[实用新型]一种基于PLC的矿井通风控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿井安全控制技术领域，尤其是涉及一种基于PLC的矿井通风控制系统。

背景技术

矿井通风控制是井下采、掘行业必不可少的环节，特别是在瓦斯浓度要求严格的作业面，井内的通风状态以及瓦斯气体含量对工作人员来说非常重要。因此，矿井通风的控制具有重要的理论意义与实际意义，近年来受到格外关注。

所谓通风控制，主要是针对矿井风流的控制，通过对通风机进行调速来控制风流状态。在通常状况下，井下环境恶劣且风流压力受各种扰动影响而变化无常、难以把握。原先用人工进行通风控制，由于无法每时每刻对矿井的风量进行准确的定位监测，很难准确控制风机的启停；并且出现故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。以往通风控制系统中有很大一部分通风电机是不变速拖动，不变速电机的电能大多消耗在适应风量的变化而频繁的开停风机中，这样不但使电机工作在低效区、减短电机的使用寿命，而且电机的频繁开停使设备故障率很高，系统的维护、维修工作量较大；另一方面，由于风量的随机性，所使用的风量是动态的，采用传统方法难以保证通风的实时性。

从整体最优目标要求出发，这些因素必须在控制设计中加以考虑，这就需要寻找并应用行之有效的方案设计，从而来满足这些要求使设计变得简单易行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于PLC的矿井通风控制系统，其采用自动化控制对整个矿井通风系统进行改进，将所关心区域主风流作为当前状态，井下环境干扰作为外部扰动输入，通风机输出功率作为控制输入，并考虑实际上瓦斯浓度、风流流速检测滞后的基础上，应用控制理论与技术解决这类矿井通风控制问题，在整体上求得技术与经济的最佳效益。其结构简单，设计合理，使用操作便捷，可靠性高，功能完备，性能优异，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

    为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：包括通风机和设置在其内的控制系统，所述控制系统包括PLC控制器和与PLC控制器输入端连接的变送器、手动/自动切换模块，所述变送器的输入端与瓦斯传感器、压力传感器连接，所述PLC控制器输出端连接声光报警模块、工频/变频切换模块和变频器，所述变频器输入端连接380V交流电模块，所述变频器输出端连接电动机；所述电动机连接通风机，所述通风机内设置隔爆箱体,进出线接线腔,PCD1控制系统，变频器，瓦斯传感器、压力传感器组成的信号采集单元，PLC控制器和散热器。

    上述的一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：所述PLC控制器采用西门子公司S7-200系列CPU型号为226的PLC。

    上述的一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：所述变频器选用富士变频器G11S系列变频器。

    上述的一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：所述瓦斯传感器选用CH217瓦斯传感器。

    上述的一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：所述压力传感器选择压阻式压力传感器。

    上述的一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：所述变送器采用SK1151系列电容式压力变送器。

上述的一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：所述电动机选用三相鼠笼型异步电动机。

上述的一种基于PLC的矿井通风控制系统，其特征在于：所述通风机控制系统采用双电源方式供电。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型将PLC与变频器结合在一起组成自动化的通风控制系统，更好的优化了传统的通风系统，解决了传统系统中能耗大、通风质量差等诸多问题，它用PLC进行逻辑控制，用变频器对电机速度进行调节，自动控制电机转速，在保持恒压状况下，达到控制风量的目的。

2、本实用新型通过瓦斯传感器检测瓦斯浓度和压力传感器检测的负压，经变送器转换后，送到PLC进行比较、判断，将控制信号送给变频器，从而控制通风电机的转速，使之实现最优控制。

3、本实用新型具有“变频/工频”切换功能，当变频器出现故障或电机需要长期在工频状态下运行时，可将电机切换到工频状态，有手动和自动切换2种方式，同时还有手动“启/停”功能、电机过热保护、声光报警等功能，提高了系统可靠性。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，使用操作便捷，可靠性高，功能完备，性能优异，实用性强，使用效果好，便于推广使用。