風(fēng)門全自動(dòng)控制裝置通過 “動(dòng)力 - 控制 - 執(zhí)行 - 監(jiān)測" 的閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門啟閉的自動(dòng)化與安全互鎖，其本質(zhì)是將通風(fēng)安全規(guī)程轉(zhuǎn)化為機(jī)械與電子邏輯，從技術(shù)層面杜絕人為操作失誤導(dǎo)致的風(fēng)流短路風(fēng)險(xiǎn)，是煤礦 “一通三防" 管理的關(guān)鍵硬件保障。

一、 風(fēng)門全自動(dòng)控制裝置工作原理：以 “互鎖邏輯" 為核心的自動(dòng)化控制

1. 基本控制邏輯

• 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)：利用氣動(dòng)（壓縮空氣）或電動(dòng)（電機(jī)）作為動(dòng)力源，推動(dòng)風(fēng)門啟閉；

• 傳感器觸發(fā)：通過紅外感應(yīng)、接近開關(guān)或 RFID 識(shí)別車輛 / 人員到來，發(fā)送開啟信號(hào)；

• 互鎖控制：當(dāng)一道風(fēng)門開啟時(shí)，通過機(jī)械鎖止或氣路 / 電路閉鎖另一道風(fēng)門，防止同時(shí)開啟；

• 自動(dòng)復(fù)位：人員 / 車輛通過后，傳感器信號(hào)消失，動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)門自動(dòng)關(guān)閉并閉鎖。

2. 氣動(dòng)式與電動(dòng)式原理差異

二、系統(tǒng)構(gòu)成：五大核心模塊協(xié)同工作

1. 動(dòng)力系統(tǒng)：提供啟閉動(dòng)力

• 氣動(dòng)系統(tǒng)：

• 空氣壓縮機(jī)：提供 0.4-0.8MPa 壓縮空氣，通過主氣管路輸送至風(fēng)門；

• 氣缸：活塞式或薄膜式氣缸，將氣壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能推動(dòng)風(fēng)門軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

• 輔助元件：過濾器（除水濾塵）、減壓閥（穩(wěn)定氣壓）、油霧器（氣缸潤滑）。

• 電動(dòng)系統(tǒng)：

• 防爆電機(jī)：通常為三相異步電機(jī)，配減速箱降低轉(zhuǎn)速、增大扭矩；

• 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：鏈條、齒輪或絲杠螺母，將電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為風(fēng)門平移或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。

2. 控制單元：邏輯處理與信號(hào)傳輸

• PLC 控制器：接收傳感器信號(hào)，執(zhí)行互鎖邏輯程序，輸出控制信號(hào)至電磁閥或電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

• 防爆控制箱：集成 PLC、繼電器、電源模塊，具備防水、防塵、防爆功能（符合 Ex d I 防爆等級）；

• 操作按鈕：就地控制風(fēng)門開啟 / 關(guān)閉的急停按鈕，帶手動(dòng) / 自動(dòng)模式切換開關(guān)。

3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)風(fēng)門啟閉與閉鎖

• 風(fēng)門本體：

• 門板：鋼制或高強(qiáng)度復(fù)合材料，厚度 50-100mm，邊緣帶密封膠條防止漏風(fēng)；

• 門框：焊接式鋼結(jié)構(gòu)，固定于巷道壁，配軸承座支撐風(fēng)門軸。

• 閉鎖裝置：

• 機(jī)械鎖：連桿式或插銷式，當(dāng)一道風(fēng)門開啟時(shí)，機(jī)械連桿卡住另一道風(fēng)門門框；

• 氣動(dòng)鎖：氣缸驅(qū)動(dòng)的鎖舌，插入風(fēng)門卡槽實(shí)現(xiàn)閉鎖，氣路故障時(shí)可手動(dòng)解鎖；

• 電磁鎖：電動(dòng)式風(fēng)門常用，通電時(shí)產(chǎn)生磁力鎖住風(fēng)門，斷電時(shí)釋放（常閉型設(shè)計(jì)）。

4. 傳感與監(jiān)測系統(tǒng)：觸發(fā)與反饋信號(hào)

• 信號(hào)輸入傳感器：

• 紅外傳感器：發(fā)射紅外光束，人員 / 車輛遮擋時(shí)觸發(fā)風(fēng)門開啟；

• 接近開關(guān)：檢測礦車金屬部件靠近，通過磁場變化觸發(fā)信號(hào)；

• 位置傳感器：安裝于風(fēng)門軸，實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)門開閉狀態(tài)（全開 / 半開 / 關(guān)閉）。

• 信號(hào)輸出裝置：

• 聲光報(bào)警器：風(fēng)門開啟時(shí)發(fā)出警示音和燈光，提醒人員注意；

• 狀態(tài)指示燈：控制箱面板顯示風(fēng)門位置（綠色 = 關(guān)閉，紅色 = 開啟）。

5. 安全與輔助部件：保障系統(tǒng)可靠性

• 手動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)：氣壓 / 電源故障時(shí)，通過手輪或扳手強(qiáng)制解鎖閉鎖裝置，手動(dòng)推開風(fēng)門；

• 應(yīng)急通風(fēng)裝置：風(fēng)門上方設(shè)百葉窗式應(yīng)急風(fēng)窗，故障時(shí)手動(dòng)打開維持風(fēng)流；

• 壓力監(jiān)測表：顯示氣路氣壓，低于 0.3MPa 時(shí)自動(dòng)報(bào)警；

• 防塵防水組件：氣路接頭密封圈、控制箱防水膠條，適應(yīng)井下潮濕多塵環(huán)境。

三、典型系統(tǒng)工作流程（以氣動(dòng)式為例）

1. 觸發(fā)階段：礦車接近，紅外傳感器發(fā)送信號(hào)至 PLC；

2. 控制階段：PLC 確認(rèn)另一道風(fēng)門處于關(guān)閉狀態(tài)，輸出信號(hào)打開對應(yīng)電磁閥；

3. 執(zhí)行階段：壓縮空氣進(jìn)入氣缸，推動(dòng)活塞開啟風(fēng)門，同時(shí)機(jī)械連桿鎖住另一道風(fēng)門；

4. 復(fù)位階段：礦車通過后，傳感器信號(hào)消失，PLC 延遲 5-10 秒關(guān)閉電磁閥，氣缸復(fù)位彈簧拉動(dòng)風(fēng)門關(guān)閉，機(jī)械鎖解除，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。

四、關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

• 防爆設(shè)計(jì)：井下設(shè)備需通過煤礦安全認(rèn)證（MA 標(biāo)志），控制箱、電機(jī)等為隔爆型；

• 冗余設(shè)計(jì)：重要風(fēng)門配備雙傳感器、雙氣缸，防止單一元件故障導(dǎo)致系統(tǒng)失效；

• 抗干擾能力：傳感器采用防粉塵遮擋設(shè)計(jì)，控制線路加屏蔽層，避免電磁干擾。