一種礦用局扇通風(fēng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦業(yè)系統(tǒng)井下通風(fēng)技術(shù)，尤其涉及一種礦用局扇通風(fēng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，井下局扇通風(fēng)大多使用電機直接啟動，風(fēng)流依靠風(fēng)門調(diào)節(jié)，主要存在問題是電機直起電流過大，氣動風(fēng)壓過大，會對管道造成損害，并且風(fēng)門控制流速屬耗能型調(diào)節(jié)，耗能嚴重，工位需專人實時操作，耗時耗力。而且，目前的變頻器局扇控制裝置，一般僅是針對瓦斯?jié)舛冗M行調(diào)節(jié)，缺乏對風(fēng)流及其它井下有害氣體濃度(如C02，CO，H2S等)的控制。同時，由于局扇通風(fēng)對于礦井的重要性，要求必須一用一備，防止一套供電電源故障的情況下，備用局扇能夠投入使用，盡量降低局扇由于其它原因停止供風(fēng)的可能性?；谀壳暗木稚韧L(fēng)系統(tǒng)存在的上述問題，亟需開發(fā)一種新型的通風(fēng)控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種礦用局扇通風(fēng)控制系統(tǒng)，能夠使得局扇通風(fēng)系統(tǒng)實現(xiàn)針對多種有害氣體的自動化通風(fēng)控制。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明提出了一種礦用局扇通風(fēng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:傳感器、控制器以及變頻器。
[0005]傳感器，用于實時檢測井下多種氣體的濃度以及風(fēng)流的風(fēng)速風(fēng)壓，并將檢測結(jié)果發(fā)送給控制器。
[0006]控制器，用于接收到多種氣體的濃度信息時，將除瓦斯氣體以外的其他檢測到的氣體的濃度與預(yù)置的該氣體對應(yīng)的允許濃度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果向變頻器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制局扇的輸出風(fēng)量，使其他檢測到的氣體的濃度保持在允許范圍內(nèi)，并當其他檢測到的氣體的濃度在預(yù)置范圍內(nèi)時，對瓦斯氣體的濃度進行調(diào)節(jié)。
[0007]還用于接收到風(fēng)流的風(fēng)速風(fēng)壓信息時，將風(fēng)速風(fēng)壓信息與預(yù)置的井巷的最大允許風(fēng)速相比較，根據(jù)比較結(jié)果向變頻器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制局扇的輸出風(fēng)量。
[0008]變頻器，用于接收到控制器發(fā)送的所述控制指令時，以相應(yīng)的頻率控制局扇輸出不同的風(fēng)量。
[0009]優(yōu)選地，傳感器包括瓦斯氣體濃度傳感器、其他有害氣體濃度傳感器和風(fēng)速風(fēng)壓傳感器。
[0010]瓦斯氣體濃度傳感器包括第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器；第一傳感器為迎頭瓦斯氣體濃度傳感器、第二傳感器為回風(fēng)處瓦斯氣體濃度傳感器、第三傳感器為回風(fēng)巷混合風(fēng)流瓦斯氣體濃度傳感器，分別用于檢測工作面處、回風(fēng)處和回風(fēng)巷處瓦斯氣體的濃度。
[0011]其他有害氣體濃度傳感器包括:一氧化碳CO濃度傳感器、二氧化碳0)2濃度傳感器、硫化氫H2S濃度傳感器、二氧化硫SO2濃度傳感器、氨氣NH 3濃度傳感器，分別用于檢測井下CO濃度、0)2濃度、H 2S濃度、SO2*度和NH 3濃度。
[0012]風(fēng)速風(fēng)壓傳感器，用于檢測井下各處的風(fēng)速信息及風(fēng)壓信息。
[0013]優(yōu)選地，控制器根據(jù)比較結(jié)果向變頻器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制局扇的輸出風(fēng)量，使其他有害氣體的濃度保持在允許范圍內(nèi)，并當其他有害氣體的濃度在預(yù)置范圍內(nèi)時，對瓦斯氣體的濃度進行調(diào)節(jié)是指:
[0014]當其他有害氣體的濃度大于或等于允許濃度的90%時，控制器向變頻器發(fā)出以第一頻率運行的指令；當其他有害氣體的濃度小于允許濃度的90%，大于或等于允許濃度的80 %時，控制器向變頻器發(fā)出以小于第一頻率的頻率運行的指令；當其他有害氣體的濃度小于所述允許濃度的80%時，控制器對瓦斯氣體的濃度進行調(diào)節(jié)；第一頻率為局扇以最大允許風(fēng)速運行的頻率。
[0015]優(yōu)選地，
[0016]當其他有害氣體的濃度小于允許濃度的80%時，控制器對瓦斯氣體的濃度進行調(diào)節(jié)是指:控制器以第三傳感器的瓦斯檢測濃度小于預(yù)置的第一閾值為控制目標對瓦斯氣體的濃度進行調(diào)節(jié)，包括以下步驟:
[0017]A、控制器處理所述第三傳感器的瓦斯檢測濃度；
[0018]B、當?shù)谌齻鞲衅鞯耐咚箼z測濃度大于或等于第一閾值時，通過調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率調(diào)節(jié)局扇的輸出風(fēng)量，使局扇的風(fēng)機以最低轉(zhuǎn)速運行，并報警、斷電、閉鎖；通過擴散自行將第三傳感器處的瓦斯?jié)舛冉档降谝婚撝狄韵隆?br>[0019]C、當?shù)谌齻鞲衅魈幍耐咚節(jié)舛刃∮陬A(yù)置的第二閾值時，控制局扇加大輸出風(fēng)量，排出工作面和回風(fēng)處的瓦斯。
[0020]D、返回步驟A ;并且控制器處理位于工作面處的第一傳感器和位于回風(fēng)處的第二傳感器的瓦斯檢測濃度。
[0021]E、當?shù)谝粋鞲衅骱偷诙鞲衅鞯耐咚箼z測濃度大于或等于預(yù)置的第三閾值時，控制局扇加大工作面和回風(fēng)處的輸出風(fēng)量；使局扇的風(fēng)機以最大允許風(fēng)速運行，并報警、斷電、閉鎖；當?shù)谝粋鞲衅骱偷诙鞲衅鞯耐咚箼z測濃度降到小于預(yù)置的第四閾值時，或者當初始檢測的第一傳感器和第二傳感器的瓦斯檢測濃度小于第三閾值時，通過PID調(diào)節(jié)控制局扇在工作面和回風(fēng)處的輸出風(fēng)量，使第一傳感器和第二傳感器的瓦斯檢測濃度保持小于第三閾值。
[0022]優(yōu)選地，第一閾值為:空氣含量的1% ;第二閾值為:空氣含量的0.9% ;第三閾值為:空氣含量的1.5% ;第四閾值為:空氣含量的1%。
[0023]優(yōu)選地，控制器根據(jù)比較結(jié)果向變頻器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制局扇的輸出風(fēng)量是指:
[0024]當風(fēng)速風(fēng)壓信息中包含的風(fēng)速信息小于或等于最大允許風(fēng)速時，控制器向變頻器發(fā)出以當前頻率運行的控制指令，控制局扇以當前風(fēng)速輸出風(fēng)量；當風(fēng)速風(fēng)壓信息中包含的風(fēng)速信息大于最大允許風(fēng)速時，控制器向變頻器發(fā)送以小于當前頻率并小于第一頻率的頻率運行的控制指令，控制局扇降到最大風(fēng)速以下運行。
[0025]優(yōu)選地，井巷包括四種井巷，第一種井巷包括運輸機巷、采區(qū)巷和回風(fēng)巷；第二種井巷包括采煤工作面以及掘進中的煤巷和半煤巷；第三種井巷包括掘進中的巖巷；第四種井巷包括除上述井巷以外的其它井下行人巷道。
[0026]其中，第一種井巷的最大允許風(fēng)速為6m/s，最小允許風(fēng)速為0.25m/s。
[0027]第二種井巷的最大允許風(fēng)速為4m/s，最小允許風(fēng)速為0.25m/s。
[0028]第三種井巷的最大允許風(fēng)速為4m/s，最小允許風(fēng)速為0.15m/s。
[0029]第四種井巷的最大允許風(fēng)速為8m/s，最小允許風(fēng)速為0.25m/s。
[0030]優(yōu)選地，
[0031]多種傳感器還包括溫度濕度傳感器和氧氣O2濃度傳感器。
[0032]溫度濕度傳感器用于檢測井下環(huán)境的溫度和濕度。
[0033]O2濃度傳感器用于檢測井下O2濃度；其中，O2的允許濃度為大于或等于空氣含量的 20%o
[0034]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括人機界面，人機界面與控制器連接；人機界面包括顯示窗口和輸入窗口。
[0035]顯示窗口，用于顯示傳感器的檢測數(shù)據(jù)，以及控制器、變頻器和電源系統(tǒng)的運行參數(shù)；
[0036]輸入窗口，用于改變控制器、變頻器以及電源系統(tǒng)的運行參數(shù)。
[0037]優(yōu)選地，
[0038]變頻器包括第一變頻器和第二變頻器，第一變頻器和第二變頻器互為冗余。
[0039]該系統(tǒng)還包括電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)包括第一電源系統(tǒng)和第二電源系統(tǒng)，第一電源系統(tǒng)和所述第二電源系統(tǒng)互為冗余。
[0040]第一變頻器與第一電源系統(tǒng)相互連接；第二變頻器與第二電源系統(tǒng)相互連接。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括:傳感器、控制器以及變頻器。傳感器，用于實時檢測井下多種氣體的濃度以及風(fēng)流的風(fēng)速風(fēng)壓，并將檢測結(jié)果發(fā)送給控制器?？刂破?，用于接收到多種氣體的濃度信息時，將除瓦斯氣體以外的其他檢測到的氣體的濃度與預(yù)置的該氣體對應(yīng)的允許濃度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果向變頻器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制局扇的輸出風(fēng)量，使其他檢測到的氣體的濃度保持在允許范圍內(nèi)，并當其他檢測到的氣體的濃度在預(yù)置范圍內(nèi)時，對瓦斯氣體的濃度進行調(diào)節(jié)。還用于接收到風(fēng)流的風(fēng)速風(fēng)壓信息時，將風(fēng)速風(fēng)壓信息與預(yù)置的井巷的最大允許風(fēng)速相比較，根據(jù)比較結(jié)果向變頻器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制局扇的輸出風(fēng)量。變頻器，用于接收到控制器發(fā)送的所述控制指令時，以相應(yīng)的頻率控制局扇輸出不同的風(fēng)量。通過本發(fā)明的方案，能夠使得局扇通風(fēng)系統(tǒng)實現(xiàn)針對多種有害氣體的自動化通風(fēng)控制。
【附圖說明】
[0042]下面對本發(fā)明實施例中的附圖進行說明，實施例中的附圖是用于對本發(fā)明的進一步理解，與說明書一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0043]圖1為本發(fā)明的礦用局扇通風(fēng)控制系統(tǒng)框圖；
[0044]圖2為本發(fā)明的傳感器組成框圖；
[0045]圖3為本發(fā)明的變頻器器組成框圖；
[0046]圖4為本發(fā)明的人機界面組成框圖；
[0047]圖5為本發(fā)明的電源系統(tǒng)組成框圖。
【具體實施方式】
[0048]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，并不能用來限制本發(fā)明的保