[發明專利]一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法

有效

• 申請號: 201910661818.0
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110259499B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 程伯明;王海寧;衛明;余茂杰;厲志安;張迎賓
• 申請（專利權）人: 中國計量大學;銅陵有色金屬集團股份有限公司
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;F04D27/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟100、在風機入口的巷道中設置用于參數采集的傳感器組，實時采集的數據反饋到控制系統；

步驟200、利用礦井通風三維仿真系統對通風網絡優化計算模擬出對應的參數值，并將該參數值作為模擬分析值與風機所在巷道采集的數據進行比對；

步驟300、依據各風機的工況參數與模擬分析值的比對結果，以反饋調節的方式逐個調節各風機電機的運行頻率，直到傳感器組采集數據與模擬分析值一致，實現礦井多風機的實時聯合調節，根據傳感器組采集數據的反饋調節來綜合考慮風機功率的調整，從而使得多個作業區域的需風量能夠同時變化以達到最高效的速度來使得傳感器組采集數據與模擬分析值相同；

還包括深度模擬，所述深度模擬的方法具體為：

確定預測掘進深度，根據預測掘進深度確定采掘面和工作區的通風需求；

通過礦井通風三維仿真系統對預測掘進深度的通風情況進行通風網格優化計算模擬，重新確定該掘進深度的模擬分析值；

所述控制系統包括PLC、以及分別連接在所述PLC上的信號采集與反饋模塊和調節執行機構，所述PLC還連接有聲光報警模塊，所述聲光報警模塊根據預警信息和示警信息在礦井結構設定的三維立體模型上進行三維警示監控，所述三維警示監控的方法包括：

根據模擬分析值的結果設定兩個警示節點，即為預警閾值和示警閾值，依據這兩個節點分別給出不同的警示信息；

結合不同礦井位置設定不同的閾值，預警閾值的設定能夠動態地跟隨模擬分析值和采集數據的比對差值變化而變化；

以建模的方式將礦井結構設立三維立體模型，同時將監控信息和警示信息均投影在三維模型中，將監測信息和警示信息均以三維的方式展示出來，達到動態監視以及明確調控進度的目的。

2.根據權利要求1所述的一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特征在于，參數采集包括風速和風壓采集。

3.根據權利要求1所述的一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特征在于，所述PLC接收所述信號采集與反饋模塊所獲取風機的采集數據，所述PLC對采集的實時參數進行分析處理并與模擬分析值作比對，并依據比對的結果控制調節執行機構調節風機的運行參數。

4.根據權利要求3所述的一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特征在于，所述信號采集與反饋模塊包括風速傳感器、風壓傳感器、給定單元、調理電路、A/D轉換模塊；

所述風速傳感器、風壓傳感器、給定單元連接所述調理電路，所述調理電路連接A/D轉換模塊，所述A/D轉換模塊連接至PLC，采集的信號數據依次通過調理電路和A/D轉換模塊傳輸至PLC；

所述給定單元用于根據礦井通風三維仿真系統模擬的結果確定模擬分析值。

5.根據權利要求3所述的一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特在于，所述調節執行機構包括與PLC連接的變頻器、與變頻器連接的變頻/工頻自動切換系統，以及與所述變頻/工頻自動切換系統連接的若干個電動機，所述電動機獨立驅動相對應的風機；

所述變頻/工頻自動切換系統通過與所述PLC連接的手動/自動選擇模塊和工頻/變頻選擇模塊進行選擇操作。

6.根據權利要求5所述的一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特在于，在模擬分析值中設定預警閾值和示警閾值，并且通過比對結果的差值動態調整預警閾值，且預警閾值不大于示警閾值的90％。

7.根據權利要求5所述的一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特在于，所述控制系統的調節方式為PID調節。

8.根據權利要求7所述的一種礦井不同地點多風機聯合運行工況調節方法，其特在于，所述PID調節具體的調整方式為：

當通過傳感器組采集到數據信號之后，通過調理電路和A/D轉換模塊將模擬量轉換成數字量；

根據作業區域的需風量變化在礦井通風三維仿真系統中進行計算，模擬傳感器組對應測量的數據，根據模擬的結果設定模擬分析值，并將該模擬分析值通過串口寫入或者觸摸屏手動輸入到PLC中進行比對，通過比較的結果得到誤差；

再利用比例、積分、微分計算出所需要的控制量，通過調節執行機構來對風機電機進行變頻調速，直至滿足當前狀態。