ZMK-127（A）自動風(fēng)門控制裝置

泰安市一開電氣有限公司（以下簡稱“泰安一開”）與山東大學(xué)、山東科技大學(xué)合作研發(fā)了煤礦排水及水文監(jiān)測系統(tǒng)、煤礦灑水噴霧降塵裝置、礦用傳感器、礦用本安型操作箱、礦用隔爆兼本安型可編程控制器、礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源、礦用本安型信號轉(zhuǎn)換器、風(fēng)門控制用電控裝置、礦用隔爆兼本安型監(jiān)控分站、礦用隔爆兼本安型監(jiān)控子站、礦用本安型流量壓力監(jiān)控子站、礦用LED燈等一系列產(chǎn)品，能有效的為煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗及提高生產(chǎn)效率提供有效保障。

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一、產(chǎn)品概述

風(fēng)門是礦井通風(fēng)系統(tǒng)中一個重要的組成部分，直接關(guān)系到礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠。風(fēng)門自動控制系統(tǒng)在礦山井下進(jìn)回風(fēng)巷和主要進(jìn)回風(fēng)巷之間每個聯(lián)絡(luò)巷中實(shí)現(xiàn)單扇或雙扇、行人、行車或人車共用風(fēng)門的全自動控制，完成風(fēng)門自動啟閉，有效解決行人、行車、運(yùn)輸過人不便的問題�？稍谟屑淄�、煤塵爆炸性混合物，但無破壞絕緣的腐蝕性氣體場合使用。所配置的自動控制裝置均取得煤安標(biāo)志及防爆證書。

我們已研制出能對井下風(fēng)流進(jìn)行遠(yuǎn)程自動控制的風(fēng)門遠(yuǎn)控系統(tǒng)，系統(tǒng)以壓縮氣體作為動力，通過礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)傳送控制命令。系統(tǒng)采用智能化控制，防止風(fēng)門誤動作。風(fēng)門可自動、手動控制，停電或無氣源狀態(tài)下不影響人工開啟和關(guān)閉風(fēng)門。風(fēng)門開啟或關(guān)閉時，現(xiàn)場可實(shí)現(xiàn)語音聲光報警提示。通過通訊網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測風(fēng)門的開、關(guān)狀態(tài)。氣鎖保護(hù)、故障保護(hù)功能齊全，使風(fēng)門開關(guān)更加安全。

二、組成原理示意圖

井下部分

控制系統(tǒng)的電氣部分主要由礦用隔爆兼本安型可編程控制器、礦用傳感器（礦用本安型紅外線開關(guān)、礦用熱釋光傳感器、礦用本安型接近開關(guān)）、礦用隔爆型控制按鈕、防爆電磁閥、語音聲光報警、風(fēng)門動力傳動機(jī)構(gòu)和礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控軟件組成。

地面部分

風(fēng)門監(jiān)控上位機(jī)通過以太網(wǎng)將監(jiān)控數(shù)據(jù)傳送至調(diào)度室，同時通過以太網(wǎng)與可編程控制器通訊，讀取現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令，完成風(fēng)門的遠(yuǎn)程自動監(jiān)控。

三、工作原理

控制裝置中可編程控制器接收傳感器和控制按鈕的信號，按照PLC的程序執(zhí)行，控制電磁閥，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的自動開啟和關(guān)閉，同時通過指示燈將風(fēng)門的狀態(tài)直接顯示出來，便于觀察。通過以太網(wǎng)模塊可將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至地面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

驅(qū)動風(fēng)門的動力源為井下壓氣管路提供的壓縮空氣。風(fēng)門的開啟操作通過氣缸實(shí)現(xiàn)。氣缸的操作由電磁閥控制，選用三位五通防爆電磁閥。電磁閥接有兩路電源，分別控制兩路氣路輸出。兩路氣路輸出分別接至氣缸的前腔和后腔壓氣輸人端，后腔接通壓氣使氣缸推桿伸出，前腔接通壓氣使推桿縮回。當(dāng)推桿伸出時，連接風(fēng)門的鋼絲繩松弛，風(fēng)門靠自重關(guān)閉，當(dāng)推桿縮回時，鋼絲繩牽引風(fēng)門打開。

供給風(fēng)門控制器的電源采用隔爆兼本安型礦用多路不間斷電源。風(fēng)門控制器由PLC開發(fā)而成，通過接收監(jiān)測分站的四路開關(guān)量輸出信號（其中兩路由地面控制終端手動產(chǎn)生，用于手動遠(yuǎn)控，另兩路為監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測信息自動產(chǎn)生，用于程控），控制繼電器開合，輸出12VDC電源，啟動相應(yīng)的電磁閥及氣缸控制風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)�？刂破鲀�(nèi)裝有發(fā)光二極管用于指示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

裝置采用紅外線開關(guān)傳感器作為檢測器，在風(fēng)門的兩端分別形成檢測區(qū)域，當(dāng)A門有人或車輛經(jīng)過時，紅外線檢測發(fā)出觸發(fā)信號，A門的聲光語音箱提示語音為“風(fēng)門準(zhǔn)備打開，請注意安全”，綠燈常亮，同時電磁閥1通電，A門的氣缸工作，打開A風(fēng)門，同時B門的氣缸閉鎖上B門。風(fēng)門上裝有位置傳感器，檢測風(fēng)門的開、關(guān)狀態(tài)。待最后一個行人或車輛通過紅外開關(guān)傳感器后，經(jīng)過適當(dāng)延時（時間可以根據(jù)需要設(shè)定），電磁閥2通電，氣缸工作關(guān)閉A門。若B門未關(guān)閉，當(dāng)A門有人或車輛經(jīng)過時，紅外線檢測發(fā)出觸發(fā)信號，A門的聲光語音箱提示語音為“前方風(fēng)門閉鎖，請您稍候”，紅燈常亮，A門不能打開。

風(fēng)門控制器具有一定的智能功能，既可進(jìn)行遠(yuǎn)程手動控制，又可自行檢測監(jiān)測系統(tǒng)的報警信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不需人為干預(yù)的程序控制。由于在軟件中設(shè)定手動的優(yōu)先級高于程控，適應(yīng)現(xiàn)場需要，具有較大的靈活性。此外，在軟件中，對輸入信號進(jìn)行濾波處理，對輸出信號進(jìn)行多次重復(fù)輸出，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

四、功能特點(diǎn)

系統(tǒng)功能包括：

1、風(fēng)門自動控制功能

自動狀態(tài)下，通過傳感器來感應(yīng)風(fēng)門是否有人進(jìn)出，當(dāng)有人進(jìn)門或出門時，傳感器會發(fā)出信號給可編程控制器，執(zhí)行開門程序，同時發(fā)出聲光報警提示；當(dāng)人通過巷道后，則自動執(zhí)行關(guān)門程序。

2、風(fēng)門手動控制功能

手動狀態(tài)下，可以通過操作箱上的按鈕來手動開啟或關(guān)閉風(fēng)門。

3、氣鎖保護(hù)功能

只有當(dāng)一道風(fēng)門完全閉合后，第二道風(fēng)門的氣源才能接通，此時第二道風(fēng)門才能啟動，完成一系列的開關(guān)門動作。

4、故障保護(hù)功能

當(dāng)可編程控制器有故障不能運(yùn)行或停電時，開關(guān)風(fēng)門氣缸的進(jìn)氣口和回氣口與外界相通，人員可自由操作風(fēng)門，不影響原有手動時風(fēng)門的開關(guān)動作。

系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：

1、可靠性、穩(wěn)定性好

系統(tǒng)采用PLC控制，可有效提高煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，對于有效降低煤礦“一通三防”事故、提高礦井的安全生產(chǎn)水平具有較大的促進(jìn)作用。具有自動、手動兩種操作方式，避免了因停電、停風(fēng)造成的開啟不便的問題。

2、自動控制，安全性高

兩道風(fēng)門之間具有軟件、硬件雙重閉鎖，杜絕了同時開啟兩道風(fēng)門的可能，確保生產(chǎn)安全，符合《煤炭安全規(guī)程》要求；無需人為干預(yù)，由各種檢測傳感器和PLC（可編程控制器）自動控制風(fēng)門，使系統(tǒng)控制的安全性大大提高，也使風(fēng)門運(yùn)行的故障率大大降低。

3、系統(tǒng)控制相互獨(dú)立，互不影響

控制裝置保留了設(shè)備原先手動控制方式，手動控制具有優(yōu)先控制權(quán)，保證了即使裝置出現(xiàn)故障，也可以在手動控制下實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的正常工作。 

4、適應(yīng)性強(qiáng)

風(fēng)門自動啟閉時間可調(diào)，具有較好的人性化設(shè)計；根據(jù)不同的具體情況可以對軟件的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)復(fù)雜的情況，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性。

5、可擴(kuò)展性

可根據(jù)客戶要求采用紅外傳感器，對射光電開關(guān)，提供風(fēng)門開啟信號，兩道風(fēng)門之間可加裝風(fēng)門區(qū)間機(jī)械閉鎖裝置，避免了傳統(tǒng)的繩索閉鎖的弊端，解決井下風(fēng)門閉鎖問題，杜絕了同時開啟兩道風(fēng)門的可能性，確保安全生產(chǎn)；系統(tǒng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控，并具備可擴(kuò)展接口。

五、系統(tǒng)參數(shù)

工作電壓：AC127V

工作電流：≤350mA

額定頻率“50Hz

最高允許輸入電壓：AC140V

本安電壓：DC12.3V

本安電流：380mA

輸入氣壓：0.6~1.1x105Pa

氣缸直徑：Ф100mm；

最小牽引力：80Kg

監(jiān)控界面

上位機(jī)監(jiān)控界面是基于西門子WINCC6.2監(jiān)控組態(tài)軟件平臺開發(fā)的，通過模擬現(xiàn)場設(shè)備、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式和用戶進(jìn)行人機(jī)交互，其主系統(tǒng)主監(jiān)控畫面和功能如下：

1、監(jiān)測風(fēng)門的狀態(tài)，用動畫方式再現(xiàn)井下風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)。

2、顯示風(fēng)門的故障報警信息。

3、控制風(fēng)門的開關(guān)。

4、輸出打印相關(guān)的報表，以備數(shù)據(jù)分析。

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