一、 全自動智能風窗數(shù)據(jù)采集層：多維度環(huán)境感知

• 風量 / 風速傳感器：采用超聲波或皮托管原理，監(jiān)測通過風窗的實時風量（單位：m3/min）。

• 風壓傳感器：檢測風窗前后的靜壓差（單位：Pa），計算通風阻力。

• 瓦斯 / 有害氣體傳感器：監(jiān)測巷道內(nèi)瓦斯（CH?）、一氧化碳（CO）等濃度，作為風量調(diào)節(jié)的安全觸發(fā)條件。

• 設備狀態(tài)傳感器：反饋風窗執(zhí)行機構(gòu)（如電機、絲杠）的開度、運行電流等，確保設備工況正常。

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二、智能控制層：算法決策與邏輯聯(lián)動

1. 基礎控制邏輯：PID 閉環(huán)調(diào)節(jié)

• 設定值：根據(jù)通風設計規(guī)范預設目標風量（如某工作面需風量為 800 m3/min）。

• 偏差計算：實時風量與設定值的差值（ΔQ = Q 實測 - Q 設定）。

• 輸出調(diào)節(jié)：控制器根據(jù) ΔQ 及變化率（dΔQ/dt），計算執(zhí)行機構(gòu)的開度調(diào)整量（如電機轉(zhuǎn)動角度），驅(qū)動風窗動作，直至 ΔQ 趨近于 0。

2. 智能優(yōu)化算法：多參數(shù)耦合控制

• 瓦斯 - 風量耦合控制：當瓦斯?jié)舛瘸^閾值（如 0.7%）時，自動觸發(fā) “瓦斯優(yōu)先" 模式，跳過 PID 調(diào)節(jié)，直接按預設策略增大風窗開度（如全開或開至 90%），快速稀釋瓦斯。

• 風壓平衡控制：在并聯(lián)巷道中，根據(jù)各分支風壓差值，通過流量分配算法動態(tài)調(diào)整多臺風窗的開度，使風量按設計比例分配（如主巷與分支巷風量比為 3:1）。

3. 聯(lián)動控制策略

• 與局扇協(xié)同：當局扇風量變化時，風窗同步調(diào)節(jié)開度，維持巷道風壓穩(wěn)定（如局扇風量增加 20%，風窗開度減小 15° 以平衡壓力）。

• 應急響應聯(lián)動：接收到瓦斯超限、火災等報警信號時，風窗自動執(zhí)行預設動作（如全開通風或關閉阻斷風流），配合礦井災變應急程序。

三、執(zhí)行機構(gòu)層：精準驅(qū)動與安全保障

• 驅(qū)動方式：采用防爆電機 + 絲杠螺母或液壓油缸傳動，具有扭矩大、抗粉塵能力強的特點，適應井下惡劣環(huán)境。

• 開度控制：通過編碼器或電位器實時反饋風窗葉片（或風門）的角度（如 0°~90°），精度可達 ±1°，確保風量調(diào)節(jié)的線性度。

• 安全冗余：配備備用電源（如 UPS）和機械閉鎖裝置，防止停電或故障時風窗失控，保障通風系統(tǒng)安全。

四、人機交互與遠程監(jiān)控

• 本地操作：通過風窗附近的防爆觸控屏，實時顯示運行參數(shù)（風量、瓦斯?jié)舛?、開度），支持手動 / 自動模式切換及緊急啟停。

• 遠程監(jiān)控：地面監(jiān)控中心通過組態(tài)軟件（如 WINCC）實時監(jiān)測全礦井風窗狀態(tài)，可遠程下發(fā)調(diào)節(jié)指令或修改控制參數(shù)（如臨時調(diào)整某風窗的風量設定值）。

• 數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)自動存儲歷史數(shù)據(jù)（如風量曲線、故障記錄），用于通風系統(tǒng)優(yōu)化分析（如判斷巷道阻力變化趨勢、評估設備運行效率）