濟(jì)寧和利隆生產(chǎn)自動風(fēng)門,礦用自動風(fēng)門,煤礦自動風(fēng)門,井下自動風(fēng)門改進(jìn)的風(fēng)門自動控制系統(tǒng)結(jié)合智能化設(shè)計(jì)理念，從兩方面進(jìn)行改進(jìn)：借助于光電傳感器，根據(jù)脈沖寬度來區(qū)分礦車通過還是人員通過，并進(jìn)行分類控制；設(shè)置故障診斷模塊，對控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。
礦用自動風(fēng)門 人車識別
礦井中環(huán)境惡劣，設(shè)置在軌道上的礦車識別傳感器，容易被損；而人員檢測傳感器也常常出錯。 根據(jù)礦車以及人員的外形尺寸、運(yùn)行特征，在傳感器數(shù)量不變、PLC 采集點(diǎn)數(shù)相同的前提下，實(shí)現(xiàn)人車識別。
通常情況下，礦車運(yùn)行迅速，速度為 2.5~4.5m/s，并且礦車較長，一般大于 2m。 人員行走較緩，速度為 0.8~1.4m/s，且人體前后尺寸較小，前后行進(jìn)寬度小于0.35m。 經(jīng)不斷測試，當(dāng)人員通過風(fēng)門時，從光電傳感器發(fā)送的脈沖<250ms；當(dāng)?shù)V車通過風(fēng)門時，從光電傳感器發(fā)送的脈沖>450ms。 以此為依據(jù)，對人車進(jìn)行識別，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，該方法可靠性高。
礦用自動風(fēng)門智能控制過程
以人員/礦車經(jīng)過 A 風(fēng)門與 B 風(fēng)門為實(shí)例， 系統(tǒng)的控制流程如圖 3 所示。
當(dāng)傳感器 SQ1 獲得信號時，PLC 驅(qū)動液壓系統(tǒng)將風(fēng)門 A 開啟，人/車從風(fēng)門前行經(jīng)過。當(dāng)傳感器 SQ2 獲得信號時，計(jì)時器 T1 計(jì)時觸發(fā)；當(dāng)傳感器 SQ2 信號消失時，計(jì)時器 T1 計(jì)時結(jié)束，并進(jìn)行清零處理，若計(jì)時器 T1 的計(jì)時時間>450ms，表示礦車經(jīng)過。 定時器 T2 為礦車經(jīng)過延時，定時器 T3 為人員經(jīng)過延時。
礦車編隊(duì)中， 每一節(jié)車廂經(jīng)過傳感器 SQ2 時，或者每一個人員經(jīng)過傳感器 SQ2 時，傳感器 SQ2 信號檢測到，定時器 T2 由傳感器 SQ2 的上升沿信號清零，下自動化應(yīng)用
的行進(jìn)空余時間<<1s， 于是定時器 T2 的定時時間設(shè)為 1s，因而定時器 T2 會被不斷地清零。當(dāng)最末 1 節(jié)車廂經(jīng)過以后，傳感器 SQ2 檢測不到信號，定時器 T2 連續(xù)計(jì)時。 當(dāng)定時器 T2 定時 1s 完成時，表明礦車經(jīng)過完成。 這時， 由計(jì)時器 T1 的計(jì)時時間來區(qū)分人員/礦車。 若為礦車，M11 置位，風(fēng)門 A 關(guān)閉，并繼續(xù)相應(yīng)的后續(xù)動作。
定時器 T3 的工作機(jī)制與 T2 基本相同，但其定時時間較長。 當(dāng)定時器 T2 定時完成， 系統(tǒng)判斷為人員時，定時器 T3 才有意義。 T2 與 T3 用于礦車/人員的區(qū)分。 人員通過情況較為復(fù)雜， 在定時器 T3 計(jì)時過程中，若傳感器 SQ2 采集到新信號，則代表多人經(jīng)過，此時對 T3 進(jìn)行清零處理，并重新延時。
T3 延時完成時，PLC 會讀取傳感器 SQ4 是否有檢測信號到達(dá)，若有，則代表風(fēng)門 B 位置有人員等待，于是風(fēng)門 A 關(guān)閉，打開風(fēng)門 B；若傳感器 SQ4 無信號到達(dá)，則讀取傳感器 SQ1 是否有新信號到達(dá)，若有，代表有新人員經(jīng)過，維持風(fēng)門 A 開啟狀態(tài)。
煤礦自動風(fēng)門人車識別容錯性能
在進(jìn)行人車識別時，PLC 可能會誤判。 為了確保整個風(fēng)門控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，PLC 控制系統(tǒng)應(yīng)具有一定的容錯性能。 經(jīng)現(xiàn)場多次觀測發(fā)現(xiàn)，礦車通過風(fēng)門時，至少需要 450ms，因而一般不會將其誤判是人員通過。 若人員行走較慢時，或者在人員身上帶有工具包等，光電傳感器可能發(fā)出較長時間(450ms 以上)的脈沖，這時，PLC 會將人員誤認(rèn)為礦車。 從系統(tǒng)控制流程可以看出，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時，風(fēng)門關(guān)閉時間有所減少，這樣既不會對行程造成較大的影響，同時也能保證人員的人身安全。
井下自動風(fēng)門故障智能診斷
傳感檢測及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
控制系統(tǒng)設(shè)置了故障診斷與報(bào)警功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)出聲光報(bào)警，提示維修人員及時趕到現(xiàn)場進(jìn)行檢修。 考慮到系統(tǒng)成本，摒棄添加過多故障檢測模塊的方案，而采用程序設(shè)計(jì)方法。
系統(tǒng)故障可劃分為 4 種：液壓缸故障，不能實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的開閉控制；液壓泵站故障，風(fēng)門開閉動力不足；傳感器失效，輸出脈沖等信號錯誤；機(jī)械故障。
對于前 3 種故障， 系統(tǒng)均不能實(shí)現(xiàn)精確判斷，只能報(bào)警。對于故障 3，PLC 故障診斷程序可以通過傳感器信號判斷出故障傳感器。 實(shí)際運(yùn)用過程中，傳感器若精確不夠，PLC 會頻繁誤判。 系統(tǒng)使用記憶故障次數(shù)的判別策略，每只傳感器均擁有 1 個故障發(fā)生次數(shù)的 8 位寄存器，用于故障次數(shù)記錄。 當(dāng)某設(shè)定時間內(nèi)，累積次數(shù)超過 4 次，則發(fā)出報(bào)警信號。 故障次數(shù)可由PLC 讀取寄存器獲得。
