全自動(dòng)智能風(fēng)窗的智能控制原理基于多源數(shù)據(jù)融合、智能算法決策與執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，通過(guò)實(shí)時(shí)感知通風(fēng)環(huán)境參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)窗開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量、風(fēng)壓的精準(zhǔn)控制。

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更新時(shí)間：2025-05-19

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產(chǎn)品介紹

全自動(dòng)智能風(fēng)窗其核心原理可概括為以下四步閉環(huán)流程：

通過(guò)部署在風(fēng)窗附近的各類(lèi)傳感器，實(shí)時(shí)采集通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)：

風(fēng)量 / 風(fēng)速傳感器：采用超聲波或皮托管原理，監(jiān)測(cè)通過(guò)風(fēng)窗的實(shí)時(shí)風(fēng)量（單位：m3/min）。
風(fēng)壓傳感器：檢測(cè)風(fēng)窗前后的靜壓差（單位：Pa），計(jì)算通風(fēng)阻力。
瓦斯 / 有害氣體傳感器：監(jiān)測(cè)巷道內(nèi)瓦斯（CH?）、一氧化碳（CO）等濃度，作為風(fēng)量調(diào)節(jié)的安全觸發(fā)條件。
設(shè)備狀態(tài)傳感器：反饋風(fēng)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電機(jī)、絲杠）的開(kāi)度、運(yùn)行電流等，確保設(shè)備工況正常。

數(shù)據(jù)傳輸：通過(guò)井下工業(yè)以太網(wǎng)或無(wú)線通信（如 Wi-Fi、5G），將傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至地面監(jiān)控中心或本地控制器。

以風(fēng)量恒定控制為目標(biāo)，采用經(jīng)典 PID（比例 - 積分 - 微分）算法：

設(shè)定值：根據(jù)通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范預(yù)設(shè)目標(biāo)風(fēng)量（如某工作面需風(fēng)量為 800 m3/min）。
偏差計(jì)算：實(shí)時(shí)風(fēng)量與設(shè)定值的差值（ΔQ = Q 實(shí)測(cè) - Q 設(shè)定）。
輸出調(diào)節(jié)：控制器根據(jù) ΔQ 及變化率（dΔQ/dt），計(jì)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)度調(diào)整量（如電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度），驅(qū)動(dòng)風(fēng)窗動(dòng)作，直至 ΔQ 趨近于 0。

針對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景（如瓦斯超限、風(fēng)壓波動(dòng)），引入模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法：

瓦斯 - 風(fēng)量耦合控制：當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)閾值（如 0.7%）時(shí)，自動(dòng)觸發(fā) “瓦斯優(yōu)先" 模式，跳過(guò) PID 調(diào)節(jié)，直接按預(yù)設(shè)策略增大風(fēng)窗開(kāi)度（如全開(kāi)或開(kāi)至 90%），快速稀釋瓦斯。
風(fēng)壓平衡控制：在并聯(lián)巷道中，根據(jù)各分支風(fēng)壓差值，通過(guò)流量分配算法動(dòng)態(tài)調(diào)整多臺(tái)風(fēng)窗的開(kāi)度，使風(fēng)量按設(shè)計(jì)比例分配（如主巷與分支巷風(fēng)量比為 3:1）。

與其他通風(fēng)設(shè)備（如局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)門(mén)）及安全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：

與局扇協(xié)同：當(dāng)局扇風(fēng)量變化時(shí)，風(fēng)窗同步調(diào)節(jié)開(kāi)度，維持巷道風(fēng)壓穩(wěn)定（如局扇風(fēng)量增加 20%，風(fēng)窗開(kāi)度減小 15° 以平衡壓力）。
應(yīng)急響應(yīng)聯(lián)動(dòng)：接收到瓦斯超限、火災(zāi)等報(bào)警信號(hào)時(shí)，風(fēng)窗自動(dòng)執(zhí)行預(yù)設(shè)動(dòng)作（如全開(kāi)通風(fēng)或關(guān)閉阻斷風(fēng)流），配合礦井災(zāi)變應(yīng)急程序。

控制器輸出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)風(fēng)窗開(kāi)度調(diào)節(jié)：

驅(qū)動(dòng)方式：采用防爆電機(jī) + 絲杠螺母或液壓油缸傳動(dòng)，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。
開(kāi)度控制：通過(guò)編碼器或電位器實(shí)時(shí)反饋風(fēng)窗葉片（或風(fēng)門(mén)）的角度（如 0°~90°），精度可達(dá) ±1°，確保風(fēng)量調(diào)節(jié)的線性度。
安全冗余：配備備用電源（如 UPS）和機(jī)械閉鎖裝置，防止停電或故障時(shí)風(fēng)窗失控，保障通風(fēng)系統(tǒng)安全。

本地操作：通過(guò)風(fēng)窗附近的防爆觸控屏，實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)（風(fēng)量、瓦斯?jié)舛?、開(kāi)度），支持手動(dòng) / 自動(dòng)模式切換及緊急啟停。
遠(yuǎn)程監(jiān)控：地面監(jiān)控中心通過(guò)組態(tài)軟件（如 WINCC）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全礦井風(fēng)窗狀態(tài)，可遠(yuǎn)程下發(fā)調(diào)節(jié)指令或修改控制參數(shù)（如臨時(shí)調(diào)整某風(fēng)窗的風(fēng)量設(shè)定值）。
數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)（如風(fēng)量曲線、故障記錄），用于通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化分析（如判斷巷道阻力變化趨勢(shì)、評(píng)估設(shè)備運(yùn)行效率）