風門全自動控制裝置通過 “動力 - 控制 - 執行 - 監測" 的閉環系統，實現風門啟閉的自動化與安全互鎖，其本質是將通風安全規程轉化為機械與電子邏輯，從技術層面杜絕人為操作失誤導致的風流短路風險，是煤礦 “一通三防" 管理的關鍵硬件保障。

一、 風門全自動控制裝置工作原理：以 “互鎖邏輯" 為核心的自動化控制

1. 基本控制邏輯

• 動力驅動：利用氣動（壓縮空氣）或電動（電機）作為動力源，推動風門啟閉；

• 傳感器觸發：通過紅外感應、接近開關或 RFID 識別車輛 / 人員到來，發送開啟信號；

• 互鎖控制：當一道風門開啟時，通過機械鎖止或氣路 / 電路閉鎖另一道風門，防止同時開啟；

• 自動復位：人員 / 車輛通過后，傳感器信號消失，動力系統驅動風門自動關閉并閉鎖。

2. 氣動式與電動式原理差異

二、系統構成：五大核心模塊協同工作

1. 動力系統：提供啟閉動力

• 氣動系統：

• 空氣壓縮機：提供 0.4-0.8MPa 壓縮空氣，通過主氣管路輸送至風門；

• 氣缸：活塞式或薄膜式氣缸，將氣壓能轉化為機械能推動風門軸轉動；

• 輔助元件：過濾器（除水濾塵）、減壓閥（穩定氣壓）、油霧器（氣缸潤滑）。

• 電動系統：

• 防爆電機：通常為三相異步電機，配減速箱降低轉速、增大扭矩；

• 傳動機構：鏈條、齒輪或絲杠螺母，將電機旋轉運動轉化為風門平移或旋轉動作。

2. 控制單元：邏輯處理與信號傳輸

• PLC 控制器：接收傳感器信號，執行互鎖邏輯程序，輸出控制信號至電磁閥或電機驅動器；

• 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：就地控制風門開啟 / 關閉的急停按鈕，帶手動 / 自動模式切換開關。

3. 執行機構：實現風門啟閉與閉鎖

• 風門本體：

• 門板：鋼制或高強度復合材料，厚度 50-100mm，邊緣帶密封膠條防止漏風；

• 門框：焊接式鋼結構，固定于巷道壁，配軸承座支撐風門軸。

• 閉鎖裝置：

• 機械鎖：連桿式或插銷式，當一道風門開啟時，機械連桿卡住另一道風門門框；

• 氣動鎖：氣缸驅動的鎖舌，插入風門卡槽實現閉鎖，氣路故障時可手動解鎖；

• 電磁鎖：電動式風門常用，通電時產生磁力鎖住風門，斷電時釋放（常閉型設計）。

4. 傳感與監測系統：觸發與反饋信號

• 信號輸入傳感器：

• 紅外傳感器：發射紅外光束，人員 / 車輛遮擋時觸發風門開啟；

• 接近開關：檢測礦車金屬部件靠近，通過磁場變化觸發信號；

• 位置傳感器：安裝于風門軸，實時監測風門開閉狀態（全開 / 半開 / 關閉）。

• 信號輸出裝置：

• 聲光報警器：風門開啟時發出警示音和燈光，提醒人員注意；

• 狀態指示燈：控制箱面板顯示風門位置（綠色 = 關閉，紅色 = 開啟）。

5. 安全與輔助部件：保障系統可靠性

• 手動解鎖機構：氣壓 / 電源故障時，通過手輪或扳手強制解鎖閉鎖裝置，手動推開風門；

• 應急通風裝置：風門上方設百葉窗式應急風窗，故障時手動打開維持風流；

• 壓力監測表：顯示氣路氣壓，低于 0.3MPa 時自動報警；

• 防塵防水組件：氣路接頭密封圈、控制箱防水膠條，適應井下潮濕多塵環境。

三、典型系統工作流程（以氣動式為例）

1. 觸發階段：礦車接近，紅外傳感器發送信號至 PLC；

2. 控制階段：PLC 確認另一道風門處于關閉狀態，輸出信號打開對應電磁閥；

3. 執行階段：壓縮空氣進入氣缸，推動活塞開啟風門，同時機械連桿鎖住另一道風門；

4. 復位階段：礦車通過后，傳感器信號消失，PLC 延遲 5-10 秒關閉電磁閥，氣缸復位彈簧拉動風門關閉，機械鎖解除，系統回到初始狀態。

四、關鍵技術要點

• 防爆設計：井下設備需通過煤礦安全認證（MA 標志），控制箱、電機等為隔爆型；

• 冗余設計：重要風門配備雙傳感器、雙氣缸，防止單一元件故障導致系統失效；

• 抗干擾能力：傳感器采用防粉塵遮擋設計，控制線路加屏蔽層，避免電磁干擾。