ZMK-127（A）自动风门控制装置

泰安市一开电气有限公司（以下简称“泰安一开”）与山东大学、山东科技大学合作研发了煤矿排水及水文监测系统、煤矿洒水喷雾降尘装置、矿用传感器、矿用本安型操作箱、矿用隔爆兼本安型可编程控制器、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、矿用本安型信号转换器、风门控制用电控装置、矿用隔爆兼本安型监控分站、矿用隔爆兼本安型监控子站、矿用本安型流量压力监控子站、矿用LED灯等一系列产品，能有效的为煤矿企业安全生产、节能降耗及提高生产效率提供有效保障。

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一、产品概述

风门是矿井通风系统中一个重要的组成部分，直接关系到矿井通风系统的安全、稳定、可靠。风门自动控制系统在矿山井下进回风巷和主要进回风巷之间每个联络巷中实现单扇或双扇、行人、行车或人车共用风门的全自动控制，完成风门自动启闭，有效解决行人、行车、运输过人不便的问题。可在有甲烷、煤尘爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体场合使用。所配置的自动控制装置均取得煤安标志及防爆证书。

我们已研制出能对井下风流进行远程自动控制的风门远控系统，系统以压缩气体作为动力，通过矿井安全监测系统传送控制命令。系统采用智能化控制，防止风门误动作。风门可自动、手动控制，停电或无气源状态下不影响人工开启和关闭风门。风门开启或关闭时，现场可实现语音声光报警提示。通过通讯网络可实现远程监测风门的开、关状态。气锁保护、故障保护功能齐全，使风门开关更加安全。

二、组成原理示意图

井下部分

控制系统的电气部分主要由矿用隔爆兼本安型可编程控制器、矿用传感器（矿用本安型红外线开关、矿用热释光传感器、矿用本安型接近开关）、矿用隔爆型控制按钮、防爆电磁阀、语音声光报警、风门动力传动机构和矿井安全生产监控软件组成。

地面部分

风门监控上位机通过以太网将监控数据传送至调度室，同时通过以太网与可编程控制器通讯，读取现场监测数据并发出控制命令，完成风门的远程自动监控。

三、工作原理

控制装置中可编程控制器接收传感器和控制按钮的信号，按照PLC的程序执行，控制电磁阀，从而实现风门的自动开启和关闭，同时通过指示灯将风门的状态直接显示出来，便于观察。通过以太网模块可将数据远传至地面实现远程监控。

驱动风门的动力源为井下压气管路提供的压缩空气。风门的开启操作通过气缸实现。气缸的操作由电磁阀控制，选用三位五通防爆电磁阀。电磁阀接有两路电源，分别控制两路气路输出。两路气路输出分别接至气缸的前腔和后腔压气输人端，后腔接通压气使气缸推杆伸出，前腔接通压气使推杆缩回。当推杆伸出时，连接风门的钢丝绳松弛，风门靠自重关闭，当推杆缩回时，钢丝绳牵引风门打开。

供给风门控制器的电源采用隔爆兼本安型矿用多路不间断电源。风门控制器由PLC开发而成，通过接收监测分站的四路开关量输出信号（其中两路由地面控制终端手动产生，用于手动远控，另两路为监测系统根据监测信息自动产生，用于程控），控制继电器开合，输出12VDC电源，启动相应的电磁阀及气缸控制风门的开关状态。控制器内装有发光二极管用于指示系统的运行状态。

装置采用红外线开关传感器作为检测器，在风门的两端分别形成检测区域，当A门有人或车辆经过时，红外线检测发出触发信号，A门的声光语音箱提示语音为“风门准备打开，请注意安全”，绿灯常亮，同时电磁阀1通电，A门的气缸工作，打开A风门，同时B门的气缸闭锁上B门。风门上装有位置传感器，检测风门的开、关状态。待后一个行人或车辆通过红外开关传感器后，经过适当延时（时间可以根据需要设定），电磁阀2通电，气缸工作关闭A门。若B门未关闭，当A门有人或车辆经过时，红外线检测发出触发信号，A门的声光语音箱提示语音为“前方风门闭锁，请您稍候”，红灯常亮，A门不能打开。

风门控制器具有一定的智能功能，既可进行远程手动控制，又可自行检测监测系统的报警信号，进而实现不需人为干预的程序控制。由于在软件中设定手动的优先级高于程控，适应现场需要，具有较大的灵活性。此外，在软件中，对输入信号进行滤波处理，对输出信号进行多次重复输出，提高了系统运行的可靠性。

四、功能特点

系统功能包括：

1、风门自动控制功能

自动状态下，通过传感器来感应风门是否有人进出，当有人进门或出门时，传感器会发出信号给可编程控制器，执行开门程序，同时发出声光报警提示；当人通过巷道后，则自动执行关门程序。

2、风门手动控制功能

手动状态下，可以通过操作箱上的按钮来手动开启或关闭风门。

3、气锁保护功能

只有当一道风门完全闭合后，第二道风门的气源才能接通，此时第二道风门才能启动，完成一系列的开关门动作。

4、故障保护功能

当可编程控制器有故障不能运行或停电时，开关风门气缸的进气口和回气口与外界相通，人员可自由操作风门，不影响原有手动时风门的开关动作。

系统有如下特点：

1、可靠性、稳定性好

系统采用PLC控制，可有效提高煤矿井下通风系统的稳定性能，对于有效降低煤矿“一通三防”事故、提高矿井的安全生产水平具有较大的促进作用。具有自动、手动两种操作方式，避免了因停电、停风造成的开启不便的问题。

2、自动控制，安全性高

两道风门之间具有软件、硬件双重闭锁，杜绝了同时开启两道风门的可能，确保生产安全，符合《煤炭安全规程》要求；无需人为干预，由各种检测传感器和PLC（可编程控制器）自动控制风门，使系统控制的安全性大大提高，也使风门运行的故障率大大降低。

3、系统控制相互独立，互不影响

控制装置保留了设备原先手动控制方式，手动控制具有优先控制权，保证了即使装置出现故障，也可以在手动控制下实现风门的正常工作。 

4、适应性强

风门自动启闭时间可调，具有较好的人性化设计；根据不同的具体情况可以对软件的运行参数进行调整，以适应复杂的情况，提高了系统的适应性。

5、可扩展性

可根据客户要求采用红外传感器，对射光电开关，提供风门开启信号，两道风门之间可加装风门区间机械闭锁装置，避免了传统的绳索闭锁的弊端，解决井下风门闭锁问题，杜绝了同时开启两道风门的可能性，确保安全生产；系统能够进行远距离监控，并具备可扩展接口。

五、系统参数

工作电压：AC127V

工作电流：≤350mA

额定频率“50Hz

允许输入电压：AC140V

本安电压：DC12.3V

本安电流：380mA

输入气压：0.6~1.1x105Pa

气缸直径：Ф100mm；

小牵引力：80Kg

监控界面

上位机监控界面是基于西门子WINCC6.2监控组态软件平台开发的，通过模拟现场设备、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式和用户进行人机交互，其主系统主监控画面和功能如下：

1、监测风门的状态，用动画方式再现井下风门的开关状态。

2、显示风门的故障报警信息。

3、控制风门的开关。

4、输出打印相关的报表，以备数据分析。

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