CN202563284U - 一种煤矿自适应通风机系统 - Google Patents

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潘开方
卢建波
彭伦天
孙建
陈镜汉
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CHONGQING FIND MACHINERY Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种煤矿自适应通风机系统，其主旨在于解决现有的通风机不能根据现场环境进行工作状态的自我调节，不仅存在电能浪费而且存在安全隐患。一种煤矿自适应通风机系统，包括由数据采集单元、数据处理单元和执行单元组成的前端处理模块和由监控单元和网络单元组成的后端处理模块，所述数据采集单元将采集到的信号送给数据处理单元，数据处理单元一方面根据初始化程序控制执行单元进行动作，另一方面将采集到的数据和对执行单元控制的动作信息发送给监控单元，监控单元一方面实时显示系统工作状态信息，另一方面将系统工作状态信息发送给网络单元，实现互联网通信。本实用新型用于矿井通风设备。

Description

一种煤矿自适应通风机系统
技术领域
本实用新型涉及风机自控控制领域，提供了一种煤矿自适应通风机系统。
背景技术
矿井通风是把地面新鲜空气连续不断的送入到井下各用风地点（采掘工作面、硐室等），其目的是稀释和排除有害气体和矿尘，提供井下人员所需的氧气，同时创造一个良好的气候条件。矿井通风是保障矿井安全最主要的技术手段之一。《煤矿安全规程》规定：矿井必须采用机械通风；必须配备两台同型号的主要通风机，一台运行，一台备用；矿井必须有完整独立的通风系统，必须按实际风量核定矿井产量，即“以风定产”。矿井通风系统是否合理，对整个矿井通风状况的好坏和能否保障矿井安全生产起着重要的作用，同时应在保证安全生产的前提下，降低通风费用，力求经济合理。通风机是矿井通风系统的主要设备，用于矿井井下的通风换气，改善井下的工作条件及空气质量，确保矿山安全生产。
在矿井主要通风机的选型时，除了考虑煤矿本身的安全性，即按井下同时工作的最多人数、矿井瓦斯和其他废气计算所需风量；还考虑了煤矿的可持续发展性，即煤矿不断开采扩大对风量的要求，以及通风机特性与矿井通风特性的不匹配，致使主要通风机选型偏大、风机风量偏高、电机容量偏大，风机风量不能根据生产现场的需要自动调节，使风机长期处于“大马拉小车”的运行状态，风机运行效率低下；现有矿井主要通风机运行中发生风机轴承温度过高、风机电流过载、风机电压过压、欠压，供电系统缺相等故障时，不能及时发现和采取风机停机等应对措施，使风机轴承和风机电机损坏，造成较大经济损失：现有矿井主要通风机运行中不能对矿井总回风巷的风量和风速进行监控，在煤矿矿井发生瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤尘爆炸等事故需要反向送风时不能快速反向送风。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够根据况矿井工作环境，设备工作状态进行制动控制、调节设备的工作状态的一种煤矿自适应通风机系统。
为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：
一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：包括由数据采集单元、数据处理单元和执行单元组成的前端处理模块和由监控单元和网络单元组成的后端处理模块，所述数据采集单元将采集到的信号送给数据处理单元，数据处理单元一方面根据初始化程序控制执行单元进行动作，另一方面将采集到的数据和对执行单元控制的动作信息发送给监控单元，监控单元一方面实时显示系统工作状态信息，另一方面将系统工作状态信息发送给网络单元，实现互联网通信。
进一步的说，所述数据采集单元包括用于检测瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器，用于检测风压的压力变送器，用于采集风门开关状态的行程开关、用于采集欠压过压的电压继电器、设置在风机上的用于采集风机工作温度的温度传感器。
进一步的说，所述数据处理单元为可编程逻辑控制器。
进一步的说，所述执行单元包括风机、接触器和用于对风机变频调速的变频器。
进一步的说，所述监控单元包括通讯接口、PC机和与PC机连接的打印设备，所述通讯接口用于连接PC机与可编程逻辑控制器。
进一步的说，至少包括2套前端处理模块，且每套前端处理模块之间配置有接触器，构成互锁结构。
进一步的说，所述各套间的前端处理模块的风门间形成互锁。
进一步的说，所述前端处理模块的可编程逻辑控制器根据初始化程序设定对电压继电器采集到的欠压、过压信号和对风机上的温度传感器信号进行识别后，控制各个前端处理模块的切换。
进一步的说，所述可编程逻辑控制器中设置有能自动切换各个前端处理模块的初始化程序。
进一步的说，所述风机还配置有一个用于将风机直接接入电网的紧急开关。
本实用新型具有以下有益效果：                               
本实用新型采用闭环控制技术，实时采集矿井瓦斯浓度、风机风压等数据对风机转速进行闭环控制，增加了设备的智能化程度，有效的节约了电能，且风机设置有过压、欠压、高温保护装置，当一台风机单元出现过压、欠压或温度过高，可自动切换至另一台风机，实现了故障情况下智能切换风机，使得矿井下能够实时有风机送风，保证了矿井下工作人员的安全系数。
附图说明
图1为本实用新型的系统方框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括由数据采集单元、数据处理单元和执行单元组成的前端处理模块和由监控单元和网络单元组成的后端处理模块。
工作时所述数据采集单元将采集到的信号送给数据处理单元，数据处理单元一方面根据初始化程序控制执行单元进行动作，另一方面将采集到的数据和对执行单元控制的动作信息发送给监控单元，监控单元一方面实时显示系统工作状态信息，另一方面将系统工作状态信息发送给网络单元，实现互联网通信。
进一步的说，所述数据采集单元包括用于检测瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器，用于检测风压的压力变送器，用于采集风门开关状态的行程开关、用于采集欠压过压的电压继电器、设置在风机上的用于采集风机工作温度的温度传感器。
进一步的说，所述数据处理单元为可编程逻辑控制器。
进一步的说，所述执行单元包括风机、接触器和用于对风机变频调速的变频器。
进一步的说，所述监控单元包括通讯接口、PC机和与PC机连接的打印设备，所述通讯接口用于连接PC机与可编程逻辑控制器。
进一步的说，至少包括2套前端处理模块，且每套前端处理模块之间配置有接触器，构成互锁结构，即当一套前端处理模块工作，另一个或者其他前端处理模块停止工作。
进一步的说，所述各套间的前端处理模块的风门间形成互锁，即仅当处于工作状态中的前端处理模块的风门打开，其他为工作的前端处理模块的风门关闭，如系统检测到处于非工作状态的前端处理模块的风门未关闭，系统则发出声光报警，并驱动风门驱动，使风门关闭。
进一步的说，所述前端处理模块的可编程逻辑控制器根据初始化程序设定对电压继电器采集到的欠压、过压信号和对风机上的温度传感器信号进行识别后，控制各个前端处理模块的切换。
进一步的说，所述可编程逻辑控制器中设置有能自动切换各个前端处理模块的初始化程序，即当一个前端处理模块工作一端时间后，系统将自动根据初始化程序的设置控制其自动切换到另外一个前端处理模块。
进一步的说，所述风机还配置有一个用于将风机直接接入电网的紧急开关，当闭环系统出现故障，如变频器故障、可编程逻辑控制器故障、传感器故障等问题的时候，可以将风机直接接入市电网，接入50HZ的工频电能，确保电机的运行。
进一步的说，现在通用的变频器都能很好的控制电机正反转，在紧急情况需要反风时，操作人员只需先按下“停止”按钮，再按“反转”按钮，即可实现反风。反风运行与正常运行之间进行互锁，确保两者运行的安全性和可靠性。

Claims (10)

1.一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：包括由数据采集单元、数据处理单元和执行单元组成的前端处理模块和由监控单元和网络单元组成的后端处理模块，所述数据采集单元将采集到的信号送给数据处理单元，数据处理单元一方面根据初始化程序控制执行单元进行动作，另一方面将采集到的数据和对执行单元控制的动作信息发送给监控单元，监控单元一方面实时显示系统工作状态信息，另一方面将系统工作状态信息发送给网络单元，实现互联网通信。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述数据采集单元包括用于检测瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器，用于检测风压的压力变送器，用于采集风门开关状态的行程开关、用于采集欠压过压的电压继电器、设置在风机上的用于采集风机工作温度的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述数据处理单元为可编程逻辑控制器。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述执行单元包括风机、接触器和用于对风机变频调速的变频器。
5.根据权利要求1或3所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述监控单元包括通讯接口、PC机和与PC机连接的打印设备，所述通讯接口用于连接PC机与可编程逻辑控制器。
6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：至少包括2套前端处理模块，且每套前端处理模块之间配置有接触器，构成互锁结构。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述各套间的前端处理模块的风门间形成互锁。
8.根据权利要求6所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述前端处理模块的可编程逻辑控制器根据初始化程序设定对电压继电器采集到的欠压、过压信号和对风机上的温度传感器信号进行识别后，控制各个前端处理模块的切换。
9.根据权利要求3所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器中设置有能自动切换各个前端处理模块的初始化程序。
10.根据权利要求1所述的一种煤矿自适应通风机系统，其特征在于：所述风机还配置有一个用于将风机直接接入电网的紧急开关。
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