矿用智能风门控制系统

本系统基于安全、绿色、智能、高效“四型”矿井建设需要,在通防专家领导的指导帮助下研发并快速推广,集风门、风窗、伺服驱动、智能检测、智能控制、安全保护、远程遥控于一体,具有安全、精准、可靠、智能、高效等显著优点。

系统构成图


功能设计

1、驱动方式:电动(伺服电机)。

2、自动控制:基于漫反射传感器、AI摄像仪、微博雷达传感器。

3、扭矩精准控制:动态发现风门存在的卡阻,防夹人、防撞人、防撞车。

4、速度精准控制:可在0.05m/s-1.5m/s范围实现风门的缓开缓闭。

5、位置精准控制:风门、风窗开闭角精度达到0.2度,实现真正的精准调风。

6、远程控制+可视化:

视频摄像,实现远程可视化;视频回放,便于故障分析、设备管理;

地面监控管理平台,可监控修改参数,通信协议开放;

公司自研开发手机端,可监控可修改参数。

7、安全保护:

主动防夹功能:防止人车夹伤或损坏风门;

被动防夹功能:实时扭矩在线监测,防夹传感器失效或损坏,也不会加伤人;

闭锁功能:前后风门机械及电气闭锁,灾变情况下可远程解锁。

8、调风功能:百叶式电动调风风窗,PID闭环调节,控制精度0.1度。

9、电源适配性:

电源在-30%~+15%浮动范围内正常工作;

配不间断电源,可维持系统8小时应急运行。

10、遥控功能:车辆司机可通过遥控器控制风门,提高通行效率和安全性。

11、参数可调:就地主机、上位平台、手机端可进行运行参数设定,监控实时画面,确保系统运行于最佳状态。

系统主要配置

风门电动驱动技术

选择传统气动方案,将不具备电动方案优势

1、采用伺服电机工业驱动技术,电机、控制器、减速箱一体化设计,外形美观,安装简单,运行可靠,维护方便;

2、利用伺服控制系统电流、速度和位置三闭环的技术优势,实现精准速度、加速度和位置控制;

3、通过伺服电机扭矩监测,可实现风门运行过程中被动防夹人、防撞车,比普通气动液压控制系统多一道生命保障线。


伺服电机的优点:

精准性:位置、速度和力矩的闭环控制,克服步进电机失步的问题;

适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用,发热和噪音明显降低;

稳定性:低速运行平稳,不会产生类似于步进电机的步进运行现象;

快速性:电机加减速的动态响应时间短,在几十毫秒之内。


风窗电动控制技术


百叶式调节风窗采用调整挡板的开启闭合角度控制风量;

隔爆型风窗执行器内嵌于调节风窗内部,可实现风窗角度无极连续调节,具有PID调节功能,控制精度0.1度;

配置多级联动型调节风窗,可实现10平米以上巷道断面的无极调风功能。


人车监测技术

采用进口漫反射传感技术,感应距离 3~12 米可调,无须对光操作,可有效避免因振动、碰撞、巷道变形等因素造成的传感器误动作,具有可靠性高、寿命长、检测范围大、接收距离远等优点。

主动防夹功能

每道风门均配两个微波雷达传感器,形成两个扇形防夹保护区;

在感应区内,人车以 0.1-5m/s 动作时将被微波雷达传感器检测到,同时闭锁风门动作指令,避免风门夹人撞车事故发生。


被动防夹功能

基于伺服电机驱动方式,实时监测伺服电机输出扭矩,当扭矩超过保护设定值时,控制系统启动防夹保护,风门向相反方向动作,有效防止夹人、撞车等事故的发生,此功能在防夹传感器损坏或失效时,对井下工作人员多了一份安全保障。

闭锁功能

正常运行:具有防止风短路的电气(程序设定)、机械双重闭锁;

应急灾变:可就地及远程解锁,便于人员快速撤离或及时将火灾产生的有毒气体排到回风巷。


风门遥控技术

遥控接收器与遥控器配套使用,无轨胶轮车、电机车、单轨吊等运输车辆运行中司机不必下车即可提前控制风门开闭,提高通行效率;

工作频率为 2.5GHz,遥控距离大于 80 米。


AI 识别功能

系统支持 AI 摄像仪,可实现基于模型检测的人车识别功能;

采集现场人员、车辆的照片,上传到云平台自学习,将学习文件下载到前端摄像头,实现基于 AI 图像识别的风门智能控制功能。


应急电源功能

为风机电控装置提供稳定后备电源,前段电源停电时可提供不低于 8 小时、500 次开关门操作的工作电源,停电不受影响


上位机监控控制功能

上位机监控控制软件,具有风门实时状态监视、远程控制、参数设置、数据统计分析、故障记录、故障复位、视频存储回放(可用于风门损坏溯源分析)等功能;

配置:监控平台软件、工控机、硬盘录像机、显示器、打印机。


手机客户端控制功能

通过手机端,登录公司自主研发的APP,可对进行风门实时状态监视、远程控制、参数设置、数据统计分析、故障记录、故障复位、视频存储回放(可用于风门损坏溯源分析)等功能,手机端登陆设备数量无限制。


运行报警存档及抓拍

正常运行状态下,如有故障报警,信息可储存,系统自动抓拍现场照片,为故障分析保留原始信息



视觉控制技术


作为人工智能的“慧眼”,机器视觉正以其超卓的精确性、可靠性及信息集成等优势,引领智能制造,助推工业自动化发展,并已逐渐成为高端智能装备核心技术之一。

智能制造过程中,机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能,也就是把客观事物的图像信息提取、处理并理解,最终用于实际检测、测量和控制。模式识别/计数、视觉定位、尺寸测量和外观检测等是机器视觉技术的基本功能,机器随着视觉技术的不断成熟,应用范围变得越来越宽泛,统计、检测、测量、匹配、识别和引导是目前机器视觉技术在工业中的六大应用。

机器视觉系统提高了大批量、持续生产的自动化程度,大大提升生产效率和产品精度,同时获取信息与自动处理的能力变得极其快,为工业生产的信息集成提供了有效途径,助力智能制造发展。