，电源回路上的常开触点KM1-3、KM2-3打开，实现一级风机9和二级风机10停机，常闭触点KM1-2、KA1-2、KM2-2、KA2-2同时闭合，漏电检测回路重新接通，此时第一电磁起动器电路I再次进入漏电检测状态。当第一电磁起动器电路I起动后，综合保护器ZBl、ZB2将通过电流互感器TAl、TA2所测量风机电源线路上的电流值与整定电流值进行比较，同时进行过载、过流、断相及短路检测判断，当出现故障时，综合保护器ZB1、ZB2按第一 PLC 7设置的保护时间动作，将保护信号传输至第一 PLC 7，第一 PLC 7控制中间继电器KA1、KA2失电，继而使真空接触器KM1，KM2失电断开电源回路，第一电磁起动器停止工作，这时工作人员应查明故障原因，排除故障后才能重新起动。所述第一 PLC7的信号输出端与第一光电隔离通讯板5相连。一级风机9和二级风机10在运行过程中因故障或停电而停机时，电流互感器TAl、TA2会将检测到的停机信号传输至综合保护器ZB1、ZB2，综合保护器ZB1、ZB2将收到信号分析处理后传输至第一 PLC 7，第一 PLC 7再将停机信号通过第一光电隔离通讯板5传输至第二光电隔离通讯板6，最后由第二光电隔离通讯板6将停机信号传输至第二 PLC 8，第二PLC 8将控制三级风机11和四级风机12自动起动，避免停风；第一电磁起动器和第二电磁起动器的切换时间可在PLC控制程序中设置为4-60秒。所述变压器Tl的输入端与隔离换向开关QSl的输出端Wl之间串接有单刀双掷开关SI，变压器Tl的220V电压输出端与第一 PLC7的电源输入端之间串接有闭锁按钮开关S2。所述第一 PLC7对一级风机9掉电后的自恢复控制方法如下
第一步，一级风机9掉电后第一 PLC7置掉电标志位，记录掉电时间，进入第二步； 第二步，第一 PLC7检测一级风机9在掉电前是否有运行，是则进入第三步，否则进入第
丄止
/、少；
第三步，在第一 PLC7掉电保存区置一级风机9的掉电运行存储位，并记录到掉电保存区，进入第四步；
第四步，再次给一级风机9上电后，读取一次上电时间，并将读取到的上电时间与掉电时间进行比较，设上电时间与掉电时间的差值为T，当T小于3秒时，进入第五步；当T大于3秒小于10秒时，二 级风机10开始计掉电切换延时，如果切换延时时间到则第一 PLC7控制二级风机10起动运行，若未到则进入第五步；当T大于10秒时，进入第六步，同时二级风机10进行切换延时，延时时间至切换到二级风机10运行时；
第五步，将一级风机9置起动位运行，并接受第一 PLC7发出的停止信号，进入第六步； 第六步，第一 PLC7控制一级风机9停机。本发明使用的元器件中隔离换向开关QSl的型号为GHK-250A，真空接触器KM1、KM2的型号为CKJ2-125A，中间继电器ΚΑΙ、KA2的型号为MY2NJ，风机综合保护器ZB1、ZB2的型号为ABD8-120，第一 PLC、第二 PLC的型号为EM223。
权利要求
1.具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器，其特征在于包括两组电路结构相同的电磁起动器电路第一电磁起动器电路(I)和第二电磁起动器电路(2)，所述第一电磁起动器电路(I)和第二电磁起动器电路(2)分别与第一供电电源(3)和第二供电电源(4)相连，第一供电电源(3)和第二供电电源(4)为煤矿井下两路不同的供电电源，所述第ー电磁起动器电路(I)中的第一光电隔离通讯板(5)与第二电磁起动器电路(2)中的第二光电隔离通讯板(6)相连； 所述第一电磁起动器电路(I)中包括真空接触器KM1、KM2和中间继电器ΚΑΙ、KA2，真空接触器KMl的线圈为KM1-1，常闭触点为KM1-2，常开触点为KM1-3 ;真空接触器KM2的线圈为KM2-1，常闭触点为KM2-2，常开触点为KM2-3 ;中间继电器KAI的线圈为KAI -1，常闭触点为KAI-2，常开触点为KAI-3 ;中间继电器KA2的线圈为KA2-1，常闭触点为KA2-2，常开触点为KA2-3 ； 所述第一电磁起动器电路(I)的电路结构为隔离换向开关QSl的进线端与第一供电电源(3)相连，真空接触器KM1、KM2的常开触点KM1-3、KM2-3的进线端并接后与隔离换向开关QSl的出线端相连，所述真空接触器KMl的常开触点KM1-3的出线端串接电流互感器TAl后与一级风机(9)的电源输入端相连，所述真空接触器KM2的常开触点KM2-3的出线端串接电流互感器TA2后与ニ级风机(10)的电源输入端相连； 变压器Tl的输入端与隔离换向开关QSl的出线端W1、V1相连，真空接触器KMl的线圈KMl-I串接中间继电器KAl的常开触点KA1-3后并接在变压器Tl的36V电压输出端的两端，真空接触器KM2的线圈KM2-1串接中间继电器KA2的常开触点KA2-3后并接在变压器Tl的36V电压输出端的两端，综合保护器ZB1、ZB2的电源输入端与变压器Tl的220V电压输出端相连，第一 PLC (7)的电源输入端与变压器Tl的220V电压输出端相连； 所述电流互感器TAl的信号输出端与综合保护器ZBl的信号输入端相连，一级风机(9)的三相电源输入端W2相端子与综合保护器ZBl的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KMl的常闭触点KM1-2和中间继电器KAl的常闭触点KA1-2，所述电流互感器TA2的信号输出端与综合保护器ZB2的信号输入端相连，ニ级风机(10)的三相电源输入端W3相端子与综合保护器ZB2的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KM2的常闭触点KM2-2和中间继电器KA2的常闭触点KA2-2，所述综合保护器ZB1、ZB2的信号输出端与第一 PLC (7)的信号输入端相连； 所述第一 PLC (7)的信号输出端与第一光电隔离通讯板(5)相连。
2.根据权利要求I所述的具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器，其特征在于所述变压器Tl的输入端与隔离换向开关QSl的输出端Wl之间串接有单刀双掷开关SI，变压器Tl的220V电压输出端与第一 PLC (7)的电源输入端之间串接有闭锁按钮开关S2。
3.根据权利要求I或2所述的具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器，其特征在于所述第一 PLC (7)对ー级风机(9)掉电后的自恢复控制方法如下 第一歩，一级风机(9)掉电后第一 PLC (7)置掉电标志位，记录掉电时间，进入第二步； 第二步，第一 PLC (7)检测ー级风机(9)在掉电前是否有运行，是则进入第三步，否则进入第六步； 第三步，在第一 PLC (7)掉电保存区置一级风机(9)的掉电运行存储位，并记录到掉电保存区，进入第四歩； 第四步，再次给ー级风机(9)上电后，读取一次上电时间，并将读取到的上电时间与掉电时间进行比较，设上电时间与掉电时间的差值为T，当T小于3秒时，进入第五步；当T大于3秒小于10秒时，ニ级风机(10)开始计掉电切换延时，如果切换延时时间到则第一 PLC(7)控制ニ级风机(10)起动运行，若未到则进入第五步；当T大于10秒时，进入第六歩，同时ニ级风机(10)进行切换延时，延时时间至切換到ニ级风机(10)运行时；第五步，将ー级风机(9)置起动位运行，并接受第一 PLC (7)发出的停止信号，进入第六步； 第六步，第一 PLC (7)控制ー级风机(9)停机。
全文摘要
本发明具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器，属于煤矿风机用双电源电磁起动器技术领域；所要解决的技术问题是提供一种在风机在由于“晃电”停止运转后能自起动的具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器；采用的技术方案是包括两组电路结构相同的电磁起动器电路第一电磁起动器电路和第二电磁起动器电路，所述第一电磁起动器电路和第二电磁起动器电路分别与第一供电电源和第二供电电源相连，第一供电电源和第二供电电源为煤矿井下两路不同的供电电源，所述第一电磁起动器电路中的第一光电隔离通讯板与第二电磁起动器电路中的第二光电隔离通讯板相连；本发明应用于煤矿井下使用的通风机上。
文档编号H02H3/06GK102638204SQ20121010980
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者于伟, 王振福, 陈磊 申请人:山西数联科技有限公司