全自动智能风窗的智能控制原理基于多源数据融合、智能算法决策与执行机构联动，通过实时感知通风环境参数，动态调整风窗开度，实现风量、风压的精准控制。

一、 全自动智能风窗数据采集层：多维度环境感知

• 风量 / 风速传感器：采用超声波或皮托管原理，监测通过风窗的实时风量（单位：m³/min）。

• 风压传感器：检测风窗前后的静压差（单位：Pa），计算通风阻力。

• 瓦斯 / 有害气体传感器：监测巷道内瓦斯（CH₄）、一氧化碳（CO）等浓度，作为风量调节的安全触发条件。

• 设备状态传感器：反馈风窗执行机构（如电机、丝杠）的开度、运行电流等，确保设备工况正常。

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二、智能控制层：算法决策与逻辑联动

1. 基础控制逻辑：PID 闭环调节

• 设定值：根据通风设计规范预设目标风量（如某工作面需风量为 800 m³/min）。

• 偏差计算：实时风量与设定值的差值（ΔQ = Q 实测 - Q 设定）。

• 输出调节：控制器根据 ΔQ 及变化率（dΔQ/dt），计算执行机构的开度调整量（如电机转动角度），驱动风窗动作，直至 ΔQ 趋近于 0。

2. 智能优化算法：多参数耦合控制

• 瓦斯 - 风量耦合控制：当瓦斯浓度超过阈值（如 0.7%）时，自动触发 “瓦斯优先" 模式，跳过 PID 调节，直接按预设策略增大风窗开度（如全开或开至 90%），快速稀释瓦斯。

• 风压平衡控制：在并联巷道中，根据各分支风压差值，通过流量分配算法动态调整多台风窗的开度，使风量按设计比例分配（如主巷与分支巷风量比为 3:1）。

3. 联动控制策略

• 与局扇协同：当局扇风量变化时，风窗同步调节开度，维持巷道风压稳定（如局扇风量增加 20%，风窗开度减小 15° 以平衡压力）。

• 应急响应联动：接收到瓦斯超限、火灾等报警信号时，风窗自动执行预设动作（如全开通风或关闭阻断风流），配合矿井灾变应急程序。

三、执行机构层：精准驱动与安全保障

• 驱动方式：采用防爆电机 + 丝杠螺母或液压油缸传动，具有扭矩大、抗粉尘能力强的特点，适应井下恶劣环境。

• 开度控制：通过编码器或电位器实时反馈风窗叶片（或风门）的角度（如 0°~90°），精度可达 ±1°，确保风量调节的线性度。

• 安全冗余：配备备用电源（如 UPS）和机械闭锁装置，防止停电或故障时风窗失控，保障通风系统安全。

四、人机交互与远程监控

• 本地操作：通过风窗附近的防爆触控屏，实时显示运行参数（风量、瓦斯浓度、开度），支持手动 / 自动模式切换及紧急启停。

• 远程监控：地面监控中心通过组态软件（如 WINCC）实时监测全矿井风窗状态，可远程下发调节指令或修改控制参数（如临时调整某风窗的风量设定值）。

• 数据分析：系统自动存储历史数据（如风量曲线、故障记录），用于通风系统优化分析（如判断巷道阻力变化趋势、评估设备运行效率）