一种矿井通风风机自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种矿井通风风机自动控制系统，属于矿井通风技术领域。包括井下工控机、井上工控机和设于通风系统上的检测模块；井下工控机包括PLC、变频器模块、PROFIBUS‑DP通信模块和以太网通信模块，PLC与变频器模块、PROFIBUS‑DP通信模块和以太网通信模块电连接，检测模块通过PROFIBUS‑DP通信模块与PLC进行通信，PLC通过以太网通信模块与井上工控机进行通信，变频器模块与通风系统上的主风机电连接；电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS‑DP通信模块电连接。

Automatic control system of mine ventilation fan

The utility model discloses an automatic control system of a mine ventilation fan, belonging to the technical field of mine ventilation. Including the detection module IPC and a ventilation system in the underground computer, well; downhole IPC including PLC, PROFIBUS DP inverter module, communication module and Ethernet communication module, PLC module, PROFIBUS converter and DP communication module and Ethernet communication module is electrically connected with the detection module through the PROFIBUS communication DP communication module with PLC, PLC communication through Ethernet communication module and wells on the computer, the main fan inverter module and a ventilation system connection; electromagnetic vibration speed sensor, speed sensor, pressure sensor, the main fan main bearing temperature sensor and the three-phase winding and the motor bearing temperature sensor through the transmitter corresponding to the connection with the PROFIBUS DP electric communication module.

【技术实现步骤摘要】
一种矿井通风风机自动控制系统
本技术属于矿井通风
，特别涉及一种矿井通风风机自动控制系统。
技术介绍
据统计，我国平均百万吨煤由于瓦斯爆炸造成的死亡人数，是美国的20倍，是印度的12倍，因此我国矿井通风状况仍需进一步优化，风机的自动化水平还需进一步提高。本实施例通过现代控制理论与控制技术，对主风机控制方式进行改进，不仅要实现送风量的自主控制与自动调节，还能对故障进行提前预警与实时报警，预测器件的使用状态与寿命，从根本上确保井下风机稳定可靠运行，保证井下通风状况良好，避免恶性事故的发生具有较大的现实意义。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种矿井通风风机自动控制系统，该系统主要实现2方面功能，主风机送风量的调节与主风机运行状态的监控。所述技术方案如下：本技术实施例提供了一种矿井通风风机自动控制系统，包括井下工控机、井上工控机和设于通风系统上的检测模块；所述检测模块包括电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器；所述井下工控机包括PLC、变频器模块、PROFIBUS-DP通信模块和以太网通信模块，所述PLC与变频器模块、PROFIBUS-DP通信模块和以太网通信模块电连接，所述检测模块通过PROFIBUS-DP通信模块与PLC进行通信，所述PLC通过以太网通信模块与井上工控机进行通信，所述变频器模块与通风系统上的主风机电连接；所述电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块电连接。进一步地，本技术实施例中的检测模块还包括粉尘浓度传感器，所述粉尘浓度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块电连接。进一步地，本技术实施例中的检测模块还包括环境温度传感器，所述环境温度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块电连接。其中，本技术实施例中的变频器模块包括控制电路、整流器、直流转换电路和逆变器，所述控制电路与整流器、逆变器和PLC电连接，所述整流器与逆变器之间设有直流转换电路，所述逆变器与主风机电连接。其中，本技术实施例中的控制电路包括变频器和数模转换芯片，所述变频器与PLC和数模转换芯片电连接，所述数模转换芯片与PLC和变频器电连接。其中，本技术实施例中的井上工控机包括控制模块、通信模块、显示模块、报警模块、风机启停模块和风机反转模块，所述通信模块、显示模块、报警模块、风机启停模块和风机反转模块与控制模块电连接，所述通信模块与以太网通信模块通过网络连接。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术实施例提供了一种矿井通风风机自动控制系统，该系统通过下位机与上位机的结合，应用变频器完成对主风机的无极变速控制，添加多种传感器获取井下自然参数与风机工况信息，实现对传统井下通风主风机的控制，整个系统节能效果显著，风机运行稳定可靠，有较好的实际应用价值。附图说明图1是本技术实施例提供的矿井通风风机自动控制系统的结构框图；图2是本技术实施例提供的变频器模块的结构框图；图3是本技术实施例提供的控制电路与PLC连接的电路图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。参见图1，本技术实施例提供了一种矿井通风风机自动控制系统，该系统包括井下工控机、井上工控机和设于通风系统上的检测模块。其中，检测模块包括电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器（可检测电机位移等）、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器等，各传感器设于相应位置，如电磁式速度传感器设于主风机主轴上，振动速度传感器设于主风机机壳上，具体设置方式为本领域的技术人员所熟知。具体地，电磁式速度传感器可以采用东大测振的MT3T型电磁式速度传感器，振动速度传感器可以采用30ZXP-J210型振动监测装置，前述两个传感器配合使用，将具体检测到的振动参数转换为标准直流信号完成对应的数据传输，采集信号精度可达±0.5%。压力传感器的选型考虑最大风压及测量精度的要求，可以选用CYBZI的压力传感器，可将较小的差压信号转换成工业标准的电流完成温度的传输。温度传感器的测温电阻使用林电PT100铂电阻，主风机主轴承温度传感器可以采用STT-S-AI-T，三相绕组与电机轴承温度传感器可以使用STT-S-AI-T3。各传感器均带有对应的变送器，输出电流信号为标准的4-20mA，使用专用RVVP电缆传输采集信号，为整个系统提供稳定准确的现场数据信息。其中，井下工控机包括PLC（具体可以为PLCS7-200）、变频器模块、PROFIBUS-DP通信模块和以太网通信模块（还可以包括光电报警模块和按键控制模块）等，PLC与变频器模块、PROFIBUS-DP通信模块和以太网通信模块电连接，PLC与PROFIBUS-DP通信模块可以设置外接的模数转化芯片（如BM231和BM235）连接也可以通过自带的模数转化芯片实现模数转换。检测模块通过PROFIBUS-DP通信模块与PLC进行通信（即检测模块通过PROFIBUS-DP通信模块与PLC连接），PLC通过以太网通信模块与井上工控机进行通信（即PLC通过以太网通信模块与井上工控机连接）。变频器模块与通风系统上的主风机电连接；电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块电连接。即整个系统通信通过PROFIBUS-DP总线与工业以太网完成，使用PROFIBUS-DP电缆将现场使用的各种传感器连接到一起，PLC通过CP243-1以太网通信模块与井上工控机连接，实现实时风机状态显示和控制。进一步地，参见图1，本技术实施例中的检测模块还包括粉尘浓度传感器，粉尘浓度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块电连接，用于实现根据井下的粉尘浓度对风机的自动控制以达到最佳的控制效果。粉尘浓度传感器具体可以为GCG-1000检测模块。其设置方式与前述的各传感器的设置方式相同，具体可设于风机和矿井壁上。进一步地，本技术实施例中的检测模块还包括环境温度传感器，环境温度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块电连接，用于根据环境浓度对风机实现自动调整。其具体采用林电PT100铂电阻。其中，参见图2，本技术实施例中的变频器模块包括控制电路、整流器、直流转换电路和逆变器等，直流转换电路为LC电路，控制电路与整流器、逆变器和PLC电连接，整流器与逆变器之间设有直流转换电路，整流器与电源电连接，逆变器与主风机电连接。其中，参见图3，本技术实施例中的控制电路包括变频器和数模转换芯片，变频器与PLC和数模转换芯片电连接，数模转换芯片与PLC和变频器电连接，通风系统的主电机与变频器电连接。具体地，变频器为MM430，数模转换芯片为EM235。变频控制过程为：PLC输出的模拟信号通过数模转化芯片的转换，将电流信号输入到变频器的模拟量输入端，完成变频器输出频率的控制，再由整流器和逆变器控制主风机的电机，从而实现送风量大小的变换。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井通风风机自动控制系统，包括井下工控机、井上工控机和设于通风系统上的检测模块；其特征在于，所述检测模块包括电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器；所述井下工控机包括PLC、变频器模块、PROFIBUS‑DP通信模块和以太网通信模块，所述PLC与变频器模块、PROFIBUS‑DP通信模块和以太网通信模块电连接，所述检测模块通过PROFIBUS‑DP通信模块与PLC进行通信，所述PLC通过以太网通信模块与井上工控机进行通信，所述变频器模块与通风系统上的主风机电连接；所述电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS‑DP通信模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种矿井通风风机自动控制系统，包括井下工控机、井上工控机和设于通风系统上的检测模块；其特征在于，所述检测模块包括电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器；所述井下工控机包括PLC、变频器模块、PROFIBUS-DP通信模块和以太网通信模块，所述PLC与变频器模块、PROFIBUS-DP通信模块和以太网通信模块电连接，所述检测模块通过PROFIBUS-DP通信模块与PLC进行通信，所述PLC通过以太网通信模块与井上工控机进行通信，所述变频器模块与通风系统上的主风机电连接；所述电磁式速度传感器、振动速度传感器、压力传感器、主风机主轴承温度传感器和三相绕组与电机轴承温度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块电连接。2.根据权利要求1所述的矿井通风风机自动控制系统，其特征在于，所述检测模块还包括粉尘浓度传感器，所述粉尘浓度传感器通过对应的变送器与PROFIBUS-DP通信模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家柳，刘旺胜，
申请(专利权)人：湖北公信安全科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42