導(dǎo)語：礦山智能化是礦業(yè)的發(fā)展方向，本期轉(zhuǎn)化果推薦的《帶式輸送機(jī)視頻智能調(diào)控及防護(hù)系統(tǒng)》成果，重點介紹了智能機(jī)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(jī)變頻調(diào)速功能：利用礦用隔爆型攝像儀采集帶式輸送機(jī)上的煤流量信息，實現(xiàn)輸送機(jī)高、中、低、怠速四速的變頻調(diào)速，達(dá)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(dāng)PLC監(jiān)測到視頻檢測系統(tǒng)設(shè)備故障時系統(tǒng)可自動給出高速運轉(zhuǎn)信號，使帶式輸送機(jī)恢復(fù)到無調(diào)速運行狀態(tài)，確保帶式輸送機(jī)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(wù)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(jī)空轉(zhuǎn)率高、生產(chǎn)效率低，電能消耗大。各部膠帶機(jī)都加裝了許多保護(hù)裝置（縱撕、堆煤等），它們在生產(chǎn)過程能發(fā)揮一定作用。但是由于煤炭生產(chǎn)環(huán)境相對惡劣，接觸式傳感設(shè)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(chǎn)中主要依靠人工巡檢來發(fā)現(xiàn)問題，但是由于人員經(jīng)驗不足、疲勞作業(yè)、空當(dāng)、遺漏等因素?zé)o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(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造，實現(xiàn)煤多快運，煤少慢運，提高生產(chǎn)效率，保障安全生產(chǎn)。
二、研究內(nèi)容
1.系統(tǒng)組成
智能調(diào)速系統(tǒng)主要由礦用隔爆型攝像儀、礦用帶式輸送機(jī)視頻監(jiān)測報警裝置、礦用帶式輸送機(jī)視頻監(jiān)測報警裝置主機(jī)、控制軟件、工控機(jī)及線纜組成。
2.技術(shù)原理
在智能機(jī)器視覺流量檢測算法的基礎(chǔ)上，利用礦用隔爆型攝像儀采集帶式輸送機(jī)上的煤流量信息，并根據(jù)帶式輸送機(jī)上實際煤流量實現(xiàn)輸送機(jī)變頻調(diào)速，調(diào)速分為4級調(diào)速，膠帶輸送機(jī)為空煤量時，膠帶輸送機(jī)為怠速；膠帶輸送機(jī)為小煤量時，膠帶輸送機(jī)為低速；膠帶輸送機(jī)為中煤量時，膠帶輸送機(jī)為中速；膠帶輸送機(jī)為大煤量時，膠帶輸送機(jī)為高速。膠帶輸送機(jī)連續(xù)怠速運行15分鐘后，如未收到調(diào)速信號，則膠帶輸送機(jī)組自動停機(jī)（可選）。
智能調(diào)速系統(tǒng)的核心是改變輸送機(jī)原有的膠帶運輸機(jī)動態(tài)運行方式，即實現(xiàn)輸送機(jī)的智能運行，實現(xiàn)“煤多快運、煤少慢運、沒煤怠速或停機(jī)”，從而實現(xiàn)智能調(diào)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(yīng)速度，減少了安全事故，達(dá)到本質(zhì)安全；通過遠(yuǎn)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(yù)先報警與閉所控制”的轉(zhuǎn)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(shù)的實際流量的實時累加計算，大大增強(qiáng)了皮帶機(jī)調(diào)速基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源的真實性和可靠性。
（3）針對煤礦生產(chǎn)特點，提出了將智能機(jī)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(jī)器視覺分析設(shè)備、PLC控制設(shè)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(shè)計思想，做到機(jī)器視覺與工業(yè)控制相結(jié)合，實現(xiàn)對帶式輸送機(jī)自動調(diào)速智能控制，達(dá)到節(jié)電的目標(biāo)。
該設(shè)計思路最大的特點是符合煤礦生產(chǎn)負(fù)荷變化較大的實況，利用變頻器高效調(diào)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(zhuǎn)變，而且通過PLC和變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)煤流量變化的“動態(tài)”調(diào)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(shè)備的使用壽命。
三、應(yīng)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(yán)重撕裂所造成的事故，避免損失擴(kuò)大。
2.系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制，減少了人為操作失誤造成的數(shù)據(jù)失真及設(shè)備損壞，實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)參數(shù)及報警信息，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，停機(jī)檢修，避免了設(shè)備故障的擴(kuò)大化和減少停機(jī)事故，加強(qiáng)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)調(diào)度和管理，提高生產(chǎn)效率。
3.通過集中監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，提高了對設(shè)備的實時管控能力。集中對設(shè)備進(jìn)行運行操作，合理調(diào)度設(shè)備的運行時間，減少了設(shè)備空轉(zhuǎn)，降低了能耗，提高了設(shè)備的運行效率。
4.保障了系統(tǒng)設(shè)備完好，動作可靠，程序方可操作運行，避免了設(shè)備帶病運行，減少膠帶磨損、接頭老化，延長了設(shè)備的使用壽命，提高了設(shè)備運行的可靠性。
5.轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhì)安全、高效節(jié)能的目標(biāo)，提高礦井安全生產(chǎn)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(fēng)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(jīng)濟(jì)效益
1.通過該系統(tǒng)根據(jù)煤流量調(diào)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(hù)等級高，系統(tǒng)設(shè)備運行巡檢質(zhì)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(yuǎn)程精準(zhǔn)控制，根據(jù)煤量調(diào)控運行速度，減少轉(zhuǎn)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(jī)成功應(yīng)用，效果顯著，具有很好的應(yīng)用推廣價值。
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