礦井下水泵房防水密閉門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)

煤礦井下水泵房防水密閉門(mén)為了達(dá)到不需要人工操作，利于安全排水，達(dá)到泵房整體自動(dòng)化要求研發(fā)KYMB-002型遠(yuǎn)控防水密閉門(mén)控制裝置徹底實(shí)現(xiàn)泵房無(wú)人值守的自動(dòng)化控制做到安全排水

礦用密閉門(mén)主要用于井下主變電所和主排水泵房通往井底車(chē)場(chǎng)的通道內(nèi)，容易關(guān)閉，以防止水的突然浸入，密閉門(mén)承受壓力可達(dá)98KPa。該煤礦產(chǎn)品在井下廣泛使用，如圖1所示，主要由門(mén)框、門(mén)體1、鉸鏈裝置6組成，門(mén)框是由槽鋼或工字鋼組焊而成，門(mén)框通過(guò)筋鉤與混凝土墻體連接，通過(guò)鉸鏈裝置將門(mén)框與門(mén)體連接。

以目前井下在用的KXJ1-l.7/660M風(fēng)門(mén)用隔爆兼本安型控制器為主控器，以西門(mén)子S7一200 PLC 模塊為核心，配合TD210文本式液晶顯示屏，對(duì)井下泵房防水密閉門(mén)進(jìn)行自動(dòng)化控制改造，完成對(duì)井下防水密閉門(mén)自動(dòng)化控制。同時(shí)利用以太網(wǎng)外擴(kuò)展模塊，通過(guò)煤礦井下現(xiàn)有以太網(wǎng)或監(jiān)控網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)能夠顯示防水密閉門(mén)的各種狀態(tài)，也可下發(fā)指令遠(yuǎn)程遙控密閉門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。

防水密閉門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要功能

o）使用2個(gè)防爆電液推桿完成密閉門(mén)的停止、關(guān)閉、停止（鎖緊、解鎖）等功能；

（2）控制方式：現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制和遠(yuǎn)程遙控控制2 種形式；

（3）KXB127礦用隔爆兼本安型聲光報(bào)警器根據(jù)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程發(fā)出不同語(yǔ)音提示；

(4)KHJ-1礦用本安型接近開(kāi)關(guān)確定“打開(kāi)"或 “關(guān)閉"的自動(dòng)控制過(guò)程是否到位；

（5）防水密閉門(mén)具有防夾功能密閉門(mén)關(guān)閉過(guò)程中KHH-I礦用本安型紅外線開(kāi)關(guān)探測(cè)到障礙物后，正在關(guān)閉的密閉門(mén)自動(dòng)打開(kāi)。障礙物通過(guò)后，密閉門(mén)自動(dòng)關(guān)閉；

（6）文本顯示器能顯示主控器的動(dòng)作過(guò)程和工作狀態(tài)。通過(guò)程序按鈕可進(jìn)行各種參數(shù)設(shè)定；

（7）上位機(jī)界面顯示密閉門(mén)的“開(kāi)"、“關(guān)、停等工作狀態(tài)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)可下發(fā)運(yùn)行指令

防水密閉門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)工作過(guò)程

主控器有4個(gè)磁力接觸器控制2臺(tái)防爆電液推桿（A、B），如圖2。利用防爆電液推桿A電機(jī)正反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)門(mén)打開(kāi)、關(guān)閉；利用防爆電液推桿B電機(jī)正反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)液壓鎖緊裝置進(jìn)行鎖緊和解鎖。利用煤礦以太網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)有監(jiān)控網(wǎng)，上位機(jī)界面可顯示防水密閉門(mén)的各種工作狀態(tài)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)可遠(yuǎn)距離操作防水密閉門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉。

（1）關(guān)門(mén)過(guò)程防爆電液推桿A定時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行到時(shí)后停止運(yùn)行，將門(mén)關(guān)閉。此時(shí)，防爆電液推桿 B開(kāi)始反轉(zhuǎn)定時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行到時(shí)后將門(mén)鎖緊，停止運(yùn)行，此時(shí)，關(guān)門(mén)過(guò)程完畢；

（2）開(kāi)門(mén)過(guò)程防爆電液推桿B定時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行到時(shí)后液壓鎖緊裝置徹底打開(kāi)，停止運(yùn)行。間隔數(shù)秒后，防爆電液推桿A開(kāi)始定時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行到時(shí)后將門(mén)打開(kāi)，防爆電液推桿A停止運(yùn)行。開(kāi)門(mén)過(guò)程完畢。

防水密閉門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理

手動(dòng)控制原理

（1）關(guān)門(mén)控制當(dāng)人工按下關(guān)閉按鈕時(shí)，開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸人到PLC模塊輸人端口Al ,經(jīng)過(guò)程序控制，模塊輸出端口Bl接點(diǎn)閉合，中間繼電器吸合，常開(kāi)接點(diǎn)閉合，關(guān)閉密閉門(mén)控制執(zhí)行接觸器動(dòng)作，防爆電液推桿A得電，按設(shè)定時(shí)間，液壓缸輸出推力，門(mén)開(kāi)始關(guān)閉。同時(shí)控制語(yǔ)音聲光箱發(fā)出：“密閉門(mén)正在關(guān)閉，請(qǐng)注意安全"。到達(dá)程序預(yù)設(shè)時(shí)間，模塊輸出端口Bl接點(diǎn)打開(kāi)，防爆電液推桿A失電，停止運(yùn)行。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)確定門(mén)關(guān)閉到位后，顯示屏和上位機(jī)界面顯示門(mén)已關(guān)閉。

防爆電液推桿A（門(mén)關(guān)閉）動(dòng)作完成后，PLC模塊輸出端口B2接點(diǎn)閉合，中間繼電器吸合，常開(kāi)接點(diǎn)閉合，鎖緊控制執(zhí)行接觸器動(dòng)作，防爆電液推桿站B得電，按預(yù)設(shè)時(shí)間驅(qū)動(dòng)液壓鎖緊裝置運(yùn)行。到達(dá)程序預(yù)設(shè)時(shí)間，模塊輸出端口B2接點(diǎn)打開(kāi)，防爆電液推桿站B失電，停止運(yùn)行。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)確定鎖緊裝置到位后，上位機(jī)界面顯示門(mén)已鎖緊；

（2）開(kāi)門(mén)控制人工按動(dòng)“開(kāi)"鈕時(shí)，開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸人到PLC模塊輸人端口Cl，經(jīng)過(guò)程序控制，防爆電液推桿B得電，液壓缸按程序設(shè)定時(shí)間運(yùn)行，液壓鎖開(kāi)始解鎖。到達(dá)程序預(yù)設(shè)時(shí)間，模塊輸出端口DI接點(diǎn)打開(kāi)，防爆電液推桿站B失電，停止運(yùn)行。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)確定液壓鎖運(yùn)行到位后，顯示屏和上位機(jī)界面顯示門(mén)已解鎖。解鎖完成后，開(kāi)門(mén)控制執(zhí)行接觸器動(dòng)作，防爆電液推桿A得電，液壓缸按設(shè)定時(shí)間驅(qū)動(dòng)門(mén)打開(kāi)。同時(shí)控制語(yǔ)音聲光箱發(fā)出： “密閉門(mén)正在打開(kāi)，請(qǐng)注意安全"。到達(dá)程序預(yù)設(shè)時(shí)間模塊輸出端口D2接點(diǎn)打開(kāi)，防爆電液推桿A失電停止運(yùn)行，開(kāi)門(mén)過(guò)程結(jié)束。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)確定門(mén)打開(kāi)到位后，顯示屏和上位機(jī)界面顯示門(mén)已關(guān)閉。

遠(yuǎn)程遙控原理

主控器帶有以太網(wǎng)模塊，為網(wǎng)絡(luò)輸出信號(hào)，使上位機(jī)界面能夠顯示門(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)和故障報(bào)警；上位機(jī)可下發(fā)遠(yuǎn)程控制指令。現(xiàn)場(chǎng)主控器接收到接近開(kāi)關(guān)確定防水密閉門(mén)的打開(kāi)、關(guān)閉和鎖緊的位置信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊，上位機(jī)界面顯示密閉門(mén)的“開(kāi)"、“關(guān)"、“停"運(yùn)行狀態(tài)。上位機(jī)發(fā)出“打開(kāi)" 和“關(guān)閉"指令后，執(zhí)行手動(dòng)控制的各種動(dòng)作程序。

（1 )關(guān)閉密閉門(mén)主控器利用煤礦井下現(xiàn)有通訊網(wǎng)絡(luò)，為其提供輸人和輸出接口。遠(yuǎn)程遙控控制功能是由地面監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令，對(duì)主控器實(shí)施遠(yuǎn)程操作。控制命令經(jīng)煤礦現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)到達(dá)主控器，該信號(hào)傳到PLC輸人端口Al，經(jīng)過(guò)程序控制，關(guān)門(mén)控制執(zhí)行接觸器動(dòng)作，關(guān)門(mén)防爆電液推桿A得電，液壓缸輸出推力，門(mén)開(kāi)始關(guān)閉。根據(jù)門(mén)的動(dòng)作行程，確定防爆電液推桿站運(yùn)行時(shí)間（0、99 s 任意調(diào)整）。同時(shí)控制語(yǔ)音聲光箱發(fā)出：“密閉門(mén)正在關(guān)閉，請(qǐng)注意安全"。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)確定門(mén)關(guān)閉到位后，模塊輸出端口Bl接點(diǎn)打開(kāi)，上位機(jī)顯示門(mén)關(guān)閉到位

關(guān)門(mén)動(dòng)作完成后（防爆電液推桿站A停止工作) ,PLC模塊輸出端口B2接點(diǎn)閉合，液壓鎖控制執(zhí)行接觸器動(dòng)作，防爆電液推桿B得電，輸出推力，液壓鎖開(kāi)始閉鎖。防爆電液推桿B根據(jù)預(yù)先設(shè)定運(yùn)行時(shí)間，到時(shí)間自動(dòng)停止運(yùn)行。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)確定液壓鎖運(yùn)行到位后，模塊輸出端口B2接點(diǎn)打開(kāi)，上位機(jī)界面顯示解鎖到位；

（2）打開(kāi)密閉門(mén)遠(yuǎn)程遙控控制功能是利用上位機(jī)遠(yuǎn)程控制功能，開(kāi)門(mén)時(shí)，由地面監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令該信號(hào)傳導(dǎo)PLC輸人端口CI , 經(jīng)過(guò)程序控制解鎖門(mén)控制執(zhí)行接觸器動(dòng)作，防爆電液推桿B得電，輸出推力，液壓鎖開(kāi)始解鎖。防爆電液推桿B到時(shí)間停止工作。當(dāng)限位開(kāi)關(guān)確定液壓鎖解鎖到位后上位機(jī)界面顯示解鎖到位。解鎖動(dòng)作完成后PLC模塊輸出端口D2接點(diǎn)閉合，開(kāi)門(mén)控制執(zhí)行接觸器動(dòng)作，防爆電液推桿A得電，液壓缸輸出推力，門(mén)開(kāi)始打開(kāi)。同時(shí)控制語(yǔ)音聲光箱發(fā)出： “密閉門(mén)正在打開(kāi)，請(qǐng)注意安全"。