礦用風機變頻系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于煤礦領域，特別涉及一種礦用風機變頻系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]礦井通風系統(tǒng)是礦井安全生產的重要組成部分，礦井通風系統(tǒng)能否正常工作與礦井內工作環(huán)境條件、生產效率、安全生產密切相關，在巷道進行掘進作業(yè)的過程中，巷道內的瓦斯?jié)舛?、粉塵濃度可能超標；同時隨著綜掘巷道向前推進、通風系統(tǒng)的抽壓風量配比、除塵器的負載狀態(tài)等參數(shù)會發(fā)生改變。以上這些隱患隨時都可能引發(fā)安全事故。目前井下通風系統(tǒng)一般都使用普通電機，一旦投入運行，風機就以額定風量和風壓運行。這種通風系統(tǒng)時常不能合理控制瓦斯的排出量，可能導致局部區(qū)段瓦斯超限，帶來不安全因素，且風機一直額定運行，耗能巨大。
【實用新型內容】
[0003]針對現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型提供了一種礦用風機變頻系統(tǒng)。
[0004]—種礦用風機變頻系統(tǒng)，包括設置井上的控制器，所述控制器分別與網絡服務器、監(jiān)視屏、數(shù)據(jù)庫和RS232接口連接，所述控制器通過RS232接口與設置在井下的數(shù)個區(qū)域的子站通訊連接；在各子站內還設置有柴油發(fā)電機、多臺風機、PLC和檢測單元，各臺風機分別通過變頻器與一整流器連接，所述變頻器與一 PLC連接，柴油發(fā)電機的輸出端與子站內PLC的UPS電源連接，PLC的一輸出端與柴油發(fā)電機的控制端連接，所述檢測單元包括用于檢測是否斷電的斷電檢測模塊，所述斷電檢測模塊的輸出端與PLC的輸入端連接。
[0005]可選的，所述PLC通過現(xiàn)場總線與風機各變頻器進行通訊；所述現(xiàn)場總線采用PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線；PLC采用西門子300系列CPU315-2PNDP，PLC的I/O模塊采用西門子ET200M離散型模塊化分布式I/O模塊，其防護等級為IP20。
[0006]本實用新型的有益效果是:瓦斯、風速、溫度傳感器與PLC連接，PLC可根據(jù)瓦斯?jié)舛冗M行風量調節(jié)，即可以保證對掘進面的供風量，又實現(xiàn)了節(jié)能，大大提高了系統(tǒng)效率；變頻系統(tǒng)采用一臺整流器拖動多臺變頻器的“一拖多”方式，減少了整流器的數(shù)目，降低了系統(tǒng)費用；設置了備用柴油發(fā)電機，使得礦井下能夠實時有風機工作送風，保證了礦井下工作人員的安全。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型通風系統(tǒng)的結構示意圖；
[0008]圖2是本實用新型控制器的結構示意圖；
[0009]圖3是本實用新型子站的結構示意圖；
[0010]圖4是本實用新型檢測單元的結構示意圖；
[0011]圖5是本實用新型電磁干擾保護器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明，使本實用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。
[0013]如圖1所示，本實用新型的通風系統(tǒng)包括設置井上的控制器，所述控制器分別與網絡服務器、監(jiān)視屏、數(shù)據(jù)庫和RS232接口連接，控制器通過RS232接口與設置在井下的數(shù)個區(qū)域的子站通訊，每一區(qū)域子站對安裝在對應區(qū)域內的各個設備進行監(jiān)測控制，并將監(jiān)測的信息通過對應的網絡傳送至所述控制器，所述監(jiān)視屏顯示監(jiān)測的信息。井上控制器動態(tài)模擬顯示監(jiān)測信息，當監(jiān)測數(shù)據(jù)超限時能自動報警并記錄報警事件。數(shù)據(jù)庫服務器能根據(jù)設置記錄周期將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)采用動態(tài)存儲技術，數(shù)據(jù)庫采用SQL海量數(shù)據(jù)庫。如圖2所示，控制器采用一主一備設置，當主機發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動切換至備用機。
[0014]請參閱圖3，各子站內包括多臺風機，風機分別負責子站區(qū)域內不同位置的井下通風，各臺風機分別通過變頻器與一整流器連接，整流器經過熔斷和真空接觸器與高壓進線連接，整流器負責將交流電變換為直流，變頻器負責驅動風機按照設定的轉速運行，各風機上設置有轉速傳感器，轉速傳感器用于檢測風機轉速，轉速傳感器的檢測信號發(fā)送至PLC和變頻器，所述PLC通過電磁干擾保護器與設置于子站不同位置處的檢測單元連接，各檢測單元用于檢測子站內的溫度、濕度、氧濃度、瓦斯?jié)舛鹊?，PLC根據(jù)各檢測單元檢測到的信號，設定風機轉速，使得區(qū)域內的溫度、濕度、氧濃度保持在最佳狀態(tài)，保證區(qū)域內瓦斯?jié)舛炔怀瑯恕Ｋ鯬LC與各變頻器連接，將設定的風機轉速發(fā)送至變頻器，變頻器根據(jù)設定轉速調整輸出電壓，使得風機轉速達到設定轉速。為了保證井下供電的不中斷，在各子站內還設置了柴油發(fā)電機，柴油發(fā)電機的輸出端與PLC的UPS電源連接，UPS電源負責為PLC提供電能，PLC的一輸出端與柴油發(fā)電機的控制端連接，當PLC接收到檢測單元檢測到的斷電信號后，PLC啟動柴油發(fā)電機發(fā)電，所述UPS電源還與高壓進線連接，正常情況下UPS電源由高壓進線供電。進一步的，子站中還設置有觸摸屏(圖中未示出)觸摸屏可以實時顯示視頻監(jiān)控圖像、各檢測單元檢測檢測值，通過觸摸屏也可以設定PLC參數(shù)等。
[0015]如圖4所示，所述檢測單元安裝于井下不同的區(qū)域，例如可以在巷道內每隔100米安裝一個，檢測單元包括瓦斯傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣濃度傳感器和風速傳感器，瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣濃度傳感器和風速傳感器所檢測到的瓦斯?jié)舛刃盘?、溫度信號、氧濃度、風速和濕度信號，分別經過A/D變換器后送入DSP控制模塊，監(jiān)控攝像機用于采集所在區(qū)域內的圖像信號，圖像經過編碼器編碼后送入DSP控制模塊，斷電檢測模塊用于檢測是否發(fā)生斷電，DSP控制模塊通過第一通信模塊與PLC連接，通過第一通信模塊將瓦斯?jié)舛刃盘?、溫度信號、氧濃度、風速、濕度信和斷電信號發(fā)送至PLC，PLC根據(jù)這些傳感器的檢測信號控制各風機運行；DSP控制模塊還與對講模塊和報警模塊連接，檢測單元通過第二通訊模塊與所述觸摸屏連接，將監(jiān)控攝像機所采集的圖像發(fā)送至觸摸屏顯示，通過對講模塊可以實現(xiàn)與子站的對講，DSP控制模塊的存儲模塊內存儲有瓦斯?jié)舛鹊膱缶撝?，當檢測到的瓦斯?jié)舛瘸^報警閾值后，DSP控制模塊驅動聲光報警模塊發(fā)出報警，時鐘模塊為檢測單元提供工作所需的時鐘信號。
[0016]如圖5所示，所述電磁干擾保護器包括:依次連接的放電管、共模扼流線圈、瞬變電壓抑制器陣列和儲能模塊，電磁干擾保護器用于防護采礦作業(yè)時對所述檢測單元檢測信號的脈沖干擾、浪涌干擾、電磁輻射干擾以及靜電干擾。其中，所述放電管在電磁干擾保護器中用于進行高壓保護；所述共模扼流圈用于過濾共模的電磁干擾信號；所述瞬變電壓抑制器(Transient Voltage Suppressor，TVS)陣列用于防止微處理器或單片機因瞬間的脈沖，如靜電放電效應、交流電源的浪涌電流及開關電源的噪音所導致的失靈；所述儲能模塊包括電感與儲能電容，當脈沖群干擾、浪涌干擾產生時，通過儲能模塊將干擾產生的電流限制在800mA以下。
[0017]本實用新型中PLC通過現(xiàn)場總線與風機各變頻器進行通訊；所述現(xiàn)場總線采用PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線；PLC采用西門子300系列CPU315-2PNDP，以保證整個系統(tǒng)高效、可靠的運行，PLC的I/O模塊采用西門子ET200M離散型模塊化分布式I/O模塊，其防護等級為IP20，ET200M分布式I/O包括下述元件:接口模塊頂151，電源模塊，輸入/輸出模板和終端模塊。觸摸屏使用SIEMENS高性價比TP177B面板，SIMATICTP177B面板是一款新穎的人機界面設備。
[0018]在以上的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是以上描述僅是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，因此本實用新型不受上面公開的具體實施的限制。同時任何熟悉本領域技術人員在不脫離本實用新型技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種礦用風機變頻系統(tǒng)，其特征在于包括設置井上的控制器，所述控制器分別與網絡服務器、監(jiān)視屏、數(shù)據(jù)庫和RS232接口連接，所述控制器通過RS232接口與設置在井下的數(shù)個區(qū)域的子站通訊連接；在各子站內還設置有柴油發(fā)電機、多臺風機、PLC和檢測單元，各臺風機分別通過變頻器與一整流器連接，所述變頻器與一 PLC連接，柴油發(fā)電機的輸出端與子站內PLC的UPS電源連接，PLC的一輸出端與柴油發(fā)電機的控制端連接，所述檢測單元包括用于檢測是否斷電的斷電檢測模塊，所述斷電檢測模塊的輸出端與PLC的輸入端連接。2.根據(jù)權利要求1所述的礦用風機變頻系統(tǒng)，其特征在于所述PLC通過現(xiàn)場總線與風機各變頻器進行通訊；所述現(xiàn)場總線采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線；PLC采用西門子300系列CPU315-2PNDP，PLC的I/O模塊采用西門子ET200M離散型模塊化分布式I/O模塊，其防護等級為IP20。
【專利摘要】本實用新型公開了一種礦用風機變頻系統(tǒng)，包括設置井上的控制器，所述控制器分別與網絡服務器、監(jiān)視屏、數(shù)據(jù)庫和RS232接口連接，所述控制器通過RS232接口與設置在井下的數(shù)個區(qū)域的子站通訊，各子站內包括多臺風機和多個檢測單元，風機分別負責子站區(qū)域內不同位置的井下通風，所述檢測單元安裝于井下不同的區(qū)域，檢測單元中的瓦斯傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣濃度傳感器和風速傳感器，分別經過A/D變換器與DSP控制模塊連接，監(jiān)控攝像機用于采集所在區(qū)域內的圖像信號，圖像經過編碼器編碼后送入DSP控制模塊，斷電檢測模塊用于檢測是否發(fā)生斷電。本實用新型能有效的進行井下通風。
【IPC分類】E21F17/06, F04D27/00
【公開號】CN205025801
【申請?zhí)枴緾N201520792060
【發(fā)明人】趙昭鑫
【申請人】趙昭鑫
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月15日