導語：礦山智能化是礦業(yè)的發(fā)展方向，本期轉化果推薦的《帶式輸送機視頻智能調控及防護系統(tǒng)》成果，重點介紹了智能機器視覺的皮帶組節(jié)能控制系統(tǒng)兩大功能。一是帶式輸送機變頻調速功能：利用礦用隔爆型攝像儀采集帶式輸送機上的煤流量信息，實現(xiàn)輸送機高、中、低、怠速四速的變頻調速，達到主運輸系統(tǒng)節(jié)能目的；二是在線故障自檢功能：自檢功能、持續(xù)供電功能，當PLC監(jiān)測到視頻檢測系統(tǒng)設備故障時系統(tǒng)可自動給出高速運轉信號，使帶式輸送機恢復到無調速運行狀態(tài)，確保帶式輸送機系統(tǒng)安全運行。該系統(tǒng)具有語音報警和提示功能，以提醒巡檢人員并同步上傳至地面服務器、地面客戶端。
一、項目背景
傳統(tǒng)操作方式啟動時間長、皮帶機空轉率高、生產效率低，電能消耗大。各部膠帶機都加裝了許多保護裝置（縱撕、堆煤等），它們在生產過程能發(fā)揮一定作用。但是由于煤炭生產環(huán)境相對惡劣，接觸式傳感設備零部件容易銹蝕失靈，時常會出現(xiàn)漏報、誤報的現(xiàn)象。實際生產中主要依靠人工巡檢來發(fā)現(xiàn)問題，但是由于人員經驗不足、疲勞作業(yè)、空當、遺漏等因素無法杜絕事故發(fā)生，同時增加了人力成本。因此，要通過現(xiàn)代化手段對現(xiàn)有皮帶機系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)煤多快運，煤少慢運，提高生產效率，保障安全生產。
二、研究內容
1.系統(tǒng)組成
智能調速系統(tǒng)主要由礦用隔爆型攝像儀、礦用帶式輸送機視頻監(jiān)測報警裝置、礦用帶式輸送機視頻監(jiān)測報警裝置主機、控制軟件、工控機及線纜組成。
2.技術原理
在智能機器視覺流量檢測算法的基礎上，利用礦用隔爆型攝像儀采集帶式輸送機上的煤流量信息，并根據(jù)帶式輸送機上實際煤流量實現(xiàn)輸送機變頻調速，調速分為4級調速，膠帶輸送機為空煤量時，膠帶輸送機為怠速；膠帶輸送機為小煤量時，膠帶輸送機為低速；膠帶輸送機為中煤量時，膠帶輸送機為中速；膠帶輸送機為大煤量時，膠帶輸送機為高速。膠帶輸送機連續(xù)怠速運行15分鐘后，如未收到調速信號，則膠帶輸送機組自動停機（可選）。
智能調速系統(tǒng)的核心是改變輸送機原有的膠帶運輸機動態(tài)運行方式，即實現(xiàn)輸送機的智能運行，實現(xiàn)“煤多快運、煤少慢運、沒煤怠速或停機”，從而實現(xiàn)智能調速。
3.系統(tǒng)特點
（1）系統(tǒng)通過自主創(chuàng)新提升了整個企業(yè)安全智能化管理水平，縮短了操作周期，提高了系統(tǒng)響應速度，減少了安全事故，達到本質安全；通過遠程自動控制、不安全行為的智能報警聯(lián)動，實現(xiàn)了無人值守，節(jié)能降本增效。同時實現(xiàn)了安全管理由“靜態(tài)監(jiān)視、時候追溯”向“預先報警與閉所控制”的轉變，創(chuàng)新了安全管控模式。
（2）皮帶面的煤流量統(tǒng)計由傳統(tǒng)的基于二維視頻算法的模擬對比計算升級至基于三維視頻分析技術的實際流量的實時累加計算，大大增強了皮帶機調速基礎數(shù)據(jù)源的真實性和可靠性。
（3）針對煤礦生產特點，提出了將智能機器視覺分析、不間斷UPS電源、工業(yè)控制等系統(tǒng)集成，利用機器視覺分析設備、PLC控制設備，通過皮帶變頻器形成一個智能化、多功能、全天候的動態(tài)安全智能閉環(huán)節(jié)電系統(tǒng)的設計思想，做到機器視覺與工業(yè)控制相結合，實現(xiàn)對帶式輸送機自動調速智能控制，達到節(jié)電的目標。
該設計思路最大的特點是符合煤礦生產負荷變化較大的實況，利用變頻器高效調速控制功能，實現(xiàn)了煤炭運輸由“逆流”啟動向“智能”啟動方式的轉變，而且通過PLC和變頻器等執(zhí)行機構實現(xiàn)了皮帶機轉速根據(jù)煤流量變化的“動態(tài)”調節(jié)。既節(jié)約空載電耗，又動態(tài)節(jié)能。通過降速運行，減少托輥等輔材消耗，延長設備的使用壽命。
三、應用效果
1.系統(tǒng)改造后可有效減少工作人員巡視的工作量和整條皮帶嚴重撕裂所造成的事故，避免損失擴大。
2.系統(tǒng)程序實現(xiàn)遠程精準控制，減少了人為操作失誤造成的數(shù)據(jù)失真及設備損壞，實時監(jiān)測設備狀態(tài)參數(shù)及報警信息，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，停機檢修，避免了設備故障的擴大化和減少停機事故，加強對生產環(huán)節(jié)的精準調度和管理，提高生產效率。
3.通過集中監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，提高了對設備的實時管控能力。集中對設備進行運行操作，合理調度設備的運行時間，減少了設備空轉，降低了能耗，提高了設備的運行效率。
4.保障了系統(tǒng)設備完好，動作可靠，程序方可操作運行，避免了設備帶病運行，減少膠帶磨損、接頭老化，延長了設備的使用壽命，提高了設備運行的可靠性。
5.轉變了傳統(tǒng)的安全管理方式，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，報警聯(lián)動，提高了危險源辨識的時效性。為安全生產管理提供一個快速、安全、可靠的管理平臺，實現(xiàn)主煤流運輸系統(tǒng)本質安全、高效節(jié)能的目標，提高礦井安全生產管理水平。
6.減少了人為誤操作帶來的安全傷害，降低了安全風險，變長時值守為定時巡檢，減少長期在噪音、粉塵等環(huán)境下工作對人員造成的職業(yè)健康傷害。
四、經濟效益
1.通過該系統(tǒng)根據(jù)煤流量調控皮帶運行頻率，優(yōu)化皮帶運行速度，降低煤流運輸系統(tǒng)電耗，節(jié)電量約30%，每年可節(jié)約電費約300萬元。
2.該系統(tǒng)安全防護等級高，系統(tǒng)設備運行巡檢質量高，節(jié)約巡檢人工費用約10萬元/年。
3.該系統(tǒng)實現(xiàn)遠程精準控制，根據(jù)煤量調控運行速度，減少轉動部件磨損提高使用壽命，每年節(jié)約材料投入約10萬元/年,合計年節(jié)約320萬元。
該科技成果已在某礦井下煤流主運輸系統(tǒng)帶式輸送機成功應用，效果顯著，具有很好的應用推廣價值。
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