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国产三维智能通风分析平台GinVent动态解算分析及系统兼容性实现超越,实现通风仿真领域国产化替代

矿业课程阅读 02024-04-10 13:37

       智能通风是未来矿井通风发展的趋势。通过前端传感器采集准确可靠的现场数据,经过矿山通信系统将主要监测点数据汇总到控制中心,基于地面三维智能通风决策分析系统对通风实时数据进行分析决策,控制中心将通风调度和系统调整指令发送给调风执行机构。系统目标是按需通风,保障安全生产、降低通风能耗。


       实现智能通风的前提是对井下主要位置实时风量的精准测量,金码智能通风系统配备自研的超声风速传感器,该传感器在免维护的情况下,能长时间保持对巷道风速的精准测量,金码通风监控分站能同时检测井下主要环境参数,并兼容主流矿井通信系统。


       金码智能通风一体化解决方案包含:金码通风多参数传感器、金码超声风速风量传感器、GinLED工业显示终端、智能通风控制分站、地面三维智能通风决策分析系统、井下通风设施自动控制系统和全矿井通风系统三维建模。


    一、GinVent三维智能通风决策分析平台

        矿井三维智能通风决策分析系统需实现矿井通风全要素、全流程、全数据的集成和融合,达到当前矿井通风系统风流最优配置、灾害情况下风流快速调整和重点保供、未来通风系统调整方案及效果定量预判,三维通风数值孪生系统是通风管理提升的必经之路。    


        通风系统三维建模:

       准确的通风系统数值分析模型是建立智能通风系统的基础。金码通过全矿井通风阻力测定、关键位置建立高精度固定测风站等方式获取准确通风系统数据,建立通风数字孪生系统。

       井上下通风设施自动控制系统:

       金码自动控制部门采用先进自动控制技术,可实现对包括:风门、风窗、变频风机等的自动控制集成,实现从决策分析到执行的智能通风闭环管理。


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GinVent智能通风管控平台


     

矿井智能通风系统是一项复杂的系统工程,关键技术包括:通风系统数值分析模型的建立与动态维护、井下主要位置通风参数实时精准测量、通风网络实时解算与数据可视化展现、基于实时数据的动态调风与控风策略制定与迭代优化,通风系统灵敏度与可靠性分析与检验、通风能效的评价与管理等,应用计算机信息技术与人工智能技术,结合矿井通风专业技术,建立安全、可靠、经济、实用的矿井智能通风系统,逐步实现矿井通风系统的自动化和智能化,将对矿井安全生产和减员提效起到重要作用。

 智智能通风系统建设需最大限度兼容矿井现有通风设施,推荐通过整体规划、分步投资、分步实施的方式来建立。智能通风系统项目实施步骤通常如下,各矿可以参照已经具备的条件分步实施。


        第一步:采用专业软件系统对全矿井通风网络和通风基础设施进行三维建模和分析,建立通风网络解算平台,网络解算平台需具备数据兼容性和易维护性,解算分析平台需具备数据接口,可以接入第三方子系统的数据,同时也应具备数据接口将解算分析数据自动提供给自动化控制系统。
  

       第二步:对现有风门、风窗、风机设备进行升级改造,实现主要通风设施在线监测与远程自动控制,并将通风设施在线控制系统主要数据接入通风网络解算分析平台,实现数据同步与联动控制。
  

       第三步:将矿井现有监测监控系统、测风系统、视频监控系统、火灾监测系统、人员定位系统等系统主要传感器数据接入通风网络解算分析平台,基于优化设计的通风系统,提出新增精准风速传感器、压差传感器、和多参数环境传感器布置要求,并将新增传感器接入网络解算平台。
  

       第四步:基于矿井实际,优化制定智能控风策略,智能通风系统基于前端传感器实时数据、三维数值分析平台实时解算,以符合实际的智能控风策略驱动前端通风设施动作,完成动态调风和按需供风。
  

       第五步:智能通风系统不是一蹴而就的,随着生产的推进,数值分析模型、智能控风策略都需要迭代演进,确保模型准确有效,智能通风系统才会自动使用最新实时数据自动计算调风、控风参数,并与前端设备联动实现智能调风。


      二 实时动态通风网络解算

通风网络解算是系统的基本功能之一,也是支撑智能通风系统的底层逻辑。对当前通风系统进行优化分析,对风门、风窗、风机的定量控制都离不开通风网络解算。GinVent系统可在同一个工程文件中实现不同阶段和不同方案的管理和数据对比分析。在建立通风系统模型后,对其进行通风网络解算,进而根据通风系统调整的需要,在现有通风系统模型的基础上可进行以下网络解算:

1) 新掘巷道及巷道的贯通和密闭分析与预先模拟;

2) 模拟井巷断面或长度变化;

3) 模拟风门设置、拆除及调节风窗开合度变化,可接入风门风窗实时数据,实现实时调风;

4) 模拟风机数量、位置和工况点,多风机并联或串联通风模拟或控制;

5) 风机特性曲线模拟及变频调速。

6) 自然分风和按需分风解算分析;

7) 同一工程文件内编辑、管理不同阶段时期或不同方案的通风系统,并分别进行通风网络解算。


准确可靠的三维通风数值分析模型是智能通风决策分析的基础,是智能通风系统成功运行的关键。

三、GinVent与第三方数据集成

目前,智能通风已经成为井工矿井发展的必然趋势。通过布置前端传感器采集井下环境、通风构筑物、风机等准确可靠的现场数据,通过网络将主要实时数据汇总到控制中心,基于地面三维通风决策分析系统对通风实时数据进行分析决策,控制中心将通风调度和系统调整指令发送给调风执行机构。从而实现按需通风,降低通风能耗,保障安全生产。


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接入数据库、Modbus、文本等第三方实时数据


GinVent三维智能通风决策分析系统需接入的设备和系统包括包括:


(1)主扇、局扇风机:变频调速、风机开停;


(2)通风设施:风门、风窗、其他增阻设备(监测状态、自动控制);


(3)监控数据:实时通风参数(风压、风量或风速、温度、湿度、大气压),一氧化碳等气体参数,粉尘、柴油机尾气等环境参数;

 

(4)其它系统数据:监测监控系统、人员定位系统、精准测风系统、车辆调度数据(按需调风)、视频监控系统、束管监测系统、避难硐室在线监测等。



GinVent通讯接口需支持多种协议,主要包括:ModbusTCP/ SCADA/SqlDataSource/txt/csv等。




 

信息来源金码软件官方网站:http://www.ginmine.com


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