CN102681479B - 矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电气控制技术，涉及矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统，包括主电源电路板和备用电源电路板，主电源电路板经电源切换按钮连接PLC控制器，还经主继电器被控制端的常开接点和手动断电按钮连接PLC控制器和外设；备用电源电路板连接变压器次级输出端，变压器次级输出端还经副继电器和手动断电按钮连接PLC控制器和外设，备用电源电路板经二极管连接手动断电按钮；PLC控制器还连接主、副继电器的控制端，主、副继电器二者互相控制对方的常闭接点。本发明的有益效果是，本系统提供两种电源供电，避免因为外部电源断电的情况下，整套系统失效的困扰。远程控制功能，易于操作人员整体控制井下风门状况。

Description

矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统

技术领域

    本发明属于电气控制技术，涉及一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统。

背景技术

    就目前矿井使用的电控系统，存在的问题如下：

1：没有实现远程控制功能。

2：无备用电源。当供电电源断电后，风门控制系统立即失效。

3：没有防夹挤功能。

4：无手动断电功能。

发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种使用方便、安全可靠的矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统，其特殊之处在于：包括主电源电路板和备用电源电路板，主电源电路板经电源切换按钮连接PLC控制器，还经主继电器被控制端的常开接点和手动断电按钮连接PLC控制器和外设；备用电源电路板连接变压器次级输出端，变压器次级输出端还经副继电器和手动断电按钮连接PLC控制器和外设，备用电源电路板经二极管连接手动断电按钮；PLC控制器还连接主、副继电器的控制端，主、副继电器二者互相控制对方的常闭接点；

所述电控系统还包括PC机、防爆箱体、风门开闭状态传感器、防爆按钮、防夹挤感应探头、防爆电磁阀、气缸和防爆荧光灯；风门开闭状态传感器分为两部分，即感应部分和磁性部分，感应部分安装在风门框上，磁性部分安装在风门扇上，通过风门扇的运动，磁性部分靠近或是离开感应部分，给PLC控制器输入信号；防爆按钮安装于风门两侧门轴的对面，避免行人按动按钮开门后，来不及闪开，夹挤行人；防夹挤感应探头安装在风门两侧，当有物体阻隔时，给PLC输入信号，控制开关门；气缸安装于风门里侧或是外侧的上方，通过连杆与风门进行互动；防爆电磁阀安装在巷道壁上，通过气管与气缸连接；防爆荧光灯安装于风门上方显眼位置，指示风门的开闭状态。

本发明的矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统， PC机通过485转接器、外接5V电源、485总线、通信电缆及相关转换接头连接到所述防爆箱中的PLC控制器，相应的PLC控制相应的风门。

本发明的有益效果是，本系统提供两种电源供电。当其中一种电源断电时，系统立即切换到另外一种电源，避免因为外部电源断电的情况下，整套系统失效的困扰。远程控制功能，易于操作人员整体控制井下风门状况，当有设备损坏时，PC机显示报警信号，操作人员及时通知维修人员下井维修，有的放矢，提高工作效率。防夹挤功能，增加了安全性，不会导致在风门关闭的情况下，人或是车被夹在风门中央，造成人员伤亡事故或是设备损坏。手动断电功能，在外部设备损坏时，按动手动断电按钮，能够及时返修，避免了向上级领导申请断电、送电等繁杂手续，提高了工作人员的效率，避免断电给矿井带来不便。该系统在设计和使用上填补了行业空白，结构简单，易于操作，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1为控制系统电器原理图。图2为远程控制原理图。图3为控制系统主控箱正视图。图4为控制系统主控箱抛视图。

图中，1主电源电路板，2主继电器，3电源切换按钮，4变压器，5  127V工作指示灯，6  660V/1140V工作指示灯，7  PLC，8外围设备，9  PC机，10  AF-P485转接器，11外接5V电源，12  RS485总线，13  AF-C485/D485通信电缆，14箱体，15压盘，16压紧螺母，17把手，18高压接线端子，19低压接线端子，20主控板，21备用电源电路板，22手动断电按钮，23副继电器。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统，包括主电源电路板1和备用电源电路板21，主电源电路板经电源切换按钮3连接PLC控制器7，还经主继电器2被控制端的常开接点和手动断电按钮22连接PLC控制器和外设8；备用电源电路板21连接变压器4次级输出端，变压器次级输出端还经副继电器23和手动断电按钮连接PLC控制器和外设，备用电源电路板经二极管连接手动断电按钮22；PLC控制器还连接主、副继电器的控制端，主、副继电器二者互相控制对方的常闭接点。PC机9通过485总线12及相关转换接头连接到每个防爆箱中的PLC控制器7中，相应的PLC控制相应的风门，实现远程综合控制。  

本系统主要由PC机9、防爆箱体14、防爆按钮、防爆荧光灯、风门开闭状态传感器、防夹挤感应探头、防爆电磁阀、气缸等元件组成。PC机9经过AF-P485转接器10、外接5V电源11、RS485总线12、AF-C485/D485通信电缆13连接若干台PLC控制器，相应的PLC控制相应的风门，实现远程综合控制。箱体14上设有压盘15、压紧螺母16、把手17、高压接线端子18、低压接线端子19、内部设有主控板20。防爆箱安装于两道风门中间的一侧巷道壁上。风门开闭状态传感器分为两部分：感应部分和磁性部分，感应部分安装在门框上，磁性部分安装在门扇上，通过门扇的运动，磁性部分靠近或是离开感应部分，给PLC输入信号。防爆按钮安装于风门两侧门轴的对面，避免行人按动按钮开门后，来不及闪开，夹挤行人。防夹挤感应探头安装在风门两侧，当有物体阻隔时，给PLC输入信号，控制开关门。气缸安装于风门里侧或是外侧的上方，通过连杆与风门进行互动。防爆电磁阀安装在巷道壁上，通过气管与气缸连接。防爆荧光灯安装于风门上方显眼位置，指示风门的开闭状态。

电器原理图如图1所示。通常127V和660V/1140V同时提供电源，通过PLC与继电器，控制电源在两路中间切换，保证不间断电源，设置切换按钮，可以手动按动按钮，电源在127V与660V/1140V之间切换；设置观察窗，绿灯指示127V供电，红灯指示660/1140V供电；设置手动断电按钮，按动按钮，输出断开，可以对外围设备进行检修。外接防爆按钮、风门开闭状态传感器、防夹挤感应探头等部件，给PLC提供信号，控制风门的开启与关闭。外接防爆电磁阀与气缸，控制风门的开启与关闭。外接防爆荧光灯工作指示灯5、6（指示灯5、6在箱体里，指示电源供电情况，防爆荧光灯是外围设备，指示风门开闭状态），指示风门开启与关闭状态。

    远程控制连接图如图2所示。PC机通过485及相关转换接头连接到每个防爆箱中的PLC中。每个PLC设置不同的地址，通过查询地址，与相应的PLC联系，进而控制相应的风门。每个信号设置故障状态，方便人员检修。

防爆箱如图3、4.防爆箱分两个腔，其中一个为接线腔，另一个为控制腔。通过穿墙接线端子连接。

本专利适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险的场所。行人和矿车通过风门时，通过操作电控装置实现风门的启闭。可实现远程控制以及两种备用电源选择。保证断电情况下，电源及时切换到备用电源上，由备用电源供电。   

1：实现远程控制：井上操作人员根据井下情况，通过控制系统宏观调控无压风门的开启与关闭。

2：备用电源：通常井下电控系统供电电源为127V，当127断电时，电控系统立即失效。所以，增加了一个备用电源，当127V断电时，系统立即切换至备用电源供电，当127V来电时，系统又自动切换至127V供电。这样，控制系统不会因为一时停电而停止工作。

3：防夹挤功能：由于井下人员、车辆流动比较大，可能关门的时候，有人员或是车辆通过无压风门，或者是即使他们看见风门要关了，以为凭自己的速度能通过风门，从而强行通过风门，这样可能会存在人或车辆被夹挤在风门处。现在风门两侧安装一套防夹人传感器，当关门过程中，有人或是车辆通过时，风门立即打开，对人员和车辆进行放行。

4：手动断电功能：当外围部件需要检修时，按动手动断电按钮，停止电源输出，从而对外围部件进行检修。避免了向上级领导申请断电、送电等繁杂手续，增加了工作人员的效率，避免断电给矿井带来不便。

本系统提供两种电源供电。当其中一种电源断电时，系统立即切换到另外一种电源，避免因为外部电源断电的情况下，整套系统失效的困扰。远程控制功能，易于操作人员整体控制井下风门状况，当有设备损坏时，PC机显示报警信号，操作人员及时通知维修人员下井维修，有的放矢，提高工作效率。防夹挤功能，增加了安全性，不会导致风门关闭的情况下，人或是车被夹在风门中央，造成人员伤亡事故或是设备损坏。手动断电功能，在外部设备损坏时，按动手动断电按钮，能够及时返修，避免了向上级领导申请断电、送电等繁杂手续，提高了工作人员的效率，避免断电给矿井带来不便。该系统在设计和使用上填补了行业空白，结构简单，易于操作，在本技术领域内具有广泛的实用性。

Claims (2)

1.一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统，其特征在于：包括主电源电路板和备用电源电路板，主电源电路板经电源切换按钮连接PLC控制器，还经主继电器被控制端的常开接点和手动断电按钮连接PLC控制器和外设；备用电源电路板连接变压器次级输出端，变压器次级输出端还经副继电器和手动断电按钮连接PLC控制器和外设，备用电源电路板经二极管连接手动断电按钮；PLC控制器还连接主、副继电器的控制端，主、副继电器二者互相控制对方的常闭接点；

所述电控系统还包括PC机、防爆箱体、风门开闭状态传感器、防爆按钮、防夹挤感应探头、防爆电磁阀、气缸和防爆荧光灯；风门开闭状态传感器分为两部分，即感应部分和磁性部分，感应部分安装在风门框上，磁性部分安装在风门扇上，通过风门扇的运动，磁性部分靠近或是离开感应部分，给PLC控制器输入信号；防爆按钮安装于风门两侧门轴的对面，避免行人按动按钮开门后，来不及闪开，夹挤行人；防夹挤感应探头安装在风门两侧，当有物体阻隔时，给PLC输入信号，控制开关门；气缸安装于风门里侧或是外侧的上方，通过连杆与风门进行互动；防爆电磁阀安装在巷道壁上，通过气管与气缸连接；防爆荧光灯安装于风门上方显眼位置，指示风门的开闭状态。

2.根据权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制用电控系统，其特征在于：PC机通过485转接器、外接5V电源、485总线、通信电缆及相关转换接头连接所述防爆箱中的PLC控制器，相应的PLC控制相应的风门。

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