[发明专利]掘进工作面局部通风机的控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井掘进工作面局部通风机集成控制装置及其控制方法，特别是一种用于掘进工作面局部通风机互为热备用的主备控制装置及其控制方法。该装置包括主控单元、备控单元、模拟量输入单元、开关量输入单元、整定值输入单元、显示单元、RS485通讯接口和驱动单元。

技术背景

有关掘进工作面局部通风机控制装置及其控制方法的研究和应用已有一些公开文献报道，如中国矿业大学彭担任于2002年6月在《矿山机械》发表的“矿山局部通风机的自动控制器”，根据井下掘进工作面的特点以及按安全可靠性，实现了局部通风机的自动控制，克服了人工手动控制局部通风机的不足；平顶山煤业集团公司陈超凡于2001年12月在《煤矿安全》发表的“KJD11局部通风机自动切换监控器”，实现了主备用风机间的自动切换，可取代一个掘进工作面投入3～5台设备开停传感器和1台断电控制器，提高了煤矿掘进工作面局部通风的安全性和可靠性。局部通风机双电源自动切换装置是通过检测主运行回路(如磁力起动器)是否有电来判断是否需要切换到备用电源的。但是，这种局部通风机控制方式所需要的控制设备较多、设置分散、控制不便且故障率较高，例如，当磁力起动器、局部通风机及其供电线路任一方出现故障时，均会造成“有电无风”的故障现象。

公开号为CN101101002的一种“基于PLC的三巷掘进通风机集成控制系统”的发明专利，是根据《煤矿安全规程》，针对煤矿掘进工作面局部通风机供电与控制系统集成度低、可靠性差、保护落后，经常发生无计划停电、停风的现象而发明的控制技术，该集成控制系统由两套对称的系统组成，采用了控制技术和可靠的控制方法，很好地解决了上述问题，同时还可实现不停风搬迁设备。但是，如果在掘进工作面局部通风机主备两套控制系统之间切换不及时，且切换只能是由主到备单向完成，或者主控制系统故障停机而备用控制系统又拒动，或者主控系统正在检修，备用控制系统又发生故障，这时，仍然会造成无计划停电停风、瓦斯超限等事故隐患，甚至会导致瓦斯爆炸事故的发生而造成重大的生命财产损失。

在煤矿掘进工作过程中，要想彻底解决这一问题，杜绝矿井生产中的瓦斯超限以及事故隐患的发生，迫切需要一种高可靠性能的掘进工作面局部通风机的控制装置及其控制方法。

发明内容

本发明基于上述在煤矿掘进工作中，局部通风机主备两套控制装置之间切换不及时，且切换只能是由主到备单向完成，或者主控制装置故障停机而备用控制装置又拒动，或者主控制装置正在检修，备用控制装置又发生故障时，仍然会造成无计划停电停风导致瓦斯超限，甚至会引起瓦斯爆炸等事故发生的问题。

针对上述问题，本发明提供一种掘进工作面局部通风机的控制装置及其控制方法，用以保证掘进工作面局部通风机的正常可靠安全运行，以确保掘进工作面通风的连续性和可靠性。

为了解决上述问题和实现上述目的，本发明所采取的技术方案是包含局部通风机的互为热备用的主控装置和备控装置，其主备控制装置包括主控单元、备控单元、模拟量输入单元、开关量输入单元、整定值输入单元、显示单元、RS485通讯接口和驱动单元，其特征是在局部通风机的主备控制装置中增设有硬通讯系统和冗余控制系统；

所述的硬通讯系统是主控装置主回路接触器各有一对常开辅助触点接入备控装置，经相同数量回路的信号转换电路处理后接入备控装置开关量输入点；备控装置主回路接触器各有一对常开辅助触点接入主控装置，经相同数量回路的信号转换电路处理后接入主控装置开关量输入点；主备控制装置通过软件互相检测对方主回路接触器运行状态的变化，进而控制本装置执行相应动作；

硬通讯系统的信号转换电路是电阻R1一端接电源VCC1，另一端与接触器常开辅助触点KM的一端、电容C的一端、电阻R4的一端和电压比较器U的负端连接，常开辅助触点KM的另一端与电容C的另一端接地VSS1，电阻R2的一端接电源VCC1，另一端接电阻R3的一端和电压比较器U的正端，电阻R3的另一端接地VSS1，电压比较器U的输出端接电阻R4另一端、电阻R5一端与光耦TLP的输入侧二极管阴极端，光耦TLP的输入侧二极管阳极端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端与电阻R5另一端接电源VCC1，光耦TLP的输出侧三极管的发射极接地VSS2，光耦TLP的输出侧三极管集电极端接二极管D阳极与电阻R7一端，电阻R7另一端接电源VCC2，二极管D阴极连接中央处理器的开关量输入点。