專利名稱：礦用隔爆型多功能局扇數字開關的制作方法
技術領域：
本實用新型公開一種數字開關，特別是一種礦用隔爆型多功能局扇數字開關，它是利用電腦數字技術來解決礦山井下局部扇風機開關的自動控制，并可實現雙局扇自動切換，直接與井下安全監控系統匯接，適于在有粉塵及氣體爆炸危險的環境中使用。
背景技術：
為了符合煤礦安全規程的要求，目前煤礦井下局扇開關是用普通開關和斷電儀實現瓦斯與電的閉鎖，風與電的閉鎖是通過局扇開關的常開接點接入饋電開關的控制回路來實現的，當局扇開，饋電開關才能送電，反之則停。但這種控制方法，沒有設備的運行狀況和故障的指示，其工作的靈敏性、可靠性和準確性較差，不能滿足延時送電、瓦斯與風的閉鎖等功能以及雙局扇自動切換、排瓦斯等其它規程要求，也不能實現與監控系統直接匯，因此對煤礦安全構成威脅。
發明內容
為解決現有技術存在的缺陷，本實用新型采用電腦數字技術，提供一種礦山井下使用的礦用隔爆型多功能局扇數字開關，能夠與井下安全監控系統直接匯接，快速發現故障，實現風、電、瓦斯閉鎖、排瓦斯和雙局扇自動切換的自動控制，保護靈敏、準確、可靠，所采用的技術方案是1、本實用新型包含一個接觸器控制電路，用以設定工作參數、一個綜合保護控制器，用以交流信號輸入模擬量的識別和處理，進行絕緣檢測和電流檢測、電源電路以及一個帶有觀察窗的防爆外殼，其特征在于所述綜合保護控制器是由一個單片機及其外圍電路構成；所述單片機采用PIC系列工控機，設有8個輸入口和8個輸出口，并分別與接口電路、輸出電路相連，其中，使用的7個輸入口中，16、17、18為采樣電流輸入口，30為1％低瓦斯輸入口，31為3％高瓦斯輸入口，32為雙局扇自動切換連鎖接點輸入口，33為絕緣檢測輸入口，使用的5個輸出口中，34為控制繼電器輸出口，35為保護繼電器輸出口，36為連鎖繼電器輸出口，37為報警信號輸出口，8為數碼顯示輸出口；低瓦斯接點30和高瓦斯接點31經單片機處理實現瓦斯與電的閉鎖和瓦斯與風的閉鎖；利用32雙局扇自動切換連鎖接點實現雙局扇自動切換；所述外圍電路包含一個電流采樣電路、一個絕緣采樣電路、輸出電路和設定電路。
2、所述電流采樣電路，經接口電路處理，進入單片機的A/D口，用以對電流信號進行采樣；所述絕緣采樣電路，經接口電路處理，進入單片機的A/D口，用以識別回路絕緣電壓。
3、在所述絕緣采樣電路和單片機之間設有一個先導接口電路，用以避免動力電對絕緣采樣電路的影響。
本實用新型的有益效果是由于采用電腦數字技術，使局扇開關與煤礦安全監控系統直接匯接，能夠快速發現局扇工作故障并進行自動控制，實現煤礦安全規程風、電、瓦斯閉鎖和雙局扇切換等全部要求，綜合保護的可靠性、靈敏性、準確性比現有技術大大提高，這對于早處理故障，減少事故損失和保障煤礦安全具有有重要意義。
圖1是本實用新型的電氣原理圖。
圖2是本實用新型的工作流程示意圖。
圖1中，具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明1、本實用新型包含一個接觸器控制電路，用以設定工作參數、一個綜合保護控制器，用以交流信號輸入模擬量的識別和處理，進行絕緣檢測和電流檢測、電源電路以及一個帶有觀察窗的防爆外殼，其特征在于所述綜合保護控制器是由一個單片機DZK50及其外圍電路構成；
所述單片機DZK50采用PIC系列工控機，設有8個輸入口和8個輸出口，并分別與接口電路、輸出電路相連，其中，使用的7個輸入口中，16、17、18為采樣電流輸入口，30為1％低瓦斯輸入口，31為3％高瓦斯輸入口，32為雙局扇自動切換連鎖接點輸入口，33為絕緣檢測輸入口，使用的5個輸出口中，34為控制繼電器KJ輸出口，35為保護繼電器BJ輸出口，36為連鎖繼電器LJ輸出口，37為報警信號輸出口，8為數碼顯示輸出口；所述外圍電路包含一個電流采樣電路、一個絕緣采樣電路、輸出電路和設定電路。
2、所述電流采樣電路，經接口電路處理，進入單片機DZK50的A/D口，用以對電流信號進行采樣；所述絕緣采樣電路，經接口電路處理，進入單片機DZK50的A/D口，用以識別回路絕緣電壓。
3、在所述絕緣采樣電路和單片機DZK50之間設有一個先導接口電路，用以避免動力電對絕緣采樣電路的影響。
本實用新型的工作原理如下風與電的閉鎖局扇開啟，連鎖接點1LJ1閉合(1LJ1接在向掘進工作面供電的饋電開關接觸器的控制回路中)，饋電開關具備送電條件，反之斷電。
瓦斯與電的閉鎖瓦斯超限，例如瓦斯濃度≥1％時，由監控分站輸出的低瓦斯繼電器1WJ閉合，經單片機DZK50的處理，使連鎖繼電器1LJ1斷開，饋電開關斷電。
瓦斯與風的閉鎖局扇停開時，例如瓦斯濃度≥3％時，高瓦斯繼電器2WJ閉合，經DZK50處理，使保護繼電器BJ1斷開，局扇不能開啟。只有人工排瓦斯，使濃度低于規定值時，高瓦斯繼電器2WJ斷開，局扇具備啟動條件。
延時送電功能局扇啟動，連鎖繼電器1LJ延時吸合后，例如2分鐘，饋電開關才能送電，實現先吹散瓦斯，后送電，以確保安全。
停電信號監視瓦斯超限，饋電開關停電，停電信號回送給監控分站，地面調度中心知道是否停電。
排瓦斯功能例如瓦斯濃度≥3％時，高瓦斯繼電器2WJ閉合，保護繼電器BJ1斷開，局扇不能開啟。這時將開關設定為排瓦斯程序，保護繼電器BJ1閉合，局扇可以開啟排瓦斯。瓦斯濃度低于規定值后，自動解除排瓦斯程序，開關進入正常運行狀態。
雙局扇自動切換運行功能局扇1的連鎖繼電器1LJ2常開接點接入局扇2的單片機2DZK50的輸入口，局扇2連鎖繼電器2LJ2常開接點接入局扇1的單片機DZK50的輸入口，實現自動切換運行，也可同時運行。例如現在局扇2工作，局扇1停止，由于某種原因局扇2停止工作，連鎖繼電器2LJ2閉合，經單片機DZK50處理，發出報警信號并延時1分鐘，使控制繼電器KJ1閉合(2秒后斷開，接觸繼電器JC1閉合自保)，接觸繼電器1JC吸合，局扇1啟動工作，反之亦然。
保護功能開關采用電腦數字技術對設備和線路的短路、過載、斷相、負載不平衡、堵轉等故障進行保護。它經電流互感器采樣，接口電路處理，輸入電腦綜合保護器輸入口，經其處理后由保護繼電器BJ1輸出。數碼顯示有四位，第一位數碼顯示故障代碼，其中″1″表示短路，″2″表示堵轉，″3″表示過載，″4″表示斷相，″5″表示負載不平衡，″6″表示絕緣故障。第二、三、四位數碼顯示故障值。
絕緣監控功能絕緣檢測，+24V經D7、D9、絕緣電阻、接觸繼電器JC5、R3、D10到0電位。絕緣電阻值下降，R0兩端電壓升高，經跟隨器YF和單片機的處理，輸出顯示絕緣電阻變小，例如，當絕緣電阻下降到22kΩ時，保護繼電器BJ1斷開，開關不能送電。在啟動或停止瞬間，接觸繼電器JC5還沒有斷開或先閉合，動力電源660V可能會進入絕緣檢測回路，在這里設置了一個先導回路(接觸繼電器JC5、R3、D10、D8、D9到地00)，避免了660V對保護線路的影響。
設定功能用停止鍵1TA、啟動鍵1QA、2QA兼作設定鍵。例如開關外殼上的″停″兼作設定鍵，″正啟″兼作上移鍵，″反啟″兼作移位鍵。設定時，按住″停″鍵2秒，則進入設定狀態。此時，保護繼電器BJ1斷開，開關不能啟動，再按″正啟″、″反啟″進行設定，直到設定完畢，退出設定。
權利要求1.礦用隔爆型多功能局扇數字開關，它包含一個接觸器控制電路，用以設定工作參數、一個綜合保護控制器，用以交流信號輸入模擬量的識別和處理，進行絕緣檢測和電流檢測、電源電路以及一個帶有觀察窗的防爆外殼，其特征在于所述綜合保護控制器是由一個單片機及其外圍電路構成；所述單片機采用PIC系列工控機，設有8個輸入口和8個輸出口，并分別與接口電路、輸出電路相連，其中，使用的7個輸入口中，16、17、18為采樣電流輸入口，30為1％低瓦斯輸入口，31為3％高瓦斯輸入口，32為雙局扇自動切換連鎖接點輸入口，33為絕緣檢測輸入口，使用的5個輸出口中，34為控制繼電器輸出口，35為保護繼電器輸出口，36為連鎖繼電器輸出口，37為報警信號輸出口，8為數碼顯示輸出口；低瓦斯接點30和高瓦斯接點31經單片機處理實現瓦斯與電的閉鎖和瓦斯與風的閉鎖；利用32雙局扇自動切換連鎖接點實現雙局扇自動切換；所述外圍電路包含一個電流采樣電路、一個絕緣采樣電路、輸出電路和設定電路。
2.如權利要求1所述的礦用隔爆型多功能局扇數字開關，其特征在于所述電流采樣電路，經接口電路處理，進入單片機的A/D口，用以對電流信號進行采樣；所述絕緣采樣電路，經接口電路處理，進入單片機的A/D口，用以識別回路絕緣電壓。
3.如權利要求1所述的礦用隔爆型多功能局扇數字開關，其特征在于在所述絕緣采樣電路和單片機之間設有一個先導接口電路，用以避免動力電對絕緣采樣電路的影響。
專利摘要一種礦用隔爆型多功能局扇數字開關，它是由帶觀察窗的防爆外殼、電腦綜保控制器、接觸器控制電路、控制設定鍵組成，能夠與礦井監控系統直接匯接，實現煤礦安全規程要求的風與電的閉鎖，瓦斯與電的閉鎖，瓦斯與風的閉鎖，延時送電，斷電監視，排瓦斯的功能，對局扇電機過電流、短路、斷相、負載不平衡、堵轉的保護，對設備及線路的絕緣監控，適用于有粉塵及氣體爆炸危險的環境中使用。
文檔編號G05B19/02GK2575727SQ02257920
公開日2003年9月24日 申請日期2002年10月20日 優先權日2002年10月20日
發明者張德昌, 張正中 申請人:張德昌