无轨运输大巷的自动风门设计.pdf

无轨运输大巷的自动风门设计 袁红兵 吴波 廉自生 太原理工大学 机械工程学院 山西 太原030024 摘 要 无轨运输大巷自动风门设计 是以PLC为控制核心 采用光机电技术 解决煤矿井下行 车与阻风的自动控制问题 经使用表明 该自动风门动作可靠 使用维护方便 对保证矿井通风 提 高煤矿生产的安全性具有一定的意义 关键词 风门 自动控制 运输大巷 中图分类号 TD724 文献标识码 B 文章编号 1001 0874 2007 01 0056 03 The Design ofAutomatic AirDoor in Trackless Main Haulage Roadway YUAN Hong2bing WU B o L IAN Zi2sheng Taiyuan University of Technology Taiyuan 030024 China Abstract The automatic air door in tracklessmain haulage roadway designed by taking PLC as control core and using the optical2mechanical2electrical technology can solve the automatic control problems of underground traffic and air resistance The applied result indicates that it is reliable for operation and convenient for use and maintenance thus significantly guaranteeing good ventilation ofmines and enhancing the safety of production in coal mines Keywo rds air door automatic control main haulage roadway 1 引言 通风系统是煤矿井下安全生产的重要组成部 分 风门的作用是防止进风系统和回风系统的风流 短路 同时又不影响进 回风系统间的过车和行人 实现煤矿井下通车风门的自动化 既可提高矿井通 风系统的稳定性 可靠性 又可提高运输效率 保证 矿井的安全生产 本文针对大型现代化矿井无轨辅 助运输系统的特点 研制了基于PLC控制的自动 风门 2 自动控制风门系统 1 系统的组成 自动控制风门系统的组成如图1所示 它主要 由两道风门 风门驱动装置 PLC控制柜 光敏传感 装置 门限传感器 防夹车光电开关 声光指示器 手 动操作按钮以及附件组成 2 工作原理 风门驱动装置主要由防爆电动机 蜗轮蜗杆减 图1 自动控制风门系统的组成 1 两扇门体 2 风门导轨 3 防夹车光电开关 4 声光指示器 5 光敏传感装置 内 6 光敏传感装置 外 7 门限传感器 8 风门驱动装置 9 PLC控制柜 10 手动操作按钮 速器 摩擦轮组成 驱动钢丝绳牵引门扇运动 通过 控制电动机正反转实现风门的开闭动作 光敏传感 装置安装在风门门体两侧供车灯或头灯照射申请开 门 门限传感器安装于风门框架上部 用于检测风门 的开 闭位置 声光指示器安装于两道风门外侧的框 架上部 用于风门状态显示及车辆通行指挥 防夹车 光电开关用于防止风门关闭时夹住处于中间的行 65 煤 矿 机 电 2007年第1期 人 车辆或其它物体 根据车辆所处的不同位置 每 一道门的开门申请有内外开门申请之分 车辆在两 道门之间可照射的光敏传感装置为内申请开门 车 辆在两道门之外可照射的光敏传感装置为外申请开 门 内申请只打开申请的这一道门并延时关闭 而 外申请打开申请的这一道门 在延时关闭后会自动 打开另一道门 声光指示器带有红绿指示灯 可用 于风门状态显示以及车辆进入风门的通行指挥 车 辆驶出风门优先 声光指示器在关门及关门过程中 发出声提示 3 自动风门的辅助功能 为了提高控制系统的稳定性 可靠性系统 还设 计有以下功能 1 防夹车功能 每道风门都设有防夹车光电开关 其作用是在 风门关闭过程中有人 车辆或其他物体时 PLC控制 风门停止关闭并且再次打开 可防止风门夹住处于 中间的行人 车辆或其它物体 2 故障保护功能 该功能是利用PLC的软件功能 根据传感器输 入信号的顺序 时刻及信号的有无来判断故障 保证 风门的正常开闭 3 多种开闭方式 通常情况下是由PLC控制器完成风门的自动 开闭控制 但在某些特殊情况下 如控制系统出现故 障 风门安装调试 检修维护时等 可以在手动方式 下通过手动按钮操作风门的开闭 在停电情况下 可以通过人工操作手摇轮来开闭风门 4 通信接口功能 采用AB公司的DH485通信接口模板 连接至 井上调度系统 可使调度指挥中心及时掌握风门运 行状况 3 系统的设计 自动风门PLC控制系统由PLC控制柜 门限传 感器 光敏传感装置 防夹车光电开关 声光指示器 手动操作按钮 防爆交流电机等组成 如图2所示 PLC控制柜由隔离开关 交流接触器 变压器 电流 互感器 熔断器 综合保护器 本安电源 PLC控制器 等组成 图2 自动风门PLC控制系统框图 可编 程序 控制 器选 用 了AB公 司 的Mi2 croLogix1500 由PLC基本模块1746224BWA 17462 LSP 扩展输入模板17692I Q16以及DH485通信接 口模板17612NET2A I C组成 PLC控制柜内的接触 器 综合保护器 DC24V本安电源 自动手动控制 联锁等以及声光指示器由PLC的基本I O检测与 控制 其它外部输入信号由扩展的输入模板检测 接触器K M1 K M2控制1 门电机的正反转 接触器 K M3 K M4控制2 门电机的正反转 外部传感器 门限传感器 光敏传感装置 防夹车光电开关 声 光指示器等 由PLC控制柜内的DC24V本安电源 供电 在硬件设计上采取了以下措施 门限传感器选用 无接触远距离接近开关作为风门的开 闭限位置检测 75 2007年第1期煤 矿 机 电 装置 以提高传感器的可靠性和使用寿命 光敏传感 装置选用可由矿灯或车灯照射的自然光光敏开关用 于开门申请 使开门申请操作更加简便和实用 防夹 车装置选用远距离透射型光电开关 以减少水汽和尘 土对检测的影响 声光指示器采用高亮度发光二极管 阵列 以降低功耗 提高其可靠性和使用寿命 4 主要技术特点 1 采用PLC为核心的控制系统实现风门的 自动控制 采用冗余技术和硬件 软件双重优化技 术 确保控制的准确 安全与可靠 2 研制的光敏检测传感器 实现了车灯 或 头灯 脉冲照射申请开门的自动控制方式 采用光 电技术实现了防夹车功能 提高了运行车辆和行人 的安全性 3 在摩擦驱动轮的结构设计上 将离合机构 和手摇机构设计为一体 使电动操作与手动操作的 转换快捷方便 5 结语 该自动控制风门系统已在我国神东 万利 鲁能 等矿区投入使用 取得了良好的效果 它的研制成 功对保证矿井正常通风 提高矿井生产的安全性以 及对煤矿生产综合自动化水平都具有一定的意义 参考文献 1 廉自生 唐德茂 赵福祥 KHFM2I型自动风门研制 J 煤矿 机械 2001 7 2 张卫国 对煤矿井下风门自动控制的构想 J 矿业安全与环 保 1999 2 3 李少鹏 等 PLC用于煤矿风门的自动控制 J 煤 1997 2 4 闰俭祝 蒋曙光 煤