本發(fā)明涉及智能控制，更具體地涉及煤礦井下集中制冷控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在煤礦開采過程中，隨著開采深度的增加，地溫逐漸升高，導(dǎo)致礦井內(nèi)溫度不斷上升。因此，在煤礦井下進(jìn)行制冷，維持適宜的溫度和濕度，是非常必要的。傳統(tǒng)的礦井通風(fēng)雖然可以為井下工人提供氧氣，沖淡井下有害氣體濃度，但對于高溫礦井來說，僅依靠通風(fēng)已不能徹底解決高溫?zé)岷栴}。因此，井下集中制冷控制系統(tǒng)應(yīng)運而生，通過傳感器、控制器等設(shè)備實時監(jiān)測井下溫度、濕度等參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定值自動調(diào)節(jié)制冷機組的運行狀態(tài)和制冷劑的流量，實現(xiàn)精確控制，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，操作人員可以在地面通過計算機或移動設(shè)備實時查看井下制冷系統(tǒng)的運行狀態(tài)和各項參數(shù)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和調(diào)整；

2、然而上述過程仍然具備以下缺點：

3、其一、現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)雖然采用傳感器和控制器進(jìn)行實時監(jiān)測，但可能存在響應(yīng)滯后的問題，同時，也缺乏根據(jù)礦井的區(qū)域特征進(jìn)行全面的制冷，從而導(dǎo)致制冷效果不均勻；

4、其二、現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)需依賴于人工干預(yù)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，效率較低且易出錯，并且可能因缺乏實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析功能而難以進(jìn)行制冷執(zhí)行和制冷效果的智能化控制和調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了煤礦井下集中制冷控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中存在的問題。

2、本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：煤礦井下集中制冷控制系統(tǒng)，包括：

3、溫度監(jiān)測模塊：通過在每個制冷設(shè)備的制冷輸送管道出口設(shè)置溫度監(jiān)測點，實時監(jiān)測煤礦井下的溫度，并設(shè)置制冷啟動閾值作為制冷觸發(fā)規(guī)則，并根據(jù)制冷觸發(fā)規(guī)則生成制冷控制指令傳輸至數(shù)據(jù)傳輸模塊；

4、數(shù)據(jù)傳輸模塊：用于傳輸制冷控制指令和控制制冷執(zhí)行指令，通過礦井環(huán)網(wǎng)將制冷控制指令傳輸?shù)骄轮评湓O(shè)備的控制器，控制器接收到指令后，會立即啟動制冷設(shè)備；

5、數(shù)據(jù)采集模塊：用于采集制冷設(shè)備的制冷數(shù)據(jù)和達(dá)到制冷觸發(fā)規(guī)則的各個溫度監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù)，并將采集到的制冷數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)傳輸至特征提取模塊；

6、特征提取模塊：通過對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，并計算出每個溫度監(jiān)測點的溫度偏差值，并將每個溫度監(jiān)測點的溫度偏差值傳輸至狀態(tài)分析模塊；

7、狀態(tài)分析模塊：通過分析相鄰兩個監(jiān)測點之間的溫度偏差值變化，得到溫度差異系數(shù)，并實時監(jiān)測煤礦井下的制冷效果，同時將分析結(jié)果傳輸至制冷控制模塊；

8、制冷控制模塊：通過對制冷效果較差的溫度監(jiān)測點所處的輸冷管道內(nèi)制冷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并計算出制冷控制系數(shù)，對制冷效果進(jìn)行調(diào)控，并將控制分析結(jié)果傳輸至控制監(jiān)測模塊；

9、控制監(jiān)測模塊：用于實時監(jiān)測制冷控制過程中的制冷效果和溫度變化，并將監(jiān)測結(jié)果反饋至制冷控制模塊和溫度監(jiān)測模塊；

10、結(jié)果展示模塊：通過將制冷執(zhí)行過程和制冷效果控制分析結(jié)果以可視化圖形的方式由控制顯示器展示給用戶。

11、優(yōu)選的，所述溫度監(jiān)測模塊通過在各個關(guān)鍵位置分別設(shè)置一個溫度監(jiān)測點并安裝溫度傳感器，包括冷卻介質(zhì)的進(jìn)出口、工作面、回風(fēng)巷道以及運輸巷道，用于實時監(jiān)測各個溫度監(jiān)測點的溫度，根據(jù)煤礦井的安全要求，設(shè)置合理的溫度閾值作為制冷啟動閾值，當(dāng)監(jiān)測到的某個溫度監(jiān)測點的溫度達(dá)到或超過制冷啟動閾值時，將自動觸發(fā)制冷控制指令生成，并將生成的制冷控制指令傳輸至控制器中，同時，根據(jù)各個溫度監(jiān)測點的位置設(shè)置相應(yīng)的制冷啟動觸發(fā)延遲時間，用于判定制冷是否及時啟動，若未啟動，則立即通知井下人員。

12、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將制冷控制指令傳輸至井下制冷設(shè)備的控制器中，控制器根據(jù)制冷控制指令啟動制冷設(shè)備，并向控制顯示器實時反饋制冷設(shè)備的運行狀態(tài)。

13、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于監(jiān)測啟動制冷設(shè)備，當(dāng)監(jiān)測到啟動制冷設(shè)備時，通過制冷設(shè)備內(nèi)置傳感器實時采集制冷設(shè)備的制冷數(shù)據(jù)，通過各個溫度監(jiān)測點的溫度傳感器實時采集井下溫度數(shù)據(jù)，再經(jīng)過礦井環(huán)網(wǎng)將制冷數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛鏀?shù)據(jù)服務(wù)器，并在控制顯示器顯示制冷設(shè)備的運行狀態(tài)和制冷時的溫度變化狀態(tài)，所述制冷數(shù)據(jù)包括冷卻水的流量、壓力以及溫度。

14、優(yōu)選的，所述特征提取模塊通過特征提取和分析出每個溫度監(jiān)測點在制冷設(shè)備運行時間內(nèi)的每個溫度監(jiān)測點的溫度偏差值δti。

15、優(yōu)選的，所述狀態(tài)分析模塊通過對相鄰溫度監(jiān)測點之間的溫度偏差值變化進(jìn)行綜合分析，來實時監(jiān)測煤礦井下每個溫度監(jiān)測點的制冷效果，并判斷制冷效果是否良好，從而進(jìn)一步對制冷效果進(jìn)行控制；

16、所述溫度差異系數(shù)的具體計算公式為δti表示第i個監(jiān)測點的溫度偏差值，δti-1表示第i-1個監(jiān)測點的溫度偏差值，n表示監(jiān)測點的總個數(shù)；

17、通過設(shè)定一個溫度差異閾值θ，將溫度差異系數(shù)δc與溫度差異閾值θ進(jìn)行對比，從而判斷制冷效果是否良好，若溫度差異系數(shù)δc≤溫度差異閾值θ，表明該溫度監(jiān)測點的制冷效果良好，并將判定結(jié)果傳輸至控制監(jiān)測模塊，繼續(xù)監(jiān)測制冷效果和溫度變化，若溫度差異系數(shù)δc＞溫度差異閾值θ，表明該溫度監(jiān)測點制冷效果較差，并通過判定結(jié)果篩選出制冷效果較差的溫度監(jiān)測點，繼續(xù)進(jìn)行制冷控制效果分析。

18、優(yōu)選的，所述制冷控制模塊通過分析所篩選出的制冷效果較差的溫度監(jiān)測點所處輸冷管道內(nèi)水流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，對制冷效果進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)控，并將制冷控制結(jié)果傳輸至結(jié)果展示模塊；

19、所述制冷控制系數(shù)的具體計算公式為ki表示第i個溫度監(jiān)測點的制冷效率系數(shù)，ti表示第i個溫度監(jiān)測點的實際溫度，tset表示設(shè)定溫度，pi表示第i個溫度監(jiān)測點的輸冷管道內(nèi)壓力，pavg表示各個輸冷管道內(nèi)的平均壓力，vi表示第i個溫度監(jiān)測點的輸冷管道內(nèi)水流量，cpw表示水的比熱容，ρw表示水的密度，α表示壓力系數(shù)；

20、通過將制冷控制系數(shù)ri與預(yù)設(shè)的制冷效果閾值λ進(jìn)行比較，從而對每個制冷效果較差的溫度監(jiān)測點的制冷狀態(tài)進(jìn)行控制，當(dāng)制冷控制系數(shù)ri＞預(yù)設(shè)的制冷效果閾值λ時，表明該溫度監(jiān)測點的制冷效果不佳，需增加制冷量，并優(yōu)化制冷設(shè)備的運行參數(shù)，當(dāng)制冷控制系數(shù)ri＜預(yù)設(shè)的制冷效果閾值λ時，表明制冷效果過度，需減少制冷量，并調(diào)整水流量和壓力。

21、優(yōu)選的，所述控制監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測制冷執(zhí)行操作和制冷效果控制操作，當(dāng)監(jiān)測到各個溫度監(jiān)測點的溫度低于制冷啟動閾值時，停止制冷設(shè)備的制冷操作，當(dāng)監(jiān)測到各個溫度監(jiān)測點的溫度再次達(dá)到溫度閾值時，將監(jiān)測結(jié)果反饋至溫度監(jiān)測模塊，再次啟動制冷控制；當(dāng)監(jiān)測到溫度監(jiān)測點的制冷控制系數(shù)與預(yù)設(shè)的制冷效果閾值相等時，向制冷控制模塊傳輸停止對制冷效果調(diào)控的指令。

22、優(yōu)選的，所述結(jié)果展示模塊通過將制冷執(zhí)行過程和制冷效果控制分析結(jié)果傳輸至控制顯示器，用戶通過控制顯示器實時查看不同溫度監(jiān)測點的制冷過程和制冷效果，并將語音電話與井上監(jiān)控中心相連接，從而通過查看控制顯示器的同時，與煤礦井下工作人員進(jìn)行語音通話交流。

23、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：

24、本發(fā)明通過溫度監(jiān)測模塊在每個制冷設(shè)備的制冷輸送管道出口設(shè)置溫度監(jiān)測點，實時監(jiān)測煤礦井下的溫度，并設(shè)置制冷啟動閾值作為制冷觸發(fā)規(guī)則，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸制冷控制指令和控制制冷執(zhí)行指令，通過數(shù)據(jù)采集模塊采集制冷設(shè)備的制冷數(shù)據(jù)和各個溫度監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù)，通過特征提取模塊對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，并計算出每個溫度監(jiān)測點的溫度偏差值，通過狀態(tài)分析模塊分析相鄰兩個監(jiān)測點之間的溫度偏差值變化，得到溫度差異系數(shù)，并實時監(jiān)測煤礦井下的制冷效果，通過制冷控制模塊對制冷效果較差的溫度監(jiān)測點所處的輸冷管道內(nèi)制冷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并計算出制冷控制系數(shù)，對制冷效果進(jìn)行調(diào)控，通過控制監(jiān)測模塊實時監(jiān)測制冷控制過程中的制冷效果和溫度變化，并將監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行實時反饋，通過結(jié)果展示模塊將制冷執(zhí)行過程和制冷效果控制分析結(jié)果以可視化圖形的方式由控制顯示器展示給用戶，通過設(shè)置多個溫度監(jiān)測點和制冷觸發(fā)規(guī)則，可以大大提高溫度監(jiān)測的準(zhǔn)確性和實時性，能全面地進(jìn)行制冷，使制冷效果更加均勻，并能解決響應(yīng)滯后的問題，確保制冷系統(tǒng)能夠及時響應(yīng)溫度變化，通過對數(shù)據(jù)的分析和控制，能識別出制冷效果較差的區(qū)域，并通過制冷控制模塊進(jìn)行針對性的調(diào)控，提高制冷效果并減少資源浪費，從而實現(xiàn)了制冷過程的智能化控制和調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。