斜井提升机电控系统的自动风门控制系统
作者： 矿用风门来源： 互联网
煤矿斜井井口风门是煤矿井下通风安全管理的主要设备，其作用是避免进风系统和回风系统的风流短路，同时又不影响两系统间的过车，对通风安全及生产运输系统是至关重要的。长期以来井口风门主要是采用人工启闭的普通电动风门。人工启闭风门费时费力，安全系数低，影响运输效率。近年来，煤矿的生产、设计、科研单位对此进行了一些探索、研究，尤其随着煤矿生产自动化程度的提高，提升机电控系统的不断完善，煤矿斜井井口风门的可靠性和自动化程度显得更为重要。
随着提升机控制系统性能的不断完善和提高，现在大多数的风门控制系统已与提升机控制系统进行了连接。这样不仅大大提高了风门控制的可靠性和自动化程度，也提高了提升机的运输能力。例如：轨道检测式自动风门控制系统，在经过现场实际应用后发现，此控制系统存在两个致命缺点：其一，未与提升机系统完全联锁，当风门系统出现故障时提升机系统不能及时停车而发生事故；其二，此风门控制系统的轨道检测开关由于常被重达几吨的矿车轧过，会常出现误动作或损坏，致使风门系统故障率高。因此，设计了集成于提升机电控系统的牌坊检测式自动风门控制系统来解决以上问题。
2风门控制系统可靠的必要性和重要性
在靠近压风机房即主扇的斜井井口都应安装风门来保证井下空气的流通，降低井下瓦斯浓度，使井下作业的工作人员有足够的氧气。如果没有设置风门，或者风门控制不可靠，由压风机房向井下压入的新鲜空气就会由井口流失，使井下危险。这就是常说的风流短路。另外，风门控制系统不可靠还有其他的安全隐患，如人车要经过风门，风门应该打开时没有打开，就会发生撞门事件，轻则耽误生产，重则伤人。
3牌坊检测式自动风门控制系统的组成
（1）风门控制系统硬件
风门控制系统硬件主要由以下几个部分组
成。
主回路：风门电源断路器、正转接触器、反转接触器。
控制回路：PLC 程序控制、硬件控制。
检测回路：风门状态检测、过门状态监测、风门动作检测、甩车检测。风门动作检测开关由以前的轨道式安装改为牌坊式深度指示器安装，检测开关由以前的普通行程开关替换成可靠性更高的霍尔接近开关。这样大大降低了风门动作检测开关的故障率，从而提高风门的可靠性。
（2）风门的控制方式
与矿车在井筒中的位置存在一个固定的比例，由此图的 DI 位置点直观的反应风门动作点的位置，而实际这些动作点安装于牌坊式深度指示器上。本设计规定靠近井口的风门为一道风门。
（1）手动控制方式
操作工可以通过操作台上的转换开关和按钮来控制风门动作。
具体操作是：“风门控制方式”转换开关打到 “手动”，按“一道手动”按钮，一道风门开（如果风门在关的状态），否则风门关（如果风门在开的状态）；按“二道手动”按钮，二道风门开（如果风门在关的状态），否则风门关（如果风门在开的状态）。此控制方式只有在风门出现故障或检修时使用。
（2）自动控制方式
正常开车时操作工只要把风门控制开关打到 “自动”，PLC 就会根据绞车运行的方向和位置自动开、关风门。
当绞车处于上行状态时，牌坊式深度指示器上的深度指针依次经过二道风门下控开关、二道风门过门监视、二道风门上控开关、一道风门下控开关、一道风门过门监视、一道风门上控开关。对应上述过程的具体动作依次为：二道风门开、绞车经过二道风门、二道风门关、一道风门开、绞车经过一道风门、一道风门关。（3）风门安全回路
风门安全回路主要包括风流短路故障、风门拒开故障、风门拒关故障、风门状态检测开关故障、风门动作超时故障、风门过位故障。
（4）风门监控系统
目前，提升机控制系统大多都实现了声光告警系统和监控系统，因此牌坊检测式自动风门控制系统也就由以前的手动控制系统跳跃升级到全自动带监控系统的控制系统。风门的开关状态、动作、绞车过门、故障等都在提升机操作台上通过指示灯和语音装置实现声光告警。风门状态检测、过门状态监测、风门动作检测、甩车检测、风门故障等都在提升机的监视屏中有单独画面显示。
4牌坊检测式自动风门控制系统的设计
根据风门动作顺序要求，并保证车辆通过时风门畅通，而且前后两道风门应可靠互锁，不能同时打开，以避免风流短路。因此，在原提升机 PLC 中增加一些数字量输入 DI 点和输出 DO 点来控制两道风门的自动开关。图2所示为数字量输入（DI）、数字量输出（DO）。图3 所示为 PLC 程序设计流程。
