专利名称：一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采煤工作面风流稳定性控制系统，尤其涉及一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统。
背景技术：
采区是生产人员较多和有害气体、粉尘生成集中的场所，采区通风状况的优劣，对保障工作人员的健康和安全起着重要作用。因此，要求流入采区的风量必须满足人员呼吸、排除各种有害气体和粉尘的需要。风流要求必须稳定，各类巷道和采、掘工作面的风速要符合有关规定。均压通风作为控制采煤工作面漏风和矿井防灭火的重要手段，具有安全、迅速、高效、投入少的特点，目前已被广泛应用于井下。采煤工作面通风系统的稳定性对于工作面的安全高效生产具有重要意义，工作面的气压处于实时动态变化中，时刻影响着通风系统的稳定性，根据工作面气压的变化情况，对工作面气压进行实时自动调节控制，可确保工作面通风系统的稳定性。采煤工作面回风顺槽的调节风窗是均压通风系统的重要组成部分，通过控制调节风窗的有效通风面积，可对工作面气压进行调节，进而确保工作面通风系统风流的可靠性和稳定性。目前，调节风窗对工作面气压的调节多由人工完成，这样往往存在很大的盲目性和滞后性，时常造成调压的不精确与不及时，以致效果不理想，对工作面通风系统的稳定性造成不良影响。由此可见，现有技术有待于进一步的改进和完善。
实用新型内容本实用新型为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，该系统根据调节风窗内外压差的变化情况，可实现对调节风窗的实时自动调节控制，进而实现对工作面气压的自动调节控制，以确保工作面通风系统的稳定性。本实用新型所采用的技术方案为一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，包括显示系统运行状态的触摸屏、调节风窗和设置在调节风窗上的气压传感器，所述气压传感器包括内压力传感器和外压力传感器，所述内压力传感器与外压力传感器装设在上述调节风窗的两侧，所述内压力传感器与外压力传感器均与数据采集系统相连接，所述数据采集系统与自动控制单元通信连接，所述自动控制单元与可驱动调节风窗转动的执行机构连接，所述执行机构与上述的调节风窗相连接，所述采煤工作面风流稳定性自动控制系统还包括故障报警器以及与上述自动控制单元电连接的电动调节阀。气压传感器实时监测调节风窗的内外压差，并将监测数据传输给数据采集系统，数据采集系统可实时接收并存储气压传感器的监测数据，并将数据转化为信号传输给自动控制单元，自动控制单元与执行结构进行通讯控制，执行机构可驱动调节风窗的转动，从而改变调节风窗的有效通风面积，进而对工作面气体压力进行调节。[0010]所述的自动控制单元包括可编程控制器PLC，上述的电动调节阀与可编程控制器PLC的I/O接口相连接。可编程控制器PLC可接收到调节风窗内外压差的实际值P2。所述执行机构包括变频器和电动机，所述变频器与可编程控制器PLC通信连接，所述电动机与上述调节风窗相连接。上述的可编程控制器PLC可通过变频器对电动机进行实时控制,包括电动机的正转、反转、启动、停止以及微动，电动机的动作可直接改变调节风窗的有效通风面积。所述触摸屏上设置有参数设置画面，所述参数设置画面内设置有调节风窗的压差设定值Pi。该设定值P1是结合采煤工作面的实际情况经计算得出的，设定值P1同时被输入到可编程控制器PLC。可编程控制器PLC将从数据采集系统传输来的信号与设定的最佳信号进行对比，当调节风窗压差的实际值与设定值偏差过大时，PLC控制器立即通过对变频器和电动机的控制来实现对调节风窗有效通风面积的调节，确保风窗压差的实际值与设定值的偏差在允许的范围内，从而实现对工作面气体压力的实时自动调节控制，以确保工作面均压系统的可靠性和工作面风流的稳定性。本实用新型由于采用了上述的技术方案所取得的有益效果为1、本实用新型能使进入工作面的风量根据工作面的需求发生变化，进而进行综合的分析和寻优调整，形成随工作面气压的变化进行自动控制以达到人工操作难以达到的状态和效果，实现按需供风。2、本实用新型可以单独对每一个工作面或场所进行控制盒调节，能针对不同时段进行单独的供风，让工作面的风量恒定在一个理想的水平，实现风量的合理供给。3、本实用新型利用自动控制技术，根据调节风窗内外压差的变化情况，实现对调节风窗的实时自动调节控制，进而实现了对工作面风流稳定性的自动控制，保障了均压系统的可靠性。
图1为本实用新型的系统结构框图。图2为本实用新型的控制流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型并不限于这些实施例。如图1及图2所示，一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，包括显示系统运行状态的触摸屏、调节风窗和设置在调节风窗上的气压传感器，所述气压传感器包括内压力传感器和外压力传感器，所述内压力传感器与外压力传感器装设在上述调节风窗的两侧，所述内压力传感器与外压力传感器均与数据采集系统相连接，所述数据采集系统与自动控制单元通信连接，所述自动控制单元与可驱动调节风窗转动的执行机构连接，所述执行机构与上述的调节风窗相连接，所述采煤工作面风流稳定性自动控制系统还包括故障报警器以及与上述自动控制单元电连接的电动调节阀。所述的自动控制单元包括可编程控制器PLC，上述的电动调节阀与可编程控制器PLC的I/O接口相连接。可编程控制器PLC可接收到调节风窗内外压差的实际值P2。所述执行机构包括变频器和电动机，所述变频器与可编程控制器PLC通信连接，所述电动机与上述调节风窗相连接。所述触摸屏上设置有参数设置画面，所述参数设置画面内设置有调节风窗的压差设定值Pi。该设定值P1是结合采煤工作面的实际情况经计算得出的，设定值P1同时被输入到可编程控制器PLC。上述采煤工作面风流稳定性自动控制系统的具体实施方式
如下:(I)、结合采煤工作面的实际情况，通过计算确定调节风窗的压差设定值P1，并将该设定值输入可编程控制器PLC。(2)、气压传感器安装在调节风窗的两侧，用以监测调节风窗的内外压差，并将监测数据传输给数据采集系统。(3)、数据采集系统可实时接收并存储气压传感器的监测数据，并将数据转化为信号传输给自动控制单元的可编程控制器PLC。(4)、可编程控制器PLC将实时传输的信号与步骤(I)设定的最佳信号进行对比，进而通过对变频器的控制实现对电动机的控制，包括电动机的正转、反转、启动、停止及微动，变频器对电动机的控制，直接体现在调节风窗的有效通风面积的变化上，由此控制调节风窗两侧压差的变化。(5)、触摸屏上有系统运行时的显示画面和参数设置画面，当PLC控制器接收到的调节风窗内外压差的实际值P2与压差设定值P1超过最佳信号允许值Λ P时，立刻将控制命令传输给变频器，引起变频器和电动机动作，进而实现对调节风窗有效通风面积的控制，调节内外压差实际值P2直至内外压差实际值P2与设定值P1的偏差值落在允许的范围内调节过程即告结束。当偏差值再次超过允许值Λ P时，自动重复上述调节过程。(6)、若自动控制失效，故障报警器报警，可通过手动调节电动调节阀，实现对调节风窗内外压差的控制。本实用新型利用自动控制技术，根据调节风窗内外压差的变化情况，实现对调节风窗的实时自动调节控制，进而实现了对工作面风流稳定性的自动调节控制，保障了均压系统可靠性。需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的精神所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作出修改、补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，包括显示系统运行状态的触摸屏、调节风窗和设置在调节风窗上的气压传感器，其特征在于:所述气压传感器包括内压力传感器和外压力传感器，所述内压力传感器与外压力传感器装设在上述调节风窗的两侧，所述内压力传感器与外压力传感器均与数据采集系统相连接，所述数据采集系统与自动控制单元通信连接，所述自动控制单元与可驱动调节风窗转动的执行机构连接，所述执行机构与上述的调节风窗相连接，所述采煤工作面风流稳定性自动控制系统还包括故障报警器以及与上述自动控制单元电连接的电动调节阀。
2.根据权利要求1所述的一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，其特征在于:所述的自动控制单元包括可编程控制器PLC，上述的电动调节阀与可编程控制器PLC的I/O接口相连接。
3.根据权利要求2所述的一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，其特征在于:所述执行机构包括变频器和电动机，所述变频器与可编程控制器PLC通信连接，所述电动机与上述调节风窗相连接。
4.根据权利要求1所述的一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，其特征在于:所述触摸屏上设置有参数设置画面`，所述参数设置画面内设置有调节风窗的压差设定值P:。
专利摘要本实用新型公开了一种采煤工作面风流稳定性自动控制系统，属于通风自动化控制设备领域，其主要由调节风窗、气压传感器、数据采集系统、自动控制单元以及执行机构组成，其中气压传感器可实时监测调节风窗内外压力值，并将监测数据传输给数据采集系统。数据采集系统实时接收并存储气压传感器的监测数据并将接收到的数据转化为信号传输给自动控制单元，由自动控制单元将信号与设定的最佳信号进行对比，并驱动执行机构控制调节风窗的有效通风面积的大小，使矿井通风系统实现按需用风以及对工作面气体压力的实时自动调节控制，以确保工作面均压系统的可靠性和工作面风流的稳定性。
文档编号E21F1/00GK202914119SQ20122053572
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者王刚, 程卫民, 周刚, 陈连军, 王海洋, 张孝强 申请人:山东科技大学