CN103838197A - 一种隧道施工用通风设备协调控制系统 - Google Patents

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侯鹏
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Abstract

本发明公开了一种隧道施工用通风设备协调控制系统，包括对所施工隧道掌子面处的空气质量状况进行实时检测的空气质量状况检测装置和对所施工隧道内所布设的隧道通风设备相应进行控制的协调监控装置；隧道通风设备包括多级风机，协调监控装置包括多个分别对多级风机的启停时间与工作参数进行控制的风机监控器、启停间隔时间设定单元、送风量相差数值设定单元、按照启停间隔时间设定单元所设置的间隔时间对多级风机的启停时间进行控制的定时控制电路和根据空气质量状况检测装置的检测结果对多级风机进行集中控制的集中控制器。本发明设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能对多级风机的启停时间与工作参数进行协调控制。

Description

一种隧道施工用通风设备协调控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统，尤其是涉及一种隧道施工用通风设备协调控制系统。
背景技术
隧道施工中通风的作用是从洞外向洞内输送足够的新鲜空气，排出洞内爆破和运输产生的炮烟和有害气体，以最终保证洞内作业人员和机械对新鲜空气的需要，使洞内空气达到国家和行业规定的标准。在长大隧道施工中通风效果的好坏，直接影响到工程的进度和作业人员的身体健康。目前，国内外隧道施工通风大多采用管道压入式的通风方式，在洞口外设置轴流风机，该轴流风机通过与其相连的通风管道即柔性风管将新鲜空气送至隧道掘进工作面，洞内的污浊空气在送入洞内新鲜空气的挤压作用下，沿已开挖好的洞身排至洞外。在隧道较长时，采用多个轴流风机并、串联的方式以提高风量和送风距离。对于长大隧道而言，通常需要设置有多级风机，且多级风机相配合使用。目前，主要采用人工对各台风机进行启停控制，并以人工方式对各风机的工作参数进行调控，且通常情况下，参数设置完毕后，一般不再进行相应调整，但由于实际施工过程中存在多种突发情况，均会不同程度地影响掌子面处的空气质量状况，需要对多组分机的工作参数相应进行调整。另外，由于上下两级风机之间存在一定的协调配合关系，因而上下两级风机的启停时间与工作参数均应相应进行调整。综上，现如今缺少一种设计合理、使用操作简便且智能化程度高、使用效果好的隧道施工用通风设备协调控制系统，其能对多级风机的启停时间与工作参数进行协调控制，使得多级风机的配合使用效果更佳，从而极大程度上改善了隧道洞内的通风效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能对多级风机的启停时间与工作参数进行协调控制。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征在于：包括对所施工隧道掌子面处的空气质量状况进行实时检测的空气质量状况检测装置和根据空气质量状况检测装置的检测结果对所施工隧道内所布设的隧道通风设备相应进行控制的协调监控装置；所述隧道通风设备包括沿所施工隧道的延伸方向由前至后进行布设的多级风机，所述协调监控装置包括多个分别对多级所述风机的启停时间与工作参数进行控制的风机监控器、对上下两级别风机之间的启停间隔时间进行设定的启停间隔时间设定单元、对上下两级别风机的送风量相差数值进行设定的送风量相差数值设定单元、按照启停间隔时间设定单元所设置的间隔时间对多级所述风机的启停时间进行控制的定时控制电路、根据空气质量状况检测装置的检测结果对多级所述风机进行集中控制的集中控制器以及分别与集中控制器相接的参数设置单元、数据存储单元、显示单元、时钟电路和无线通信模块二，所述启停间隔时间设定单元、送风量相差数值设定单元和定时控制电路均与集中控制器相接；所述风机监控器的数量与风机的数量相同，所述风机监控器包括主控芯片、对所监控风机的工作参数进行实时检测的工作参数检测单元和与主控芯片相接的无线通信模块一，所述工作参数检测单元与主控芯片相接，所述主控芯片与所监控风机的供电回路中所串接的电磁控制开关相接；所述主控芯片通过无线通信模块一和无线通信模块二与集中控制器进行双向通信。
上述一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征是：所述工作参数检测单元包括分别对所监控风机的转速、转向和送风量进行实时检测的转速传感器、转向传感器和送风量检测单元，所述转速传感器、转向传感器和送风量检测单元均与主控芯片相接。
上述一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征是：所述空气质量状况检测装置包括有害气体浓度检测单元、环境温度检测单元、氧气含量检测单元、检测控制器和与检测控制器相接的无线通信模块三，所述检测控制器通过无线通信模块三和无线通信模块二与集中控制器进行双向通信；所述有害气体浓度检测单元、环境温度检测单元和氧气含量检测单元均与检测控制器相接。
上述一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征是：所述主控芯片和检测控制器均为DSP控制器。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单且投入成本低，安装布设简便。
2、电路设计合理，电路简单且接线方便。
3、使用操作简便且智能化程度高。
4、使用效果好且实用价值高，其能对多级风机的启停时间与工作参数进行协调控制，使得多级风机的配合使用效果更佳，从而极大程度上改善了隧道洞内的通风效果。
综上所述，本发明设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能对多级风机的启停时间与工作参数进行协调控制。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明:
1—空气质量状况检测装置；1-1—有害气体浓度检测单元；
1-2—环境温度检测单元；  1-3—氧气含量检测单元；
1-4—检测控制器；        1-5—无线通信模块三；
2—协调监控装置；         2-1—风机监控器；    2-11—主控芯片；
2-12—工作参数检测单元；  2-13—无线通信模块一；
2-2—启停间隔时间设定单元；
2-3—送风量相差数值设定单元；                  2-4—集中控制器；
2-5—参数设置单元；       2-6—数据存储单元；  2-7—显示单元；
2-8—无线通信模块二；     2-9—时钟电路；
2-10—定时控制电路；      3—风机；            4—电磁控制开关。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括对所施工隧道掌子面处的空气质量状况进行实时检测的空气质量状况检测装置1和根据空气质量状况检测装置1的检测结果对所施工隧道内所布设的隧道通风设备相应进行控制的协调监控装置。所述隧道通风设备包括沿所施工隧道的延伸方向由前至后进行布设的多级风机3，所述协调监控装置包括多个分别对多级所述风机3的启停时间与工作参数进行控制的风机监控器2-1、对上下两级别风机3之间的启停间隔时间进行设定的启停间隔时间设定单元2-2、对上下两级别风机3的送风量相差数值进行设定的送风量相差数值设定单元2-3、按照启停间隔时间设定单元2-2所设置的间隔时间对多级所述风机3的启停时间进行控制的定时控制电路2-10、根据空气质量状况检测装置1的检测结果对多级所述风机3进行集中控制的集中控制器2-4以及分别与集中控制器2-4相接的参数设置单元2-5、数据存储单元2-6、显示单元2-7、时钟电路2-9和无线通信模块二2-8，所述启停间隔时间设定单元2-2、送风量相差数值设定单元2-3和定时控制电路2-10均与集中控制器2-4相接。所述风机监控器2-1的数量与风机3的数量相同，所述风机监控器2-1包括主控芯片2-11、对所监控风机3的工作参数进行实时检测的工作参数检测单元2-12和与主控芯片2-11相接的无线通信模块一2-13，所述工作参数检测单元2-12与主控芯片2-11相接，所述主控芯片2-11与所监控风机3的供电回路中所串接的电磁控制开关4相接。所述主控芯片2-11通过无线通信模块一2-13和无线通信模块二2-8与集中控制器2-4进行双向通信。
本实施例中，所述工作参数检测单2-12包括分别对所监控风机3的转速、转向和送风量进行实时检测的转速传感器、转向传感器和送风量检测单元，所述转速传感器、转向传感器和送风量检测单元均与主控芯片2-11相接。
本实施例中，所述空气质量状况检测装置1包括有害气体浓度检测单元1-1、环境温度检测单1-2、氧气含量检测单1-3、检测控制器1-4和与检测控制器1-4相接的无线通信模块三1-5，所述检测控制器1-4通过无线通信模块三3-5和无线通信模块二2-8与集中控制器2-4进行双向通信。所述有害气体浓度检测单1-1、环境温度检测单1-2和氧气含量检测单元1-3均与检测控制器1-4相接。
本实施例中，所述主控芯片2-11和检测控制器1-4均为DSP控制器。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征在于：包括对所施工隧道掌子面处的空气质量状况进行实时检测的空气质量状况检测装置（1）和根据空气质量状况检测装置（1）的检测结果对所施工隧道内所布设的隧道通风设备相应进行控制的协调监控装置；所述隧道通风设备包括沿所施工隧道的延伸方向由前至后进行布设的多级风机（3），所述协调监控装置包括多个分别对多级所述风机（3）的启停时间与工作参数进行控制的风机监控器（2-1）、对上下两级别风机（3）之间的启停间隔时间进行设定的启停间隔时间设定单元（2-2）、对上下两级别风机（3）的送风量相差数值进行设定的送风量相差数值设定单元（2-3）、按照启停间隔时间设定单元（2-2）所设置的间隔时间对多级所述风机（3）的启停时间进行控制的定时控制电路（2-10）、根据空气质量状况检测装置（1）的检测结果对多级所述风机（3）进行集中控制的集中控制器（2-4）以及分别与集中控制器（2-4）相接的参数设置单元（2-5）、数据存储单元（2-6）、显示单元（2-7）、时钟电路（2-9）和无线通信模块二（2-8），所述启停间隔时间设定单元（2-2）、送风量相差数值设定单元（2-3）和定时控制电路（2-10）均与集中控制器（2-4）相接；所述风机监控器（2-1）的数量与风机（3）的数量相同，所述风机监控器（2-1）包括主控芯片（2-11）、对所监控风机（3）的工作参数进行实时检测的工作参数检测单元（2-12）和与主控芯片（2-11）相接的无线通信模块一（2-13），所述工作参数检测单元（2-12）与主控芯片（2-11）相接，所述主控芯片（2-11）与所监控风机（3）的供电回路中所串接的电磁控制开关（4）相接；所述主控芯片（2-11）通过无线通信模块一（2-13）和无线通信模块二（2-8）与集中控制器（2-4）进行双向通信。
2.按照权利要求1所述的一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征在于：所述工作参数检测单元（2-12）包括分别对所监控风机（3）的转速、转向和送风量进行实时检测的转速传感器、转向传感器和送风量检测单元，所述转速传感器、转向传感器和送风量检测单元均与主控芯片（2-11）相接。
3.按照权利要求1或2所述的一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征在于：所述空气质量状况检测装置（1）包括有害气体浓度检测单元（1-1）、环境温度检测单元（1-2）、氧气含量检测单元（1-3）、检测控制器（1-4）和与检测控制器（1-4）相接的无线通信模块三（3-5），所述检测控制器（1-4）通过无线通信模块三（1-5）和无线通信模块二（2-8）与集中控制器（2-4）进行双向通信；所述有害气体浓度检测单元（1-1）、环境温度检测单元（1-2）和氧气含量检测单元（1-3）均与检测控制器（1-4）相接。
4.按照权利要求3所述的一种隧道施工用通风设备协调控制系统，其特征在于：所述主控芯片（2-11）和检测控制器（1-4）均为DSP控制器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105569709A (zh) * 2016-01-25 2016-05-11 西南交通大学 高地温铁路隧道降温通风的控制方法
CN106121729A (zh) * 2016-08-31 2016-11-16 成都四为电子信息股份有限公司 基于隧道环境的智能通风监控系统

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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