[發明專利]長大隧道通風系統風量的分配控制裝置及其分配控制方法

有效

• 申請號: 201310296043.4
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103422875A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 方勇;彭佩;趙子成;曹禮聰;符亞鵬
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

1.一種長大隧道通風系統風量的分配控制裝置，包括在平導或副隧道洞口（2b）設置通風機（3），與通風機（3）連接的通風管（4）通過三通接頭（5）分成前支管（4a）、后支管（4b）；前支管（4a）穿過最靠近正隧道（1）的前掌子面（1a）的橫通道到達前掌子面（1a）附近，后支管（4b）穿過最靠近正隧道（1）的后掌子面（1b）的橫通道到達后掌子面（1b）附近；其特征在于：

所述的前支管（4a）上設置有前電磁閥（401）、后支管（4b）上設置有后電磁閥（402）；前電磁閥（401）、后電磁閥（402）均與控制處理中心（KZ）電連接；所述的通風機（3）也與控制處理中心（KZ）電連接；

前掌子面（1a）附近設置有與控制處理中心（KZ）電連接的前瓦斯濃度檢測儀（W1）、前粉塵濃度檢測儀（D1）、前一氧化碳濃度檢測儀（Y1）及前硫化氫濃度檢測儀（L1）；

后掌子面（1b）附近設置有與控制處理中心（KZ）電連接的后瓦斯濃度檢測儀（W2）、后粉塵濃度檢測儀（D2）、后一氧化碳濃度檢測儀（Y2）及后硫化氫濃度檢測儀（L2）。

2.一種使用權利要求1所述的長大隧道通風系統風量的分配控制裝置進行風量分配控制的方法，其步驟是：

（1）、污染狀態的檢測

控制處理中心（KZ）實時采集前掌子面的污染物濃度：前瓦斯濃度檢測儀（W1）測出的前掌子面瓦斯濃度VW1，前粉塵濃度檢測儀（D1）測出的前掌子面粉塵濃度VD1，前一氧化碳濃度檢測儀（Y1）測出的前掌子面一氧化碳濃度VY1，前硫化氫濃度檢測儀（L1）測出的前掌子面硫化氫濃度VL1；

同時，控制處理中心（KZ）實時采集后掌子面的污染物濃度：后瓦斯濃度檢測儀（W2）測出的后掌子面瓦斯濃度VW2，后粉塵濃度檢測儀（D2）測出的后掌子面粉塵濃度VD2，后一氧化碳濃度檢測儀（Y2）測出的后掌子面一氧化碳濃度VY2，后硫化氫濃度檢測儀（L2）測出的后掌子面硫化氫濃度VL2；

（2）、智能模糊控制

控制處理中心（KZ）將實時采集到的前掌子面的污染物濃度、后掌子面的污染物濃度進行智能模糊推理，得出當前時刻的通風機（3）風量增量△F，前電磁閥（401）的理想開度K1’，后電磁閥（402）的理想開度K2’，并據以對通風機的風量F和前電磁閥（401）的開度K1，后電磁閥（402）的開度K2進行控制。

3.一種使用權利要求2所述的長大隧道通風系統風量的分配控制裝置進行風量分配控制的方法，其特征在于：所述的控制處理中心（KZ）將實時采集到的前掌子面的污染物濃度、后掌子面的污染物濃度進行智能模糊推理，得出當前時刻的通風機（3）風量增量△F，前電磁閥（401）的理想開度K1’，后電磁閥（402）的理想開度K2’的具體做法為：

A、污染物濃度偏差值的計算及其模糊化

將采集的前掌子面瓦斯濃度VW1、前掌子面粉塵濃度VD1、前掌子面一氧化碳濃度VY1、前掌子面硫化氫濃度VL1分別與瓦斯濃度控制值VW、粉塵濃度控制值VD、硫化氫濃度控制值VL相減得出：前掌子面瓦斯濃度偏差值△VW1、前掌子面粉塵濃度偏差值△VD1、前掌子面一氧化碳濃度偏差值△VY1、前掌子面硫化氫濃度偏差值△VL1；將這些偏差值△VW1、△VD1、△VY1、△VL1模糊化后得到相應的模糊量△VW1’、△VD1’、△VY1’、△VL1’，找出其中最大的模糊量作為前掌子面偏差值的模糊量△1，即△1=max{△VW1’，△VD1’，△VY1’，△VL1’}；

將采集的后掌子面瓦斯濃度VW2、后掌子面粉塵濃度VD2、后掌子面一氧化碳濃度VY2、后掌子面硫化氫濃度VL2分別與瓦斯濃度控制值VW、粉塵濃度控制值VD、硫化氫濃度控制值VL相減得出：后掌子面瓦斯濃度偏差值△VW2、后掌子面粉塵濃度偏差值△VD2、后掌子面一氧化碳濃度偏差值△VY2、后掌子面硫化氫濃度偏差值△VL2；將這些偏差值△VW2、△VD2、△VY2、△VL2模糊化后得到相應的模糊量△VW2’、△VD2’、△VY2’、△VL2’，找出其中最大的模糊量作為后掌子面偏差值的模糊量△2，即△2=max{△VW2’，△VD2’，△VY2’，△VL2’}；

B、模糊推理

將前掌子面偏差值的模糊量△1和后掌子面偏差值的模糊量△2作為模糊推理的輸入量，根據下表的模糊推理規則，得出通風機（3）風量增量△F的模糊量，前電磁閥（401）的理想開度K1’的模糊量，后電磁閥（402）的理想開度K2的模糊量；解模糊后得到通風機（3）風量增量△F，前電磁閥（401）的理想開度K1’，后電磁閥（402）的理想開度K2；

表中前掌子面偏差值的模糊量△1和后掌子面偏差值的模糊量△2的取值含義為：NB-負大，NM-負中，NS-負小，Z-零，PS-正小，PM-正中，PB-正大；

單元格中從左至右分別為通風機風量△F、前電磁閥理想開度K1’和后電磁閥理想開度K2對應的模糊量，其取值含義為SS-小，SM-中小，M-中，BM-中大，BB-大。