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矿用全自动气动无压风门的电控控制方式

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矿用全自动气动无压风门的电控控制方式涉及多个方面,以下为你详细介绍:硬件组成及作用
传感器部分:
红外传感器:安装在风门附近合适的位置,通常是在人员或车辆通行方向的前方。其作用是通过探测人体或车辆发出的红外线来感知是否有通行物体靠近风门。例如,当矿工推着矿车向风门走来,进入红外传感器的探测范围后,它就会将红外线信号转变为电信号,传输给后续的控制单元,以此来触发风门开启动作。
雷达传感器:同样布置在风门周边,利用发射和接收雷达波的原理,不仅能检测到物体是否靠近,还能获取物体的距离、速度等信息。在井下复杂环境中,如存在拐弯巷道、多设备干扰视线等情况时,雷达传感器能更精准地判断车辆的动态情况,确保准确控制风门的开启和关闭时机,保障通风系统正常运行且不妨碍车辆通行。
磁传感器:安装在风门的门板与门框处,用于检测风门的实际开闭状态。当风门开启或关闭时,门板与门框相对位置改变会引起磁场变化,磁传感器能敏锐捕捉到这种变化并生成相应电信号,反馈给控制器,便于系统实时了解风门的状态,也是实现风门闭锁等功能的重要依据。


控制器(常采用可编程逻辑控制器 PLC 等):
它是整个电控系统的核心,接收来自各类传感器的电信号,并按照预先编写好的程序逻辑进行分析和处理。比如,综合判断红外传感器传来的有物体靠近信号、磁传感器反馈的风门当前开闭状态等信息,依据设定的规则决定是否向气动执行元件下达开启或关闭风门的指令,同时还能对系统运行参数进行监控、调整,以及处理各类异常情况,保障整个风门控制系统稳定可靠地运行。
控制线路:
作为连接各个硬件设备的纽带,其主要功能是将传感器采集到的电信号准确无误地传输给控制器,同时把控制器发出的指令传递到气动电磁阀等执行部件。线路的布线要符合井下电气安全相关标准,确保信号传输的及时性、稳定性,防止出现信号干扰、漏电等安全隐患,是保障电控系统正常工作的关键环节。
气动电磁阀:
它是电控控制方式中实现气动系统控制的关键元件,接收来自控制器的电指令,通过改变阀芯的位置来控制压缩空气的流向。当控制器发出风门开启指令时,气动电磁阀相应动作,使压缩空气按照预定方向进入气缸的一侧,推动气缸活塞运动,进而带动风门开启;而当收到关闭指令时,又能及时调整气流方向,驱动气缸活塞反向运动,带动风门关闭,从而实现对风门开启和关闭动作的精准控制。
控制逻辑与流程
开启流程:
当传感器(如红外传感器、雷达传感器等)检测到有人员或车辆靠近风门且满足设定的触发条件(例如物体进入规定的距离范围、持续一定时间等)时,会将对应的电信号传送给控制器。
控制器接收到信号后,首先会查询当前风门的状态信息(通过磁传感器反馈获取),确认风门处于关闭状态且符合开启条件后,便向气动电磁阀发出开启风门的指令。
气动电磁阀接收到指令后,动作改变压缩空气的流向,使压缩空气进入气缸的相应腔室,推动气缸活塞伸出,活塞通过连杆等传动机构与风门门板相连,从而带动风门围绕门框上的转轴缓慢打开,为人员或车辆让出通行通道。
关闭流程:
在风门开启后,控制器会启动延时计时功能,该延时时间可根据实际井下通行情况进行灵活设置,一般依据人员或车辆正常通过风门所需的大致时长来确定。
当延时结束,且传感器未再检测到有物体处于风门附近(意味着人员或车辆已通过)时,控制器依据设定的关闭逻辑,向气动电磁阀发出关闭风门的指令。
气动电磁阀再次调整压缩空气流向,使气缸活塞在气压作用下缩回,带动风门反向转动,慢慢将风门关闭,恢复到正常的隔断风流状态,同时控制器也会根据磁传感器反馈的信息确认风门是否关闭到位。
闭锁逻辑:
对于多道气动无压风门,为防止风流短路,存在严格的闭锁要求。当一道风门开启时,控制器通过控制线路和相应的电气联锁机制,会向其他相关风门对应的气动电磁阀发送闭锁指令,使这些风门对应的气动电磁阀处于特定状态(如保持关闭状态的控制气流通路),从而限制其他风门无法开启,确保同一时刻只有一道风门能够打开。
只有当开启的风门完全关闭到位,且经过系统确认(通过磁传感器反馈信息判断)后,控制器才会解除对其他风门的闭锁限制,允许其他风门按正常流程响应开启请求,保障通风系统的合理通风与安全稳定运行。
故障处理与报警机制
传感器故障处理:
若某个传感器出现故障,例如红外传感器长时间无信号输出或者输出异常信号,控制器会检测到这种异常情况。此时,控制器一方面会在内部记录故障信息,方便后续维修人员查看故障源头;另一方面,会触发报警机制,可通过连接声光报警器等外部设备发出声光报警信号,提醒井下工作人员及时对传感器进行检查和维修,同时,为确保通风系统安全,系统可能会暂时限制风门的自动操作,使其保持当前状态或者按照预设的安全模式(如强制关闭)运行。
电磁阀故障处理:
当气动电磁阀发生故障,比如阀芯卡滞无法正常切换气流方向时,会导致风门无法正常开启或关闭。控制器同样会监测到相关异常信号(如指令发出后未收到预期的风门状态反馈信号),进而启动故障处理流程,不仅发出报警信号通知工作人员,还可能尝试采取一些备用控制措施(如果有配备的话),比如切换到手动控制模式(若具备手动操作功能),或者利用其他相关的应急气流通路(在系统设计时有考虑的情况下)来尝试恢复风门的正常开闭动作,尽量减少对通风系统的影响。
其他故障处理:
对于控制线路出现短路、断路等电气故障,或者控制器本身出现死机、程序运行错误等情况,系统也有相应的检测和应对机制。通过内置的故障诊断程序以及一些硬件的自我保护功能(如线路的过载保护、控制器的看门狗定时器等),及时发现问题并采取措施,例如重启控制器、切断故障线路电源等,同时发出强烈的报警信号,促使工作人员尽快排查和修复故障,保障矿用全自动气动无压风门的电控控制系统能尽快恢复正常运行。
通过这样一套完善的电控控制方式,矿用全自动气动无压风门能够实现自动化、精准化以及安全可靠地运行,满足井下通风系统对风门操作和管理的要求。


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