煤矿巷道风门的如何实现自动化控制
作者： 矿用风门来源： 互联网
目前，在煤矿生产系统中，巷道大多采用人工手动式启闭普通风门，风门多采用单门扇结构，在断面较大的行车巷道中也有少量的双扇门结构。风门的门扇采用迎风流方向开启的形式，这是我国矿井多年来所用的传统结构特点。由于大巷多处在高风压区，有些大巷需要矿车通行，风门面积大，开启或关闭受风压影响大，甚至单人通过时力量太小无法打开或关闭风门。另外，对于井下生产运输系统，人工启闭风门费时费力，耽误时间，影响运输效率。随着煤矿生产自动化程度的提高，井下信息系统的完善，特别是计算机在生产中的应用和普及，煤矿井下风门自动化显得更为重要。因此，研究设计了以电液推杆为驱动，通过齿轮（可多级）、齿条传动开启和关闭风门的自动风门系统装置。具有结构简单、运行平稳、操作方便、开关灵活等特点。
自动风门的组成结构及动作原理
图 1 为风门在巷道内布置的俯视图, 该风门系统包括门体、门扇、门轴、齿轮、齿条、电液推杆、滑槽、红外检测开关、行程开关等部件，门体固定在巷道两旁的砌墙上，门体的上部装有双向伸缩油缸和齿条、齿轮。风门采用折叠打开的形式。图 1 显示了风门在关闭、开启和 45°角时的三个位置（风门两侧对称）。正常情况下，无车辆或行人通过时，红外检测开关 SQ1、SQ3 发射装置发出的红外信号直接照射在红外接收装置上，风门处于关闭状态，各部分不动作。当车辆或行人接近风门时，红外检测开关发射装置发出的红外信号被阻挡、红外接收装置发出开门信号，即 SQ1 或 SQ3 动作，控制电液推杆伸缩，左右主动门分别带动从动门沿滑槽向前后两个方向同时折叠打开。
为了保证安全，在车辆或行人通过时，风门不能关闭，靠 SQ1、SQ2、SQ3 三组红外检测装置实现，只要有任何一组发出信
号，都控制电液推杆动作，并且，当车辆和行人通过后，SQ1、SQ2、Q3 三组红外检测装置都无信号发出的情况下，延时一定时间后方可关门，延时时间的长短可根据需要设定。扇风门折叠打开，减小了风门开启后的面积，两（大）扇风门由一般的同向打开改变为逆向打开，风压对两（大）扇风门相反的作用力由液压缸的连动相互抵消，整个风门受力平衡。对于尺寸较大的风门，可以考虑安装两级或三级齿轮机构，以降低电液推杆所需动力
自动风门的液压系统
自动风门液压系统如图 3 所示。SQ1、SQ2、SQ3 只要有任何一组发出信号，泵站启动，电磁铁 YA2 通电，电磁阀左位接通，油路经电磁阀进入缸体右腔，推动活塞向左移动，左腔回液，风门开启，当风门完全打开时压下行程开关 SQ4，电磁铁 YA2 断电，电磁阀恢复中位，风门保持在打开位置。直到三组红外检测装置 SQ1、SQ2、SQ3 都无信号发出的情况下，并延时设定时间李 军：煤矿巷道风门的自动化控制
后，电磁铁 YA1 通电，电磁阀右位接通，油路经电磁阀进入缸体左腔，推动活塞向右移动，右腔回液，风门关闭，当风门关闭到位压下限位开关 SQ5 时，泵站停止，电磁铁 YA1 断电，电磁阀恢复中位，风门保持在关闭位置。
自动风门PLC 控制系统的设计
根据风门动作顺序要求，并保证车辆或行人通过时风门畅通，而且巷道前后两道风门系统应可靠互锁，不能同时打开，以避免风流短路。因此，要求用一台 PLC 控制两道风门的自动开闭，每道风门处安装红绿指示灯二盏，分别表示禁止通行、可以通行。根据系统运行要求控制器输入信号 10 点，输出信号 10 点，PLC 选用日本三菱公司的 F1-30MR。
自动控制风门具有结构简单紧凑，运行平稳可靠，操作方便，开关灵活等特点，容易实现反向开启，使两扇门承受的风压作用相平衡。但由于齿轮径向尺寸的限制，要求电液推杆有较大的推力。对于尺寸较大的风门，可以考虑安装两级或三级齿轮机构，以降低所需动力。两道风门用同一台可编程控制器控制，互锁可靠，不会造成风流短路。采用可编程序控制器，编程简单，使用灵活、通用性强，而且可编程序控制器面向工业生产现场，在产品设计时就采用了屏蔽、隔离、滤波、联锁等安全防护措施，有效地抑制了外部干扰，防止误动作，可靠性高、环境适应性强。
