專利名稱：基于plc變頻調速的瓦斯抽排放裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種瓦斯抽排放裝置，特別是基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置，屬工業機器及自動化技術領域。
背景技術：
在煤礦企業中，瓦斯爆炸是有發生。根據《國有煤礦瓦斯治理規定》，煤礦嚴禁瓦斯超限作業，瓦斯濃度達到1. 5%時候，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理，否則極易造成安全事故。傳統的通風機開停主要采用手動方式，當需要采煤的時候，現場開啟抽排風機。該操作雖然方便，但是有致命的缺點。在采煤之前，采煤區域已存在一定量的瓦斯， 工作人員不知道實際的瓦斯濃度，在短暫的抽排風機通風運行后就進去采煤，瓦斯氣并未排放到允許濃度，容易造成瓦斯中毒；此外，如果抽排風機一直保持著大功率的運行，會消耗掉不必要的電能。本實用新型可以有效的解決這兩方面問題。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置，可保證隨時監控瓦斯濃度，并根據濃度范圍調節抽排風機的抽排風量。解決技術問題所采用的具體方案是基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置，包含變頻器2、接觸器常開觸點4、抽排風機5、瓦斯傳感器9和接觸器線圈10、PLC控制器12和直流電池13。變頻器2至少可調節出三種頻率的電能，它與接觸器常開觸點4之間連接有三路電線，接觸器常開觸點4又與抽排風機5的電機通過三路電線連接，變頻器2與PLC控制器12的三個輸出端子連接，瓦斯傳感器9的輸出端與PLC控制器12的輸入端連接，接觸器線圈10與PLC控制器12的一個輸出端子連接，PLC控制器12由直流電池13供電。PLC 控制器12將瓦斯傳感器9傳輸的濃度信號劃分成三個范圍<0. 5%、0. 5% 0. 8%、>0. 8%，每個瓦斯濃度范圍控制一個與變頻器2連接的PLC控制器輸出端子的信號。PLC控制器12的其它輸出端子上還可連接有風機運行指示燈11和瓦斯濃度顯示器14。瓦斯傳感器9與PLC控制器12連接，將檢測到的采煤區瓦斯濃度信號轉換成電信號傳輸給PLC控制器。通過人工編程，PLC控制器的內部運算處理單元可將傳送的電信號做如下處理瓦斯濃度范圍劃分為三個等級<0. 5% (直至可檢測到的濃度)、0. 5% 0. 8%、 >0. 8%，不同的濃度范圍分別控制一個與變頻器2連接的PLC控制器輸出端子Y0，Yl, Y2的信號，使變頻器輸出不同的電壓和頻率，從而根據濃度從低到高帶動與之相連的抽排風機的電機保持低速、中速或高速運轉，風機的抽排風量依次增加。當瓦斯傳感器將檢測到有瓦斯信號傳輸給PLC的時候，PLC控制器輸出端子的接觸器線圈10得電，主回路接觸器常開觸點4閉合，風機運行；同時通過編程控制與PLC相連的風機運行指示燈11常亮；編程控制與PLC相連的瓦斯濃度顯示器顯示相應的濃度值，給采煤工作人員以參考。本實用新型的有益效果是(1)節約能源。瓦斯濃度傳感器將檢測到的采煤區域的瓦斯濃度值傳輸給PLC，PLC將瓦斯濃度信號值分成三個范圍，對應不同的通風量，抽排風機無需一直保持高功率運行，節約電能。(2)安全可靠。瓦斯濃度傳感器將檢測到的瓦斯濃度值傳輸給PLC，PLC將瓦斯濃度信號傳輸給瓦斯濃度顯示器，實時顯示瓦斯濃度值，以供采煤人員參考。(3)智能化程度高。由PLC直接控制變頻器頻率，從而控制抽排風機轉速的轉變， 不需要人工手動操作，可自動運行。
圖1為基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置的結構示意圖；圖中各標號依次表示1-空氣開關，2-變頻器，3-熱繼電器，4-接觸器常開觸點，5-抽排風機，6-啟動按鈕，7-停止按鈕，8-直流電池，9-瓦斯傳感器，10-接觸器線圈， 11-風機運行指示燈，12-PLC控制器，13-直流電池，14-瓦斯濃度顯示器。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步闡述。實施例1 如附圖所示，本瓦斯抽排放裝置包含變頻器2、接觸器常開觸點4、抽排風機5、瓦斯傳感器9和接觸器線圈10、PLC控制器12和直流電池13。將抽排風機5安裝在采煤區域通風比較好的地方，瓦斯傳感器9的檢測端子置于瓦斯集中的采煤區域，其輸出端通過線路將其與PLC控制器12連接，將檢測到的采煤區瓦斯濃度信號轉換成電信號傳輸給PLC控制器。變頻器2至少可調節出三種頻率的電能，它與接觸器常開觸點4之間連接有三路電線，接觸器常開觸點4又與抽排風機5的電機通過三路電線連接，變頻器2與PLC 控制器12的三個輸出端子連接，接觸器線圈10與PLC控制器12的一個輸出端子連接，PLC 控制器12由直流電池13供電。新的PLC控制器第一次使用時，手動按下啟動按鈕6，PLC 開始工作；需要更換PLC控制器時，手動按下停止按鈕7，切斷PLC的輸出；按鈕6和按鈕7 由直流電池8供電。通過人工編程，PLC控制器12的內部運算處理單元可將瓦斯傳感器9傳送的電信號做如下處理將瓦斯濃度信號劃分成三個范圍<0. 5%、0. 5% 0. 8%、>0. 8%，每個瓦斯濃度范圍控制一個與變頻器2連接的PLC控制器輸出端子Y0，Yl，Y2的信號，使變頻器輸出不同的電壓和頻率，從而根據濃度從低到高帶動與之相連的抽排風機的電機保持低速、中速或高速運轉，抽排風機的抽排風量依次增加。如此時瓦斯傳感器檢測出瓦斯濃度為0. 3%,PLC 控制器的YO端子傳輸電信號至變頻器2，變頻器輸出最低的電壓和頻率為抽排風機5的電機供電，使電機按1/3的功率運行。連接在PLC控制器12其它輸出端子上的風機運行指示燈11開始常亮顯示，瓦斯濃度顯示器14實時顯示當前濃度值為0. 3%。實施例2 如附圖所示，本瓦斯抽排放裝置包含變頻器2、接觸器常開觸點4、抽排風機5、瓦斯傳感器9和接觸器線圈10、PLC控制器12和直流電池13。將抽排風機5安裝在采煤區域通風比較好的地方，瓦斯傳感器9的檢測端子置于瓦斯集中的采煤區域，其輸出端通過線路將其與PLC控制器12連接，將檢測到的采煤區瓦斯濃度信號轉換成電信號傳輸給PLC控制器。變頻器2至少可調節出三種頻率的電能，它與接觸器常開觸點4之間連接有三路電線，接觸器常開觸點4又與抽排風機5的電機通過三路電線連接，變頻器2與PLC控制器12的三個輸出端子連接，接觸器線圈10與PLC控制器12的一個輸出端子連接，PLC 控制器12由直流電池13供電。新的PLC控制器第一次使用時，手動按下啟動按鈕6，PLC 開始工作；需要更換PLC控制器時，手動按下停止按鈕7，切斷PLC的輸出；按鈕6和按鈕7 由直流電池8供電。通過人工編程，PLC控制器12的內部運算處理單元可將瓦斯傳感器9傳送的電信號做如下處理將瓦斯濃度信號劃分成三個范圍<0. 5%、0. 5% 0. 8%、>0. 8%，每個瓦斯濃度范圍控制一個與變頻器2連接的PLC控制器輸出端子Y0，Yl, Y2的信號，使變頻器輸出不同的電壓和頻率，從而根據濃度從低到高帶動與之相連的抽排風機5的電機保持低速、中速或高速運轉，抽排風機5的抽排風量依次增加。如此時瓦斯傳感器9檢測出瓦斯濃度為 0. 5%，PLC控制器的Yl端子傳輸電信號至變頻器2，變頻器2輸出較高的電壓和頻率為抽排風機5的電機供電，使電機按2/3的功率運行。電機轉速發生轉變的瞬間沖擊電流較大，由熱繼電器3對電機進行過載保護。如此時瓦斯釋放加劇，濃度傳感器檢測到濃度逐漸增加為0. 6%、0. 7%、0. 8%，則電機的轉速不變，而連接在PLC控制器12其它輸出端子上的風機運行指示燈11常亮顯示，瓦斯濃度顯示器14分別實時顯示濃度值為0. 5%、0. 6%、0. 7%、0. 8%。實施例3 如附圖所示，本瓦斯抽排放裝置包含變頻器2、接觸器常開觸點4、抽排風機5、瓦斯傳感器9和接觸器線圈10、PLC控制器12和直流電池13。將抽排風機5安裝在采煤區域通風比較好的地方，瓦斯傳感器9的檢測端子置于瓦斯集中的采煤區域，其輸出端通過線路將其與PLC控制器12連接，將檢測到的采煤區瓦斯濃度信號轉換成電信號傳輸給PLC控制器。變頻器2至少可調節出三種頻率的電能，它與接觸器常開觸點4之間連接有三路電線，接觸器常開觸點4又與抽排風機5的電機通過三路電線連接，變頻器2與PLC 控制器12的三個輸出端子連接，接觸器線圈10與PLC控制器12的一個輸出端子連接，PLC 控制器12由直流電池13供電。新的PLC控制器第一次使用時，手動按下啟動按鈕6，PLC 開始工作；需要更換PLC控制器時，手動按下停止按鈕7，切斷PLC的輸出；按鈕6和按鈕7 由直流電池8供電。通過人工編程，PLC控制器12的內部運算處理單元可將瓦斯傳感器9傳送的電信號做如下處理將瓦斯濃度信號劃分成三個范圍彡0. 5%、0. 5% 0. 8%、彡0. 8%，每個瓦斯濃度范圍控制一個與變頻器2連接的PLC控制器輸出端子Y0，Yl, Y2的信號，使變頻器輸出不同的電壓和頻率，從而根據濃度從低到高帶動與之相連的抽排風機的電機保持低速、中速或高速運轉，抽排風機5的抽排風量依次增加。瓦斯傳感器9檢測出瓦斯濃度為0. 9%， PLC控制器的Y2端子傳輸電信號至變頻器2，變頻器2輸出最高的電壓和頻率為抽排風機 5的電機供電，使電機按滿功率運行。電機轉速發生轉變的瞬間沖擊電流較大，由熱繼電器 3對電機進行過載保護。連接在PLC控制器12其它輸出端子上的風機運行指示燈11常亮顯示，瓦斯濃度顯示器14實時顯示當前濃度值為0. 9%。各主要元件選型為瓦斯傳感器采用紅外瓦斯傳感器型，變頻器采用FR-A540型， PLC采用FX 2 N型，直流電池8和13的輸入電壓為MV。
權利要求1.基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置，包含變頻器(2)、接觸器常開觸點(4)、抽排風機(5)、瓦斯傳感器(9)和接觸器線圈(10)、PLC控制器(12)和直流電池(13)，其特征在于 變頻器(2)至少可調節出三種頻率的電能，它與接觸器常開觸點(4)之間連接有三路電線， 接觸器常開觸點(4 )又與抽排風機(5 )的電機通過三路電線連接，變頻器(2 )與PLC控制器 (12)的三個輸出端子連接，瓦斯傳感器(9)的輸出端與PLC控制器(12)的輸入端連接，接觸器線圈(10)與PLC控制器(12)的一個輸出端子連接，PLC控制器(12)由直流電池(13) {共 ο
2.按權利要求1所述的基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置，其特征在于PLC控制器 (12)將瓦斯傳感器(9)傳輸的濃度信號劃分成三個范圍<0. 5%、0. 5% 0. 8%、>0. 8%，每個瓦斯濃度范圍控制一個與變頻器(2)連接的PLC控制器輸出端子的信號。
3.按權利要求1所述的基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置，其特征在于PLC控制器 (12)的一個輸出端子上連接有風機運行指示燈(11)，指示燈的另一端與接觸器線圈(10) 連接。
4.按權利要求1所述的基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置，其特征在于PLC控制器 (12)的一個輸出端子上連接有一個瓦斯濃度顯示器(14)。
專利摘要本實用新型涉及一種瓦斯抽排放裝置，特別是基于PLC變頻調速的瓦斯抽排放裝置。包含變頻器、接觸器常開觸點、抽排風機、瓦斯傳感器和接觸器線圈、PLC控制器和直流電池。變頻器至少可調節出三種頻率的電能，它與PLC控制器的接觸器常開觸點之間連接有三路電線，接觸器常開觸點又與抽排風機的電機通過三路電線連接，變頻器與PLC控制器的三個輸出端子連接，瓦斯傳感器的輸出端接入PLC控制器，傳送瓦斯濃度電信號，PLC控制器由直流電池供電。PLC控制器將瓦斯傳感器傳輸的濃度信號劃分成三個范圍，每個濃度范圍控制一個與變頻器的輸出頻率和電壓，最終控制抽排風機的抽排風量。可實現依據瓦斯濃度進行風機抽排量的全自動控制，安全可靠，節省電能。
文檔編號F04D27/00GK202064996SQ20112016538
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月23日 優先權日2011年5月23日
發明者羅小林, 袁明利 申請人:昆明理工大學