專利名稱：礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井巷道掘進通風(fēng)控制系統(tǒng)，特別是一種用于礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控 制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有礦井巷道掘進通風(fēng)機自動控制系統(tǒng)有兩類， 一類是如盤江煤電公司董代安于2005 年6月在《礦業(yè)安全與環(huán)?！钒l(fā)表的"礦用局部通風(fēng)機自動切換裝置的研制"，介紹了礦井掘 進工作面專供工作風(fēng)機和動力備用風(fēng)機開停的自動切換工作原理，并通過現(xiàn)場應(yīng)用，有效實 施了工作風(fēng)機和備用風(fēng)機的開停自動切換，確保了掘進工作面連續(xù)正常供風(fēng)；還有平頂山煤 業(yè)集團公司陳超凡于2001年12月在《煤礦安全》發(fā)表的"KJD11局部通風(fēng)機自動切換監(jiān)控 器"，實現(xiàn)了專備用風(fēng)機間的自動切換又可以取代一個掘進工作面應(yīng)投入3 5臺設(shè)備開停傳 感器和1臺斷電控制器，提高了煤礦掘進工作面局部痛風(fēng)的安全可靠性。這兩種裝置只能控 制局部通風(fēng)機工頻運轉(zhuǎn)，當(dāng)瓦斯超限，排放瓦斯時采用加擋板、控制風(fēng)門等方法，這些方法 排放瓦斯時，風(fēng)量控制不易把握，僅憑瓦斯排放員的經(jīng)驗來給定供風(fēng)量的大小，很容易造成 全風(fēng)壓風(fēng)流混合處瓦斯?jié)舛瘸?，產(chǎn)生安全隱患；另一類如中國礦業(yè)大學(xué)祝龍記于2003年4 月份在《煤炭科學(xué)技術(shù)》發(fā)表的"礦用變頻調(diào)速局部通風(fēng)機的模糊控制技術(shù)"提出了一種模 糊控制器及其解耦設(shè)計方式，實現(xiàn)了瓦斯?jié)舛扰c局部通風(fēng)機變頻調(diào)速的模糊控制；還有渤海 大學(xué)賀玉凱于2005年第3期在《煤炭工程》發(fā)表的"基于DSP的智能局部通風(fēng)機控制系統(tǒng)研 究"以DSP為控制核心，調(diào)速電機驅(qū)動局部通風(fēng)機，采用智能控制等先進的控制手段，構(gòu)成 智能局部通風(fēng)機控制系統(tǒng)，對掘進巷道中積聚的瓦斯進行無超限自動排放。這兩種系統(tǒng)無論 是在掘進通風(fēng)還是瓦斯排放狀態(tài)，始終控制局部通風(fēng)機變頻運轉(zhuǎn)，雖然這種方式起到節(jié)能和 瓦斯安全排放的作用，但是當(dāng)變頻器在隔爆腔內(nèi)始終處于運行狀態(tài)時，散熱量大、壽命降低， 故障率高，影響煤礦井下的安全作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，并以提供一種礦井單巷掘進通風(fēng)機集 成控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)為目的，用以解決礦井單巷掘進工作面局部通風(fēng)機間切換不可靠、電 動機保護功能不健全以及局部通風(fēng)機變頻排放瓦斯的問題。
本發(fā)明基于上述問題和目的，采用PLC專用編程軟件進行程序設(shè)計，并通過軟件提供的 PID指令向?qū)ВO(shè)計PID控制器，該PID控制器能夠根據(jù)輸入瓦斯?jié)舛戎档拇笮。敵鱿鄳?yīng) 的控制量，改變局部通風(fēng)機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)瓦斯自動排放。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案包括PLC、變頻器、通訊擴展模塊、模擬量擴展模塊、主保護 電路板、電動機保護電路板以及顯示屏。
其中，PLC與變頻器和顯示器通過串口連接；PLC與通訊擴展模塊和模擬量擴展模塊通過 1/0擴展端口連接；主保護電路板和電動機保護電路板分別與模擬量擴展模塊通過I/O 口連 接；PLC分別與主保護電路板、電動機保護電路板通過I/0口連接。
主保護電路板是主保護電路板是由電壓檢測電路和系統(tǒng)整定電流參數(shù)輸入電路構(gòu)成的電 路板。
電壓檢測電路是電壓互感器輸入端和電纜的任意兩連接，單相橋式整流電路輸入端和電 壓互感器輸出端連接，電容d和極性電容C2分別并聯(lián)于單相橋式整流電路的輸出端，電阻^ 一端和極性電容C2正極連接，電阻R,另一端和電位器Rh—端連接，電位器RP,另一端、電容 d—端、極性電容C2負(fù)極和單相橋式整流電路輸出端的另一端共同接地。
系統(tǒng)整定電流參數(shù)輸入電路是是電平轉(zhuǎn)換電路I輸入端和PLC輸出端連接，電平轉(zhuǎn)換電 路I輸出端和BCD撥碼盤BCD撥碼盤B2、 BCD撥碼盤83和BCD撥碼盤84的輸入控制線連 接，BCD撥碼盤BCD撥碼盤B2、 BCD撥碼盤Bs和BCD撥碼盤B4的BCD碼輸出信號線經(jīng)過限 流電阻和+ 5V電源連接，與非門I、與非門II、與非門III和與非門IV的輸入端分別和BCD撥 碼盤B,、 BCD撥碼盤B2、 BCD撥碼盤B3和BCD撥碼盤B4的BCD碼輸出信號線連接，電平轉(zhuǎn)換
電路II輸入端端分別和與非門I 、與非門II、與非門m和與非門iv的輸出端連接，電平轉(zhuǎn)換
電路n輸出端和PLC 1/0口的輸入端連接。
電動機保護電路板是一個由電流檢測電路和漏電閉鎖電路構(gòu)成的電路板。 電流檢測電路是電阻R2并聯(lián)于電流互感器輸出端，整流二極管Dt串聯(lián)于電阻R2—端和電
容C3—端，電容C3—端和二極管D,—端連接，電容C3另一端接地，電容C4并聯(lián)于電容C3兩
端，電位器RP2串聯(lián)于電容C4一端和電阻R3—端，電阻R3串聯(lián)于電位器RP2另一端和電阻R5
一端，電阻R4—端和電阻R5—端連接，電阻R5另一端和穩(wěn)壓管^一端連接，電阻R2另一端、
電容C3另一端、電容C4另一端、電阻R4另一端和穩(wěn)壓管V,另一端共同接地。
漏電閉鎖電路是漏電閉鎖電路是單相橋式整流電路輸入端與交流電源連接，極性電容c5
和電容C6并聯(lián)后共同并聯(lián)于單相橋式整流電路輸出端，穩(wěn)壓塊輸入端的一端和電容C6—端連 接，穩(wěn)壓塊輸入端的另一端和穩(wěn)壓管V2—端連接，穩(wěn)壓塊輸出端和電容C7—端連接，電容C7
和極性電容Cs并聯(lián)，電阻Re串聯(lián)于極性電容C8正極和電阻R6—端，電位器RP3—端和電阻Re
另一端連接，電阻R7—端和穩(wěn)壓管V3另一端連接，電阻Rs另一端和穩(wěn)壓管V3—端連接，電阻 R7另一端和穩(wěn)壓管V3另一端連接后接地，單相橋式整流電路輸出端的另一端、極性電容C5負(fù)
極、電容Ce另一端、穩(wěn)壓管V2的另一端、電容C7的另一端和極性電容C8負(fù)極共同連接于電纜 A相。
電平轉(zhuǎn)換電路I是電阻R9和晶體管T,基極連接，電容C9連接于晶體管T,基極和地之間， 晶體管L發(fā)射極接地，電阻R,。接于+24V電源和晶體管L集電極之間。
電平轉(zhuǎn)換電路II是電阻Ru和晶體管T2基極連接，電容d。連接于晶體管T2基極和地之間， 晶體管T2發(fā)射極接地，電阻Ru接于+ 5V電源和晶體管T2集電極之間。
本發(fā)明一種礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)的控制方法，該方法是起動集成控制系統(tǒng)， 若瓦斯傳感器1\》1%，系統(tǒng)進入排放瓦斯?fàn)顟B(tài)，當(dāng)瓦斯傳感器1\<1%，瓦斯傳感器12<1 %且變頻器運行到工頻時，延時10分鐘，瓦斯排放完畢，局部通風(fēng)機接入工頻電源進行掘進 通風(fēng)；若瓦斯傳感器1\<1%，進行掘進通風(fēng)；在系統(tǒng)掘進通風(fēng)過程中，當(dāng)瓦斯傳感器T,》1 %時，斷開真空接觸器K3，延時30秒，進入排放瓦斯?fàn)顟B(tài)，瓦斯排放完畢后，進入工頻運行 狀態(tài)；
若瓦斯傳感器T2發(fā)生故障，則系統(tǒng)自動停止運行并報警，此時進行手動排放瓦斯； 故障處理完畢后，進行空載檢驗；
在兩套集控系統(tǒng)因故障而自動轉(zhuǎn)換失敗時，報警檢修，并選擇一套集控系統(tǒng)無保護起動， 集控系統(tǒng)將起動局部通風(fēng)機進行工頻運轉(zhuǎn)。
本發(fā)明一種礦井單巷掘進局部通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，以PLC做為中央處理單元，設(shè)計了 硬件電路及控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)各種控制方法的穩(wěn)定切換及漏電閉鎖、對稱短路、過載、穩(wěn) 態(tài)過電壓等保護功能，特別適用于礦井單巷掘進工作面的掘進通風(fēng)和瓦斯排放。其中穩(wěn)態(tài)過 電壓保護電路簡單實用，其檢測信號與電網(wǎng)電壓成嚴(yán)格的線性關(guān)系，PLC實時檢測該信號并 作相應(yīng)的判斷處理，實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)電壓故障保護功能；使用與非門實現(xiàn)整定參數(shù)的輸入，節(jié)省 了PLC大量I/0口，降低了系統(tǒng)成本；電流檢測電路能夠準(zhǔn)確判斷和切除各種過電流故障， 實現(xiàn)系統(tǒng)三相短路和過載保護功能；集控系統(tǒng)漏電閉鎖保護功能，能夠快速判斷出電纜絕緣 故障，縮短査找故障時間，提高工作效率。在煤礦巷道瓦斯?jié)舛戎档陀诎踩禃r，局部通風(fēng) 機接入工頻電源進行掘進通風(fēng)；瓦斯?jié)舛瘸迺r，局部通風(fēng)機接入變頻器輸出端進行瓦斯排 放，這樣做既達到了安全排放瓦斯的目的，又避免了變頻器長期運行時導(dǎo)致的發(fā)熱量大、壽 命降低等問題。PID控制器可以確定瓦斯?jié)舛扰c局部通風(fēng)機轉(zhuǎn)速間對應(yīng)關(guān)系，能夠輸出與全 風(fēng)壓風(fēng)流混合處瓦斯?jié)舛却笮∠鄬?yīng)的控制量，從而實現(xiàn)瓦斯?jié)舛葻o超限安全排放。本發(fā)明 經(jīng)過現(xiàn)場運行情況表明系統(tǒng)運行穩(wěn)定、動作可靠、技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計要求，最大限度地確 保了掘進通風(fēng)的連續(xù)性和瓦斯排放的安全性，保證了礦井的安全生產(chǎn)。


圖l是本發(fā)明的集成控制統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖
圖2是本發(fā)明的集成控制系統(tǒng)主接線示意圖 圖3是本發(fā)明的礦井巷道瓦斯傳感器分布示意圖 圖4是本發(fā)明的電壓檢測電路圖 圖5是本發(fā)明的系統(tǒng)整定電流參數(shù)輸入電路圖 圖6是本發(fā)明的電流檢測電路圖 圖7是本發(fā)明的漏電閉鎖電路圖 圖8是本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)換電路I的示意圖 圖9是本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)換電路II的示意圖
圖中1: PLC 2:變頻器 3:主保護電路板 4:電動機保護電路板 5:通訊擴 展模塊 6:模擬量擴展模塊 7:顯示屏 8:接觸器K, 9:接觸器& 10:接觸器1(3 ll:局部通風(fēng)機 12:瓦斯傳感器T, 13:瓦斯傳感器12 14:電壓互感器 15:單相橋 式整流電路I 16:電容d 17:電阻RL 18:電位器RP, 19:限流電阻 20:電平 轉(zhuǎn)換電路I 21:BCD撥碼盤B, 22: BCD撥碼盤B2 23:BCD撥碼盤B3 24:BCD撥碼盤 B4 25:與非門I 26:與非門H 27:與非門IU 28:與非門IV 29:電平轉(zhuǎn)換電路 II 30:電阻R2 31:整流二極管D, 32:電位器RP2 33:電阻& 34:電阻Rs
35:電容" 36:電容C4 37:電阻憶 38:穩(wěn)壓管V,39:單相橋式整流電路I1 40: 穩(wěn)壓塊 41:電阻Rs 42:極性電容C5 43:電容Ce 44:穩(wěn)壓管V2 45:電容G 46:極性電容Cs 47:電阻R7 48:電位器Rh 49:穩(wěn)壓管V3 50:電阻Rs 51: 電阻Rg 52:電阻R。
53:晶體管L 54:電容C9 55:電阻Ru 56:晶體管T2
57:電阻R,2 58:電容d。
59:極性電容(:2 60:電流互感器
具體實施例方式
本發(fā)明結(jié)合附圖用實例來進一步詳細(xì)描述如下
實施例l
本實施例采用PID控制器和變頻器實現(xiàn)瓦斯無超限自動排放功能，其中采用SIEMENS S7-200系列PLC專用編程軟件St印7 Microwin V4. 0軟件提供的PID指令向?qū)гO(shè)計了 PID控 制器，利用該PID指令向?qū)б徊揭徊竭M行參數(shù)設(shè)定，就可以生成PID控制器，該控制器根據(jù) 這些采樣得到全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯?jié)舛冗M行PID運算，從而控制變頻器的輸出頻率。變 頻器采用深圳英威騰公司的CHF系列通用變頻器，該變頻器為U/F控制方式，具有RS-485通 訊口 ，能與SIEMENS S7-200系列PLC通訊。
如圖1所示，本發(fā)明具體實施方式
包括PLC 1、變頻器2、通訊擴展模塊5、模擬量擴展 模塊6、主保護電路板3、電動機保護電路板4及大屏幕液晶顯示屏7。
其中，PLC1與變頻器2和大屏幕液晶顯示器7通過串口相連接；PLC 1與通訊擴展模塊 5和模擬量擴展模塊6通過I/O擴展端口相連接；主保護電路板3和電動機保護電路板4分 別與模擬量擴展模塊6通過I/0口相連接；PLC1分別與主保護電路板3、電動機保護電路板 4通過I/O 口相連接。
主保護電路板3是由電壓檢測電路和系統(tǒng)整定電流參數(shù)輸入電路構(gòu)成的電路板。
電壓檢測電路是電壓互感器14輸入端和電纜的任意兩相連接，單相橋式整流電路15輸 入端和電壓互感器14輸出端連接，電容d16和極性電容G59分別并聯(lián)于單相橋式整流電路 115的輸出端，電阻IU7—端和極性電容C259正極連接，電阻R,17另一端和電位器RPJ8 一端連接，電位器RPJ8另一端、電容C,16 —端、極性電容C259負(fù)極和單相橋式整流電路I 15輸出端的另一端共同接地。
系統(tǒng)整定電流參數(shù)輸入電路是是電平轉(zhuǎn)換電路I 20輸入端和PLC 1輸出端連接，電平轉(zhuǎn) 換電路I 20輸出端和BCD撥碼盤B:21、 BCD撥碼盤B222、 BCD撥碼盤B323和BCD撥碼盤B424 的輸入控制線連接，BCD撥碼盤B,21、 BCD撥碼盤B222、 BCD撥碼盤B323和BCD撥碼盤B424 的BCD碼輸出信號線經(jīng)過限流電阻19和+ 5V電源連接，與非門I25、與非門I126、與非門 III27和與非門W28的輸入端分別和BCD撥碼盤B,21、BCD撥碼盤B222、BCD撥碼盤B32 3和BCD 撥碼盤B424的BCD碼輸出信號線連接，電平轉(zhuǎn)換電路II29輸入端端分別和與非門125、與非 門1126、與非門I1127和與非門W28的輸出端連接，電平轉(zhuǎn)換電路I129輸出端和PLC1I/0 口 的輸入端連接。
電動機保護電路板4是一個由電流檢測電路和漏電閉鎖電路構(gòu)成的電路板。 電流檢測電路是電阻R230并聯(lián)于電流互感器60輸出端，整流二極管D,31串聯(lián)于電阻R230 一端和電容C335 —端，電容C335 —端和二極管Di31—端連接，電容C335另一端接地，電容 C436并聯(lián)于電容C335兩端，電位器RP232串聯(lián)于電容C436 —端和電阻R333 —端，電阻R333 串聯(lián)于電位器RP232另一端和電阻Rs34—端，電阻R437 —端和電阻Rs34—端連接，電阻R534 另一端和穩(wěn)壓管V,38—端連接，電阻R260另一端、電容(]335另一端、電容(^36另一端、電 阻R437另一端和穩(wěn)壓管^38另一端共同接地。
漏電閉鎖電路是漏電閉鎖電路是單相橋式整流電路I139輸入端與交流電源連接，極性電 容c542和電容C643并聯(lián)后共同并聯(lián)于單相橋式整流電路1139輸出端，穩(wěn)壓塊40輸入端的一 端和電容C643—端連接，穩(wěn)壓塊40輸入端的另一端和穩(wěn)壓管V244 —端連接，穩(wěn)壓塊40輸出 端和電容C745 —端連接，電容C745和極性電容C846并聯(lián)，電阻R641串聯(lián)于極性電容Cs46正 極和電阻R841 —端，電位器RP348 —端和電阻R641另一端連接，電阻R747 —端和穩(wěn)壓管V349 另一端連接，電阻R848另一端和穩(wěn)壓管V349 —端連接，電阻R7另一端和穩(wěn)壓管V349另一端
連接后接地，單相橋式整流電路II39輸出端的另一端、極性電容C542負(fù)極、電容Q43另一 端、穩(wěn)壓管V244的另一端、電容C745的另一端和極性電容C846負(fù)極共同連接于電纜A相。
電平轉(zhuǎn)換電路I 20是電阻R951和晶體管T,53基極連接，電容C954連接于晶體管1\53基 極和地之間，晶體管L53發(fā)射極接地，電阻R1D52接于+ 24V電源和晶體管1\52集電極之間。
電平轉(zhuǎn)換電路I129是電阻R 55和晶體管T256基極連接，電容C1()58連接于晶體管T256 基極和地之間，晶體管T256發(fā)射極接地，電阻R1257接于+ 5V電源和晶體管T256集電極之間。
本發(fā)明基于上述礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，本專業(yè)人員配置相應(yīng)的軟件以及軟 件的組合，并采用下述礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)的控制方法，得以實現(xiàn)礦井單巷掘 進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)的自動控制。 實施例2
本發(fā)明實現(xiàn)上述主要目的的一種礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)的控制方法是按下 起動按鈕，接觸器Kt8、 K29吸合，變頻器2控制局部通風(fēng)機11軟起動至20Hz， PLC 1檢測掘 進工作面處瓦斯?jié)舛?，?\12》1%,則系統(tǒng)進入排放瓦斯?fàn)顟B(tài)，此時系統(tǒng)根據(jù)全風(fēng)壓風(fēng)流混 合處瓦斯?jié)舛萒2l3值的大小，自動調(diào)整局部通風(fēng)機ll的轉(zhuǎn)速，當(dāng)1\12<1%， ^13<1%且變 頻器2運行到工頻時，延時10分鐘，瓦斯排放完畢，接觸器Id8、 &9斷開，IUO吸合，局部 通風(fēng)機11接入工頻電源進行掘進通風(fēng)若1\8<1%,則變頻器2運行至工頻，接觸器K,8、 K29斷開，K310吸合，進行掘進通風(fēng)；在系統(tǒng)掘進通風(fēng)過程中，瓦斯傳感器L12實時檢測掘 進工作面瓦斯?jié)舛龋?dāng)TJ2》1X時，斷開接觸器fe10，延時30秒，吸合接觸器ld8、 K29， 起動變頻器2進入排放瓦斯?fàn)顟B(tài)，瓦斯排放完畢后，接觸器K,8、 1(29斷開，IUO吸合進入工 頻運行狀態(tài)。
系統(tǒng)運行過程中，PLC1實時檢測并顯示局部通風(fēng)機11的工作參數(shù)和工作狀態(tài)，如果局部 通風(fēng)機ll出現(xiàn)故障，接觸器自動跳閘、并顯示故障類型和故障參數(shù)、報警30秒。此時，處于 熱備用狀態(tài)的集控系統(tǒng)控制對應(yīng)局部通風(fēng)機ll自動軟起動。
在排放瓦斯過程中，若瓦斯傳感器發(fā)生故障，則系統(tǒng)自動停止運行并報警通知井下工作 人員進行手動排放瓦斯。此時，工作人員可根據(jù)瓦斯監(jiān)測人員提供的全風(fēng)壓風(fēng)流混合處瓦斯 濃度，通過"增大"和"減小"按鈕調(diào)整變頻器2的頻率，實現(xiàn)局部通風(fēng)機ll轉(zhuǎn)速手動控制， 進而控制局部通風(fēng)機11供風(fēng)量的大小，局部通風(fēng)機ll轉(zhuǎn)速緩慢改變，不會使掘進工作面供 風(fēng)量突變，所以可以實現(xiàn)瓦斯安全排放。
當(dāng)故障系統(tǒng)檢修完畢后，需要對檢修效果進行檢驗。此時，系統(tǒng)主回路電源被切斷，集 控系統(tǒng)所用控制電源取自隔離換相開關(guān)進線端，可以實現(xiàn)不起動而檢驗集控系統(tǒng)各項控制功 能。
如果在系統(tǒng)運行過程中，兩套集控系統(tǒng)因本身出現(xiàn)問題而產(chǎn)生自動轉(zhuǎn)換失敗時，報警系 統(tǒng)將會長時報警，以警示工作人員立即對兩套故障系統(tǒng)進行檢修。同時，工作人員選擇一套 集控系統(tǒng)，按下起動按鈕，集控系統(tǒng)將同時起動兩臺電動機ll進行工頻運轉(zhuǎn)。必須注意的是， 此時該集控系統(tǒng)處于無保護工作狀態(tài)，所以應(yīng)盡快檢修另外一套故障系統(tǒng)，檢修完畢并進行 空載試驗后，先停止運行中的系統(tǒng)，然后起動檢修好的集控系統(tǒng)，待系統(tǒng)正常運行后，再檢 修另外一套集控系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，包括PLC(1)、變頻器(2)、通訊擴展模塊(5)、模擬量擴展模塊(6)以及顯示屏(7)，其特征在于PLC(1)與變頻器(2)和顯示屏(7)分別通過串行通訊口連接；PLC(1)與通訊擴展模塊(5)和模擬量擴展模塊(6)分別通過I/O擴展端口連接；主保護電路板(3)和電動機保護電路板(4)分別與模擬量擴展模塊(6)通過I/O口連接；PLC(1)分別與主保護電路板(3)和電動機保護電路板(4)通過I/O口連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，其特征在于主保護電路板(3) 是由電壓檢測電路和系統(tǒng)整定電流參數(shù)輸入電路構(gòu)成，其中，所述的電壓檢測電路是電壓互感器(14)的輸入端和電源的任意兩相連接，單相橋式整流 電路I (15)輸入端和電壓互感器(14)輸出端連接，電容d(16)和極性電容C2(59)分別并聯(lián)于 單相橋式整流電路I (15)的輸出端，電阻R,(17) —端和極性電容C2(59)正極連接，電阻RJ17) 另一端和電位器RPi(18)—端連接，電位器RP,(18)另一端、電容d(16)—端、極性電容C2(59) 負(fù)極和單相橋式整流電路I (15)輸出端的另一端共同接地；所述的系統(tǒng)整定電流參數(shù)輸入電路是電平轉(zhuǎn)換電路I (20)輸入端和PLC(1)輸出端連接， 電平轉(zhuǎn)換電路I (20)輸出端和BCD撥碼盤Bj21)、 BCD撥碼盤B2(22)、 BCD撥碼盤B3(23)和 BCD撥碼盤B4 (24)的輸入控制線連接，BCD撥碼盤B, (21) 、BCD撥碼盤B2 (22) 、 BCD撥碼盤B3 (23) 和BCD撥碼盤B4(24)的BCD碼輸出信號線經(jīng)過限流電阻(19)和+ 5V電源連接，與非門I (25)、 與非門II (26)、與非門III(27)和與非門IV(28)的輸入端分別和BCD撥碼盤Bj21)、 BCD撥碼 盤B2(22)、 BCD撥碼盤B3(23)和BCD撥碼盤B4(24)的BCD碼輸出信號線連接，電平轉(zhuǎn)換電路 n(29)輸入端分別和與非門I (25)、與非門I1(26)、與非門m(27)和與非門IV(28)的輸出端 連接，電平轉(zhuǎn)換電路II (29)輸出端和PLC(1) I/O 口的輸入端連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，其特征在于電動機保護電路 板(4)是一個由電流檢測電路和漏電閉鎖電路構(gòu)成，其中，所述的電流檢測電路是電阻R2(30)并聯(lián)于電流互感器(60)輸出端，整流二極管D,(31)串 聯(lián)于電阻R2(30)—端和電容C3(35)—端，電容C3(35)—端和整流二極管D'(31)—端連接，電 容C3(35)另一端接地，電容C4(36)并聯(lián)于電容(35)C3兩端，電位器RP2(32)串聯(lián)于電容C4(36) 一端和電阻R3(33)—端，電阻R3(33)串聯(lián)于電位器RP2(32)另一端和電阻Rs(34)—端，電阻 R4(37)—端和電阻R5(34)—端連接，電阻R5(34)另一端和穩(wěn)壓管VJ38)—端連接，電阻&(30) 另一端、電容C3(35)另一端、電容"(36)另一端、電阻R4(37)另一端和穩(wěn)壓管VJ38)另一端 共同接地；所述的漏電閉鎖電路是單相橋式整流電路n (39)輸入端與交流電源連接，極性電容C5(42)和電容C6(43)并聯(lián)后共同并聯(lián)于單相橋式整流電路II(39)輸出端，穩(wěn)壓塊(40)輸入端的一端和電容C6(43)—端連接，穩(wěn)壓塊(40)輸入端的另一端和穩(wěn)壓管V2(44)—端連接，穩(wěn)壓塊(40) 輸出端和電容C7(45)—端連接，電容C7(45)和極性電容Cs(46)并聯(lián)，電阻R6(41)串聯(lián)于極性 電容C8(46)正極和電阻R6(41)—端，電位器RP3(48)—端和電阻R6(41)另一端連接，電阻R7(47) 一端和穩(wěn)壓管V3(49)另一端連接，電阻R8(50)另一端和穩(wěn)壓管V3(49)—端連接，電阻1^(47) 另一端和穩(wěn)壓管V3(49)另一端連接后接地，單相橋式整流電路II(39)輸出端的另一端、極性 電容C5(42)負(fù)極、電容Ce(43)另一端、穩(wěn)壓管V2(44)的另一端、電容C7(45)的另一端和極性 電容C8(46)負(fù)極共同連接于電源A相。
4. 如權(quán)利要求2所述的礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，其特征在于電平轉(zhuǎn)換電路I (20)是電阻IU51)和晶體管T,(53)基極連接，電容C9(54)連接于晶體管L(53)基極和地之間， 晶體管T,(53)發(fā)射極接地，電阻R,。(52)接于+24V電源和晶體管(53)集電極之間。
5. 如權(quán)利要求2所述的礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，其特征在于電平轉(zhuǎn)換電路II (29)是電阻Ru (55)和晶體管T2(56)基極連接，電容C1()(58)連接于晶體管T2(56)基極和地之間， 晶體管T2(56)發(fā)射極接地，電阻R^(57)接于+5V電源和晶體管12(56)集電極之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦井單巷掘進通風(fēng)機集成控制系統(tǒng)，其特征在于PLC與變頻器和顯示屏分別通過串行通訊口連接；PLC與通訊擴展模塊和模擬量擴展模塊分別通過I/O總線連接；主保護電路板和電動機保護電路板分別與模擬量擴展模塊通過I/O口連接；PLC分別與主保護電路板和電動機保護電路板通過I/O口連接。本發(fā)明以PLC為中央處理器，設(shè)計了硬件電路及控制方法，實現(xiàn)了各種控制方法的穩(wěn)定切換及漏電閉鎖、對稱短路、過載、穩(wěn)態(tài)過電壓等保護功能，現(xiàn)場運行表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計要求，最大限度地確保了掘進通風(fēng)的連續(xù)性和瓦斯排放的安全性，保證了礦井的安全生產(chǎn)。本發(fā)明尤其適用于礦井單巷掘進工作面的掘進通風(fēng)和瓦斯排放。
文檔編號H02P27/04GK101101003SQ200710062498
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月29日
發(fā)明者宋建成, 尚三軍 申請人:太原理工大學(xué)