數(shù)據(jù)采集與傳輸

• 傳感器工作：百葉式調(diào)節(jié)風(fēng)窗風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測調(diào)節(jié)風(fēng)窗前方巷道的風(fēng)速，由于巷道斷面上風(fēng)速分布不均，系統(tǒng)會給定風(fēng)速補(bǔ)償系數(shù)，將傳感器監(jiān)測值與人工測得的平均風(fēng)速加以比較確定該系數(shù)，以此修正計(jì)算出巷道的平均風(fēng)速，再結(jié)合巷道斷面積計(jì)算出風(fēng)量。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器檢測風(fēng)窗活動窗扇的旋轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而算出單個(gè)窗扇的過風(fēng)面積，最終換算為風(fēng)窗的過風(fēng)面積。此外，開關(guān)量傳感器監(jiān)測風(fēng)窗運(yùn)動機(jī)構(gòu)的極限位置，小門狀態(tài)傳感器監(jiān)測小門開關(guān)狀態(tài)，氣源壓力傳感器監(jiān)測壓縮空氣壓力值。

• 數(shù)據(jù)上傳：外圍傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過本安型輸入輸出隔離元件傳輸給井下電控主機(jī)中的 PLC 可編程控制器1。PLC 對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后，通過信息交換系統(tǒng)，利用井下環(huán)網(wǎng)上傳至地面主機(jī)。

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遠(yuǎn)程控制與決策

• 地面主機(jī)接收與處理：地面主機(jī)安裝有上位機(jī)軟件，作為井下調(diào)節(jié)風(fēng)窗控制管理平臺1。它接收井下上傳的傳感器數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，在監(jiān)控界面上實(shí)時(shí)顯示巷道風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)窗開度等參數(shù)6。工作人員根據(jù)這些信息以及生產(chǎn)實(shí)際需求，在地面主機(jī)上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和控制指令下達(dá)。

• 控制指令下達(dá)：例如，當(dāng)需要增加或減少某條巷道的風(fēng)量時(shí)，工作人員在上位機(jī)軟件中輸入相應(yīng)的目標(biāo)風(fēng)量值或風(fēng)窗開度值，上位機(jī)軟件根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際風(fēng)量和目標(biāo)風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，生成控制指令。該指令通過井下環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)骄码娍刂鳈C(jī)1。

執(zhí)行與反饋

• 井下電控主機(jī)控制：井下電控主機(jī)的 PLC 可編程控制器接收到地面主機(jī)的控制指令后，根據(jù)指令控制相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果是采用氣動控制，PLC 會控制電磁閥的開閉，調(diào)節(jié)壓縮空氣的流向和壓力，驅(qū)動氣動馬達(dá)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動風(fēng)窗的活動窗扇旋轉(zhuǎn)，改變風(fēng)窗的開度；如果是電動控制，則通過控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)風(fēng)窗開度的調(diào)節(jié)。

• 反饋與閉環(huán)控制：在風(fēng)窗調(diào)節(jié)過程中，旋轉(zhuǎn)編碼器等傳感器會實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)窗的實(shí)際開度和相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，并將這些信息再次上傳至地面主機(jī)。地面主機(jī)將實(shí)際值與目標(biāo)值進(jìn)行對比，如果存在偏差，會進(jìn)一步調(diào)整控制指令，形成閉環(huán)控制，直至風(fēng)窗達(dá)到設(shè)定的開度，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)量的精確調(diào)節(jié)。