【作 者】周 峰

【摘 要】煤炭行业作为我国的支柱行业，其安全问题日益凸显，如何使煤矿安全生产成为了制约煤矿生产的关键问题。煤矿井下通风系统作为煤矿生产的四大重要系统之一， 担负着保障矿井下良好的气候条件的关键任务，即解决井下空气流通问题。一旦井下通风不畅，瓦斯浓度上升到一定程度，即会造成爆炸塌井，危及矿工的生命安 全，因此研究井下通风控制系统就显得尤为重要。
本课题以攀枝花花山矿改造为背景，原系统采用风门的开度来控制风量和风压，风机长期处于全功率 运行，不仅可靠性低，而且造成能源极大的浪费。因此，本文采用变频器调速的方法控制风机转速以达到改变风量的目的，实现了井下风量的自动调节，大大降低了 系统的能耗，增加了风量控制的精确度。
论文首先系统地概述了井下通风控制系统的国内外研究现状，确定了本文的研究目的、意义及主要研究内容。其次，根据通风控制系统的总体架构与控制需求，给出了系统的总体设计方案及控制方式。
从能耗的角度分析了传统的调节风门开度方式的不足，并给出了基于变频调速的风量节能控制设计方案。由于传统的变频控制存在数据拟合难度大，精确度低的问 题，本文给出一种基于分段PID控制策略的风量调节方法，通过对风量的直接检测，根据当前风量大小和风量变化率，实时调整不同工况下的控制强度，实现风量 的快速、精确调节。
根据系统的总体架构和控制策略，给出了系统主要部件（PLC、传感器、变频器）的硬件设计及软件设计，实现了基于分段 PID变频控制的风量自动调节。此外，系统实现了信号采集与实时监控，包括风机的运行状态、故障状态、负压、流量、轴承振动、轴承温度、定子温度、电压、 电流、功率、效率等。并通过工业以太网将系统运行数据传送至地面监控中心，结合上位机组态监控软件实现通风系统的远程监控。经现场实际验证，运行状况良 好。

【关键词】煤矿生产；井下通风控制系统；变频调速；风量调节；脉络设计方案；远程监控；PID控制策略；

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