煤矿通风方法技术领域
本发明属于煤矿领域，特别涉及一种煤矿通风方法。
背景技术
矿井通风方法是矿井安全生产的重要组成部分，矿井通风方法能否正常工作与矿井内工
作环境条件、生产效率、安全生产密切相关，在巷道进行掘进作业的过程中，巷道内的瓦斯
浓度、粉尘浓度可能超标；同时随着综掘巷道向前推进、通风方法的抽压风量配比、除尘器
的负载状态等参数会发生改变。以上这些隐患随时都可能引发安全事故。目前井下通风方法
一般都使用普通电机，一旦投入运行，风机就以额定风量和风压运行。这种通风方法时常不
能合理控制瓦斯的排出量，可能导致局部区段瓦斯超限，带来不安全因素，且风机一直额定
运行，耗能巨大。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种煤矿通风方法。
一种煤矿通风方法，包括以下步骤：
S100：通过RS232接口将设置于井上的控制器与设置于井下不同区域的多个子站通讯连
接，所述控制器采用一主一备设置，当主机发生故障时，系统自动切换至备用机；
S200：在子站所属区域内不同位置处安装多个检测单元和多台风机；
S300：将各风机分别通过变频器与一整流器连接，整流器经过熔断和真空接触器与高压
进线连接，各变频器通过PROFIBUS-DP现场总线与PLC连接；
S400：PLC接收所述检测单元检测到的子站内的温度、湿度、氧浓度、和瓦斯浓度值，
PLC根据各检测单元检测到的信号，设定风机转速，将各风机的设定转速发送至对应变频器；
S500：变频器接收安装于风机上的转速传感器所检测到的风机的实际转速，将实际转速
与设定转速进行比较，根据比较结果调整变频器输出电压，使得实际转速等于设定转速。
本发明的有益效果是：瓦斯、风速、温度传感器与PLC连接，PLC可根据瓦斯浓度进行
风量调节，即可以保证对掘进面的供风量，又实现了节能，大大提高了系统效率；变频系统
采用一台整流器拖动多台变频器的“一拖多”方式，减少了整流器的数目，降低了系统费用；
设置了备用柴油发电机，使得矿井下能够实时有风机工作送风，保证了矿井下工作人员的安
全。
附图说明
图1是本发明通风系统的结构示意图；
图2是本发明控制器的结构示意图；
图3是本发明子站的结构示意图；
图4是本发明检测单元的结构示意图；
图5是本发明电磁干扰保护器的结构示意图；
图6是本发明通风方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体
实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图
中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
如图1所示，本发明的通风方法包括设置井上的控制器，所述控制器分别与网络服务器、
监视屏、数据库和RS232接口连接，控制器通过RS232接口与设置在井下的数个区域的子站
通讯，每一区域子站对安装在对应区域内的各个设备进行监测控制，并将监测的信息通过对
应的网络传送至所述控制器，所述监视屏显示监测的信息。井上控制器动态模拟显示监测信
息，当监测数据超限时能自动报警并记录报警事件。数据库服务器能根据设置记录周期将数
据存储到数据库，数据采用动态存储技术，数据库采用SQL海量数据库。如图2所示，控制
器采用一主一备设置，当主机发生故障时，系统自动切换至备用机。
请参阅图3，各子站内包括多台风机，风机分别负责子站区域内不同位置的井下通风，
各台风机分别通过变频器与一整流器连接，整流器经过熔断和真空接触器与高压进线连接，
整流器负责将交流电变换为直流，变频器负责驱动风机按照设定的转速运行，各风机上设置
有转速传感器，转速传感器用于检测风机转速，转速传感器的检测信号发送至PLC和变频器，
所述PLC通过电磁干扰保护器与设置于子站不同位置处的检测单元连接，各检测单元用于检
测子站内的温度、湿度、氧浓度、瓦斯浓度等，PLC根据各检测单元检测到的信号，设定风
机转速，使得区域内的温度、湿度、氧浓度保持在最佳状态，保证区域内瓦斯浓度不超标。
所述PLC与各变频器连接，将设定的风机转速发送至变频器，变频器根据设定转速调整输出
电压，使得风机转速达到设定转速。为了保证井下供电的不中断，在各子站内还设置了柴油
发电机，柴油发电机的输出端与PLC的UPS电源连接，UPS电源负责为PLC提供电能，PLC的
一输出端与柴油发电机的控制端连接，当PLC接收到检测单元检测到的断电信号后，PLC启
动柴油发电机发电，所述UPS电源还与高压进线连接，正常情况下UPS电源由高压进线供电。
进一步的，子站中还设置有触摸屏(图中未示出)触摸屏可以实时显示视频监控图像、各检
测单元检测检测值，通过触摸屏也可以设定PLC参数等。
如图4所示，所述检测单元安装于井下不同的区域，例如可以在巷道内每隔100米安装
一个，检测单元包括瓦斯传感器、温度传感器、湿度传感器、氧气浓度传感器和风速传感器，
瓦斯浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、氧气浓度传感器和风速传感器所检测到的瓦斯
浓度信号、温度信号、氧浓度、风速和湿度信号，分别经过A/D变换器后送入DSP控制模块，
监控摄像机用于采集所在区域内的图像信号，图像经过编码器编码后送入DSP控制模块，断
电检测模块用于检测是否发生断电，DSP控制模块通过第一通信模块与PLC连接，通过第一
通信模块将瓦斯浓度信号、温度信号、氧浓度、风速、湿度信和断电信号发送至PLC，PLC根
据这些传感器的检测信号控制各风机运行；DSP控制模块还与对讲模块和报警模块连接，检
测单元通过第二通讯模块与所述触摸屏连接，将监控摄像机所采集的图像发送至触摸屏显示，
通过对讲模块可以实现与子站的对讲，DSP控制模块的存储模块内存储有瓦斯浓度的报警阈
值，当检测到的瓦斯浓度超过报警阈值后，DSP控制模块驱动声光报警模块发出报警，时钟
模块为检测单元提供工作所需的时钟信号。
如图5所示，所述电磁干扰保护器包括：依次连接的放电管、共模扼流线圈、瞬变电压
抑制器阵列和储能模块，电磁干扰保护器用于防护采矿作业时对所述检测单元检测信号的脉
冲干扰、浪涌干扰、电磁辐射干扰以及静电干扰。其中，所述放电管在电磁干扰保护器中用
于进行高压保护；所述共模扼流圈用于过滤共模的电磁干扰信号；所述瞬变电压抑制器
(Transient Voltage Suppressor，TVS)阵列用于防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲，如
静电放电效应、交流电源的浪涌电流及开关电源的噪音所导致的失灵；所述储能模块包括电
感与储能电容，当脉冲群干扰、浪涌干扰产生时，通过储能模块将干扰产生的电流限制在800mA
以下。
本发明中PLC通过现场总线与风机各变频器进行通讯；所述现场总线采用PROFIBUS-DP
现场总线；PLC采用西门子300系列CPU315-2PNDP，以保证整个系统高效、可靠的运行，PLC
的I/O模块采用西门子ET200M离散型模块化分布式I/O模块，其防护等级为IP20，ET200M
分布式I/O包括下述元件：接口模块IM 151，电源模块，输入/输出模板和终端模块。触摸
屏使用SIEMENS高性价比TP177B面板，SIMATICTP177B面板是一款新颖的人机界面设备。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明
的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受
上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情
况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，
或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实
质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范
围内。