CN206957441U - 矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，分别在一号风门和二号风门两侧设置传感器，用于检测是否有车辆或工作人员与风门的距离在预设距离之内，如果有车辆或工作人员靠近风门，则传感器能够即时检测到，进而发送控制风门电动机正转的信号以打开风门，当打开风门之后的预设时间后，预计车辆或者工作人员都已经安全穿过风门，则发送控制风门电动机反转的控制信号以关闭风门。通过以上技术方案，能够对矿道内两道风门进行自动控制，释放了人力成本。而且，通过传感器和PLC控制模块控制风门的开启或关闭，具有更高的精度，可以使一号风门和二号风门的开关进行良好的配合，有效避免窜风，消除了风门开闭过程中的安全隐患。

Description

矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿机电设备技术领域，具体涉及一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置。

背景技术

目前，在煤矿开采过程基本上都是由工人在井下进行作业。在井下狭窄的空间内会集聚大量的粉尘、有害气体等，这些物质具有易燃易爆的特性，极易引发井下事故。特别是在开启和关闭矿道的入口时，会有大股风涌入矿道，容易导致矿道内的粉尘、有害气体等的浓度急剧增大，发生爆炸的可能性也急剧增大。为了防止开启、关闭矿道入口时的窜风现象，在矿道的入口处设置矿用隔爆兼本质安全型风门，其包括两道风门，分别为一号风门和二号风门，一号风门和二号风门相隔一段距离。当需要进入矿道时，首先打开一号风门，关闭二号风门，进入到一号风门和二号风门中间的位置后，关闭一号风门，打开二号风门。由此可以实现对风向进行隔离，避免窜风引起的安全隐患。但是，上述风门控制操作目前都由人工完成，不但耗费一定的人力成本，还可能由于人为判断误差导致一号风门和二号风门的开关不能很好的配合，仍会有风进入矿道，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例旨在提供一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，以解决现有技术中人为控制风门开闭带来的人力成本和安全隐患问题。

本实用新型实施例提供一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，包括：

第一传感器，设置于一号风门外侧，当有车辆或工作人员与一号风门外侧距离小于预设距离时，发送第一检测信号；

第二传感器，设置于二号风门内侧，当有车辆或工作人员与二号风门内侧距离小于预设距离时，发送第二检测信号；

PLC控制模块，接收所述第一传感器和所述第二传感器的信号，当接收到第一检测信号时，发送第一正转控制信号控制一号风门电动机正转以开启一号风门；在发送第一正转控制信号的设定时间后，发送第一反转控制信号控制一号风门电动机反转以关闭一号风门；当接收到第二检测信号时，发送第二正转控制信号控制二号风门电动机正转以开启二号风门；在发送第二正转控制信号的设定时间后，发送第二反转控制信号控制二号风门电动机反转以关闭二号风门。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括：

第三传感器，设置于二号风门外侧，当有车辆或工作人员与二号风门外侧距离小于预设距离时，发送第三检测信号；

第四传感器，设置于一号风门内侧，当有车辆或工作人员与一号风门内侧距离小于预设距离时，发送第四检测信号；

所述PLC控制模块，接收所述第三传感器和所述第四传感器的信号，当接收到第三检测信号时，发送第二正转控制信号；当接收到第四检测信号时，发送第一正转控制信号。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括：

第一接触传感器，设置于所述一号风门上，当所述一号风门关闭过程中接触到车辆或工作人员时发送第一防夹信号；

第二接触传感器，设置于所述二号风门上，当所述二号风门关闭过程中接触到车辆或工作人员时发送第二防夹信号；

所述PLC控制模块，接收所述第一接触传感器和所述第二接触传感器的信号；当接收到第一防夹信号时，发送第一正转控制信号；当接收到第二防夹信号时，发送第二正转控制信号。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括：

输入控制器，接收各传感器发送的检测信号并将其发送给所述PLC控制模块。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括：

警示灯，分别设置于一号风门两侧和二号风门两侧；

警示灯控制器，接收所述PLC控制模块的信号，当接收到第一正转控制信号时，控制一号风门两侧的警示灯亮红色；当接收到第一反转控制信号时，控制一号风门两侧的警示灯亮绿色；当接收到第二正转控制信号时，控制二号风门两侧的警示灯亮红色；当接收到第二反转控制信号时，控制二号风门两侧的警示灯亮绿色。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，所述警示灯控制器，接收到第一防夹信号时，控制一号风门两侧的警示灯绿色闪烁；接收到第二防夹信号时，控制二号风门两侧的警示灯绿色闪烁。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括：

双电源供电回路，为所述PLC控制模块和所述第一风门电动机、所述第二风门电动机供电；所述双电源供电回路包括：

AC-DC模块，其输入端与交流电源电连接，用于将交流电源的交流电转换为直流电；

电源转换模块，第一输入端与所述AC-DC模块的输出端电连接，第二输入端与备用电源的输出端电连接，其输出端与所述PLC控制模块和所述第一风门电动机、所述第二风门电动机的电源端电连接；当所述第一输入端无直流电输入时，将交流电源供电切换成备用电源供电。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括：

显示屏，接收并显示所述PLC控制模块发送的风门运行信息。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括：

无线通信模块，实现所述PLC控制模块与上位机之间的数据传输；

所述PLC控制模块发送风门运行信息传输至所述上位机，并接收所述上位机发送的控制信号以输出第一正转控制信号或第一反转控制信号或第二正转控制信号或第二反转控制信号。

可选地，上述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置中，还包括防爆壳体：

所述PLC控制模块置于所述防爆壳体的腔体内。

本实用新型提供的上述技术方案与现有技术相比，至少具有如下技术效果：

本实用新型提供的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，分别在一号风门和二号风门上设置传感器，用于检测是否有车辆或工作人员与风门的距离在预设距离之内，如果有车辆或工作人员靠近风门，则传感器能够即时检测到，进而发送控制风门电动机正转的信号以打开风门，当打开风门之后的预设时间后，预计车辆或者工作人员都已经安全穿过风门，则发送控制风门电动机反转的控制信号以关闭风门。通过以上技术方案，能够对矿道内两道风门进行自动控制，释放了人力成本。而且，通过传感器和PLC控制模块控制风门的开启或关闭，具有更高的精度，可以使一号风门和二号风门的开关进行良好的配合，有效避免窜风，消除了风门开闭过程中的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例所述矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置的布置方式示意图；

图2为本实用新型另一个实施例所述矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置的布置方式示意图；

图3为本实用新型另一个实施例所述双电源控制回路供电方式示意图；

图4为本实用新型一个实施例所述矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其应用环境如图1所示，在井下矿道200内，安装有一号风门201和二号风门202，通过一号风门电动机203和二号风门电动机204的正转和反转，控制一号风门201和二号风门202的开启或者关闭。如图1所示，本实施例中的风门控制装置包括：

第一传感器101，设置于一号风门201外侧，当有车辆或工作人员与一号风门201外侧距离小于预设距离时，发送第一检测信号；第二传感器102，设置于二号风门202内侧，当有车辆或工作人员与二号风门202内侧距离小于预设距离时，发送第二检测信号；PLC控制模块103，接收所述第一传感器101和所述第二传感器102的信号，当接收到第一检测信号时，发送第一正转控制信号控制一号风门电动机203正转以开启一号风门201；在发送第一正转控制信号的设定时间后，发送第一反转控制信号控制一号风门电动机203反转以关闭一号风门201；当接收到第二检测信号时，发送第二正转控制信号控制二号风门电动机204正转以开启二号风门202；在发送第二正转控制信号的设定时间后，发送第二反转控制信号控制二号风门电动机204反转以关闭二号风门202。其中上述第一传感器101和第二传感器102可以选择红外传感器、超声波传感器等，所述预设距离可以根据所选择的传感器的检测精度结合具体情况进行设置，例如当与风门的距离为1.5米时控制风门开启。所述PLC控制模块103可以选择Al len-Bradley公司生产的PLC芯片即可，例如MicroLogix1400型号的PLC芯片。所述设定时间可以根据经验值进行设置，例如正常情况下车辆或者工作人员从风门一侧1.5米处穿过风门至风门另一侧1.5米处所需要的时间间隔为30秒，则该设定时间可设定为30秒。另外，相邻两道风门的开启和关闭具有特定的时间间隔，也即需要保证一号风门201已经关闭之后，方可开启二号风门202，关于这一点由于一号风门201和二号风门202之间具有一定的距离，因此通过设置设定时间间隔就可以满足。由此，能够为车辆和工作人员穿过风门预留足够时间避免车身、车尾被夹住等。

以上自动控制方法，当有车辆或者工作人员需要进入井下矿道200时，一号风门201和二号风门202可以自动检测车辆或者工作人员的位置，当车辆和工作人员已经靠近一号风门201时即可将一号风门201自动打开。当一号风门201开启时间超过设定时间时关闭一号风门201，当车辆和工作人员移动至二号风门202附近时，自动控制二号风门202打开，当二号风门202打开时间超过设定时间时自动关闭二号风门202。

进一步地，如图2所示，以上方案所述的装置还包括：

第三传感器105，设置于二号风门202外侧，当有车辆或工作人员与二号风门202外侧距离小于预设距离时，发送第三检测信号；第四传感器104，设置于一号风门201内侧，当有车辆或工作人员与一号风门201内侧距离小于预设距离时，发送第四检测信号；所述PLC控制模块103，接收所述第三传感器105和所述第四传感器104的信号，当接收到第三检测信号时，发送第二正转控制信号控制二号风门电动机204正转以开启二号风门202；在发送第二正转控制信号的设定时间后，发送第二反转控制信号控制二号风门电动机204反转以关闭二号风门202；当接收到第四检测信号时，发送第一正转控制信号控制一号风门电动机203正转以开启一号风门201；在发送第一正转控制信号的设定时间后，发送第一反转控制信号控制一号风门电动机203反转以关闭一号风门201。这一控制方式与上述控制方式是相反的过程，也即当车辆或者工作人员需要离开井下矿道时，会从二号风门202外侧的方向过来，从而先控制二号风门202的开启和关闭，之后控制一号风门201的开启和关闭。需要说明的时，以上所述内侧和外侧，是针对一号风门201和二号风门202之间的空间来描述的，在一号风门201和二号风门202之间的空间内记为内侧。

上述方案中，还包括第一接触传感器106，设置于所述一号风门201上，当所述一号风门201关闭过程中接触到车辆或工作人员时发送第一防夹信号；第二接触传感器107，设置于所述二号风门202上，当所述二号风门202关闭过程中接触到车辆或工作人员时发送第二防夹信号；所述PLC控制模块103，接收所述第一接触传感器106和所述第二接触传感器107的信号；当接收到第一防夹信号时，发送第一正转控制信号控制一号风门电动机203正转以开启一号风门201；在发送第一正转控制信号的设定时间后，发送第一反转控制信号控制一号风门电动机203反转以关闭一号风门201；当接收到第二防夹信号时，发送第二正转控制信号控制二号风门电动机204正转以开启二号风门202；在发送第二正转控制信号的设定时间后，发送第二反转控制信号控制二号风门电动机204反转以关闭二号风门202。所述第一接触传感器106和第二接触传感器107可以选用防夹人传感器，例如热释电传感器、红外传感器等。正常情况下，一号风门201和二号风门202都有设定的开关速度，也就具有设定的开关消耗时间，电动机反转时控制风门关闭，如果在正常的开关消耗时间内收到了接触传感器发送的信号，即可认定在关闭风门过程中可能会夹到通行车辆或工作人员，因此需要重新打开风门，以进一步确保通行车辆或工作人员的安全。

上述方案，分别在一号风门201和二号风门202两侧设置传感器，用于检测是否有车辆或工作人员与风门的距离在预设距离之内，如果有车辆或工作人员靠近风门，则传感器能够即时检测到，进而发送控制风门电动机正转的信号以打开风门，当打开风门之后的预设时间后，预计车辆或者工作人员都已经安全穿过风门，则发送控制风门电动机反转的控制信号以关闭风门。通过以上技术方案，能够对矿道内两道风门进行自动控制，释放了人力成本。而且，通过传感器和PLC控制模块控制风门的开启或关闭，具有更高的精度，可以使一号风门和二号风门的开关进行良好的配合，有效避免窜风，消除了风门开闭过程中的安全隐患。而且通过设置接触传感器可以进一步保证通过风门的车辆和工作人员的安全，防止被风门夹住。

在上述方案中，各个传感器可以直接通过有线或者无线通信的方式直接将检测信号发送至PLC控制模块103。而如果各个传感器直接通过有线方式与PLC控制模块103连接，可能会对PLC控制模块103的输入接口造成冲击，而且也不便于PLC控制模块103外接设备的扩展。为此，在上述方案的基础上，增加输入控制器，接收各传感器发送的检测信号并将其发送给所述PLC控制模块103。输入控制器可选择本安智能型输入控制器，用它来实现各个传感器的自由接入，使传感器与PLC控制模块103隔离，起到保护PLC控制模块103输入接口的作用。

以上方案中的装置，还可以包括警示灯，分别设置于一号风门201两侧和二号风门202两侧；警示灯控制器，接收所述PLC控制模块103的信号，当接收到第一正转控制信号时，控制一号风门201两侧的警示灯亮红色；当接收到第一反转控制信号时，控制一号风门201两侧的警示灯亮绿色；当接收到第二正转控制信号时，控制二号风门202两侧的警示灯亮红色；当接收到第二反转控制信号时，控制二号风门202两侧的警示灯亮绿色。也就是说，PLC控制模块103在控制风门开启或者关闭的过程中，同时控制警示灯进行灯色变换，此时可以有效提醒现场将要通过风门的工作人员，使其对风门的运行状态有初步了解。另外，所述警示灯控制器，接收到第一防夹信号时，控制一号风门201两侧的警示灯绿色闪烁；接收到第二防夹信号时，控制二号风门202两侧的警示灯绿色闪烁。即当风门出现夹人情况时，也能够及时通过警示灯提醒工作人员。所述警示灯控制器采用本安智能型红绿灯控制器，所述警示灯可以是同一个灯能够显示红色或者绿色两种颜色，也可以是包括红灯和绿灯。

以上方案中的装置，还可以包括双电源供电回路300，为所述PLC控制模块103和所述第一风门电动机203、所述第二风门电动机204供电；如图3给出的电路连接示意图，所述双电源供电回路300包括：

AC-DC模块301，其输入端与交流电源电连接，用于将交流电源的交流电转换为直流电；电源转换模块302，第一输入端与所述AC-DC模块301的输出端电连接，第二输入端与备用电源303的输出端电连接，其输出端与所述PLC控制模块103和所述第一风门电动机203、所述第二风门电动机204的电源端电连接；当所述第一输入端无直流电输入时，将交流电源供电切换成备用电源供电。本方案提供两种电源供电，当交流电正常使用时采用交流电供电，当矿井下断电导致交流电无法正常使用时，理解切换至备用电源供电，避免因为外部电源断电的情况下，整套系统失效的困扰。

另外，如图4所示，上述方案中的装置还可以包括显示屏108，接收并显示所述PLC控制模块103发送的风门运行信息。风门运行信息可以包括各个传感器的检测信息，PLC控制模块103发送的控制信号、警示灯的显示状态等，现场工作人员可以通过显示屏108直观的查看风门的运行状态和实时运行数据等。进一步地，上述装置还包括无线通信模块109，实现所述PLC控制模块103与上位机400之间的数据传输；所述PLC控制模块103发送风门运行信息传输至所述上位机400，并接收所述上位机400发送的控制信号以输出第一正转控制信号或第一反转控制信号或第二正转控制信号或第二反转控制信号，也就是为上述装置配置了通信端口或者网络接口，使其能够接入煤矿井下环网中，从而工作人员能够通过上位机400对其进行远程后台的实时监测监控等。

以上各个方案中的装置由于应用于井下煤矿中，所处环境可能会使装置容易被矿井中的碎石等损坏，为此本方案还提供一种防爆壳体，所述PLC控制模块103置于所述防爆壳体的腔体内。PLC控制模块103的各个接口暴露于防爆壳体外侧，便于线缆或者接线端子的接入。而PLC控制模块本体通过防爆壳体对其进行保护，避免碎石掉落等意外情况导致其被损坏。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，包括：

第一传感器，设置于一号风门外侧，当有车辆或工作人员与一号风门外侧距离小于预设距离时，发送第一检测信号；

第二传感器，设置于二号风门内侧，当有车辆或工作人员与二号风门内侧距离小于预设距离时，发送第二检测信号；

PLC控制模块，接收所述第一传感器和所述第二传感器的信号，当接收到第一检测信号时，发送第一正转控制信号控制一号风门电动机正转以开启一号风门；在发送第一正转控制信号的设定时间后，发送第一反转控制信号控制一号风门电动机反转以关闭一号风门；当接收到第二检测信号时，发送第二正转控制信号控制二号风门电动机正转以开启二号风门；在发送第二正转控制信号的设定时间后，发送第二反转控制信号控制二号风门电动机反转以关闭二号风门。

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装置，其特征在于，还包括：

第三传感器，设置于二号风门外侧，当有车辆或工作人员与二号风门外侧距离小于预设距离时，发送第三检测信号；

第四传感器，设置于一号风门内侧，当有车辆或工作人员与一号风门内侧距离小于预设距离时，发送第四检测信号；

所述PLC控制模块，接收所述第三传感器和所述第四传感器的信号，当接收到第三检测信号时，发送第二正转控制信号；当接收到第四检测信号时，发送第一正转控制信号。

3.根据权利要求2所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，还包括：

第一接触传感器，设置于所述一号风门上，当所述一号风门关闭过程中接触到车辆或工作人员时发送第一防夹信号；

第二接触传感器，设置于所述二号风门上，当所述二号风门 关闭过程中接触到车辆或工作人员时发送第二防夹信号；

所述PLC控制模块，接收所述第一接触传感器和所述第二接触传感器的信号；当接收到第一防夹信号时，发送第一正转控制信号；当接收到第二防夹信号时，发送第二正转控制信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，还包括：

输入控制器，接收各传感器发送的检测信号并将其发送给所述PLC控制模块。

5.根据权利要求1-3任一项所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，还包括：

警示灯，分别设置于一号风门两侧和二号风门两侧；

警示灯控制器，接收所述PLC控制模块的信号，当接收到第一正转控制信号时，控制一号风门两侧的警示灯亮红色；当接收到第一反转控制信号时，控制一号风门两侧的警示灯亮绿色；当接收到第二正转控制信号时，控制二号风门两侧的警示灯亮红色；当接收到第二反转控制信号时，控制二号风门两侧的警示灯亮绿色。

6.根据权利要求5所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于：

所述警示灯控制器，接收到第一防夹信号时，控制一号风门两侧的警示灯绿色闪烁；接收到第二防夹信号时，控制二号风门两侧的警示灯绿色闪烁。

7.根据权利要求1-3任一项所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，还包括：

双电源供电回路，为所述PLC控制模块和所述一号风门电动机、所述二号风门电动机；所述双电源供电回路包括：

AC-DC模块，其输入端与交流电源电连接，用于将交流电源的交流电转换为直流电；

电源转换模块，第一输入端与所述AC-DC模块的输出端电连接，第二输入端与备用电源的输出端电连接，其输出端与所述PLC控制模块和所述一号风门电动机、所述二号风门电动机的电源端电连接；当所述第一输入端无直流电输入时，将交流电源供电切换成备用电源供电。

8.根据权利要求1-3任一项所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，还包括：

显示屏，接收并显示所述PLC控制模块发送的风门运行信息。

9.根据权利要求1-3任一项所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，还包括：

无线通信模块，实现所述PLC控制模块与上位机之间的数据传输；

所述PLC控制模块发送风门运行信息传输至所述上位机，并接收所述上位机发送的控制信号以输出第一正转控制信号或第一反转控制信号或第二正转控制信号或第二反转控制信号。

10.根据权利要求1-3任一项所述的矿用隔爆兼本质安全型风门控制装置，其特征在于，还包括防爆壳体：

所述PLC控制模块置于所述防爆壳体的腔体内。