基于工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的密閉門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

張躍文

摘 要：文章分析了密閉門正常運(yùn)行的重要作用，結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了對(duì)密閉門遠(yuǎn)程控制的控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了其工作過程。對(duì)中央變電所、中央水泵房、采區(qū)變電所、采區(qū)水泵房的無(wú)人值守、事故后繼續(xù)發(fā)揮其原有功效有促進(jìn)作用和重要意義。

關(guān)鍵詞：密閉門；遠(yuǎn)程控制；工業(yè)以太網(wǎng)；設(shè)計(jì)

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，安全生產(chǎn)被日益重視。目前，礦井水害頻發(fā)，給礦井安全生產(chǎn)、礦工的人身安全、國(guó)家和全社會(huì)的資產(chǎn)帶來了難以估量的損失。[1]

礦井中央變電所是礦井的電氣動(dòng)力的核心，擔(dān)負(fù)著極其重要的供電任務(wù)，尤其是發(fā)生水害之后。一旦礦井的中央變電所和中央水泵房被水淹沒，礦井下面大量的排水設(shè)施陷入無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)的境地。礦井中央變電所多堅(jiān)持工作1分鐘就能為礦工多贏得1分鐘的生還的機(jī)會(huì)。中央變電所的密閉門將是保障供電設(shè)施安全的最后一道屏障。可見密閉門的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)、迅速關(guān)閉特別是能夠遠(yuǎn)程地面上進(jìn)行關(guān)閉是極為重要的。

目前，礦井中所使用的密閉門大都無(wú)法在數(shù)秒內(nèi)完成關(guān)閉。典型的密閉門是在關(guān)閉之后，人工擰緊密閉門上的緊固螺栓然后依靠人工擊打楔子來實(shí)現(xiàn)密閉門對(duì)水的密封作用的持續(xù)性。實(shí)際上，當(dāng)突如其來的水害或者火災(zāi)發(fā)生時(shí)，面對(duì)其他眾多礦工紛紛迅速撤離，密閉門操作工人仿佛聽到家人的召喚、切身感受到死神的威脅等。這些礦工的心理上處于嚴(yán)重的應(yīng)激狀態(tài)。這種情況下，要求他們頂著巨大的心理壓力，冒著生命危險(xiǎn)，在他人紛紛撤離的情況下，使用傳統(tǒng)上的效率緩慢、速度低下的人工關(guān)閉密閉門的方法來操作。這將對(duì)密閉門的作用大打折扣，甚至無(wú)法發(fā)揮其作用。

1 工業(yè)控制以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

干河礦2008年建設(shè)完成了調(diào)度信息化的主要系統(tǒng)，信息化工業(yè)環(huán)網(wǎng)使用的是天地常州科技有限公司生產(chǎn)的GEPON環(huán)網(wǎng)設(shè)備，在井下中央變電所、一采區(qū)變電所安裝環(huán)網(wǎng)設(shè)備。實(shí)現(xiàn)井下所有信息系統(tǒng)（數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻）的數(shù)據(jù)上傳。安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過井下這兩個(gè)環(huán)網(wǎng)接入點(diǎn)把井下各種監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、圖像等匯入主干網(wǎng)絡(luò)，集中高速送到地面各監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)。地面信息網(wǎng)使用杭州華三公司的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，每個(gè)工作場(chǎng)所都有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，保證網(wǎng)絡(luò)互連。

圖1 干河礦生產(chǎn)控制網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2 密閉門就地控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

干河煤礦的兩個(gè)密閉門現(xiàn)狀如下：（1）凈通過高度1.8米；（2）凈通過寬度2.0米；（3）最大耐壓值98KPa；（4）密閉門門扇為平鋼板、井字筋板、圈梁等組焊而成；（5）拉緊裝置為楔形滑塊楔緊；（6）門樞采用滾動(dòng)軸承支撐；（7）門框?yàn)椴垆摗⒐ぷ咒摻M合框架結(jié)構(gòu)。

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，設(shè)計(jì)一種新的礦用密閉門的控制裝置，其能夠在巷道內(nèi)突然出現(xiàn)大量涌水或者火災(zāi)時(shí)快速、可靠的關(guān)閉和打開密閉門。[2]

（a）密閉門門外 （b）密閉門門內(nèi)

圖2 密閉門實(shí)物照片

礦用密閉門的控制裝置，包括PLC控制器、開關(guān)門控制按鈕、門體控制裝置和門閂控制裝置、位置傳感器，所述密閉門包括門體、門框、設(shè)置在門體上的門閂和設(shè)置在門框上的門閂架，其特征是，所述開關(guān)門控制按鈕包括設(shè)置在密閉門門內(nèi)的門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕和設(shè)置在密閉門門外的門外開關(guān)門控制按鈕，所述門體控制裝置包括門體控制電磁閥、門體氣壓雙向鎖、門體驅(qū)動(dòng)氣缸，所述門閂控制裝置包括門閂控制電磁閥、門閂氣壓雙向鎖、門閂驅(qū)動(dòng)氣缸，所述位置傳感器包括門體開到位傳感器、門體關(guān)到位傳感器、門閂開到位傳感器和門閂關(guān)到位傳感器；所述PLC控制器分別與門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕、門外開關(guān)門控制按鈕、門體控制電磁閥、門閂控制電磁閥、門體開到位傳感器、門體關(guān)到位傳感器、門閂開到位傳感器和門閂關(guān)到位傳感器連接，所述門體控制電磁閥通過門體氣壓雙向鎖與門體驅(qū)動(dòng)氣缸連接，所述門閂控制電磁閥通過門閂氣壓雙向鎖與門閂驅(qū)動(dòng)氣缸連接；所述門體驅(qū)動(dòng)氣缸設(shè)置在密閉門門框上，所述門體開到位傳感器和門體關(guān)到位傳感器設(shè)置在門體驅(qū)動(dòng)氣缸上；所述門閂驅(qū)動(dòng)氣缸設(shè)置在門體上并與門閂連接。

還包括上位機(jī)，所述上位機(jī)設(shè)置在井上控制中心且通過通訊網(wǎng)路與PLC控制器連接。門體控制電磁閥包括開門控制電磁鐵和關(guān)門控制電磁鐵，所述開門控制電磁鐵和關(guān)門控制電磁鐵分別與PLC控制器連接。門閂控制電磁閥包括出閂控制電磁鐵和收閂控制電磁鐵，所述出閂控制電磁鐵和收閂控制電磁鐵分別與PLC控制器連接。門體通過門軸鉸鏈與門框連接。開關(guān)門控制按鈕設(shè)置在防爆開關(guān)按鈕箱體內(nèi)。（見圖3和表1）

圖3

3 密閉門自動(dòng)裝置的工作過程

當(dāng)?shù)V井巷道發(fā)生水災(zāi)需要關(guān)閉密閉門時(shí)，在井下按下門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕或者門外開關(guān)門控制按鈕，或者通過井上上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制向PLC控制器發(fā)出關(guān)門指令。PLC控制器接收到控制指令后控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得門閂收回，然后控制氣動(dòng)管路中的門體控制電磁閥使得門體在門體驅(qū)動(dòng)氣缸的作用下關(guān)閉。當(dāng)門體關(guān)到位傳感器檢測(cè)到門體運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，PLC控制器控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得閂伸出，從而完成密閉門的關(guān)閉工作。關(guān)閉密閉門后PLC控制器控制門體控制電磁閥和門閂控制電磁閥失電，密閉門會(huì)在門閂雙向氣壓鎖的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)需要開啟密閉門時(shí)，先按下門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕或者門外開關(guān)門控制按鈕，或者通過井上上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制向PLC控制器發(fā)出開門指令。PLC控制器接收到控制指令后控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得門閂收回，然后控制氣動(dòng)管路中的門體控制電磁閥使得門體在門體驅(qū)動(dòng)氣缸的作用下開啟。當(dāng)門體開到位傳感器檢測(cè)到門體運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，從而完成密閉門的開啟工作。開啟密閉門后PLC控制器控制門體控制電磁閥和門閂控制電磁閥失電，密閉門會(huì)在門體雙向氣壓鎖的作用下處于穩(wěn)定的開啟狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章設(shè)計(jì)的密閉門遠(yuǎn)程控制器的有益效果是，采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)一鍵關(guān)門操作，特別是在緊急狀態(tài)下顯得尤為必要，能為工人水災(zāi)或者火災(zāi)發(fā)生時(shí)，使得中央水泵房和中央變電所正常運(yùn)行更多的時(shí)間，為井下密閉門操作工人和其他礦工的撤離贏的寶貴的時(shí)間。本實(shí)用新型不僅能夠?qū)崿F(xiàn)井下工人或者是地面調(diào)度中心對(duì)井下密閉門的一鍵關(guān)閉，而且能夠在關(guān)閉之后自動(dòng)上好門閂并且保持其處于關(guān)閉自鎖狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在在井上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。對(duì)中央變電所、中央水泵房、采區(qū)變電所、采區(qū)水泵房的無(wú)人值守、事故后繼續(xù)發(fā)揮其原有功效有促進(jìn)作用和重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]朱高生，王忠賓.一種井下防水密閉門液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng)，2012（4）：46-47.

[2]李洋.林南倉(cāng)礦井下泵房防水密閉門自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2014（3）：156-157.endprint

摘 要：文章分析了密閉門正常運(yùn)行的重要作用，結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了對(duì)密閉門遠(yuǎn)程控制的控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了其工作過程。對(duì)中央變電所、中央水泵房、采區(qū)變電所、采區(qū)水泵房的無(wú)人值守、事故后繼續(xù)發(fā)揮其原有功效有促進(jìn)作用和重要意義。

關(guān)鍵詞：密閉門；遠(yuǎn)程控制；工業(yè)以太網(wǎng)；設(shè)計(jì)

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，安全生產(chǎn)被日益重視。目前，礦井水害頻發(fā)，給礦井安全生產(chǎn)、礦工的人身安全、國(guó)家和全社會(huì)的資產(chǎn)帶來了難以估量的損失。[1]

礦井中央變電所是礦井的電氣動(dòng)力的核心，擔(dān)負(fù)著極其重要的供電任務(wù)，尤其是發(fā)生水害之后。一旦礦井的中央變電所和中央水泵房被水淹沒，礦井下面大量的排水設(shè)施陷入無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)的境地。礦井中央變電所多堅(jiān)持工作1分鐘就能為礦工多贏得1分鐘的生還的機(jī)會(huì)。中央變電所的密閉門將是保障供電設(shè)施安全的最后一道屏障。可見密閉門的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)、迅速關(guān)閉特別是能夠遠(yuǎn)程地面上進(jìn)行關(guān)閉是極為重要的。

目前，礦井中所使用的密閉門大都無(wú)法在數(shù)秒內(nèi)完成關(guān)閉。典型的密閉門是在關(guān)閉之后，人工擰緊密閉門上的緊固螺栓然后依靠人工擊打楔子來實(shí)現(xiàn)密閉門對(duì)水的密封作用的持續(xù)性。實(shí)際上，當(dāng)突如其來的水害或者火災(zāi)發(fā)生時(shí)，面對(duì)其他眾多礦工紛紛迅速撤離，密閉門操作工人仿佛聽到家人的召喚、切身感受到死神的威脅等。這些礦工的心理上處于嚴(yán)重的應(yīng)激狀態(tài)。這種情況下，要求他們頂著巨大的心理壓力，冒著生命危險(xiǎn)，在他人紛紛撤離的情況下，使用傳統(tǒng)上的效率緩慢、速度低下的人工關(guān)閉密閉門的方法來操作。這將對(duì)密閉門的作用大打折扣，甚至無(wú)法發(fā)揮其作用。

1 工業(yè)控制以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

干河礦2008年建設(shè)完成了調(diào)度信息化的主要系統(tǒng)，信息化工業(yè)環(huán)網(wǎng)使用的是天地常州科技有限公司生產(chǎn)的GEPON環(huán)網(wǎng)設(shè)備，在井下中央變電所、一采區(qū)變電所安裝環(huán)網(wǎng)設(shè)備。實(shí)現(xiàn)井下所有信息系統(tǒng)（數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻）的數(shù)據(jù)上傳。安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過井下這兩個(gè)環(huán)網(wǎng)接入點(diǎn)把井下各種監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、圖像等匯入主干網(wǎng)絡(luò)，集中高速送到地面各監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)。地面信息網(wǎng)使用杭州華三公司的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，每個(gè)工作場(chǎng)所都有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，保證網(wǎng)絡(luò)互連。

圖1 干河礦生產(chǎn)控制網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2 密閉門就地控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

干河煤礦的兩個(gè)密閉門現(xiàn)狀如下：（1）凈通過高度1.8米；（2）凈通過寬度2.0米；（3）最大耐壓值98KPa；（4）密閉門門扇為平鋼板、井字筋板、圈梁等組焊而成；（5）拉緊裝置為楔形滑塊楔緊；（6）門樞采用滾動(dòng)軸承支撐；（7）門框?yàn)椴垆摗⒐ぷ咒摻M合框架結(jié)構(gòu)。

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，設(shè)計(jì)一種新的礦用密閉門的控制裝置，其能夠在巷道內(nèi)突然出現(xiàn)大量涌水或者火災(zāi)時(shí)快速、可靠的關(guān)閉和打開密閉門。[2]

（a）密閉門門外 （b）密閉門門內(nèi)

圖2 密閉門實(shí)物照片

礦用密閉門的控制裝置，包括PLC控制器、開關(guān)門控制按鈕、門體控制裝置和門閂控制裝置、位置傳感器，所述密閉門包括門體、門框、設(shè)置在門體上的門閂和設(shè)置在門框上的門閂架，其特征是，所述開關(guān)門控制按鈕包括設(shè)置在密閉門門內(nèi)的門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕和設(shè)置在密閉門門外的門外開關(guān)門控制按鈕，所述門體控制裝置包括門體控制電磁閥、門體氣壓雙向鎖、門體驅(qū)動(dòng)氣缸，所述門閂控制裝置包括門閂控制電磁閥、門閂氣壓雙向鎖、門閂驅(qū)動(dòng)氣缸，所述位置傳感器包括門體開到位傳感器、門體關(guān)到位傳感器、門閂開到位傳感器和門閂關(guān)到位傳感器；所述PLC控制器分別與門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕、門外開關(guān)門控制按鈕、門體控制電磁閥、門閂控制電磁閥、門體開到位傳感器、門體關(guān)到位傳感器、門閂開到位傳感器和門閂關(guān)到位傳感器連接，所述門體控制電磁閥通過門體氣壓雙向鎖與門體驅(qū)動(dòng)氣缸連接，所述門閂控制電磁閥通過門閂氣壓雙向鎖與門閂驅(qū)動(dòng)氣缸連接；所述門體驅(qū)動(dòng)氣缸設(shè)置在密閉門門框上，所述門體開到位傳感器和門體關(guān)到位傳感器設(shè)置在門體驅(qū)動(dòng)氣缸上；所述門閂驅(qū)動(dòng)氣缸設(shè)置在門體上并與門閂連接。

還包括上位機(jī)，所述上位機(jī)設(shè)置在井上控制中心且通過通訊網(wǎng)路與PLC控制器連接。門體控制電磁閥包括開門控制電磁鐵和關(guān)門控制電磁鐵，所述開門控制電磁鐵和關(guān)門控制電磁鐵分別與PLC控制器連接。門閂控制電磁閥包括出閂控制電磁鐵和收閂控制電磁鐵，所述出閂控制電磁鐵和收閂控制電磁鐵分別與PLC控制器連接。門體通過門軸鉸鏈與門框連接。開關(guān)門控制按鈕設(shè)置在防爆開關(guān)按鈕箱體內(nèi)。（見圖3和表1）

圖3

3 密閉門自動(dòng)裝置的工作過程

當(dāng)?shù)V井巷道發(fā)生水災(zāi)需要關(guān)閉密閉門時(shí)，在井下按下門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕或者門外開關(guān)門控制按鈕，或者通過井上上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制向PLC控制器發(fā)出關(guān)門指令。PLC控制器接收到控制指令后控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得門閂收回，然后控制氣動(dòng)管路中的門體控制電磁閥使得門體在門體驅(qū)動(dòng)氣缸的作用下關(guān)閉。當(dāng)門體關(guān)到位傳感器檢測(cè)到門體運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，PLC控制器控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得閂伸出，從而完成密閉門的關(guān)閉工作。關(guān)閉密閉門后PLC控制器控制門體控制電磁閥和門閂控制電磁閥失電，密閉門會(huì)在門閂雙向氣壓鎖的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)需要開啟密閉門時(shí)，先按下門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕或者門外開關(guān)門控制按鈕，或者通過井上上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制向PLC控制器發(fā)出開門指令。PLC控制器接收到控制指令后控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得門閂收回，然后控制氣動(dòng)管路中的門體控制電磁閥使得門體在門體驅(qū)動(dòng)氣缸的作用下開啟。當(dāng)門體開到位傳感器檢測(cè)到門體運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，從而完成密閉門的開啟工作。開啟密閉門后PLC控制器控制門體控制電磁閥和門閂控制電磁閥失電，密閉門會(huì)在門體雙向氣壓鎖的作用下處于穩(wěn)定的開啟狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章設(shè)計(jì)的密閉門遠(yuǎn)程控制器的有益效果是，采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)一鍵關(guān)門操作，特別是在緊急狀態(tài)下顯得尤為必要，能為工人水災(zāi)或者火災(zāi)發(fā)生時(shí)，使得中央水泵房和中央變電所正常運(yùn)行更多的時(shí)間，為井下密閉門操作工人和其他礦工的撤離贏的寶貴的時(shí)間。本實(shí)用新型不僅能夠?qū)崿F(xiàn)井下工人或者是地面調(diào)度中心對(duì)井下密閉門的一鍵關(guān)閉，而且能夠在關(guān)閉之后自動(dòng)上好門閂并且保持其處于關(guān)閉自鎖狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在在井上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。對(duì)中央變電所、中央水泵房、采區(qū)變電所、采區(qū)水泵房的無(wú)人值守、事故后繼續(xù)發(fā)揮其原有功效有促進(jìn)作用和重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]朱高生，王忠賓.一種井下防水密閉門液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng)，2012（4）：46-47.

[2]李洋.林南倉(cāng)礦井下泵房防水密閉門自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2014（3）：156-157.endprint

摘 要：文章分析了密閉門正常運(yùn)行的重要作用，結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了對(duì)密閉門遠(yuǎn)程控制的控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了其工作過程。對(duì)中央變電所、中央水泵房、采區(qū)變電所、采區(qū)水泵房的無(wú)人值守、事故后繼續(xù)發(fā)揮其原有功效有促進(jìn)作用和重要意義。

關(guān)鍵詞：密閉門；遠(yuǎn)程控制；工業(yè)以太網(wǎng)；設(shè)計(jì)

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，安全生產(chǎn)被日益重視。目前，礦井水害頻發(fā)，給礦井安全生產(chǎn)、礦工的人身安全、國(guó)家和全社會(huì)的資產(chǎn)帶來了難以估量的損失。[1]

礦井中央變電所是礦井的電氣動(dòng)力的核心，擔(dān)負(fù)著極其重要的供電任務(wù)，尤其是發(fā)生水害之后。一旦礦井的中央變電所和中央水泵房被水淹沒，礦井下面大量的排水設(shè)施陷入無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)的境地。礦井中央變電所多堅(jiān)持工作1分鐘就能為礦工多贏得1分鐘的生還的機(jī)會(huì)。中央變電所的密閉門將是保障供電設(shè)施安全的最后一道屏障。可見密閉門的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)、迅速關(guān)閉特別是能夠遠(yuǎn)程地面上進(jìn)行關(guān)閉是極為重要的。

目前，礦井中所使用的密閉門大都無(wú)法在數(shù)秒內(nèi)完成關(guān)閉。典型的密閉門是在關(guān)閉之后，人工擰緊密閉門上的緊固螺栓然后依靠人工擊打楔子來實(shí)現(xiàn)密閉門對(duì)水的密封作用的持續(xù)性。實(shí)際上，當(dāng)突如其來的水害或者火災(zāi)發(fā)生時(shí)，面對(duì)其他眾多礦工紛紛迅速撤離，密閉門操作工人仿佛聽到家人的召喚、切身感受到死神的威脅等。這些礦工的心理上處于嚴(yán)重的應(yīng)激狀態(tài)。這種情況下，要求他們頂著巨大的心理壓力，冒著生命危險(xiǎn)，在他人紛紛撤離的情況下，使用傳統(tǒng)上的效率緩慢、速度低下的人工關(guān)閉密閉門的方法來操作。這將對(duì)密閉門的作用大打折扣，甚至無(wú)法發(fā)揮其作用。

1 工業(yè)控制以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

干河礦2008年建設(shè)完成了調(diào)度信息化的主要系統(tǒng)，信息化工業(yè)環(huán)網(wǎng)使用的是天地常州科技有限公司生產(chǎn)的GEPON環(huán)網(wǎng)設(shè)備，在井下中央變電所、一采區(qū)變電所安裝環(huán)網(wǎng)設(shè)備。實(shí)現(xiàn)井下所有信息系統(tǒng)（數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻）的數(shù)據(jù)上傳。安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過井下這兩個(gè)環(huán)網(wǎng)接入點(diǎn)把井下各種監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、圖像等匯入主干網(wǎng)絡(luò)，集中高速送到地面各監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)。地面信息網(wǎng)使用杭州華三公司的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，每個(gè)工作場(chǎng)所都有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，保證網(wǎng)絡(luò)互連。

圖1 干河礦生產(chǎn)控制網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2 密閉門就地控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

干河煤礦的兩個(gè)密閉門現(xiàn)狀如下：（1）凈通過高度1.8米；（2）凈通過寬度2.0米；（3）最大耐壓值98KPa；（4）密閉門門扇為平鋼板、井字筋板、圈梁等組焊而成；（5）拉緊裝置為楔形滑塊楔緊；（6）門樞采用滾動(dòng)軸承支撐；（7）門框?yàn)椴垆摗⒐ぷ咒摻M合框架結(jié)構(gòu)。

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，設(shè)計(jì)一種新的礦用密閉門的控制裝置，其能夠在巷道內(nèi)突然出現(xiàn)大量涌水或者火災(zāi)時(shí)快速、可靠的關(guān)閉和打開密閉門。[2]

（a）密閉門門外 （b）密閉門門內(nèi)

圖2 密閉門實(shí)物照片

礦用密閉門的控制裝置，包括PLC控制器、開關(guān)門控制按鈕、門體控制裝置和門閂控制裝置、位置傳感器，所述密閉門包括門體、門框、設(shè)置在門體上的門閂和設(shè)置在門框上的門閂架，其特征是，所述開關(guān)門控制按鈕包括設(shè)置在密閉門門內(nèi)的門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕和設(shè)置在密閉門門外的門外開關(guān)門控制按鈕，所述門體控制裝置包括門體控制電磁閥、門體氣壓雙向鎖、門體驅(qū)動(dòng)氣缸，所述門閂控制裝置包括門閂控制電磁閥、門閂氣壓雙向鎖、門閂驅(qū)動(dòng)氣缸，所述位置傳感器包括門體開到位傳感器、門體關(guān)到位傳感器、門閂開到位傳感器和門閂關(guān)到位傳感器；所述PLC控制器分別與門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕、門外開關(guān)門控制按鈕、門體控制電磁閥、門閂控制電磁閥、門體開到位傳感器、門體關(guān)到位傳感器、門閂開到位傳感器和門閂關(guān)到位傳感器連接，所述門體控制電磁閥通過門體氣壓雙向鎖與門體驅(qū)動(dòng)氣缸連接，所述門閂控制電磁閥通過門閂氣壓雙向鎖與門閂驅(qū)動(dòng)氣缸連接；所述門體驅(qū)動(dòng)氣缸設(shè)置在密閉門門框上，所述門體開到位傳感器和門體關(guān)到位傳感器設(shè)置在門體驅(qū)動(dòng)氣缸上；所述門閂驅(qū)動(dòng)氣缸設(shè)置在門體上并與門閂連接。

還包括上位機(jī)，所述上位機(jī)設(shè)置在井上控制中心且通過通訊網(wǎng)路與PLC控制器連接。門體控制電磁閥包括開門控制電磁鐵和關(guān)門控制電磁鐵，所述開門控制電磁鐵和關(guān)門控制電磁鐵分別與PLC控制器連接。門閂控制電磁閥包括出閂控制電磁鐵和收閂控制電磁鐵，所述出閂控制電磁鐵和收閂控制電磁鐵分別與PLC控制器連接。門體通過門軸鉸鏈與門框連接。開關(guān)門控制按鈕設(shè)置在防爆開關(guān)按鈕箱體內(nèi)。（見圖3和表1）

圖3

3 密閉門自動(dòng)裝置的工作過程

當(dāng)?shù)V井巷道發(fā)生水災(zāi)需要關(guān)閉密閉門時(shí)，在井下按下門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕或者門外開關(guān)門控制按鈕，或者通過井上上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制向PLC控制器發(fā)出關(guān)門指令。PLC控制器接收到控制指令后控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得門閂收回，然后控制氣動(dòng)管路中的門體控制電磁閥使得門體在門體驅(qū)動(dòng)氣缸的作用下關(guān)閉。當(dāng)門體關(guān)到位傳感器檢測(cè)到門體運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，PLC控制器控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得閂伸出，從而完成密閉門的關(guān)閉工作。關(guān)閉密閉門后PLC控制器控制門體控制電磁閥和門閂控制電磁閥失電，密閉門會(huì)在門閂雙向氣壓鎖的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)需要開啟密閉門時(shí)，先按下門內(nèi)開關(guān)門控制按鈕或者門外開關(guān)門控制按鈕，或者通過井上上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制向PLC控制器發(fā)出開門指令。PLC控制器接收到控制指令后控制氣動(dòng)管路中的門閂控制電磁閥使得門閂收回，然后控制氣動(dòng)管路中的門體控制電磁閥使得門體在門體驅(qū)動(dòng)氣缸的作用下開啟。當(dāng)門體開到位傳感器檢測(cè)到門體運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，從而完成密閉門的開啟工作。開啟密閉門后PLC控制器控制門體控制電磁閥和門閂控制電磁閥失電，密閉門會(huì)在門體雙向氣壓鎖的作用下處于穩(wěn)定的開啟狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章設(shè)計(jì)的密閉門遠(yuǎn)程控制器的有益效果是，采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)一鍵關(guān)門操作，特別是在緊急狀態(tài)下顯得尤為必要，能為工人水災(zāi)或者火災(zāi)發(fā)生時(shí)，使得中央水泵房和中央變電所正常運(yùn)行更多的時(shí)間，為井下密閉門操作工人和其他礦工的撤離贏的寶貴的時(shí)間。本實(shí)用新型不僅能夠?qū)崿F(xiàn)井下工人或者是地面調(diào)度中心對(duì)井下密閉門的一鍵關(guān)閉，而且能夠在關(guān)閉之后自動(dòng)上好門閂并且保持其處于關(guān)閉自鎖狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在在井上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。對(duì)中央變電所、中央水泵房、采區(qū)變電所、采區(qū)水泵房的無(wú)人值守、事故后繼續(xù)發(fā)揮其原有功效有促進(jìn)作用和重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]朱高生，王忠賓.一種井下防水密閉門液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng)，2012（4）：46-47.

[2]李洋.林南倉(cāng)礦井下泵房防水密閉門自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2014（3）：156-157.endprint