[实用新型]隧道通风机自动运行控制装置有效

专利信息
申请号: 201020517123.X 申请日: 2010-08-31
公开(公告)号: CN201851384U 公开(公告)日: 2011-06-01
发明(设计)人: 赵军喜;尹龙;冯亮;刘石磊;李昌;刘晓鹏;李旭东;巨修勤;谢世伟;张喜平;薛慧霞;黄海英;杨鲁;张利英;许志鹏 申请(专利权)人: 中铁隧道集团有限公司;山西省侯马市鑫丰康风机有限公司;运城市奥科远电器有限公司
主分类号: F04D27/00 分类号: F04D27/00
代理公司: 太原市科瑞达专利代理有限公司 14101 代理人: 李富元
地址: 471009 河*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 隧道 通风机 自动 运行 控制 装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种隧道通风机自动运行控制装置。

背景技术

隧道在开挖施工过程中环境非常恶劣,施工中产生CO、CH4、粉尘、氮氧化物等有害气体,当其浓度达到一定数值,就会对人体健康造成严重危害,甚至会造成人员窒息死亡的严重后果。在隧道施工规范中对各种有害气体的浓度限值均有要求,及时高效地将各种有害气体排出,同时将足量的新鲜空气送入隧道是非常重要的。传统的隧道施工通风中,通风机的调节有很多种,如通风机节流调节、动叶调节、电动机的变级调节等,都很难实现对工作环境进行实时控制,能量也不能得到充分的利用。现有的各种施工隧道通风机的开停控制基本上要靠值班人员来手动操作完成。如果有个别值班人员不敬业,就有可能使通风机不能在需要开停的适当时机动作,或者造成过度浪费电能,或者造成隧道环境恶化。

发明内容

本实用新型目的就是克服上述已有技术的不足,提供一种在高效而且节能的排出有害气体的同时,又能将足量新鲜空气自动送入工作面的隧道通风机自动运行控制装置。

本实用新型包括气体变送器、模拟量采集模块、PLC可编程控制器、变频器、光端机和传输光缆。模拟量采集模块的型号为HW-S04AI024N,采集来自气体变送器的模拟量信号。气体变送器包括CO变送器,NO变送器,温度变送器和粉尘变送器,可将各种有害气体采集并转化为模拟量信号。PLC可编程控制器的型号为HW-E16ZS220R,它将来自模块HW-S04AI024N的模拟量信号加以处理,根据该模块提供的气体浓度信号对变频器发出命令,选择合适的段速启动通风机运行,从而使通风机可以根据气体浓度来提供合适的风量,进而实现保证工作面的工作环境的同时又节约能耗。变频器是在保证电机原有性能的情况下,通过改变电机的供电频率和电压的方式,实现电机转速的调节。它可以根据电机的不同负载分别实现节能、提高生产效率、提高产品质量、实现自动化等。变频器的功率选型要根据通风机电机的功率来定。一般的,变频器功率要比通风机电机的功率大20~30kW。光端机为单路双向数据光端机,利用光纤对信号的衰减很小,采用光端机和光缆使实现远距离的传输及控制成为可能。

每对光端机包括光发射机和光接收机各一台;光发射机通过RS485接口与模拟量采集模块连接,将采集到的模拟量信号通过光纤传输到远端的光接收机,光接收机通过RS485接口与PLC连接,将模拟量信号送给PLC,PLC对变频器发出启动命令,通过变频器启动远在工作面现场的通风机工作,以满足对工作面环境的要求。光端机至少可将信号传输至20km远,而一般的隧道施工远达不到20km,满足系统对距离的要求。

气体变送器有两线制和三线制两种,CO变送器和温度变送器是两线制,其E+分别接模拟量采集模块的+24V,所取24V分别作为两个变送器的电源,其E-分别为两个变送器的信号输出,分别连接至模拟量采集模块的AI0V和AI2V,模拟量采集模块的AI0V和AI2V分别与AI0I和AI2I短接,分别采集来自两个变送器的模拟量信号;粉尘变送器和NO变送器是三线制,其E+分别接模拟量采集模块的+24V,其E-分别接模拟量采集模块的0V,所取24V分别作为两个变送器的电源,其I0分别为两个变送器的信号输出,分别连接至模拟量采集模块的AI1V和AI3V,模拟量采集模块的AI1V和AI3V分别与AI1I和AI3I短接,分别采集来自两个变送器的模拟量信号。模拟量采集模块的RS485接口的A+、B-分别和光发射机的RS485接口的A+、B-连接,将采集到的模拟量信号通过光纤传送到远端的PLC,为最终实现远距离全自动化控制通风机工作提供控制依据。

PLC上连接有TP300、光端机和变频器等。其中,TP300为PLC的文本显示面板,其24V电源取自PLC的24V,其24V和0V分别连接PLC的+24V和0V;光接收机的RS485接口的A+、B-分别和PLC的RS485接口的A+、B-连接,将来自模拟量采集模块的模拟量信号送至PLC;PLC的Y0、Y1、Y2、Y3分别连接变频器的多个段速1、2、3、4,分别根据模拟量采集模块提供的气体浓度信号对变频器发出选择命令,同时变频器启动通风机的相应转速,最终实现远距离对通风机风速风量的全自动化控制。

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