CN102638204A - 具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器 - Google Patents

Abstract

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。

Description

具有瞬间掉电自恢复功能的风机双电源电磁起动器

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KA1、KA2，真空接触器KM1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KA1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QS1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QS1的出线端相连，所述真空接触器KM1的常开触点KM1-3的出线端串接电流互感器TA1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T1的输入端与隔离换向开关QS1的出线端W1、V1相连，真空接触器KM1的线圈KM1-1串接中间继电器KA1的常开触点KA1-3后并接在变压器T1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T1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T1的220V电压输出端相连，第一PLC的电源输入端与变压器T1的220V电压输出端相连；

所述电流互感器TA1的信号输出端与综合保护器ZB1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ZB1的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KM1的常闭触点KM1-2和中间继电器KA1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T1的输入端与隔离换向开关QS1的输出端W1之间串接有单刀双掷开关S1，变压器T1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，否则进入第六步；

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；当T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。

附图说明

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1为本发明的电路结构示意图；

图2为本发明中第一电磁起动器电路的电路结构示意图；

图3为本发明中PLC控制风机切换的程序流程图；

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。

具体实施方式

如图1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1和第二电磁起动器电路2，所述第一电磁起动器电路1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1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T1得电，变压器T1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KA1、KA2的线圈KA1-1、KA2-1相连。

所述第一电磁起动器电路1中包括真空接触器KM1、KM2和中间继电器KA1、KA2，真空接触器KM1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KA1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1的电路结构为：隔离换向开关QS1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QS1的出线端相连，所述真空接触器KM1的常开触点KM1-3的出线端串接电流互感器TA1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T1的输入端与隔离换向开关QS1的出线端W1、V1相连，真空接触器KM1的线圈KM1-1串接中间继电器KA1的常开触点KA1-3后并接在变压器T1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T1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T1的220V电压输出端相连，第一PLC7的电源输入端与变压器T1的220V电压输出端相连；

所述电流互感器TA1的信号输出端与综合保护器ZB1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ZB1的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KM1的常闭触点KM1-2和中间继电器KA1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KA1的线圈KA1-1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KM1的线圈KM1-1接通36V电源，真空接触器KM1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1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KA1的线圈KA1-1掉电，常开触点KA1-3打开，从而使接触器KM1的线圈KM1-1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KA1、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1再次进入漏电检测状态。

当第一电磁起动器电路1起动后，综合保护器ZB1、ZB2将通过电流互感器TA1、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TA1、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T1的输入端与隔离换向开关QS1的输出端W1之间串接有单刀双掷开关S1，变压器T1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，否则进入第六步；

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QS1的型号为GHK-250A，真空接触器KM1、KM2的型号为CKJ2-125A，中间继电器KA1、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。

Claims (3)

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（1）和第二电磁起动器电路（2），所述第一电磁起动器电路（1）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（1）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（1）中包括真空接触器KM1、KM2和中间继电器KA1、KA2，真空接触器KM1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KA1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（1）的电路结构为：隔离换向开关QS1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QS1的出线端相连，所述真空接触器KM1的常开触点KM1-3的出线端串接电流互感器TA1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T1的输入端与隔离换向开关QS1的出线端W1、V1相连，真空接触器KM1的线圈KM1-1串接中间继电器KA1的常开触点KA1-3后并接在变压器T1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T1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T1的220V电压输出端相连，第一PLC（7）的电源输入端与变压器T1的220V电压输出端相连；

所述电流互感器TA1的信号输出端与综合保护器ZB1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ZB1的漏电检测信号输入端之间串接有真空接触器KM1的常闭触点KM1-2和中间继电器KA1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1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T1的输入端与隔离换向开关QS1的输出端W1之间串接有单刀双掷开关S1，变压器T1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1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PLC（7）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PLC（7）发出的停止信号，进入第六步；

第六步，第一PLC（7）控制一级风机（9）停机。

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