矿井通风自动控制系统研究与开发

ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用2011，47（18）241

矿井通风自动控制系统研究与开发

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马恒1，，赵丹1，，刘剑1，

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MAHeng1，，ZHAODan1，，LIUJian1，

1.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院，辽宁阜新1230002.辽宁省煤矿安全工程重点实验室辽宁阜新123000

1.CollegeofSafetyScienceandEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin，Liaoning123000，China2.LiaoningCoalMineSafetyEngineeringKeyLaboratory，Fuxin，Liaoning123000，China

MAHeng，ZHAODan，puterEn-gineeringandApplications，2011，47（18）：241-244.

Abstract：Basedonmonitoringandcontroltheory，themineventilationcontrolsystemisdevelopedbybuildingasmallvol-umeoftheminemodelwithPVCpipe.Thissystemavoidsalargeareaofundergroundtunnelexcavatingneededinventila-tionexperimentsandmakessignificantcostsavings.Atfirst，itplacesthepressuresensors，windspeedsensorsandthrottleac-tuatoratsuitablelocationsinthemodel，thenachievestheventilationparametersofsignalacquisition，aswellasautomaticcontrolofthrottlecontrolandotherfunctionsthroughthecomputercontroltechnology.Aftermodeldebuggingisfinished，themineventilationresistancetestinglaboratories，thenetworksolververificationexperiment，ventilationnetworkregulationexperi-ments，aswellasthediagonalstructureanalysisexperimentshavebeencompletedstepbystep.Theexperimentsofgatheringanalogsignalofpressureandwindspeedaswellasoutputtinganglecontrolsignalofthrottlehaveachievedgoodresults，whichisunderthecontrolofsoftwarewithVisualBasicprogramlanguageandtransmitordersthroughCAN-BUSbus.Thecompletionofthesystemisofgreatimportanceforthesimulationexperimentandintelligentdiagnosisofmineventilation.Keywords：automaticcontrolinmineventilation；systemdevelopment；monitoringandcontrol；simulationexperiment；diago-nalstructureanalysis摘

要：使用PVC管搭建小体积矿井模型，根据监测监控理论，开发了矿井通风自动控制系统。解决了通风实验需要挖掘大面积地

下巷道这一工程，大大节省了成本。将压差传感器和风速传感器以及风门执行器布置于模型适当位置，利用计算机控制技术实现了通风参数的信号采集以及可控风门的自动控制等功能。模型调试完成后，完成了矿井通风阻力测试、网络解算验证、通风网络调节以及角联结构分析等实验。采用VisualBasic编写的上位机软件，通过CAN-BUS总线采集压差和风速的模拟信号并输出风门角度控制模拟信号，实验取得了良好的效果。该系统的完成对于模拟实验以及矿井通风智能诊断研究具有极其重要的意义。关键词：矿井通风自动控制；系统开发；监测监控；模拟实验；角联结构分析DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2011.18.071

文章编号：1002-8331（2011）18-0241-04

文献标识码：A

中图分类号：TD76

1前言

矿井通风实验通常在实际矿井或采用挖掘大面积地下巷

道或者地面垒砌巷道构建通风网络，多人协作完成压力、风量的测实，手工完成数据的处理分析。但巷道建设，维护成本高、周期长，占地面积大不利于广泛推广。实验参与人员多、组织难度大，更不利于演示。由于仪器精度等诸多原因，往往达不到预期的实验效果。

基于以上的考虑，辽宁省煤矿安全工程重点实验室开发了矿井通风自动控制系统，如图1所示。通风动力采用小型离心式风机，根据相似原理，使用PVC管按照一定比例搭建小体积通风网络模型。利用计算机控制技术实现了通风参数的信号采集以及可控风门的自动控制等功能。

集中控制箱器图1矿井通风模型实物图

2系统总体设计

系统的总体设计如图2所示，在模型的各指定位置分别布

置压力传感器、风速传感器和风门执行器。数据采集使用数字加模拟混合传输方式，传感器输出采用0~10V模拟信号，由

基金项目：国家自然科学基金（theNationalNaturalScienceFoundationofChinaunderGrantNo.60772150）。

），男，博士后，副教授，E-mail：