專利名稱：一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，尤其涉及一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
采區(qū)是生產(chǎn)人員較多和有害氣體、粉塵生成集中的場所，采區(qū)通風(fēng)狀況的優(yōu)劣，對保障工作人員的健康和安全起著重要作用。因此，要求流入采區(qū)的風(fēng)量必須滿足人員呼吸、排除各種有害氣體和粉塵的需要。風(fēng)流要求必須穩(wěn)定，各類巷道和采、掘工作面的風(fēng)速要符合有關(guān)規(guī)定。均壓通風(fēng)作為控制采煤工作面漏風(fēng)和礦井防滅火的重要手段，具有安全、迅速、高效、投入少的特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于井下。采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性對于工作面的安全高效生產(chǎn)具有重要意義，工作面的氣壓處于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化中，時(shí)刻影響著通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，根據(jù)工作面氣壓的變化情況，對工作面氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，可確保工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采煤工作面回風(fēng)順槽的調(diào)節(jié)風(fēng)窗是均壓通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分，通過控制調(diào)節(jié)風(fēng)窗的有效通風(fēng)面積，可對工作面氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而確保工作面通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流的可靠性和穩(wěn)定性。目前，調(diào)節(jié)風(fēng)窗對工作面氣壓的調(diào)節(jié)多由人工完成，這樣往往存在很大的盲目性和滯后性，時(shí)常造成調(diào)壓的不精確與不及時(shí)，以致效果不理想，對工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成不良影響。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓差的變化情況，可實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)風(fēng)窗的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對工作面氣壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，以確保工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的觸摸屏、調(diào)節(jié)風(fēng)窗和設(shè)置在調(diào)節(jié)風(fēng)窗上的氣壓傳感器，所述氣壓傳感器包括內(nèi)壓力傳感器和外壓力傳感器，所述內(nèi)壓力傳感器與外壓力傳感器裝設(shè)在上述調(diào)節(jié)風(fēng)窗的兩側(cè)，所述內(nèi)壓力傳感器與外壓力傳感器均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與自動(dòng)控制單元通信連接，所述自動(dòng)控制單元與可驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗轉(zhuǎn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與上述的調(diào)節(jié)風(fēng)窗相連接，所述采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括故障報(bào)警器以及與上述自動(dòng)控制單元電連接的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。氣壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測調(diào)節(jié)風(fēng)窗的內(nèi)外壓差，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可實(shí)時(shí)接收并存儲氣壓傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信號傳輸給自動(dòng)控制單元，自動(dòng)控制單元與執(zhí)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行通訊控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變調(diào)節(jié)風(fēng)窗的有效通風(fēng)面積，進(jìn)而對工作面氣體壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0010]所述的自動(dòng)控制單元包括可編程控制器PLC，上述的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與可編程控制器PLC的I/O接口相連接。可編程控制器PLC可接收到調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓差的實(shí)際值P2。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括變頻器和電動(dòng)機(jī)，所述變頻器與可編程控制器PLC通信連接，所述電動(dòng)機(jī)與上述調(diào)節(jié)風(fēng)窗相連接。上述的可編程控制器PLC可通過變頻器對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,包括電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、停止以及微動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作可直接改變調(diào)節(jié)風(fēng)窗的有效通風(fēng)面積。所述觸摸屏上設(shè)置有參數(shù)設(shè)置畫面，所述參數(shù)設(shè)置畫面內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)窗的壓差設(shè)定值Pi。該設(shè)定值P1是結(jié)合采煤工作面的實(shí)際情況經(jīng)計(jì)算得出的，設(shè)定值P1同時(shí)被輸入到可編程控制器PLC?？删幊炭刂破鱌LC將從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳輸來的信號與設(shè)定的最佳信號進(jìn)行對比，當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗壓差的實(shí)際值與設(shè)定值偏差過大時(shí)，PLC控制器立即通過對變頻器和電動(dòng)機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)風(fēng)窗有效通風(fēng)面積的調(diào)節(jié)，確保風(fēng)窗壓差的實(shí)際值與設(shè)定值的偏差在允許的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對工作面氣體壓力的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，以確保工作面均壓系統(tǒng)的可靠性和工作面風(fēng)流的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型由于采用了上述的技術(shù)方案所取得的有益效果為1、本實(shí)用新型能使進(jìn)入工作面的風(fēng)量根據(jù)工作面的需求發(fā)生變化，進(jìn)而進(jìn)行綜合的分析和尋優(yōu)調(diào)整，形成隨工作面氣壓的變化進(jìn)行自動(dòng)控制以達(dá)到人工操作難以達(dá)到的狀態(tài)和效果，實(shí)現(xiàn)按需供風(fēng)。2、本實(shí)用新型可以單獨(dú)對每一個(gè)工作面或場所進(jìn)行控制盒調(diào)節(jié)，能針對不同時(shí)段進(jìn)行單獨(dú)的供風(fēng)，讓工作面的風(fēng)量恒定在一個(gè)理想的水平，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的合理供給。3、本實(shí)用新型利用自動(dòng)控制技術(shù)，根據(jù)調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓差的變化情況，實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)風(fēng)窗的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對工作面風(fēng)流穩(wěn)定性的自動(dòng)控制，保障了均壓系統(tǒng)的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的控制流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1及圖2所示，一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的觸摸屏、調(diào)節(jié)風(fēng)窗和設(shè)置在調(diào)節(jié)風(fēng)窗上的氣壓傳感器，所述氣壓傳感器包括內(nèi)壓力傳感器和外壓力傳感器，所述內(nèi)壓力傳感器與外壓力傳感器裝設(shè)在上述調(diào)節(jié)風(fēng)窗的兩側(cè)，所述內(nèi)壓力傳感器與外壓力傳感器均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與自動(dòng)控制單元通信連接，所述自動(dòng)控制單元與可驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗轉(zhuǎn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與上述的調(diào)節(jié)風(fēng)窗相連接，所述采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括故障報(bào)警器以及與上述自動(dòng)控制單元電連接的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。所述的自動(dòng)控制單元包括可編程控制器PLC，上述的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與可編程控制器PLC的I/O接口相連接。可編程控制器PLC可接收到調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓差的實(shí)際值P2。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括變頻器和電動(dòng)機(jī)，所述變頻器與可編程控制器PLC通信連接，所述電動(dòng)機(jī)與上述調(diào)節(jié)風(fēng)窗相連接。所述觸摸屏上設(shè)置有參數(shù)設(shè)置畫面，所述參數(shù)設(shè)置畫面內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)窗的壓差設(shè)定值Pi。該設(shè)定值P1是結(jié)合采煤工作面的實(shí)際情況經(jīng)計(jì)算得出的，設(shè)定值P1同時(shí)被輸入到可編程控制器PLC。上述采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
如下:(I)、結(jié)合采煤工作面的實(shí)際情況，通過計(jì)算確定調(diào)節(jié)風(fēng)窗的壓差設(shè)定值P1，并將該設(shè)定值輸入可編程控制器PLC。(2)、氣壓傳感器安裝在調(diào)節(jié)風(fēng)窗的兩側(cè)，用以監(jiān)測調(diào)節(jié)風(fēng)窗的內(nèi)外壓差，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。(3)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可實(shí)時(shí)接收并存儲氣壓傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信號傳輸給自動(dòng)控制單元的可編程控制器PLC。(4)、可編程控制器PLC將實(shí)時(shí)傳輸?shù)男盘柵c步驟(I)設(shè)定的最佳信號進(jìn)行對比，進(jìn)而通過對變頻器的控制實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的控制，包括電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、停止及微動(dòng)，變頻器對電動(dòng)機(jī)的控制，直接體現(xiàn)在調(diào)節(jié)風(fēng)窗的有效通風(fēng)面積的變化上，由此控制調(diào)節(jié)風(fēng)窗兩側(cè)壓差的變化。(5)、觸摸屏上有系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的顯示畫面和參數(shù)設(shè)置畫面，當(dāng)PLC控制器接收到的調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓差的實(shí)際值P2與壓差設(shè)定值P1超過最佳信號允許值Λ P時(shí)，立刻將控制命令傳輸給變頻器，引起變頻器和電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)風(fēng)窗有效通風(fēng)面積的控制，調(diào)節(jié)內(nèi)外壓差實(shí)際值P2直至內(nèi)外壓差實(shí)際值P2與設(shè)定值P1的偏差值落在允許的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)過程即告結(jié)束。當(dāng)偏差值再次超過允許值Λ P時(shí)，自動(dòng)重復(fù)上述調(diào)節(jié)過程。(6)、若自動(dòng)控制失效，故障報(bào)警器報(bào)警，可通過手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓差的控制。本實(shí)用新型利用自動(dòng)控制技術(shù)，根據(jù)調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓差的變化情況，實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)風(fēng)窗的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對工作面風(fēng)流穩(wěn)定性的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，保障了均壓系統(tǒng)可靠性。需要進(jìn)一步說明的是，本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的精神所作的舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例作出修改、補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的觸摸屏、調(diào)節(jié)風(fēng)窗和設(shè)置在調(diào)節(jié)風(fēng)窗上的氣壓傳感器，其特征在于:所述氣壓傳感器包括內(nèi)壓力傳感器和外壓力傳感器，所述內(nèi)壓力傳感器與外壓力傳感器裝設(shè)在上述調(diào)節(jié)風(fēng)窗的兩側(cè)，所述內(nèi)壓力傳感器與外壓力傳感器均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與自動(dòng)控制單元通信連接，所述自動(dòng)控制單元與可驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗轉(zhuǎn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與上述的調(diào)節(jié)風(fēng)窗相連接，所述采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括故障報(bào)警器以及與上述自動(dòng)控制單元電連接的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的自動(dòng)控制單元包括可編程控制器PLC，上述的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與可編程控制器PLC的I/O接口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括變頻器和電動(dòng)機(jī)，所述變頻器與可編程控制器PLC通信連接，所述電動(dòng)機(jī)與上述調(diào)節(jié)風(fēng)窗相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏上設(shè)置有參數(shù)設(shè)置畫面`，所述參數(shù)設(shè)置畫面內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)窗的壓差設(shè)定值P:。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采煤工作面風(fēng)流穩(wěn)定性自動(dòng)控制系統(tǒng)，屬于通風(fēng)自動(dòng)化控制設(shè)備領(lǐng)域，其主要由調(diào)節(jié)風(fēng)窗、氣壓傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)控制單元以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其中氣壓傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測調(diào)節(jié)風(fēng)窗內(nèi)外壓力值，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收并存儲氣壓傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信號傳輸給自動(dòng)控制單元，由自動(dòng)控制單元將信號與設(shè)定的最佳信號進(jìn)行對比，并驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制調(diào)節(jié)風(fēng)窗的有效通風(fēng)面積的大小，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按需用風(fēng)以及對工作面氣體壓力的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，以確保工作面均壓系統(tǒng)的可靠性和工作面風(fēng)流的穩(wěn)定性。
文檔編號E21F1/00GK202914119SQ20122053572
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者王剛, 程衛(wèi)民, 周剛, 陳連軍, 王海洋, 張孝強(qiáng) 申請人:山東科技大學(xué)