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隧道智能通风系统解决方案

一、设计背景


隧道具有改善路线状况、减少运行里程、节省土地资源等优势条件,是山区路线工程的重要组成部分,对我国交通事业的发展而言具有至关重要的作用。由于隧道呈现的是一种管状半封闭结构,其本身也存在诸多劣势条件,比如:空间受限、内部视线较差、空气不易流动、污染物排出困难等等,致使隧道中有害气体的浓度逐渐增加,施工车辆作业的尾气的不断排放都会是造成隧道内空气质量低的主要原因。合理的通风系统其理想通风效果是满足施工人员正常呼吸、冲淡机械废气、冲淡有害气体及降温等相关要求,是实现隧道快速施工、保障施工正常进行和施工人员身心健康的重要保证。针对上述问题,设计通风智能控制系统,科学使用通风系统,不但能够保障施工人员的身心健康,还能有效降低耗,达到节能减排。

作业环境应符合下列有关规范要求:

(1)《铁路隧道工程施工技术规程》(TB10304-2020)

(2)《高速铁路设计规范》(TB10621-2014)

(3)《大气污染物综合排放标准》(JGB 16297-1996);

(4)《工作场所有害因素职业接触限值》( GBZ-2-2002);

(5)《有限空间作业技术规程》(DB33/707-2008);

(6)《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)及其它相关规程规范。


二、系统架构图


三、隧道智能通风系统组成:

隧道智能通风成套装备由变频轴流风机、变频器、传感器、控制柜以及相应的控制软件单元组成。系统采用带PLC的智能控制柜,风量根据传感器监测的数据实现自动调节,达到“实时预警、按需供风、人机双控、防灾减灾”的效果。

1) 无极调速变频轴流风机

2) YASDJC-Ⅳ型SCANDA监控系统

3) 短信报警服务平台

4) 手机移动APP在线监控平台

5) Web发布平台(PC客户端)

6) 云服务器、Microsoft SQl Server关系型数据库、DbAnyWhere数据服务中间件、数据采集平台以及opcServer控制服务系统等支持平台组成。


四、详细介绍

1. 无极调速变频轴流风机

SDF 系列隧道专用轴流通风机为隧道施工专用通风机, 适用于各种不同的公路、 铁路和水电工程的隧道施工通风及其他地下工程的施工通风。 风机电动机安装于机壳内,叶轮与电动机采用直联。 风机进口、出口可带有消音器, 大幅度降低通风机噪声。通风机的叶片角度可设为固定式或可调节式, 其中“变极多速” 型隧道专用通风机更适合比较长距离隧道施工选用,节能效果也更加明显。

该系列通风机能够适用于高原环境下通风需要,环境空气温度-15℃~+40℃; 环境空气的相对湿度于+25℃时不超过 90%; 无强烈振动和腐蚀性气体等; 可安装在有隧道、 矿井的进风巷道中, 与正压风筒配套使用, 做压入式通风。

2. YASDJC-Ⅳ型SCANDA监控系统

(1) 隧道作业环境实时监测(瓦斯、粉尘、二氧化碳、氮氧化合物、一氧化碳、氧气等浓度数据),自动调节变频器的运行频率,来达到调节风机的风速和风量的目的,以满足《水工建筑物地下开挖工程施工规范》(SL378-2007)的规范要求,并把监测数据实时传输至云服务器平台的数据库,通过WEB监测系统和手机移动平台可进行实时查看;

(2) 隧道风机运行实时监测(电机绕组温度及轴承温度;电机电流、电压、功率等参数;通风机的运行状态、风量、风速、通风机效率等相关参数);

(3) 具备在线故障诊断和报警功能,并能把报警数据发送给值班工作人员。

(4) 变频装置运行状态,实时运行频率、手动设置频率、故障报警信号;

(5) 系统不但提供详细的实时显示数据,还提供了历史数据查询和打印功能。历史数据包括(隧道环境监测数据、风机运行历史数据、设备运行历史数据以及报警短信发送记录等)。

(6) 系统支持MODBUS_RTU、MODBUS_TCP、FTP、WEB、OPCSERVER等连接方式;

(7) 控制方式分为:远程、就地、自动三种控制方式;



3. 短信报警服务平台

本短信报警平台通过与阿里大于短信平台接对,能实现对各种类型的报警信息(故障类信息、报警类信息、警告类信息)进行实时短信推送,并且能够通过系统的排班设置功能,系统会自动按照当前的班次信息把报警短信推送到当前值班工作人员的手机中。



4. 手机移动APP在线监控平台

为实现随时随地的监测隧道环境以及风机的各个电机和设备的运行情况,专门针对(Android、HarmonyOS )手机用户开发移动版的APP程序。除了能实时监测风机各项运行参数信息、变频柜运行状况、历史数据查询以及风机、电机的运行历史记录和运行趋势图。还能实现一键开机、停机、复位和手动调节运行频率(注:需要具有管理员权限的操作员),普通操作员没有控制风机的权限,系统提供详细的操作日志,并能通过操作日志查询功能,查询到所有操作员的操作步骤。


5. Web发布平台(PC客户端)

客户可通过任意电脑上的浏览器实现对主通风机的运行状况进行实时监测,本客户端只负责实时监测,无法完成对风机运行控制的操作。如果用户已经注册了APP移动端帐号,可以直接使用APP注册行统一登录。





6. 云服务器、Microsoft SQl Server关系型数据库、DbAnyWhere数据服务中间件等支持平台


数据服务中间件是在操作系统、网络和数据库之上,应用软件的下层,总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户灵活、效率高地开发和集成复杂的应用软件。中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上,管理计算机资源和网络通讯。是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。相连接的系统,即使它们具有不同的接口,但通过中间件相互之间仍能交换信息。执行中间件的一个关键途径是信息传递。通过中间件,应用程序可以工作于多平台或 OS 环境。

DbAnyWhere 数据服务中间件帮助用户快速建立效用高的应用程序。并且提供大量用户并发能力。具有效用性和并发性、布署简单以及适合移动端开发特点。



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