PLC矿井通风机控制系统.docx

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PLC矿井通风机控制系统

一、简介

通风机是煤矿的四大固定设备之一，它担负着向井下输送心想空气，排出粉尘和污浊气流的重任，具有矿井“肺腑”之称。

矿井通风控制是井下采、掘行业必不可少的环节，特别是在瓦斯浓度要求严格的作业面，井内的通风状态以及瓦斯气体含量对工作人员来说非常重要。

因此，矿井通风的控制具有重要的理论意义与实际意义，近年来受到格外关注。

1.存在的问题

所谓通风控制，主要是针对矿井风流的控制，通过对通风机进行调速来控制风流状态。

在通常状况下，井下环境恶劣且风流压力受各种扰动影响而变化无常、难以把握。

原先用人工进行通风控制，由于无法每时每刻对矿井的风量进行准确的定位监测，很难准确控制风机的启停；并且出现故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。

以往通风控制系统中有很大一部分通风电机是不变速拖动，不变速电机的电能大多消耗在适应风量的变化而频繁的开停风机中，这样不但使电机工作在低效区、减短电机的使用寿命，而且电机的频繁开停使设备故障率很高，系统的维护、维修工作量较大；另一方面，由于风量的随机性，所使用的风量是动态的，采用传统方法难以保证通风的实时性。

从整体最优目标要求出发，这些因素必须在控制设计中加以考虑，这就需要寻找并应用行之有效的理论，从而来满足这些要求使设计变得简单易行。

针对以上提出的问题，本文采用自动化控制对整个矿井通风系统进行改进，将所关心区域主风流作为当前状态，井下环境干扰作为外部扰动输入，通风机输出功率作为控制输入，并考虑实际上瓦斯浓度、风流流速检测滞后的基础上，应用控制理论与技术解决这类矿井通风控制问题，在整体上求得技术与经济的最佳效益。

2.国内外研究状况

矿井通风系统分析技术现状，煤矿通风系统是保障安全生产的基础，同时又受制于煤层地质条件及由此形成的矿山井巷系统的特点。

近年来煤矿扩能及生产的集约化成为了普遍的趋势，矿井装备水平迅速提高系统有了明显的简化。

但是现在仍有大量开采多年的老矿系统极为复杂，大量新井产能的高度集中造成了系统新的隐患，矿井在日常生产中所遵从的分区通风格局抗灾能力不足，在强烈的扰动面前有可能形成严重的风流紊乱因而需要有预先的判断和分析。

矿井主扇和通风构筑物作为矿井通风系统的重要构成部分其参数选取、布局、可靠性等均对系统的合理运行起着重要的作用。

因此矿井通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析对于防止通风瓦斯及煤层自燃等意外的出现，对于矿井预防处理，通风瓦斯意外及灾变的能力对于提高矿井安全管理水平均有着重要的作用。

我国煤矿的重、特大瓦斯事故所造成的井下人员大量伤亡均源于通风系统抗灾能力不足，致使正常生产时的分区通风在瓦斯爆炸条件下受到破坏爆炸气体进入了爆源以外的广泛区域使其他通风分区乃至全矿井下的人员中毒死亡。

研究瓦斯爆炸对分区通风的破坏机理，对瓦斯爆炸条件下通风系统的抗灾能力予以定量评价和分级研究。

灾变条件下维持分区通风的条件和相应措施对于提高通风网络的抗灾能力有着现实的意义。

煤矿安全规程对煤矿通风有严格的要求和限制特别在高突矿井明确禁止使用串联通风。

因此，以各采掘工作面为核心的分区通风成为了煤矿通风的基本规定和实践。

在矿井灾变条件下，维持正常分区通风的能力是评价矿井通风系统抗灾能力的基本考虑因素。

除巷道布置这一重要但难以调整的因素之外，分区通风及风量分配调节主要依靠于风门、风窗等通风设施的应用其类型、数量、分布上的合理性是影响通风系统合理性的基本因素扇风机及通风构筑物受矿井生产活动及灾变影响而失去原定功能时，矿井通风维持在合理水平上的能力则是通风系统可靠性的重要标志。

矿井通风是一个古老的技术领域，但对灾变条件下维持分区通风的相关技术、特别对于瓦斯爆炸与通风系统的相互作用缺乏必要的理论与实验研究。

我国瓦斯爆炸频发许多爆炸力学工作者对气相爆轰进行过深入研究瓦斯爆炸方面的文献十分丰富，但现有的成果与煤矿井下的实际尚有较大差距，如井下特有的结构设施、巷道特征等等研究。

煤矿井下结构设施与瓦斯爆轰波及冲击波相互作用的成果较少井下通风设施抗爆强度的理论研究基本是空白，现有的文献多限于事故现象的简单描述。

深入系统地研究煤矿井下瓦斯燃爆的物理机制，及其灾害效应对于正确评价分析煤矿预防瓦斯爆炸安全等级、科学地改进井下通风设施和巷道布置，具有极其重要的学术价值和实际意义。

在此基础上模拟了氢氧燃烧驱动的破膜过程以及破膜前后压缩波、稀疏波对火焰阵面的影响。

同时，也研究了瓦斯爆炸过程中压力波、火焰与障碍物的相互作用。

近几年国内学者开展了瓦斯煤尘爆炸机理、传播规律及防治对策的研究工作同时也揭示了瓦斯爆炸火焰的结构特征及其影响因素，揭示了瓦斯爆炸过程中爆炸波的特征参数变化规律及其影响因素，开展了壁面热效应对瓦斯爆炸传播规律影响作用的实验研究，建立管内瓦斯爆炸能量平衡方程。

通过理论分析、数值模拟和实验研究煤矿井下巷道条件对瓦斯爆炸及其冲击波衰减的影响规律，研究各种通风设施结构与爆轰波、冲击波的相互作用，研究各种通风设施结构在冲击波载荷下的破坏过程和极限强度将能够对矿井分区通风的抗灾能力对矿井通风系统的合理性、可靠性及抗灾能力予以定量的评价和分级这些都是当前该研究领域的前沿课题。

3.解决方案拟定

本设计方案将PLC与变频器结合在一起组成自动化的通风控制系统，更好的优化了传统的通风系统，解决了传统系统中能耗大、通风质量差等诸多问题，它用PLC进行逻辑控制，用变频器对电机速度进行调节，自动控制电机转速，在保持恒压状况下，达到控制风量的目的。

系统通过瓦斯传感器检测瓦斯浓度和压力传感器检测的负压，经变送器转换后，送到PLC进行比较、判断，将控制信号送给变频器，从而控制通风电机的转速，使之实现最优控制。

系统应具有“变频/工频”切换功能，当变频器出现故障或电机需要长期在工频状态下运行时，可将电机切换到工频状态，有手动和自动切换2种方式，同时还有手动“启/停”功能、电机过热保护、声光报警等功能，提高了系统可靠性。

二.通风机的控制及方案设计

1.系统的结构

系统的结构框架如图1所示，整个控制系统主要由PLC、变频器、瓦斯传感器、压力传感器、电机组、通风机组等组成，该系统主控单元采用PLC，被控元件为变频运行的通风电

主系统的结构框架如图1所示，整个控制系统主要由PLC、变频器、瓦斯传感器、压力传感器、电机组、通风机组等组成，该系统主控单元采用PLC，被控元件为变频运行的通风电机，主控参数为瓦斯浓度。

工频/变频

声光报警

变送器

通风机

plc

手动/自动

2. 系统的控制原理 

通过安装在矿井内部的瓦斯传感器和压力传感器，将信号传给变送器变成标准电信号送入PID调节器，经运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数送给变频器，由变频器控制风机电机的转速.。

系统工作主电路如图2所示，当系统切换到自动状态时，根据检测到矿井内负压的大小，首先控制通风电机M1软启动，变频运转并随时检测其数值，如果得到设定值，系统将处于当前状态恒速运行。

否则频率上升到50Hz，M1工频运行，如果还未得到设定值，系统软启动M2电机，变频运行并无冲击切换到工频电源，直到矿井内负压达到设定值为止，实现通风电机循环软起动。

当所需负压减小时，M2电机转速逐渐下降到某一个设定低速值，如井内负压仍高于设定值， 然后停止该台电机运转。

停止一台电机后，如果仍高于设定值，系统将M1电机由工频切换为变频运行，以此实现通风电机循环运行，直到压力等于设定值。

M3做备用电机，当M1或M2发生故障，以及需要维修和紧急情况时，通过启用M3电机来达到正常工作的目的。

图2系统工作主电路图

控制系统用一台变频器可以带两台电机，M1、M2、M3电机可以工作在常规工频模式，M1、M2可以工作在变频模式。

每台电机只能处于变频或工频其中一种工作模式，通过PLC的程序和外部接触器进行互锁，保证了安全与可靠的运行。

利用安置在矿井内部的传感器将信号传输到变送器，转换成数字信号，再传送给PLC，数值在PLC内部进行比较后，控制变频器从而对电机的速度控制。

电机的起、停分别由PLC内部参数所决定。

根据所需负压的大小由PLC控制工作组电机数量的增减及变频器对电机的调速，实现稳定的负压值[1]。

采用变频器控制通风电机的转速，并自动调节风机的运行台数，完成系统的闭环控制，达到稳定的负压和节能的目的。

系统任意设定所需负压值，其反馈值通过PID调节后控制调速装置，以调节通风电机的运行速度，从而调节井内的瓦斯浓度。

这与传统的手动控制相比，该控制系统具有通风质量高、灵活性强、能耗少、电动机启/停平稳等许多优点。

3.系统的运行方式

该系统包括自动和手动两种运行方式：

（1）手动运行 

该系统设有“手动/自动”转换开关。

当开关切换到“手动”时，可在现场启动、停止各台通风电机。

当变送器或变频器发生故障时，为确保通风可靠，三台通风电机可分别采取手动工频运行，该方式主要供检修或变送器和变频器发生故障以及紧急时用。

（2）自动运行 

当转换开关转至“自动”状态时，电机的“启/停”及“变频/工频”切换，完全由PLC根据矿井内通风状况及程序内部的设定自动调整，最终达到现场无人值守、系统本身全自动运行。

合上自动开关后，M1通风电机通电，变频器输出频率从0Hz上升，同时PLC接收传感器的信号，经运算与给定参数进行比较，控制变频器调节电机转速，如果风量不足，则频率上升到50Hz，M1由变频切换为工频，M2电机变频启动，变频器逐渐上升频率直到满足设定值为止。

变频自动功能是该系统最基本的功能，系统自动完成对二台通风电机软启动、停止、循环变频的全部操作过程。

4.变频调速原理 

变频通风控制主要由变频器、控制系统、电机及传感器等部分组成。

该系统通过控制变频调速器，将50Hz的交流电从0～50Hz之间频率输出，实现交流电机的无极调速，从而实现矿井通风机的优化控制，当变频系统为开环时，设备可以人为设定输出任意频率控制电机转速；当变频系统为闭环时，随着反馈等要求的变化，自动得到相应的频率。

通风电机通常由三相交流异步电动机来拖动，对通风机的调速是通过对其电机转速的调节来实现。

我们知道：

异步电动机转速n=60f（1-S）/P。

在这个公式中，f为电机电源的频率，P为电机的磁极对数，S为转差率（0～3%或0～6%）。

由上述电机的转速公式可见：

要想改变电机的转速，可以通过三种方法来实现：

（1）改变电动机的频率f； 

（2）改变电动机的转差率S； （3）改变电动机的磁极对数P。

通过对上面三种方法的分析可以知道：

改变电动机的转速的最好方法是改变电动机电源的频率。

因为转差率S的范围在（0～3%或0～6%）之间，由此转差率S对电动机的影响不大，调速效果不明显，效率相对较低。

改变磁极对数P这种方法，首先它不容易实现，其次由电机的工作原理决定了电机的磁极数是固定不变的。

由于该磁极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适合通过改变该磁极对数P来调整电机的速度。

电动机的转速n和供电电源的频率f成正比，要设法改变三相交流电动机的频率f，就能十分方便地改变电动机的转速n，另外，频率f能够在电机的外面 调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制，比改变磁极对数P和转差率S两个参数简单方便得多。

而实际上如果仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频特性。

如果电压不变，频率下调至小于50Hz时，会使电机气隙磁通φ（约等于V/f）饱和；反之，电压不变，频率上调至大于50Hz时，则使磁通减弱。

所以真正应用变频调速时，需要同时改变电压V和频率f，以保持磁通基本恒定。

通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。

通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

矢量控制具有转矩提升功能，它能增加变频器在低频时的输出电压，以补偿定子电阻上电压降引起的输出转矩损失，从而改善电机的输出转矩。

改善电机低速输出转矩不足的情况，使用“矢量控制”，可以使电机在低速时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩。

对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。

为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。

转矩提升功能是提高变频器的输出电压。

然而即使提高输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高，因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量。

矢量控制把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量的数值。

矢量控制可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机输出大的转矩。

5.离心风机

我国矿井使用的离心式通风机主要就是G4—73系列离心式通风机G4—73系列离心式通风机最初是为锅炉通风（引风）设计的后来被引用到矿井通风中并拥有一定的市场占有量。

该系列离心式通风机的特点是特性曲线较平缓、无驼峰、运行噪声较小、效率高。

启动时关闭调节门（也叫前导器）具有启动功率较小，启动容易的特点。

运行时调节门可在0°~70°范围内调节用以改变运行。

工况还可通过配置不同转速的电动机来改变其运行工况,适应性较好。

G4—73系列通风机的特性曲线较平缓运行噪声较小效率高适用于通风阻力不是太大的中小型矿井。

我国地方煤矿的矿井中使用该系列通风机较多，由于机型小，配置电动机的容量也小,可配用380V或660V电压的电动机。

特别适用于无高压（6000V）供电的矿井使用。

但对初、后期风压变化大的矿井离心通风机的调节性能差。

离心风机的作用，离心风机是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的机械。

它是一种从动的流体机械。

离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风。

空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风谷物的烘干和选送，风洞风源和气垫船的充气和推进等

离心风机的工作原理与透平压缩机基本相同。

只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。

离心风机可制成右旋和左旋两种型式。

从电动机一侧正视叶轮顺时针旋转称为右旋转风机，逆时针旋转称为左旋。

一般的高压离心风机其主要的动力设备是电动机，此外还包括用来控制风机风阀位置的电动或手动执行器、风机阀门限位开关等部件。

风机动力设备的传统控制方法是通过手动或继电器控制，存在可靠性和灵活性较差的问题。

比如，由于电机的容量大就存在启动时间长、启动电流大、运行安全可靠性差等问题。

为了解决这些问题，需要采取在启动离心风机时减少启动负荷、通过星—三角降压启动来降低启动电流、进行安全互锁控制等措施。

离心通风机工作时动力机（主要是电动机）驱动叶轮在蜗形机壳内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入。

由于叶片对气体的动力作用气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下，沿着叶道甩向机壳，从排气口排出。

因气体在叶轮内的流动，主要是在径向平面内。

风机的用途一般用于高压强制通风。

如冶炼、送料、矿井、隧道、地下室、铁路等。

亦可输送空气及其它无腐蚀性、不含粘性物质、非易燃、易爆之气体，介质温度最

高不超过八十度，介质中硬质颗粒物中大于150mg/m3。

（1）提高通风机装置综合效率 

通风机装置是矿井通风的心脏，是通风系统最重要的组成部分。

它功率大，日夜不停地运转、耗电量很大。

据统计，全国统配煤矿平均主通风机耗电占全矿耗电的16%。

对主通风机进行改造，应优先考虑提高风机装置综合效率，即在系统改造的基础上通过风机调速、调整叶片安装角度等措施提高效率，尽量避免更换风机，因更换风机投资多、工程量大、工期长。

总之，调节方案的选择取决于调节期长短，应综合考虑多个方面因素，经过技术和经济比较后采取综合治理措施。

（2）风机调速

风机的选型一般是以风机服务期内应克服的最大阻力的风机风压为依据。

当矿井风量过大时，采用风洞中的调节闸门来控制风量，但通风阻力大增，风机风压增加，风机所消耗的功率变化不明显。

而采用调速技术来调节风量，其功率变化是非常显著的。

根据比例定律，同型号风机，当转速由n1调为n2时，存在着n1/n2=3212121///NNHHQQ。

由此可见，风机转速稍有变化，矿井的风量变化不明显，而风机的风压和功率的变化较大。

所以，当矿井风量过大时，采用调速技术控制矿井风量，比闸门控制风量节电效果明显。

而当风量不足时，采用增速调节比新购置风机将节省一大笔购置费和安装费。

如图4所示为4-72-11No.20B风机部分性曲线，风机转速710r/min。

不采用闸门调节时，矿井风量为56.5 m3/s，风压力2760 Pa，采用闸门控制风量，将风量控制在50m3/s，此时矿井通风总阻力为2960 Pa，电机功率消耗为190 kW，比不用闸门调节时功率降低10kW。

后经改造将风机转速由710r/min降为630 r/min，将闸门提起，矿井风量仍控制在50 m3/s，此时主扇风压为2180 Pa，主扇所耗功率仅为143 kW，与采用闸门调节相比，年节省电费12万元。

可见，矿井通风改造时应优先考虑风机调速。

随着调速技术的发展，调速方法很多，诸如晶闸管串级调速、液力偶合器调速、变频调速、双速电机等。

选用时要考虑实施的可能性或采取综合措施，但风 量不足时，增速调节要注意风机的转速不要超过风机的最大转速，以免发生风机震动、噪音增大、轴温升高、电机超载等问题。

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（3）调整轴流风机叶片安装角度

轴流式扇风机由于叶片安装角度可调，因此当矿井需风量发生变化时，可通过调整叶片安装角度来满足矿井通风要求。

但调节应该在系统改造的基础上进行，不能盲日的加大叶片安装角度。

（4）更换电机

据调查现在不少煤矿的主要通风机都存在着电机与风机不匹配即“大马拉小车”的现象。

一方面由于设计的原因，考虑的备用系数过多;另一方面由于生产布局的调整，系统的改变造成的。

对这种情况，应进行经济技术分析比较，需要更换电机的应予以更换，以降低电机空载损耗。

如双鸭山A矿井，设备选型时选用的电机功率为800 kW。

由于生产布局的调整，总需风量减少，主扇所需输人功率下降，使得电机容量过剩，经实测40º叶片安装角时电机功率仅为340 kW，即使考虑一定的备用系数及叶片安装角增大时功率的增加值，其电机功率也只需500 kW。

因此根据现场实际情况，系统改造时将电机更换为630 kW，其空载功率下降了40 kW，年节省电费13余万元。

可见“大马拉小车”的局面应尽快改变。

（5）采用“子母”风机

现在煤矿使用的主扇和电机的选型，一般是考虑开采前期、中期和后期矿井的风量风压的变化情况，“一锤定终身”，且两个通风机的型号是一样的。

这样势必造成前期风量大、风压高，通风能力过剩。

建议风机选型或改造时选用“子母”风机，即选用一个大风机和一个小风机，或风机型号一样，所选电机在转速或功率上有所差异，以适应不同生产情况下的矿井通风要求。

运行时以适合矿井通风能力的通风机作主通风机，另一通风机作备用，当需要检修时启动备用临时进行通风。

三、硬件的设计

1.Plc类型的选用

日本松下公司的FP0系列PLC，可以说是可编程控制器市场的后起之秀，FP0是超小型PLC，是近几年开发的新产品，虽然松下电工的产品进入中国市场较晚，但由于其设计上有不少独到之处，其产品特点可以归纳为以下几点：

（1）丰富指令系统 

在FP0系列PLC中，即使是小型机，也具有近200条指令。

除能实现一般逻辑控制外，还可以进行运动控制，复杂数据处理，甚至可以直接控制变频器实现电动机调速控制。

此外，FP0可以单台使用，也可以多模块组合，最多可增加3个扩展模块，I/O口从最小10点可扩大到128点。

（2）快速的CPU处理速度 

FP0系列PLC各种机型的CPU速度均优于同类产品，小型机尤为突出，超小型FP0的几ms/千步，对于大型机，处理速度会更快。

FP0的运行速度在同类产品中是最快的，每个基本指令执行速度为0.9µs。

500步的程序只需0.5ms的扫描时间。

还可读限制50µs的窄脉冲，即FP0有脉冲捕捉功能。

（3）大程序容量 

FP0系列机的用户程序容量也较同类机型大，其小型机一般都可达3千步左右，最高可达到5千步。

FP0具有大容量的数据寄存器，可用于复杂控制及大数据量处理。

（4）功能强大的编程工具 

FP0系列无论采用的是手持编程器还是编程工具软件，其编程及监控功能都很强。

其FP0-II型手持编程器还有用户程序转存功能。

其编程软件除已汉化的DOS版NPST-GR外，还推出了Windows版的FPSOFT，最新版的FPWIN-GR也已进入市场。

这些工具都为用户的软件开发提供了方便的环境。

（5）强大的网络通信功能

 FP0系列机的各种机型都提供了通信功能，而且它们所采用的应用层通信协议又具有一致性，这为构成多级PLC网络，开发PLC网络应用程序提供了方便。

松下电工提供了多达6种的PLC网络产品，在同一子网中集成了几种通信方式，用户可根据需要选用。

尽管这些网络产品的数据链路层与物理层各不相同，但都保持了应用层的一致性。

FP0可经RS232口直接连接调制解调器。

通信时若选用“调制解调器”通信方式，则FP0可使用AT命令自动拔号，实现远程通信。

2、变频器类型的选用及接线方式

选用变频器的类型，首先要按照类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩等，然后决定选用那种控制方式的变频器。

为满足本系统需要，选用富士变频器G11S系列，它具备以下功能：

（1）简单矢量控制功能，简单矢量控制是确保低速运转时仍保持高转矩（1Hz时转矩为150%额定转矩）。

（2）自动调谐（带差转补偿）功能，此功能可以自动监控矢量控制电动机的恒定值，并适用于2极、4极或6极的三相鼠笼式电动机。

（3）速度跟踪功能，起动变频器时无需停止电动机的运转（空转时）即可从商业电驱动运行过渡到变频器驱动运行或者从突然断电后恢复运转。

（4）改进的防止跳闸功能，在过载运行中，当输出电流达到过流失速水平时，该功能可以自动降低频率；负载恢复正常后，该功能又自动将频率恢复到原设定值并继续运行；该功能还可以防止某些机械运行中因过电流而跳闸。

3.瓦斯传感器的选择

 根据设计要求，为了满足功能需要选用CH217瓦斯传感器，由上海无线电14厂根据瓦斯报警的特定功能和技术要求新近开发研制的一种单片低压、低功耗、微小信号检测报警的专用设备。

它适合于煤矿开采过程中的瓦斯检测与报警，其内部设两个报警通道，可发出预报和危险两种报警信号，报警信号又分为视觉和听觉（声音）两种，而以声音信号的不同来代表预报（低浓度）和危险（高浓度）两种报警形式。

芯片内部由小信号放大器AV，两个信号比较器VC1、VC2，两组振荡器，逻辑编码控制器以及驱动器组成。

使用电路简单，易于调试，安装方便。

CH217采用全CMOS工艺制造，具有输入阻抗高，功耗低的特点；又由于采用了最新低压CMOS线性电路设计技术，并巧妙地将线性电路与逻辑电路组合成完整的功能系统，因而具有工作电压低、满足井下工作环境要求等特点。

报警电路工作过程：

瓦斯传感器输出信号通过CH217的17、18脚送入到内部小信号放大器AV，由其将传感器的微弱信号放大后由19脚输出形成VX信号， VX通过16、13脚进入两个信号比较器VC1、VC2, 由VC1、VC2将VX与从RP2、RP1上提取的预报与危险两种基准信号VL、VH进行比较，形成报警控制信号FI和SE。

当VX＜VL时，两报警控制信号同时为低电平，说明此时瓦斯浓度很低，没有危险，不需要报警；当VL＜VX＜VH时，预报警控制信号FI为高电平，危险报警控制信号SE为低电平，说明此时瓦斯有了一定的浓度,应进行预报，这时CH217通过第3脚输出频率较低的声音预报报警信号，同时通过2脚输出光报警信号；当VX＞VH时，两报警控制信号同时为高电平，说明此时瓦斯浓度已达到了危险的程度，这时CH217通过第3脚输出频率较高的声音危险