[实用新型]一种煤矿风机节能与安全控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电气领域、电子计算机领域，涉及一种风机控制系统，尤其是一种煤矿风机节能与安全控制系统。

背景技术

长期以来，瓦斯事故的数量在煤矿事故总数中占有很高的比例。瓦斯是煤矿井下常见的一种有害气又叫沼气，是一种无色无臭无味、易燃易爆的气体。它平时依附在煤层中，在煤层开采过程中会自动散放出来。当空气中瓦斯浓度达到一定程度时，有明火的情况下就会发生爆炸，而浓度在9.5％时爆炸威力最大，破坏性最强。瓦斯爆炸时会产生高温、高压、冲击波并放出有毒气体。为了减少和避免瓦斯事故，按照有关安全规程的要求，必须在煤矿的出风口处设置用于抽风和压风的风机和风机控制系统。

目前，现有的技术中，风机控制系统中的数据传输多采用有线传输。由于矿井内环境复杂，信号线的安装难度大。风机挡板的开启度是根据矿井的深度和进入的人数来人为判断控制，而且设备启动时电流冲击大，电能消耗大，同时影响电网质量及电网上的用电设备，人工操作，安全性低。另外，风机运行状态切换操作复杂，当矿井内需要将抽风状态切换成压风状态时，需要先停止风机后再关闭原配电系统的抽风匝刀，然后抬起压风的匝刀再启动风机。整个过程较复杂，且不容有失，否则会造成安全事故。因此有必要研发出一种新型的风机控制系统，使其具备无线信号传输，安装方便，可以自动运行，智能控制，状态切换简单，并且节能安全的功效。

发明内容

本实用新型针对现有技术的问题，提出一种具备无线信号传输，安装方便，可以自动运行，智能控制，状态切换简单，并且节能安全的煤矿风机节能与安全控制系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型所述的一种煤矿风机节能与安全控制系统，包括瓦斯传感器、压力传感器、变送器、无线传输模块、模拟/数字转换模块、单片机、频率控制器、谐波控制单元和抽送风机，所述的瓦斯传感器、压力传感器分别与所述的变送器电连接；所述的变送器用于将瓦斯传感器和压力传感器采集到的浓度和压力值转换成标准电流信号，所述的变送器与所述的模拟/数字转换模块连接；所述的模拟/数字转换模块将标准电流模拟信号转换成量化的数字信号，所述的模拟/数字转换模块与所述的无线传输模块连接；所述的无线传输模块与所述的单片机的输入端无线连接，所述的无线传输模块用于将变送器转换的信号通过无线形式传送给单片机；所述的单片机用于处理计算接收到浓度和压力值数据，所述单片机的输出端与所述的频率控制器连接；所述的谐波控制单元用于抑制线路中谐波对弱电信号的干扰，同时减少设备启动时对电网的冲击。所述的谐波控制单元与所述的频率控制器电连接，所述的谐波控制单元与所述的频率控制器分别与抽送风机连接。

更具体地，所述的瓦斯传感器和压力传感器安装于矿井内的不同位置，分别用于探测矿井内各处的实时瓦斯浓度和空气压力值，所述变送器将传感器采集到的浓度和压力值转换为420mA的标准电信号。

进一步地，所述的无线传输模块将变送器送来的信号通过无线形式传送给设置在外围的单片机，不需牵引传输线缆，所述无线传输模块是采用基于ZIGBEE协议的无线传输模块。

更具体地，所述的单片机对接收到的矿井内各处的浓度和压力值数据进行比较计算和处理，并控制频率控制器的运行频率，使风机以最优的转速运行，实现节能和自动控制，所述单片机是ATMEGA8L-8AU单片机。

进一步地，所述的频率控制器还设置有转向模块，所述的转向模块用于控制抽送风机的正向转动反向转动，仅通过简单的正转、反转按钮即可实现状态转换，无需操作匝刀等高压器件，很好地降低了事故的发生率。

进一步地，所述的频率控制器还连接有空开开关，通过空开开关与三相交流电网电连接。

进一步地，所述的频率控制器还连接有交流接触器，通过交流接触器与抽送风机电连接。

进一步地，所述的抽送风机还连接有旁路配电电路，所述的旁路配电电路是由运行接触器，热继电器和空开开关组成，抽送风机与热继电器，运行接触器，空开开关依次顺序连接，抽送风机通过旁路配电电路与三相交流电网电连接。