[發明專利]掘進工作面局部通風機的控制裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 200910074207.2
• 申請日: 2009-04-18
• 公開（公告）號: CN101532389A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 宋建成;耿蒲龍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F17/18;G05B9/03
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種礦井掘進工作面局部通風機集成控制裝置及其控制方法，特別是一種用于掘進工作面局部通風機互為熱備用的主備控制裝置及其控制方法。該裝置包括主控單元、備控單元、模擬量輸入單元、開關量輸入單元、整定值輸入單元、顯示單元、RS485通訊接口和驅動單元。

技術背景

有關掘進工作面局部通風機控制裝置及其控制方法的研究和應用已有一些公開文獻報道，如中國礦業大學彭擔任于2002年6月在《礦山機械》發表的“礦山局部通風機的自動控制器”，根據井下掘進工作面的特點以及按安全可靠性，實現了局部通風機的自動控制，克服了人工手動控制局部通風機的不足；平頂山煤業集團公司陳超凡于2001年12月在《煤礦安全》發表的“KJD11局部通風機自動切換監控器”，實現了主備用風機間的自動切換，可取代一個掘進工作面投入3～5臺設備開停傳感器和1臺斷電控制器，提高了煤礦掘進工作面局部通風的安全性和可靠性。局部通風機雙電源自動切換裝置是通過檢測主運行回路(如磁力起動器)是否有電來判斷是否需要切換到備用電源的。但是，這種局部通風機控制方式所需要的控制設備較多、設置分散、控制不便且故障率較高，例如，當磁力起動器、局部通風機及其供電線路任一方出現故障時，均會造成“有電無風”的故障現象。

公開號為CN101101002的一種“基于PLC的三巷掘進通風機集成控制系統”的發明專利，是根據《煤礦安全規程》，針對煤礦掘進工作面局部通風機供電與控制系統集成度低、可靠性差、保護落后，經常發生無計劃停電、停風的現象而發明的控制技術，該集成控制系統由兩套對稱的系統組成，采用了控制技術和可靠的控制方法，很好地解決了上述問題，同時還可實現不停風搬遷設備。但是，如果在掘進工作面局部通風機主備兩套控制系統之間切換不及時，且切換只能是由主到備單向完成，或者主控制系統故障停機而備用控制系統又拒動，或者主控系統正在檢修，備用控制系統又發生故障，這時，仍然會造成無計劃停電停風、瓦斯超限等事故隱患，甚至會導致瓦斯爆炸事故的發生而造成重大的生命財產損失。

在煤礦掘進工作過程中，要想徹底解決這一問題，杜絕礦井生產中的瓦斯超限以及事故隱患的發生，迫切需要一種高可靠性能的掘進工作面局部通風機的控制裝置及其控制方法。

發明內容

本發明基于上述在煤礦掘進工作中，局部通風機主備兩套控制裝置之間切換不及時，且切換只能是由主到備單向完成，或者主控制裝置故障停機而備用控制裝置又拒動，或者主控制裝置正在檢修，備用控制裝置又發生故障時，仍然會造成無計劃停電停風導致瓦斯超限，甚至會引起瓦斯爆炸等事故發生的問題。

針對上述問題，本發明提供一種掘進工作面局部通風機的控制裝置及其控制方法，用以保證掘進工作面局部通風機的正常可靠安全運行，以確保掘進工作面通風的連續性和可靠性。

為了解決上述問題和實現上述目的，本發明所采取的技術方案是包含局部通風機的互為熱備用的主控裝置和備控裝置，其主備控制裝置包括主控單元、備控單元、模擬量輸入單元、開關量輸入單元、整定值輸入單元、顯示單元、RS485通訊接口和驅動單元，其特征是在局部通風機的主備控制裝置中增設有硬通訊系統和冗余控制系統；

所述的硬通訊系統是主控裝置主回路接觸器各有一對常開輔助觸點接入備控裝置，經相同數量回路的信號轉換電路處理后接入備控裝置開關量輸入點；備控裝置主回路接觸器各有一對常開輔助觸點接入主控裝置，經相同數量回路的信號轉換電路處理后接入主控裝置開關量輸入點；主備控制裝置通過軟件互相檢測對方主回路接觸器運行狀態的變化，進而控制本裝置執行相應動作；

硬通訊系統的信號轉換電路是電阻R1一端接電源VCC1，另一端與接觸器常開輔助觸點KM的一端、電容C的一端、電阻R4的一端和電壓比較器U的負端連接，常開輔助觸點KM的另一端與電容C的另一端接地VSS1，電阻R2的一端接電源VCC1，另一端接電阻R3的一端和電壓比較器U的正端，電阻R3的另一端接地VSS1，電壓比較器U的輸出端接電阻R4另一端、電阻R5一端與光耦TLP的輸入側二極管陰極端，光耦TLP的輸入側二極管陽極端接電阻R6的一端，電阻R6的另一端與電阻R5另一端接電源VCC1，光耦TLP的輸出側三極管的發射極接地VSS2，光耦TLP的輸出側三極管集電極端接二極管D陽極與電阻R7一端，電阻R7另一端接電源VCC2，二極管D陰極連接中央處理器的開關量輸入點。