智能自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗

智能自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗在風(fēng)窗附近及相關(guān)巷道位置安裝多種傳感器，如風(fēng)速傳感器監(jiān)測通過風(fēng)窗的實(shí)時(shí)風(fēng)速，風(fēng)壓傳感器檢測風(fēng)窗前后的壓力差，瓦斯傳感器監(jiān)測巷道內(nèi)瓦斯等有害氣體濃度，還有檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)自身狀態(tài)的傳感器，如電機(jī)運(yùn)行電流、風(fēng)窗開度等。這些傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境和設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)。

信號采集與傳輸

• 傳感器感知：智能自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗在風(fēng)窗附近及相關(guān)巷道位置安裝多種傳感器，如風(fēng)速傳感器監(jiān)測通過風(fēng)窗的實(shí)時(shí)風(fēng)速，風(fēng)壓傳感器檢測風(fēng)窗前后的壓力差，瓦斯傳感器監(jiān)測巷道內(nèi)瓦斯等有害氣體濃度，還有檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)自身狀態(tài)的傳感器，如電機(jī)運(yùn)行電流、風(fēng)窗開度等。這些傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境和設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)。

• 數(shù)據(jù)傳輸：采集到的數(shù)據(jù)通過井下工業(yè)以太網(wǎng)或無線通信網(wǎng)絡(luò)（如 Wi - Fi、5G 等）傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心或本地的控制器。

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控制決策生成

• 本地控制：本地控制器接收傳感器數(shù)據(jù)后，依據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法（如 PID 算法）進(jìn)行處理。以風(fēng)量控制為例，將實(shí)時(shí)風(fēng)量與設(shè)定的目標(biāo)風(fēng)量進(jìn)行對比，計(jì)算出風(fēng)量偏差值，再根據(jù)偏差值及變化率確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開度調(diào)整量。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)異常時(shí)，會觸發(fā)相應(yīng)的應(yīng)急控制策略，如直接增大風(fēng)窗開度以快速稀釋瓦斯1。

• 遠(yuǎn)程控制：地面監(jiān)控中心的工作人員可通過上位機(jī)軟件遠(yuǎn)程設(shè)定風(fēng)窗的運(yùn)行參數(shù)、控制模式等，相關(guān)指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄碌膱?zhí)行機(jī)構(gòu)。同時(shí)，上位機(jī)也能實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)窗的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理和調(diào)控1。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作

• 驅(qū)動(dòng)方式：執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常采用防爆電機(jī)搭配絲杠螺母傳動(dòng)，或液壓油缸傳動(dòng)方式。控制器輸出的電信號驅(qū)動(dòng)防爆電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)風(fēng)窗的葉片或風(fēng)門進(jìn)行開合動(dòng)作；液壓油缸則是通過油壓推動(dòng)活塞，進(jìn)而帶動(dòng)風(fēng)窗的相關(guān)部件運(yùn)動(dòng)。這兩種驅(qū)動(dòng)方式都具有扭矩大、抗粉塵能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適應(yīng)井下惡劣環(huán)境1。

• 開度控制：執(zhí)行機(jī)構(gòu)中配備編碼器或電位器，用于實(shí)時(shí)反饋風(fēng)窗葉片或風(fēng)門的角度位置。這樣可以精確控制風(fēng)窗的開度，確保風(fēng)量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和線性度，一般精度可達(dá) ±1°1。

安全與保護(hù)機(jī)制

• 備用電源：為防止停電導(dǎo)致風(fēng)窗失控，配備不間斷電源（UPS）。在正常供電中斷時(shí)，UPS 能繼續(xù)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)供電，保證風(fēng)窗維持在安全狀態(tài)或按預(yù)設(shè)程序動(dòng)作1。

• 機(jī)械閉鎖裝置：設(shè)置機(jī)械閉鎖裝置，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障或緊急情況下，可通過機(jī)械方式鎖定風(fēng)窗的位置，防止其因外力等因素意外開合，保障通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行1。

與其他設(shè)備的聯(lián)動(dòng)

• 與通風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)：當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量發(fā)生變化時(shí)，風(fēng)窗的執(zhí)行機(jī)構(gòu)會根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的壓力變化，同步調(diào)節(jié)開度，以維持巷道內(nèi)的風(fēng)壓穩(wěn)定，確保整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量平衡。

• 與安全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：當(dāng)?shù)V井安全監(jiān)測系統(tǒng)檢測到瓦斯超限、火災(zāi)等緊急情況時(shí)，風(fēng)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)會立即按照預(yù)設(shè)的應(yīng)急方案動(dòng)作，如迅速全開通風(fēng)以排出有害氣體，或關(guān)閉風(fēng)窗阻斷風(fēng)流，防止火災(zāi)蔓延等，與礦井的災(zāi)變應(yīng)急程序緊密配合，保障礦井的安全生產(chǎn)。