煤礦帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

煤礦帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析摘要：在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，帶式輸送機(jī)中占據(jù)重要地位，關(guān)乎企業(yè)的生產(chǎn)效率和效益。但很多煤礦企業(yè)帶式輸送機(jī)各種保護(hù)和控制系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，沒(méi)有充分融合，且缺乏實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與分析。采用逆煤流啟動(dòng)方式運(yùn)行，搭接輸送帶存在空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，能耗高，設(shè)備磨損加劇，運(yùn)輸效率低，設(shè)備故障概率較高且無(wú)法進(jìn)行故障追溯。為此，煤礦帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)和管控一體化平臺(tái)對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行集中控制和無(wú)人值守，降低了帶式輸送機(jī)故障率，到達(dá)了智能化管控目的。針對(duì)此，本文展開(kāi)簡(jiǎn)單分析，以供參考。關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；智能監(jiān)測(cè)；智能調(diào)速；智能保護(hù)引言帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的主要運(yùn)輸設(shè)備，智能化控制系統(tǒng)利用主煤流運(yùn)輸智能化控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。安裝煤流傳感器順序啟動(dòng)帶式輸送機(jī)，并通過(guò)集中控制方法控制帶式輸送機(jī)啟停。依托PLC順煤流啟動(dòng)裝置，有效把控各級(jí)帶式輸送機(jī)啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間，提升作業(yè)效率的同時(shí)降低設(shè)備能耗和生產(chǎn)本錢(qián)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操控。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析基于Oracle與SQLServer等數(shù)據(jù)庫(kù)軟件建立對(duì)應(yīng)的模型庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、人機(jī)交互需求、輔助決策系統(tǒng)，采用組態(tài)技術(shù)構(gòu)建智能無(wú)人值守帶式輸送機(jī)管控一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)故障診斷、預(yù)警與報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、展現(xiàn)、大數(shù)據(jù)分析、智能輔助決策等功能。依托PLC技術(shù)形成以主控制器為核心的新型閉鎖模式，遠(yuǎn)程集中統(tǒng)一控制帶式輸送機(jī)，動(dòng)態(tài)調(diào)整帶式輸送機(jī)啟停時(shí)間。系統(tǒng)通過(guò)主控計(jì)算機(jī)操縱下級(jí)PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的自動(dòng)控制。PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好、可靠性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制邏輯，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行工況可以實(shí)時(shí)地反應(yīng)到PLC。PLC借助強(qiáng)大的通信與網(wǎng)絡(luò)功能，對(duì)井下掘進(jìn)工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)、采煤工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)、主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)以及洗煤廠帶式輸送機(jī)等進(jìn)行集中控制。通過(guò)安裝在中控室計(jì)算機(jī)中的組態(tài)軟件，操作管理人員可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的顯示、沿線(xiàn)通話(huà)、故障檢測(cè)、事故報(bào)警等，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制可以發(fā)出各種控制命令，減少崗位操作員工，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，合理控制設(shè)備運(yùn)行，提高能效，降低事故率。帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)整體架構(gòu)包括傳感執(zhí)行層、控制層、傳輸層及信息層等。(1)傳感執(zhí)行層：用于采集數(shù)據(jù)信息，執(zhí)行命令控制傳感器運(yùn)行，實(shí)時(shí)監(jiān)控帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行偏差及時(shí)關(guān)停設(shè)備。(2)控制層：基于PLC控制系統(tǒng)來(lái)控制帶式輸送機(jī)運(yùn)行，上傳信息和執(zhí)行控制命令，并使用PLC編程軟件來(lái)寫(xiě)入程序，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況。(3)傳輸層：構(gòu)建工業(yè)環(huán)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，通過(guò)工業(yè)環(huán)網(wǎng)快速傳輸數(shù)據(jù)信息和控制命令。(4)信息層：建立統(tǒng)一調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。實(shí)際上系統(tǒng)是多個(gè)智能傳感器與智能執(zhí)行器的集成。這種系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)具有良好的交互性，因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以是組態(tài)節(jié)點(diǎn)的控制器，所以具有按照意愿的組態(tài)能力，且系統(tǒng)的建立和擴(kuò)展簡(jiǎn)單易行。2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)2.1智能控制技術(shù)建立帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)需要整合多種先進(jìn)技術(shù)，基于物聯(lián)網(wǎng)形成智能化動(dòng)態(tài)調(diào)速系統(tǒng)，以便于精準(zhǔn)、快速識(shí)別異物，支持運(yùn)輸平安穩(wěn)定運(yùn)行。(1)智能調(diào)速。整合了數(shù)字化分析技術(shù)、視頻采集技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)，并靈活選用視頻AI技術(shù)來(lái)精準(zhǔn)識(shí)別輸送帶來(lái)料量和異物，通過(guò)輸送帶帶上來(lái)料量的多少進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，充分考量下游輸送帶運(yùn)料量自動(dòng)控制帶式輸送機(jī)啟停，此種方式可以有效改善落料嚴(yán)重和輸送帶壓力過(guò)高的問(wèn)題。(2)順煤流啟動(dòng)。基于攝像頭精準(zhǔn)識(shí)別煤流量，滿(mǎn)足順煤流啟動(dòng)需要。(3)智能保護(hù)。通過(guò)整合激光幕縱撕保護(hù)以及智能視頻分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的平安有效保護(hù)，形成平安可靠的保護(hù)預(yù)警停機(jī)系統(tǒng)，具體包括：①智能視頻分析異物，平臺(tái)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息，提醒值班人員采集和分析設(shè)備電流信號(hào)，由現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)自動(dòng)分析和處理，依據(jù)信號(hào)自動(dòng)控制設(shè)備啟停。②智能分析生產(chǎn)中異常情況，如大塊物料卡住倉(cāng)口，無(wú)法正常輸送物料。如果倉(cāng)口煤流堆超過(guò)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)出預(yù)警信息給值班人員，智能化分析設(shè)備電流信號(hào)異常情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)堆煤保護(hù)。(4)智能管理。帶式輸送機(jī)運(yùn)輸智能化控制可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息高效采集和分析，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程智能化管理。通過(guò)引入大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多規(guī)格數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入到平臺(tái)，多系統(tǒng)融合與聯(lián)動(dòng)，打破各系統(tǒng)孤島，促進(jìn)數(shù)據(jù)融合，提升平臺(tái)智能化管理水平；主運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)展示設(shè)備運(yùn)行狀況，設(shè)備故障時(shí)發(fā)出預(yù)警信息；基于采集的數(shù)據(jù)信息，利用大數(shù)據(jù)分析和挖掘潛在的故障，綜合評(píng)價(jià)煤量生產(chǎn)和輸送狀況。(5)實(shí)時(shí)展示帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，全方位監(jiān)測(cè)輸送帶運(yùn)行情況，在操作界面一鍵啟停，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決故障問(wèn)題，多種信息形式可視化呈現(xiàn)在工作人員面前。(6)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析。收集系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，借助前沿現(xiàn)代化技術(shù)手段對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并具有異常統(tǒng)計(jì)和預(yù)警功能，滿(mǎn)足系統(tǒng)智能化管理需要。2.2智能調(diào)速節(jié)能控制帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是智能調(diào)速節(jié)能控制，帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)速與啟?？煽?，在變頻調(diào)速的根底上，選擇順煤流啟動(dòng)方式，引入PLC集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)鎖，可以有效躲避堆煤和壓帶故障出現(xiàn)。加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息集中監(jiān)控，通過(guò)攝像機(jī)的智能識(shí)別與后臺(tái)數(shù)據(jù)分析監(jiān)測(cè)帶式輸送機(jī)流量變化，通過(guò)PLC、分析設(shè)備、變頻器等設(shè)備動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)煤流量變化，在提升輸送量的同時(shí)最大程度上降低設(shè)備運(yùn)行能耗。根據(jù)煤流量變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置功率，充分發(fā)揮智能啟停方式優(yōu)勢(shì)，降低設(shè)備運(yùn)行能耗。通過(guò)智能化識(shí)別檢測(cè)煤的堆積和異物，判斷帶式輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的大塊物料堆積和異物情況，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)后自動(dòng)控制帶式輸送機(jī)停止運(yùn)行。2.3智能管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)引入大數(shù)據(jù)技術(shù)建立自動(dòng)化管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，打破系統(tǒng)之間的信息孤島問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)深度融合與利用。基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)時(shí)采集和分析系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況，并智能化分析和管理設(shè)備故障問(wèn)題，做好配套信息記錄，切實(shí)提升設(shè)備管理有效性。3系統(tǒng)控制模式3.1就地自動(dòng)化控制模式實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)帶式輸送機(jī)自動(dòng)控制，控制界面狀態(tài)欄直接呈現(xiàn)“就地〞狀態(tài)，然后通過(guò)開(kāi)關(guān)控制設(shè)備啟停。3.2遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制模式根據(jù)帶式輸送機(jī)煤流量情況，基于SCADA組態(tài)軟件計(jì)算啟停時(shí)間，控制帶式輸送機(jī)啟停，確保帶式輸送機(jī)不流煤，防止帶式輸送機(jī)空載運(yùn)行增加能耗。如果在沒(méi)有存煤的情況下可以選擇順煤流啟動(dòng)方式，不僅可以提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，也可以減少電能損耗。3.3無(wú)人值守模式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)控制帶式輸送機(jī)啟停，并根據(jù)運(yùn)煤量的變化自動(dòng)調(diào)速。4結(jié)語(yǔ)總之，煤礦帶式輸送機(jī)智能化控制系統(tǒng)通過(guò)智能化管控技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)帶式輸送機(jī)的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，可對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在提升設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí)，降低了設(shè)備能耗和生產(chǎn)本錢(qián)，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操控。參考文獻(xiàn)：[1]周杰.基于CAN總線(xiàn)的煤礦帶式輸送