一种矿井风窗风量智能远程调节集控系统的制作方法

本实用新型涉及煤矿安全控制领域，具体涉及一种矿井风窗风量智能远程调节集控系统。

背景技术：

矿井通风系统是煤矿生产基本系统之一，被形容为煤矿“心脏”，负有向井下工作地点送入充足的新鲜空气，稀释与排出井下有毒有害气体、粉尘和热湿等任务，矿井通风系统按照通风方式的不同，由井巷通风网络、驱动风流的主要通风机以及控制风流的通风构筑物所组成。设置合理的矿井巷道通风系统风流风量调控设备是保障矿井安全生产、改善井下人员劳动安全健康条件和防灾抗灾的最重要环节。

目前，煤矿井下局部风量调节方法主要有增阻调风法、降阻调风法及增压调风法。这些方法调节风窗开口大小的方法是由通风技术人员通过手动操作完成的，每次调节风量时都要反复测量、反复调节多次方能符合要求，调节过程费时费力。现有风量调节技术不能在风量出现偏差时对其进行实时调节，手动调节风量的调节速度时大时小难以控制，不能实现匀速微变的调节过程，这就使得风量调节过程中会出现风量大幅度震荡的缺陷，该缺陷会造成风量调节精度不高的不良后果，使得调节后的风量仍然不满足通风需求，存在瓦斯积聚的安全隐患。

技术实现要素：

针对上述情况，本实用新型为了解决以上问题，提供一种矿井风窗风量智能远程调节集控系统，集手动、自动和远程控制三种工作模式于一体，具备在线监控和远程控制功能，自动、手动控制风窗的开度变化，实现风量的调试，并具有自诊断功能，可实现风窗局部通风量的自动调节。

本实用新型的技术方案如下：一种矿井风窗风量智能远程调节集控系统，包括推拉式调节风窗、风窗电液动驱动装置、可编程控制器、传感器组和地面上位机，所述地面上位机和传感器组均与可编程控制器信号连接，所述可编程控制器与风窗电液动驱动装置控制连接，所述风窗电液动驱动装置与所述推拉式调节风窗控制连接，所述推拉式调节风窗包括风窗框及设置在风窗框内可推拉的风窗扇一和风窗扇二，以及分别设置在风窗框上下两侧的液压油缸，所述两个液压油缸的活塞杆的顶端通过连接杆连接，所述连接杆与其中一风窗扇固定连接；所述风窗电液动驱动装置包括两台同步控制电液推杆电机，所述电液推杆电机的电液推杆分别通过油管与所述液压油缸的有杆腔和无杆腔对应连接。

优选的，所述可编程控制器为型号kxj127b的矿用隔爆兼本安型电气控制箱，电控箱上安装有显示屏和按钮，在显示屏上能以计算机图形界面的形式显示该处风窗的开度、风速、风量等参数，并能通过电控箱按钮的修改和设置风窗的通风量。

优选的，所述传感器组包括矿用风量传感器、矿用风速传感器、矿用瓦斯传感器及矿用位置传感器，用于对矿井内的风量、风速、瓦斯量和装置安装位置的数据进行采集后，传输至可编程控制器对数据进行分析、运算并确定下一步动作。

优选的，所述可编程控制器通过以太网接入矿井工业以太网，矿井工业以太网与地面上位机连接。

优选的，所述连接杆与所述风窗扇二的一侧连接。

本实用新型的矿井风窗风量智能远程调节集控系统，推拉式调节风窗安装在煤矿井下巷道的风门的上部，风窗电液动驱动装置为推拉式调节风窗提供动力，控制调节风窗开度的大小，将矿用风量传感器、矿用风速传感器、矿用瓦斯传感器及矿用位置传感器组成的传感器组安装在巷道的上方，监测巷道的通风量、瓦斯浓度和推拉式调节风窗的位置信息，将采集到的数据信息实时传输给可编程控制器，可编程控制器根据内部plc设定的程序以及设定的通风量，依据定风量控制原则，通过电液推杆电机的正反转带动两台油缸活塞杆的伸出和收回来实现回风巷道前后的推拉式调节风窗的同步线性开启和关闭，实现了推拉式调节风窗的两扇风窗开度变化的实时自动同步控制，实现定风量智能自动调节。

本实用新型的矿井风窗风量智能远程调节集控系统具有三种工作模式：“自动”、“手动”、“远程控制”：1）自动（无人值守）：可编程控制器的plc收集分析各种信号，根据预先设定的通风量按照定风量控制原则，合理实现风窗开度的线性开启和关闭，自动方式下全过程无须人工干预；2）手动：根据人为测定的风量，通过按钮控制风窗电液驱动装置实现风窗开度的调节；3）远程控制：矿井风窗风量远程调节集控系统通过以太网接入矿井工业以太网，具备以太网通讯接口，地面上位机建立监控系统，可以实现在地面设置通风量，远程控制风窗的开度变化，实现地面调节和配置各个巷道的风量。

本实用新型的智能远程调节集控系统具有以下优点：

1、模块化：每套推拉式调节风窗风量自动调节控制装置都为独立模块，每个模块之间独立工作不受其它模块影响；

2、实时监测：该系统的推拉式调节风窗风量自动调节控制装置在巷道内安装传感器组，可以实时监测风窗各工况参数，包括推拉式调节风窗的开度、风量、风压等参数。

3、操作方便：可编程控制器上设置有按钮，通过可编程控制器上的按钮就可以修改和设置推拉式调节风窗的通风量。

4、自检功能：该系统具有自检功能，当系统中的传感器、传输电缆等设备发生故障时，报警并记录故障时间，故障设备，以供查询及打印。

5、远程控制：该系统通过以太网接入矿井工业以太网，具备以太网通讯接口，能实现单套风窗风量自动调节控制装置与全矿井通风监测监控系统信息共享，在地面上位机上能够监控每套风窗风量自动调节控制装置的运行状况。

附图说明

图1为本实用新型的连接框图；

图2为本实用新型的具体实施安装图；

图3为本实用新型的推拉式调节风窗与风窗电液动驱动装置的连接示意图；

1-推拉式调节风窗；2-风窗电液动驱动装置；3-可编程控制器；31-显示屏；32-按钮；4-传感器组；5-地面上位机；6-风窗扇一；7-风窗扇二；8-液压油缸；9-连接杆；10-电液推杆电机。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行进一步具体详细的描述：

如图1-图3所示，一种矿井风窗风量智能远程调节集控系统，包括推拉式调节风窗1、风窗电液动驱动装置2、可编程控制器3、传感器组4和地面上位机5，所述地面上位机5和传感器组4均与可编程控制器3信号连接，所述传感器组4包括矿用风量传感器、矿用风速传感器、矿用瓦斯传感器及矿用位置传感器，上述传感器对矿井内的风量、风速、瓦斯量和装置安装位置的数据进行采集后，传输至可编程控制器3对数据进行分析、运算并确定下一步动作，所述可编程控制器3与风窗电液动驱动装置2控制连接，可编程控制器3与风窗电液动驱动装置2之间通过电缆连接，可编程控制器3为型号kxj127b的矿用隔爆兼本安型电气控制箱，所述电控箱上安装有显示屏31和按钮32，在显示屏31上能以计算机图形界面的形式显示该处风窗的开度、风速、风量等参数，并能通过电控箱按钮32的修改和设置风窗的通风量，所述风窗电液动驱动装置2与所述推拉式调节风窗1控制连接,所述推拉式调节风窗1包括风窗框及设置在风窗框内可推拉的风窗扇一6和风窗扇二7，以及分别设置在风窗框上下两侧的液压油缸8，所述两个液压油缸8的活塞杆的顶端通过连接杆9连接，所述连接杆9与其中一风窗扇固定连接；所述风窗电液动驱动装置2包括两台同步控制电液推杆电机10，所述电液推杆电机10的电液推杆分别通过油管与所述液压油缸的有杆腔和无杆腔对应连接，通过电液推杆电机10的正反转带动两台液压油缸8活塞杆的伸出和收回来实现回风巷道前后的推拉式调节风窗1的同步线性开启和关闭。

进一步的，所述连接杆9与所述风窗扇二7的一侧连接。

进一步的，所述可编程控制器3通过以太网接入矿井工业以太干网，矿井工业以太干网与地面上位机5连接。

具体实施时，将推拉式调节风窗1安装在煤矿井下巷道的风门上部，风窗电液动驱动装置2为推拉式调节风窗1提供动力，控制推拉式调节风窗1开度的大小，矿用风量传感器、矿用风速传感器、矿用瓦斯传感器及矿用位置传感器组成的传感器组4安装在巷道上方，用于监测巷道的通风量、瓦斯浓度和装置安装位置信息，将采集到的数据信息实时传输给可编程控制器3，可编程控制器3根据内部plc设定的程序以及外部人为设定的通风量，依据定风量控制原则，自动实现风窗开度的线性开启和关闭，实现定风量智能自动调节。

手动调节时：根据人为测定的风量，通过电液动驱动装置2上的按钮控制实现推拉式调节风窗1开度的调节；

需要远程控制时：矿井风窗风量远程调节集控系统已经通过以太网接入矿井工业以太网，具备以太网通讯接口，地面上位机5建立监控系统，可以实现在地面设置通风量，远程控制风窗的开度变化，实现地面调节和配置各个巷道的风量。

本实用新型的矿井风窗风量智能远程调节集控系统，可以对风窗实现多种方式的控制，可以实时监测风窗各工况参数，根据参数对推拉式调节风窗1进行开度调节，调节准确，可以全自动进行，节省人工，同时避免了人为造成的失误。