局扇双电源远程自动控制装置

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局扇双电源远程自动控制装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种矿用局扇电源控制装置，具体涉及一种双电源、双局扇、自动切换闭锁装置，属于煤矿局扇控制领域。\n背景技术\n[0002] 随着煤炭工业的发展，采煤方法正在由粗放型想集约型、高效型过渡，一矿一井一面的建矿模式已成为我国大型煤矿的发展方向，特别是近几年来高产、高效综采工作面的建设，客观上要求掘进工作面的掘进进度和效率也要大大提高，局部通风机运行正常与否，直接影响掘进效率和矿井的安全，近几年来我国在瓦斯治理及供电安全方面投入了大量人力和财力，提高了矿井的安全系数，但是局扇的自动控制仍存在诸多问题，如：智能化低、可靠性差、不能双电源自动切换等，无计划停电停风现象时有发生。由于局扇恒速运转，常发生“一风吹”排放瓦斯现象，极易发生瓦斯浓度超限事故，直接威胁着煤矿生产的安全，制约着矿井生产规模的扩展。\n[0003] 目前，局扇风机的控制主要采用人工控制方式，包括对于副风机的控制也是采用人工切换的方式，这种控制方式的可靠性主要依赖于操作人员的经验，因此可靠性较差。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种智能化、高可靠性的能够根据井下采煤工作面的瓦斯浓度数值、实时变频调节风机转速的局扇双电源远程自动控制装置。\n[0005] 本实用新型的主要功能是通过井下传感器、井下分站采集的参数来确定供风量的多少，避免了现有局扇供风的“一风吹”现象，从而解决矿井局部通风按需供风的问题。系统从安全和节能的要求出发，采用PLC与变频器组成的控制系统，对风机转速实时调控，达到“实时预警、人机双控、按需供风、防灾减灾”的效果，从而使矿井局部通风、瓦斯自动排放高效安全，降低瓦斯事故，节能省电。\n[0006] 本实用新型有按需通风功能。能自动调节局扇转速，调节输出风量、风压，避免瓦斯超限使局扇能节能经济运行。当系统检测到T4、T5浓度值低于设定值时，自动进入调速状态。根据T4、T5检测的迎头瓦斯浓度和掘进巷道回风流的瓦斯浓度控制变频器，自动调节风量。\n[0007] 本实用新型有排放瓦斯功能。人工或自动进入排瓦斯状态后，依据T4、T5、T6传感器检测的工作面、工作面回风流和总汇合风流的瓦斯浓度自动控制局扇转速。当T6浓度超过设定值(1.5％)时，升速加大风量，当T6不浓度超过设定值(1.5％)时，减速减小风量，依此原则调节输出风量，控制排至回风流的瓦斯浓度在安全设定值的范围内，即以最大效率进行安全排放瓦斯，能够避免瓦斯超限，减少瓦斯安全事故。\n[0008] 本实用新型有人工调节风量功能。可通过变频器显示面板和显示面板的人机界面设置变频器输出频率，以控制局扇的转速来调节风量。\n[0009] 本实用新型有声光报警功能。为了在异常情况下，能及时提醒现场工作的人员，配接了一个声光报警装置。当PLC通过探头检测到瓦斯传感器超限、或通过485总线通讯发现变频器故障时，PLC会发出声光报警，从而提示工作人员采取相应措施，解决异常情况。\n[0010] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：局扇双电源远程自动控制装置，包括两个结构相同，对称布置的分控电路：第一分控电路和第二分控电路。\n[0011] 所述第一分控电路的结构为：5为第一电源，第一电源的出线端串接移动变压器T2后接换相隔离开关SW1的进线端，所述换相隔离开关SW1的出线端连接第一局扇控制电路的进线端A1；所述第一局扇控制电路的出线端A2连接局扇电机D1，第一局扇控制电路的通讯端A3与第二分控电路的第二局扇控制电路的通讯端A4连接；所述第一局扇控制电路的结构为：第一局扇控制电路的进线端A1依次串接真空电磁启动器K1、变频器和电流互感器T1后接第一局扇控制电路的出线端A2；所述真空电磁启动器K1并接后备运行电路和PLC的端口；所述后备运行电路连接电源；所述电源分别连接换相隔离开关SW1的出线端、失压保持电路、运行功能转换开关SK和PLC的电源端口；所述PLC的端口分别连接上位机显示控制器、失压保持电路、过流缺相检测电路、漏电检测电路、运行功能转换开关SK、工作面瓦斯浓度检测传感器T4、掘进巷道回风流瓦斯浓度检测传感器T5、总汇合风流的瓦斯浓度检测传感器T6、第一局扇控制电路的通讯端3；所述过流缺相检测电路连接电流互感器T1；所述漏电检测电路连接第一局扇控制电路的出线端A2.\n[0012] 本实用新型的有益效果是：\n[0013] 1、双电源独立供电，左右对称双体式结构，将多台开关和切换装置有效整合为一体。\n[0014] 2、可实现按需通风。\n[0015] 3、最大效率自控排放瓦斯。因意外停电或计划停风或瓦斯大量涌出而导致掘进工作面瓦斯超限时，利用局扇双电源远程自动控制装置可自动以最快速度、安全地排放瓦斯。\n[0016] 4、选用了智能化、运行可靠的PLC对开关进行保护和控制，两台局扇通过PLC的控制实现自动的切换，大大增加了风机自动切换开关运行的可靠性，保证了矿井掘工作面供风的连续性，提高了生产效率。确保矿井和人员的安全。\n附图说明\n[0017] 图1是本实用新型的结构电路图\n[0018] 图2是第一局扇控制的电路结构图\n[0019] 图中：1为第一分控电路、2为第二分控电路、3为第一局扇控制电路、4为第二局扇控制电路、5为第一电源、6为第二电源、7为后备运行电路、8为上位机显示控制器、9为失压保持电路、10为电源、11为缺相检测电路、12为漏电检测电路、SW1为换相隔离开关、SK为运行功能转换开关、K1为真空电磁启动器、T1为电流互感器、T2和T3为变压器、T4～T6为瓦斯浓度检测传感器\n具体实施方式\n[0020] 下面结合附图和实例，对本实用新型作进一步详述：\n[0021] 如图1、图2所示：局扇双电源远程自动控制装置，包括两个结构相同，对称布置的分控电路：第一分控电路1和第二分控电路2。所述第一分分控电路的结构为：5为第一电源，第一电源的出线端串接移动变压器T5后接换相隔离开关SW1的进线端，所述换相隔离开关SW1的出线端连接第一局扇控制电路3的进线端A1；所述第一局扇控制电路3的出线端A2连接局扇电机D1，第一局扇控制电路的通讯端A3与第二分控电路4的第二局扇控制电路的通讯端A4连接。所述第一局扇控制电路3的结构为：第一局扇控制电路的进线端A1依次串接真空电磁启动器K1和电流互感器T1后接第一局扇控制电路的出线端A2。所述真空电磁启动器K1并接后备运行电路7和PLC的端口；所述后备运行电路7连接电源10。\n所述电源10分别连接换相隔离开关SW1的出线端、失压保持电路9、运行功能转换开关SK和PLC的电源端口。所述PLC的端口分别连接上位机显示控制器8、失压保持电路9、过流缺相检测电路11、漏电检测电路12、运行功能转换开关SK，工作面瓦斯浓度检测传感器T4、掘进巷道回风流瓦斯浓度检测传感器T5、总汇合风流的瓦斯浓度检测传感器T6、第一局扇控制电路的通讯端A3.所述过流缺相检测电路11连接电流互感器T1；所述漏电检测电路\n12连接第一局扇控制电路的出线端A2.\n[0022] 第一电源5和第二电源6来自于井下变电所两个独立的专用电源，送入变压器T2和T3，高压变压后经电缆接入换相隔离开关SW1、SW2，电源经换相隔离开关SW1、SW2后接入第一局扇控制电路3、第二局扇控制电路4，第一局扇控制电路3和第二局扇控制电路4采用型号为S7-1200的两门子PLC进行控制和保护，PLC控制真空电磁启动器吸合，驱动局扇风机D1-D2运行。\n[0023] 当换相隔离开关SW1接通后，PLC控制系统自检后进入工作状态，此时如果系统检测到局扇用电回路绝缘值满足要求，将运行功能转换开关SK置于自动运行位置，按下启动按钮，系统安预定的程序吸合真空电磁启动器K1，局扇电机D1运行，电机电流经电流互感器T1将电流信号送入过流缺相检测电路11，过流缺相检测电路将电流信号转化后送入PLC，PLC对局扇电机的运行电流进行监测保护，并通过上位机监控显示器8显示其运行状态及参数。当系统检测到T4、T5浓度值低于设定值时，自动进入调速状态。根据T4、T5检测的迎头瓦斯浓度和掘进巷道回风流的瓦斯浓度控制变频器，自动调节风量。人工或自动进入排瓦斯状态后，依据T4、T5、T6传感器检测的工作面、工作面回风流和总汇合风流的瓦斯浓度自动控制局扇转速。当T6浓度超过设定值(1.5％)时，升速加大风量，当T6浓度不超过设定值(1.5％)时，减速减小风量，依此原则调节输出风量。\n[0024] 控制装置以PLC为核心进行控制，第一分控电路1正常运行时，第二分控电路热备用；如果第一分控电路因短路、过载、过压、欠电、缺相和电源故障等故障而不能正常运行时，热备用系统第二分控电路2通过第二局扇控制电路4的通讯线接收到启动指令自动转入运行状态，保证现场供风的连续性，并且可以实现自动切换功能、后备运行功能、单台运行功能、空载运行功能、失电保持功能等不同的运行功能，大大增加了局扇自动切换开关运行的可靠性，保证了矿井掘进工作面供风的连续性，提高了生产效率，确保了矿井和人员的安全。\n[0025] 本实用新型并不局限于上述实施方式，对本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理的前提下对其所做的任何显而易见的改动，均不超出本申请所附权利要求的保护范围。