礦用全自動遠程控制百葉式調節(jié)風窗的控制系統(tǒng)工作原理如下:
傳感器工作:百葉式調節(jié)風窗風速傳感器實時監(jiān)測調節(jié)風窗前方巷道的風速,由于巷道斷面上風速分布不均,系統(tǒng)會給定風速補償系數(shù),將傳感器監(jiān)測值與人工測得的平均風速加以比較確定該系數(shù),以此修正計算出巷道的平均風速,再結合巷道斷面積計算出風量。同時,旋轉編碼器檢測風窗活動窗扇的旋轉角度,進而算出單個窗扇的過風面積,最終換算為風窗的過風面積。此外,開關量傳感器監(jiān)測風窗運動機構的極限位置,小門狀態(tài)傳感器監(jiān)測小門開關狀態(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中的 PLC 可編程控制器1。PLC 對數(shù)據(jù)進行處理和分析后,通過信息交換系統(tǒng),利用井下環(huán)網(wǎng)上傳至地面主機。



地面主機接收與處理:地面主機安裝有上位機軟件,作為井下調節(jié)風窗控制管理平臺1。它接收井下上傳的傳感器數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)信息,在監(jiān)控界面上實時顯示巷道風速、風量、風窗開度等參數(shù)6。工作人員根據(jù)這些信息以及生產(chǎn)實際需求,在地面主機上進行參數(shù)設置和控制指令下達。
控制指令下達:例如,當需要增加或減少某條巷道的風量時,工作人員在上位機軟件中輸入相應的目標風量值或風窗開度值,上位機軟件根據(jù)當前的實際風量和目標風量進行計算,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C1。
井下電控主機控制:井下電控主機的 PLC 可編程控制器接收到地面主機的控制指令后,根據(jù)指令控制相關的執(zhí)行機構。如果是采用氣動控制,PLC 會控制電磁閥的開閉,調節(jié)壓縮空氣的流向和壓力,驅動氣動馬達轉動,進而帶動風窗的活動窗扇旋轉,改變風窗的開度;如果是電動控制,則通過控制電機的正反轉和轉速來實現(xiàn)風窗開度的調節(jié)。
反饋與閉環(huán)控制:在風窗調節(jié)過程中,旋轉編碼器等傳感器會實時監(jiān)測風窗的實際開度和相關運行狀態(tài),并將這些信息再次上傳至地面主機。地面主機將實際值與目標值進行對比,如果存在偏差,會進一步調整控制指令,形成閉環(huán)控制,直至風窗達到設定的開度,實現(xiàn)對風量的精確調節(jié)。
此外,開關量傳感器可防止風窗運動機構沖出極限位置,當?shù)竭_極限位置時,傳感器發(fā)送信號,使控制裝置停止驅動風窗繼續(xù)動作1。小門狀態(tài)傳感器和氣源壓力傳感器的信息也會實時反饋給控制系統(tǒng),以便工作人員了解風窗整體的使用情況和氣動系統(tǒng)的工作狀態(tài),當氣源壓力異常時及時發(fā)出報警信號,提醒工作人員進行處理1。