CN203201842U - 矿用智能通风机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种矿用智能通风机控制器，该控制器包括电源、双电源自动切换装置、变频控制器BPQ、旁路、可编程控制器PLC、瓦斯传感器、风速传感器、报警器、通风机，本实用新型的通风机控制器能够根据工作面瓦斯浓度自动调整通风机的转速，即自动调整供风量，使工作面瓦斯浓度始终控制在安全数值以内。

Description

矿用智能通风机控制器

技术领域

本实用新型涉及一种通风机控制器，具体的是涉及一种矿用可自动调速的通风机控制器。 

背景技术

煤矿井下条件特殊，环境差，瓦斯等有毒有害气体不时涌出，严重威胁着矿工的生命安全和企业的安全生产，所以矿井通风是安全生产的首要基础工作。 

为了保证通风的连续性和可靠性，大多企业目前使用的是一种“双电源自动切换磁力启动器 ”，该启动器仅能在第一回路电源失电时，第二回路自动启动继续向工作面供风，保证通风的连续性。但其缺点是不管工作面瓦斯浓度多高，需要多大风量，始终以恒定的风速风量进行供风。特别是当电机故障造成停机停风时却不能自动切换。从而造成工作面瓦斯积聚超限或无风微风作业，为矿山安全生产带来隐患。有的通风机控制器也使用变频器代替了传统的磁力启动器，但只是应用了变频器良好的启动性能，风量风速仍然得不到自动控制。但当工作面瓦斯浓度升高时却不能自动加大风速风量来稀释瓦斯浓度并将瓦斯等有毒有害气体带出工作面，保证工作面瓦斯浓度永不超限，这也是目前通风管理的最大技术缺陷。 

发明内容

针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种可自动调整风速的通风机控制器，保证瓦斯浓度保持在一个安全的范围内，提高了作业人员的安全性。 

本实用新型的实现方式如下：一种矿用智能通风机控制器，该控制器包括电源、双电源自动切换装置、变频控制器BPQ、旁路、可编程控制器PLC、瓦斯传感器、风速传感器、报警器、通风机； 

    电源包括1#电源和2#电源，为双电源自动切换装置提供电源；

    双电源自动切换装置包括隔离开关和真空接触器，1#电源经隔离开关GK2和真空接触器KM2形成回路1， 2#电源经隔离开关GK1和真空接触器KM1后形成回路2，所述回路2与回路1并联接入变频控制器BPQ的输入端；

变频控制器BPQ的输出端一路经真空接触器KM3接主局扇通风机电机D1，一路经真空接触器KM4接副局扇通风机电机D2。真空接触器KM5与变频控制器BPQ的输入输出端相并联形成旁路；

可编程控制器PLC，输入端分别接电源、变频控制器、双电源自动切换装置、工频旁路真空接触器KM5的反馈接点。输出端分别接自动切换继电器K1，变频输出继电器K2，工频输出继电器K3，主风机控制继电器K4，副风机控制继电器K5，变频器故障输出K6，风电瓦斯电闭锁继电器K7和报警器，模拟输入输出模块EM235的两个输入端V1、V2分别接瓦斯传感器和风速传感器，输出端OUT接变频控制器BPQ的频率调节口V。

进一步的，所述1#电源包括X1、X2、X3，2#电源包括三相电源X4、X5、X6，所述变频控制器BPQ的输出端两路线上分别设有电机综合保护器JDB1、JDB2，所述电机综合保护器JDB1、JDB2接入可编程控制器PLC的输入端。 

所述报警器与故障输出继电器K6的常开接点、风电瓦斯电闭锁继电器K7的常闭接点以及副风机接触器KM4和保护器JDB2的串联接点三者并联的接点连接。 

优选的，所述可编程控制器PLC为SIEMENS S7-200型，输入端的电源为220V，所述变频控制器BPQ采用以绝缘栅双极晶体管IGBT功率器件为主的变频设备。 

本实用新型的通风机控制器，具有以下功能，第一、本控制器为双回路电源设计，当主回路断电或故障时，备用回路能够迅速自动启动，继续提供电源，使通风机工作，保证通风的不间断性；第二、本控制器为双风机设计，当主风机电机发生短路断相接地漏电等故障时，本控制器能够自动切换到备用风机，继续工作；第三、本控制器在变频器发生故障而不能工作时，能够自动由变频运行转换为工频运行；第四、本控制器在瓦斯浓度超标，而一台主风机全速运行也不能有效控制瓦斯浓度时，能够自动启动副风机，实现双风机大风量工作，以快速降低瓦斯浓度，确保安全生产；第五、本控制器有完善的采样检测传感器和声光语音报警***，能够动态地准确监测工作面的瓦斯浓度和风速风量，当指标超过安全数值时迅速向工作面和矿指挥中心发出报警，以利检查排除安全隐患；第六、本控制器在工作面或通风机附近瓦斯浓度超标时，能够自动切断工作面设备总电源，并向工作面和矿安全调度指挥中心发出报警信号。第七、本控制器能够根据工作面瓦斯浓度自动调整通风机的转速，即自动调整供风量，使工作面瓦斯浓度始终控制在安全数值以内。在瓦斯浓度较低或在允许值以内时，由PLC控制变频器输出适当的频率，使通风机输出较低的转速，以较小的风量提供给工作面。当瓦斯浓度突然升高时，瓦斯传感器将采集到的瓦斯浓度信号立即反馈给PLC，PLC立即将瓦斯浓度值与设定值进行运算比较，然后控制变频器输出频率按设定值调整，提高通风机的转速，以较大的风速风量稀释工作面的瓦斯等有毒有害气体浓度并带走瓦斯，同时报警器发出瓦斯超限声光警报，提醒工作面工作人员检查、排除瓦斯隐患，从而达到安全生产之目的。当最大风量仍不能使瓦斯浓度降低，或工作面处于微风状态而通风机又不能提供足够风量时，风电瓦斯电闭锁继电器K7立即动作，自动切断工作面电源，同时报警器和LED3发出声光报警，并向矿指挥部门反馈隐患信息。当瓦斯浓度降低后，本控制器又能根据风速传感器反馈的数据自动调整变频器的输出频率，从而减小通风机的转速，既满足了工作面需要，又减少了粉尘污染和电能损耗，具有很高的安全环保的社会和经济效益。 

附图说明

图1为本实用新型的结构框图； 

图2为本实用新型的电气原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，合上隔离开关GK1、GK2，变压器BK1输出24直流电，继电器延时3秒吸合，其触点一路接通BK2电源至X1、X3，220V输出供PLC电源，36V为各执行接触器吸合提供电源。另一触点使输入端X2接低电平，自动切换继电器不动作，于是回路1电源接触器得电吸合。变频控制器BPQ有电；电机保护JDB器对负荷线路检测正常，其接点闭合，PLC输入端I0.4、I0.5接低电平，主风机继电器K4优先吸合，主风机接触器KM3得电吸合为风机启动提供必要条件。此时瓦斯传感器、风速传感器也将检测到的数据传输给PLC，为变频控制器BPQ提供合适的频率信号。 

当一切正常，按下启动按钮QA，变频输出继电器K2吸合，接通了变频器BPQ的启动回路，于是变频器启动，风机按预设的适当转速运转开始向工作面送风。 

当回路1电源突然断电时，继电器K无电释放，变压器KB2的电源被转换到回路2的X4、X6上，继续为整个电路提供电源，同时另一接点断开的输入端，使其变为高电平，于是自动切换继电器K1吸合，断开了KM1的吸合回路，接通了回路2电源接触器KM2吸合回路，回路2电源向控制器BPQ供电。于是达到了双电源自动切换，不间断供电的目的。同时指示灯LED1亮，提示维护人员检查处理断电原因。 

当变频器BPQ发生故障而停止工作时，其故障信号使PLC的I0.3变为低电平，于是变频输出继电器K2释放，工频继电器K3吸合，旁路接触器KM5得电吸合，风机继续运转。同时报警电路发出报警信号，提示维护人员检查处理变频器故障。 

当主风机电机D1发生漏电、短路、过载或断相等故障，不能工作时，电机综合保护器JDB1的接点断开，主风机接触器KM3无电释放，主风机D1停止运转，同时使可编程控制器PLC的输入端I0.4变为高电平，主风机继电器K4释放，副风机继电器K5吸合，副风机接触器KM4也得电吸合，副风机D2接替主风机开始运转，继续向工作面供风，以保证通风的连续性。同时，报警器Y电源被接通，LED2发光指示，发出故障声光报警，提示维护人员检查处理电机故障原因。 

当变频器BPQ输出已是最大频率，即风速风量已是最大允许值，而瓦斯浓度仍然超过允许值即＞1%时，风电瓦斯电继电器立即释放，断开工作面电源总开关的吸合回路，从而切断瓦斯超限工作面的总电源，防止瓦斯事故的发生。与此同时声光报警电路动作，向控制中心和工作面发出声光报警信号，以提示有关部门和有关人员检查排除瓦斯隐患。 

风电瓦斯电闭锁继电器和故障输出继电器的输出接点与地面调度指挥中心的报警装置相连，以便使指挥者及时迅速地作出决策。 

Claims (7)

1.矿用智能通风机控制器，其特征在于该控制器包括电源、双电源自动切换装置、变频控制器BPQ、旁路、可编程控制器PLC、瓦斯传感器、风速传感器、报警器、通风机；

电源包括1#电源和2#电源，分别连接双电源自动切换装置；

双电源自动切换装置包括隔离开关和真空接触器，1#电源经隔离开关GK2和真空接触器KM2形成回路1， 2#电源经隔离开关GK1和真空接触器KM1后形成回路2，所述回路2与回路1并联接入变频控制器BPQ的输入端；

变频控制器BPQ的输出端一路经真空接触器KM3接主局扇通风机电机D1，一路经真空接触器KM4接副局扇通风机电机D2；

真空接触器KM5与变频控制器BPQ的输入输出端相并联形成旁路；

可编程控制器PLC，输入端分别接电源、变频控制器、双电源自动切换装置、工频旁路真空接触器KM5的反馈接点；

输出端分别接自动切换继电器K1，变频输出继电器K2，工频输出继电器K3，主风机控制继电器K4，副风机控制继电器K5，变频器故障输出K6，风电瓦斯电闭锁继电器K7和报警器，模拟输入输出模块EM235的两个输入端V1、V2分别接瓦斯传感器和风速传感器，输出端OUT接变频控制器BPQ的频率调节口V。

2.根据权利要求1所述的矿用智能通风机控制器，其特征在于所述1#电源包括三相电源X1、X2、X3，2#电源包括三相电源X4、X5、X6。

3.根据权利要求1所述的矿用智能通风机控制器，其特征在于所述变频控制器BPQ的输出端两路线上分别设有电机综合保护器JDB1、JDB2，接入可编程控制器PLC的输入端。

4.根据权利要求1所述的矿用智能通风机控制器，其特征在于所述报警器与故障输出继电器K6的常开接点、风电瓦斯电闭锁继电器K7的常闭接点以及副风机接触器KM4和保护器JDB2的串联接点三者并联的接点连接。

5.根据权利要求1所述的矿用智能通风机控制器，其特征在于所述可编程控制器PLC为SIEMENS S7-200型。

6.根据权利要求1所述的矿用智能通风机控制器，其特征在于所述可编程控制器PLC输入端的电源为220V。

7.根据权利要求1所述的矿用智能通风机控制器，其特征在于所述变频控制器BPQ采用以绝缘栅双极晶体管IGBT功率器件为主的变频设备。

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