一、 全自動智能風窗數據采集層：多維度環境感知

• 風量 / 風速傳感器：采用超聲波或皮托管原理，監測通過風窗的實時風量（單位：m3/min）。

• 風壓傳感器：檢測風窗前后的靜壓差（單位：Pa），計算通風阻力。

• 瓦斯 / 有害氣體傳感器：監測巷道內瓦斯（CH?）、一氧化碳（CO）等濃度，作為風量調節的安全觸發條件。

• 設備狀態傳感器：反饋風窗執行機構（如電機、絲杠）的開度、運行電流等，確保設備工況正常。

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二、智能控制層：算法決策與邏輯聯動

1. 基礎控制邏輯：PID 閉環調節

• 設定值：根據通風設計規范預設目標風量（如某工作面需風量為 800 m3/min）。

• 偏差計算：實時風量與設定值的差值（ΔQ = Q 實測 - Q 設定）。

• 輸出調節：控制器根據 ΔQ 及變化率（dΔQ/dt），計算執行機構的開度調整量（如電機轉動角度），驅動風窗動作，直至 ΔQ 趨近于 0。

2. 智能優化算法：多參數耦合控制

• 瓦斯 - 風量耦合控制：當瓦斯濃度超過閾值（如 0.7%）時，自動觸發 “瓦斯優先" 模式，跳過 PID 調節，直接按預設策略增大風窗開度（如全開或開至 90%），快速稀釋瓦斯。

• 風壓平衡控制：在并聯巷道中，根據各分支風壓差值，通過流量分配算法動態調整多臺風窗的開度，使風量按設計比例分配（如主巷與分支巷風量比為 3:1）。

3. 聯動控制策略

• 與局扇協同：當局扇風量變化時，風窗同步調節開度，維持巷道風壓穩定（如局扇風量增加 20%，風窗開度減小 15° 以平衡壓力）。

• 應急響應聯動：接收到瓦斯超限、火災等報警信號時，風窗自動執行預設動作（如全開通風或關閉阻斷風流），配合礦井災變應急程序。

三、執行機構層：精準驅動與安全保障

• 驅動方式：采用防爆電機 + 絲杠螺母或液壓油缸傳動，具有扭矩大、抗粉塵能力強的特點，適應井下惡劣環境。

• 開度控制：通過編碼器或電位器實時反饋風窗葉片（或風門）的角度（如 0°~90°），精度可達 ±1°，確保風量調節的線性度。

• 安全冗余：配備備用電源（如 UPS）和機械閉鎖裝置，防止停電或故障時風窗失控，保障通風系統安全。

四、人機交互與遠程監控

• 本地操作：通過風窗附近的防爆觸控屏，實時顯示運行參數（風量、瓦斯濃度、開度），支持手動 / 自動模式切換及緊急啟停。

• 遠程監控：地面監控中心通過組態軟件（如 WINCC）實時監測全礦井風窗狀態，可遠程下發調節指令或修改控制參數（如臨時調整某風窗的風量設定值）。

• 數據分析：系統自動存儲歷史數據（如風量曲線、故障記錄），用于通風系統優化分析（如判斷巷道阻力變化趨勢、評估設備運行效率）