CN201865684U

CN201865684U - 矿井局部通风机综合控制系统

Info

Publication number: CN201865684U
Application number: CN2010206304154U
Authority: CN
Inventors: 彭云; 赵伏军
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology; Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2020-11-29

Abstract

一种矿井局部通风机综合控制系统，由上位机和下位机组成；采用上位机的单片机Ⅰ分别连接LCD显示器Ⅰ、按键电路Ⅰ、报警器电路Ⅰ、风速传感器Ⅰ、磁力继电器和三路PWM脉宽调制电路；三路PWM脉宽调制电路连接矩形波发生器和三输入或门电路，三输入或门电路依次连接量化电路和防爆变频器，防爆变频器分别连接三相整流滤波器和局扇电机，三相整流滤波器连接带电源的磁力启动器；下位机的单片机Ⅱ分别连接风速传感器Ⅱ、瓦斯传感器、温度传感器、按键电路Ⅱ、LCD显示器Ⅱ和报警电路Ⅱ的方案，实现风/电闭锁、瓦斯/电闭锁、温度/电、温度/风闭锁，克服了现有技术采用单一方式测量和监控，没有综合技术的缺陷。实现了局部通风机的自动化和网络化控制。

Description

矿井局部通风机综合控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种矿井局部通风机综合控制系统。

背景技术

局部通风机为矿井局部用风地点提供新鲜空气，抽排瓦斯、有毒有害气体，保障人员呼吸，防止瓦斯、中毒等事故的发生，并降低局部用风地点空气温度，提供一个良好的作业环境。局部通风机及其控制系统的性能、可靠性等对于掘进工作面安全、减少供电费用等具有重要意义。目前有相关专利及文献对局部通风机控制系统及节能型局部通风机做了一定的研究，但由于局部通风系统具有非线性、多耦合、多干扰、纯滞后等特点，目前还没有一种方案取得满意效果。

专利名称为《变频调速局部通风机》，专利号为200910264091.9的专利为局部通风机控制系统，是在传统局部通风机的基础上采用了直流永磁变频调速电机，并根据甲烷浓度的变化对风机转速进行控制，并实时监测井下环境并及时调整通风量，但没有具体提出控制方案，只是提到甲烷传感器与变频调速器，也没提具体控制系统，且控制因素太少，只考虑了甲烷，不能适应掘进头复杂的控制环境。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种能测量掘进头的温度、瓦斯浓度、风速等数值并送至安装于掘进头的下位机处理，并输送至上位机系统中；将局部通风机出口风流送至上位机系统中处理的矿井局部通风机综合控制系统。

为实现上述目的，一种矿井局部通风机综合控制系统，它由上位机经通信电缆连接下位机组成；所述上位机包括：单片机Ⅰ分别连接LCD显示器Ⅰ、按键电路Ⅰ、报警器电路Ⅰ、风速传感器Ⅰ、磁力继电器和三路PWM脉宽调制电路；所述三路PWM脉宽调制电路连接矩形波发生器和三输入或门电路，三输入或门电路依次连接量化电路和防爆变频器，防爆变频器分别连接三相整流滤波器和局扇电机，三相整流滤波器连接带电源的磁力启动器；所述下位机包括：单片机Ⅱ分别连接风速传感器Ⅱ、瓦斯传感器、温度传感器、按键电路Ⅱ、LCD显示器Ⅱ和报警电路Ⅱ。

为了实现产品优化，改善、提高本实用新型的综合性能，进一步的措施是：

所述单片机Ⅰ和单片机Ⅱ连接电源电路。

所述单片机Ⅰ设有通信接口电路。

所述磁力继电器连接电源。

本实用新型由上位机和下位机组成；采用上位机的单片机Ⅰ分别连接LCD显示器Ⅰ、按键电路Ⅰ、报警器电路Ⅰ、风速传感器Ⅰ、磁力继电器和三路PWM脉宽调制电路；三路PWM脉宽调制电路连接矩形波发生器和三输入或门电路，三输入或门电路依次连接量化电路和防爆变频器，防爆变频器分别连接三相整流滤波器和局扇电机，三相整流滤波器连接带电源的磁力启动器；下位机的单片机Ⅱ分别连接风速传感器Ⅱ、瓦斯传感器、温度传感器、按键电路Ⅱ、LCD显示器Ⅱ和报警电路Ⅱ的方案，克服了现有技术采用单一方式测量和监控，没有综合技术的缺陷。

本实用新型相比现有技术所产生的有益效果：

1、能根据掘进头使用的局部用风地点的瓦斯浓度、供风量、温度实现对局部通风机电机模糊变频调速控制，自动改变局部通风机供风量，实时监测掘进头风量、瓦斯浓度、温度、局部通风机系统漏风率。

2、实现人工报警、风/电闭锁、瓦斯/电闭锁、温度/电、温度/风闭锁功能，并能将实测结果送至地面监控中心。

3、以模糊控制系统为控制核心，具有调节及时准确，调速性能良好等优点，且容易实现,控制简单,可靠性高。

4、克服了手动操作时通风机工作状态频繁切换的问题。

5、保障局部用风地点的安全，实现了工矿自动化和网络化。

本实用新型适用于掘进头使用地点通风机的自动化和网络化控制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为监测仪的控制结构方框图。

图中：1、上位机，10、局扇电机，11、LCD显示器Ⅰ，12、单片机Ⅰ，13、按键电路Ⅰ，14、报警电路Ⅰ，15、风速传感器Ⅰ，16、磁力继电器，31、三路PWM脉宽调制电路，32、磁力启动器，33、矩形波发生器，34、三相整流滤波器，35、三输入或门电路，36、量化电路，37、防爆变频器，38、局扇电机，2、下位机，21、单片机Ⅱ，22、风速传感器Ⅱ，23、瓦斯传感器，24、温度传感器，25、按键电路Ⅱ，26、LCD显示器Ⅱ，27、报警电路Ⅱ。

具体实施方式

由附图图1所示，一种矿井局部通风机综合控制系统，上位机1经通信电缆连接下位机2组成；上位机1包括：单片机Ⅰ12分别连接LCD显示器Ⅰ11、按键电路Ⅰ13、报警器电路Ⅰ14、风速传感器Ⅰ15、磁力继电器16和三路PWM脉宽调制电路31；三路PWM脉宽调制电路31连接矩形波发生器33和三输入或门电路35，三输入或门电路35依次连接量化电路36和防爆变频器37，防爆变频器37分别连接三相整流滤波器34和局扇电机38，三相整流滤波器34连接带电源的磁力启动器32；下位机2包括：单片机Ⅱ21分别连接风速传感器Ⅱ22、瓦斯传感器23、温度传感器24、按键电路Ⅱ25、LCD显示器Ⅱ26和报警电路Ⅱ27。单片机Ⅰ12和单片机Ⅱ21连接电源电路。单片机Ⅰ12设有接口电路。磁力继电器16连接电源。

本实用新型的工作原理为:上位机1安装在局部通风机附近，下位机2安装在掘进头上，上位机1与下位机2之间通过通信电缆连接，通信电缆实现上位机1和下位机2之间双向通信。风速传感器Ⅱ22、瓦斯传感器23、温度传感器24采集掘进头及附近的温度、瓦斯浓度、风速值传输给单片机Ⅱ21处理，单片机Ⅱ21将掘进头及附近的温度、瓦斯浓度、供风量实测值送至上位机1的单片机Ⅰ12。上位机1中的风速传感器Ⅰ15测量通风机出口处风速，直接送至上位机1的单片机Ⅰ12处理。上位机1的单片机Ⅰ12将掘进头及附近的温度、瓦斯浓度、供风量和风速传感器Ⅰ15测量通风机出口处的风速与人工设定的温度、瓦斯浓度、风量值进行模糊智能处理及逻辑处理后，从单片机Ⅰ12输出3路模拟电压至三路PWM脉宽调制电路31，对矩形波发生器33产生的矩形波进行PWM调制，产生3路同频、同初相和不同脉宽的PWM波至三输入或门电路35，取出脉宽最宽者即功能最大值者，送至量化电路36得到控制电压，量化电路36输出控制电压至防爆变频器37，防爆变频器37通过改变振荡频率，改变了局扇电机38的转速，从而改变风机风量。上位机1实时监测系统漏风率，当漏风率过高时，发出声光报警信号，并传送至下位机1同时声光报警。提示工作人员及时对通风系统进行检修，同时提示工作人员监控掘进头瓦斯浓度和风量。当瓦斯浓度超限时，或风量过低甚至无风时，发出报警信号，同时改变防爆变频器37输出频率，增加掘进头的风量，并输出控制信号至掘进动力电源，磁力继电器16切断掘进头电源。并在上位机1的LCD显示器Ⅰ11和下位机2的LCD显示器Ⅱ26上显示实测风量、温度、瓦斯浓度及系统漏风率、系统时钟等参数。

本实用新型采用模糊控制，根据掘进头瓦斯浓度、供风量、温度实现局部通风机局扇电机38的转速变化，自动改变局部通风机送风量。通过实时监测系统漏风量、瓦斯浓度、风量，实现风/电闭锁、瓦斯/电闭锁、温度/电、温度/风闭锁，并将实测值通过单片机Ⅰ12接口电路传送至地面监控中心等功能。

Claims

1.一种矿井局部通风机综合控制系统，其特征在于它由上位机（1）经通信电缆连接下位机（2）组成；所述上位机（1）包括：单片机Ⅰ（12）分别连接LCD显示器Ⅰ（11）、按键电路Ⅰ（13）、报警器电路Ⅰ（14）、风速传感器Ⅰ（15）、磁力继电器（16）和三路PWM脉宽调制电路（31）；所述三路PWM脉宽调制电路（31）连接矩形波发生器（33）和三输入或门电路（35），三输入或门电路（35）依次连接量化电路（36）和防爆变频器（37），防爆变频器（37）分别连接三相整流滤波器（34）和局扇电机（38），三相整流滤波器（34）连接带电源的磁力启动器（32）；所述下位机（2）包括：单片机Ⅱ（21）分别连接风速传感器Ⅱ（22）、瓦斯传感器（23）、温度传感器（24）、按键电路Ⅱ（25）、LCD显示器Ⅱ（26）和报警电路Ⅱ（27）。

2.根据权利要求1所述的一种矿井局部通风机综合控制系统，其特征在于所述单片机Ⅰ（12）和单片机Ⅱ（21）连接电源电路。

3.根据权利要求1所述的一种矿井局部通风机综合控制系统，其特征在于所述单片机Ⅰ（12）设有接口电路。

4.根据权利要求1所述的一种矿井局部通风机综合控制系统，其特征在于所述磁力继电器（16）连接电源。