一种基于隧道的智能通风系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于隧道的智能通风系统包括控制中心、数据传输组网、云数据服务器、移动控制端、智能风机、智能风机控制器、大气污染传感器及风机变频器。本发明专利技术通过对风机构件的安全性进行监控，同时对电机和叶片的失效状况进行监控，通过采集这些传感数据来深度判断当前风机的运行状态，可对异常状态进行预测和预警，以保证隧道通风系统的安全运行。且利用风机控制器配合风机变频器采用变频调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以提供隧道风量的需要，从而实现运行能耗最省，综合效益最高。综合效益最高。综合效益最高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于隧道的智能通风系统及其实现方法


[0001]本专利技术属于隧道通风系统
，具体地说，是涉及一种基于隧道的智能通风系统及其实现方法。

技术介绍

[0002][0003]目前传统隧道通风系统存在控制方式单一、能耗高、监测基础数据少、风机设备维护被动和通行舒适性不高等缺点。针对以上问题现状，有必要利用现有的物联网、互联网+以及工业自动化等信息化技术和高科技手段，建设一套全新的隧道智慧通风系统，与隧道内其他业务系统联动，实现节能、智能化的通风系统，以提升隧道的通风效率，提高隧道通行的舒适度，同时为隧道经营管理者提供精细化的管理手段。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于隧道的智能通风系统及其实现方法，实现节能、智能化的通风系统，以提升隧道的通风效率，提高隧道通行的舒适度，同时为隧道经营管理者提供精细化的管理手段。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于隧道的智能通风系统，包括控制中心、数据传输组网、云数据服务器、移动控制端、智能风机、智能风机控制器、大气污染传感器及风机变频器；
[0007]所述控制中心通过数据传输组网与智能风机控制器相连，用于实现对智能风机控制器的本地控制；
[0008]所述云数据服务器通过数据传输组网获取智能风机控制器中的数据，并利用移动控制端与云数据服务器的数据交换实现智能风机控制器的远程控制；
[0009]所述智能风机受到智能风机控制器的控制实现对隧道的排风；
[0010]所述智能风机控制器与智能风机相连，获取智能风机的相关运行状态参数，用于控制智能风机；
[0011]所述大气污染传感器组用于监测隧道内的空气质量以配合智能风机控制器实现控制风机运转；
[0012]所述风机变频器接受智能风机控制器的控制，所述风机变频器安装于配电柜内，电缆接至前端的断路器，断路器下端连接风机变频器输入端，变频器输出端通过电缆引至对应的风机端；采用变频调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以提供隧道风量的需要，实现风机的变频、节能运行。
[0013]进一步地，在本专利技术中，所述智能风机包括风机，与风机相连的智能监测感知单元，以及与智能监测感知单元相连的FPGA风机信号处理单元；智能监测感知单元用于监测风机运行状态；所述FPGA风机信号处理单元用于接收和处理智能监测感知单元采集的数据和大气污染传感器采集的数据，并通过多种接口形式，将相关处理的数据传至智能风机控
制器或者其他相关网关设备。
[0014]进一步地，在本专利技术中，所述FPGA风机信号处理单元包括与风机的控制器相连的主控MCU和FPGA串口通信模块，与主控MCU相连的运放模组、 FPGA信号分析模块、电流电压传感器及风机转速传感器，与FPGA串口通信模块相连的通信收发模组，与FPGA串口通信模块相连的多种通信接口，以及与主控MCU、FPGA信号分析模块及FPGA串口通信模块相连用于供电的电源模块；其中，所述运放模组与智能监测感知单元相连；所述通信收发模组用于连接外部的大气污染传感器。
[0015]进一步地，在本专利技术中，所述智能监测感知单元包括多个风机安全吊架构件监测模块、风机叶轮轴振幅监测传感器及风机轴温传感器；其中，所述风机安全吊架构件监测模块采用加速度传感器。
[0016]进一步地，在本专利技术中，所述运放模组包括第一运算放大器和第二运算放大器；其中，所述风机安全吊架姿态传感器、多个风机安全吊架构件监测模块经第一运算放大器与主控MCU相连；所述风机叶轮轴振幅监测传感器及风机轴温传感器经第二运算放大器与主控MCU相连。
[0017]进一步地，在本专利技术中，所述通信收发模组采用RS485收发器。
[0018]进一步地，在本专利技术中，多种所述通信接口包括光纤接口、CAN总线接口和RS485接口。
[0019]进一步地，在本专利技术中，所述主控MCU和FPGA串口通信模块均连接有时钟模块。
[0020]进一步地，在本专利技术中，所述主控MCU还连接有复位IC。
[0021]基于上述智能通风系统，本专利技术还提供一种基于隧道的智能通风系统的实现方法，包括如下步骤：
[0022](S1)智能风机的智能监测感知单元对风机运行时的参数进行数据采集、频谱分析和处理，并通过多种接口形式，将相关处理的数据传至智能风机控制器或者其他相关网关设备；
[0023](S2)大气污染传感器对隧道内的空气质量进行监测；
[0024](S3)智能风机控制器从FPGA风机信号处理单元和大气污染传感器获取数据信息后，通过风机变频器对风机运行进行变频控制，从而改变风机风量以提供隧道风量的需要。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术在风机上部署了侦测加速度、转速、振动、电压、电流和温度等传感器，对风机构件的安全性进行监控，同时对电机和叶片的失效状况进行监控，通过采集这些传感数据来深度判断当前风机的运行状态，可对异常状态进行预测和预警，以保证隧道通风系统的安全运行。
[0027](2)本专利技术将原有的风机状态信息处理单元集成到一个主控MCU来完成，其能够更高效的集中处理数据，可以解决原有的风机状态信息处理单元通过外部通信带来的延时，数据实时性更强；同时主控MCU连接FPGA信号分析模块对上述采集的数据进行数据处理分析，减少了原有的信号处理模块数量，降低设计成本，并提高了整体系统的数据处理的稳定和可靠性。
[0028](3)本专利技术通过在FPGA风机信号处理单元中设置多种通信接口，可根据实际项目的设计需求，将相关处理的数据传至智能风机控制器或者其他相关网关设备。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的整体原理框图。
[0030]图2为本专利技术中智能风机的整体原理框图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图说明和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例。
[0032]实施例
[0033]如图1、2所示，本专利技术公开的一种基于隧道的智能通风系统，包括控制中心、数据传输组网、云数据服务器、移动控制端、智能风机、智能风机控制器、大气污染传感器及风机变频器；
[0034]所述控制中心通过数据传输组网与智能风机控制器相连，用于实现对智能风机控制器的本地控制；
[0035]所述云数据服务器通过数据传输组网获取智能风机控制器中的数据，并利用移动控制端与云数据服务器的数据交换实现智能风机控制器的远程控制；
[0036]所述智能风机受到智能风机控制器的控制实现对隧道的排风；
[0037]所述智能风机控制器与智能风机相连，获取智能风机的相关运行状态参数，用于控制智能风机；
[0038]所述大气污染传感器组用于监测隧道内的空气质量以配合智能风机控制器实现控制风机运转；
[0039]所述风机变频器接受智能风机控制器的控制，所述风机变频器安装于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于隧道的智能通风系统，其特征在于，包括控制中心、数据传输组网、云数据服务器、移动控制端、智能风机、智能风机控制器、大气污染传感器及风机变频器；所述控制中心通过数据传输组网与智能风机控制器相连，用于实现对智能风机控制器的本地控制；所述云数据服务器通过数据传输组网获取智能风机控制器中的数据，并利用移动控制端与云数据服务器的数据交换实现智能风机控制器的远程控制；所述智能风机受到智能风机控制器的控制实现对隧道的排风；所述智能风机控制器与智能风机相连，获取智能风机的相关运行状态参数，用于控制智能风机；所述大气污染传感器组用于监测隧道内的空气质量以配合智能风机控制器实现控制风机运转；所述风机变频器接受智能风机控制器的控制，所述风机变频器安装于配电柜内，电缆接至前端的断路器，断路器下端连接风机变频器输入端，变频器输出端通过电缆引至对应的风机端；采用变频调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以提供隧道风量的需要，实现风机的变频、节能运行。2.根据权利要求1所述的一种基于隧道的智能通风系统，其特征在于，所述智能风机包括风机，与风机相连的智能监测感知单元，以及与智能监测感知单元相连的FPGA风机信号处理单元；智能监测感知单元用于监测风机运行状态；所述FPGA风机信号处理单元用于接收和处理智能监测感知单元采集的数据和大气污染传感器采集的数据，并通过多种接口形式，将相关处理的数据传至智能风机控制器或者其他相关网关设备。3.根据权利要求2所述的一种基于隧道的智能通风系统，其特征在于，所述FPGA风机信号处理单元包括与风机的控制器相连的主控MCU和FPGA串口通信模块，与主控MCU相连的运放模组、FPGA信号分析模块、电流电压传感器及风机转速传感器，与FPGA串口通信模块相连的通信收发模组，与FPGA串口通信模块相连的多种通信接口，以及与主控MCU、FPGA信...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹晶，
申请(专利权)人：成都云微交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：