井下風門自動控制系統結構組成
主要由兩道單式風門、一套機械閉鎖裝置、一套 PLC 電控箱、一臺防爆液壓站及高壓管、兩套風門驅動裝置( 液壓缸傳動機構) 、六套光敏傳感器、四套位置傳感器和礦用低壓饋電開關等組成。光敏傳感器安裝于風門兩側，用于檢測人或車輛通過信號; 位置傳感器安裝于風門框架上部，用于檢測風門的開、閉位置; 風門的開閉由液壓缸傳動驅動。圖 1 為風門自動控制系統安裝示意圖。
1． 2 設備與傳感器選型
1)控制器件選用西門子 S7-200 系列的可編程控制器，為 14 輸入/10 繼電器輸出型 PLC。
2)驅動裝置主要用于做直線往復運動，選擇液壓推動裝置。
3)傳感器選型。風門到位信號裝置采用干簧管風門傳感器檢測，此傳感器由內裝干簧管電路并帶引出電纜的感應部和內裝永久磁鐵的磁鐵部兩部分組成，當門扇被打開時，感應部內的干簧管遠離磁鐵而斷開; 當門扇被關閉時，干簧管接近磁鐵而吸合。其輸出為無源開關量信號，用于 PLC 控制系統信號穩定可靠。用于檢測行人與過車信號的傳感器選用脈沖光源式光敏傳感器繼電器輸出型。
風門自動控制系統PLC主控箱
該風門自動控制系統的兩道風門由同一臺可編程控制器( PLC) 控制，互為閉鎖，不會造成風流短路; PLC 主控箱由西門子 S7-200PLC、24 VDC本質安全型電源( 2 個) 和 24 V 繼電器( 6 個) 組成。
PLC 端子定義說明: A 門開到位 I04、A 門關到位 I05、A 門外傳感器 I10、I00、A 門內傳感器 I01、B 門開到位 I06、B 門關到位 I07、B 門外傳感器 I11、 I02、B 門內傳感器 I03 這些信號由 PLC 的輸入端檢測。PLC 輸入、輸出端子定義表見表 1。
繼電器信號來自 PLC 輸出端，其 Q00、Q01 控制 A 門的開啟和關閉，Q02、Q03 控制的 B 門開啟和關閉，繼電器 Q04、Q05 控制泵站電動機的啟動和停止。
風門自動控制系統實現的原理
風門兩端的巷道壁上分別安裝光敏傳感器，在風門的兩端形成檢測線，當行人或車輛由巷道的任一方向進入時，傳感器自動檢測并為控制設備提供信號，其前后兩道風門應相互閉鎖，不能同時打開，以避免串風。每道風門外側各安裝兩個光敏傳感器，最外側傳感器安裝在距風門外 10 m 處，感應到人或者車輛通過時啟動液壓電動機，另外一個光敏傳感器安裝在距風門外 5 m 處，是感應人或者車輛通過時啟動風門液壓推桿，風門打開，兩道風門中間靠近風門 3 m 處各安裝一個傳感器，感應從不同方向通過后才能關門或者開啟。
根據煤礦井下風門工作環境的特定要求，以 A 門到 B 門為例，其中 B 門是否關閉到位，作為下一道風門開啟的必要條件，由圖 2 所示，即便 A 門光敏傳感器有信號輸入，但 B 門還未完全關閉到位時，A 門是無法開啟，因為 A 門和 B 門是電氣與機械相互閉鎖的，只有 B 門完全關到位的狀態下，閉鎖關系才能夠解除。
在有人或車輛經過 I10 時，系統發出開泵信號，經過 I00 時，電磁閥動作，液壓推桿推動 A 風門開，當風門開到位后，開到位裝置 I04 感應信號起 10 s 且必須經過 I01 后 A 門自動關閉，這期間如 I01 還有信號經過時，風門會一直處于開門狀態，10 s 自動清零從新計時，直到沒有信號時液壓推桿動作將 A 風門關閉，關到位裝置 I05 感應后確認風門已關到位，從 I01 至 I03 之間有10 s 延時，繼續行至 I03 時，
B 門液壓推桿推動開門，從 I03 到 I02 的執行過程與 I00 至 I01 一樣，經過 I02 后風門關閉到位，系統完成整個過程。
如果需要在風門中間工作時，即經過 I01 后10 s 內 I03 都沒有感應到信號時，A 門會自動關門但 B 門不會開啟，工作完畢后經過 I01 時，A 門會自動開啟，經過 I03 時，B 門會自動開啟，以避免人員被關在兩道風門中間的可能。
風門自動控制系統主要特點
1)該系統在全自動控制狀態下，車輛及人員通過時風門自動打開，車輛或人員經過后自動關閉，無需人力開啟，方便實用; 在人工狀態下，可通過手動開關實現。
2)兩道風門之間相互閉鎖，完全避免兩道門同 時打開的情況，以避免串風。每道風門均采用了反風設計，保證了在停電情況下可依靠人力開、閉風
門。
3) 具備應急解除閉鎖功能，在停電或者特殊情況下，可解除兩道風門的閉鎖，使兩套風門全部鎖定在打開狀態。
5 結語
井下風門自動控制系統已在千秋煤礦井下巷道中得到了成功的應用，此系統的投入運行將有效地增強通風的穩定性和高可靠性，解決了開啟費力、風門傷人等問題，大大降低行人、行車、運輸時職工的勞動強度，對安全生產起到了保障作用，有效地提高了礦井運輸效率和生產自動化程度。同時，該套系統成本較低，約 4 萬元，并經久耐用、安全可靠。
