Cercetări privind sistemul de control inteligent al fluxului de cărbune al transportorului de curea

Odată cu avansarea continuă a construcției de mină inteligente în țara mea, ingineria minieră a fost modernizată de la mecanizare și automatizare la informații. În acest context, aproape 80% din proiectele de inginerie ale minei de cărbune din acest proiect au finalizat modernizarea și transformarea inteligentă. În procesul de transformare, pe lângă sistemul inteligent de monitorizare și supraveghere, sistemul de sprijin geologic transparent și sistemul de monitorizare a presiunii minelor, sistemul de transport electromecanic este, de asemenea, un obiect cheie de transformare. Datorită numărului mare de echipamente electromecanice implicate în sistemul de transport electromecanic, ruta de transport a transportorului lung cu centură, cererea mare de monitorizare video și dispunerea împrăștiată a echipamentelor, cum ar fi transportoare, alimentatoare cu cărbune, buncăre de cărbune în partea de jos a sondajului și buncărurile de cărbune în zona minieră, operațiunea de pornire necesită un grad ridicat de coordonare. Metoda tradițională de gestionare descentralizată este dificil de obținut o programare extrem de intensă și automată, ceea ce duce la o conexiune de pornire a echipamentelor slabe și la diviziunea de locuri de muncă neclară. Există, de asemenea, probleme precum riscul ridicat de eșec al echipamentului și eficiența scăzută a investigării pericolului ascuns. Atunci când transportorul de centură rulează cu o viteză specifică pre-set, acesta nu poate efectua reglarea vitezei de conversie a frecvenței în funcție de starea efectivă de încărcare sau încărcare completă, ceea ce reduce eficiența operațională și crește consumul de energie. De asemenea, va provoca un consum invizibil de facilități auxiliare, cum ar fi curele transportoare, role și tobe și creșterea costurilor de întreținere. Odată cu inovația și aplicarea noilor tehnologii, multe mine au introdus tehnologia de recunoaștere inteligentă AI în principalul sistem de transport al fluxului de cărbune. Tehnologia de achiziție a viziunii mașinilor care combină echipamentele video inteligente AI cu tehnologia de recunoaștere poate realiza monitorizarea la distanță a sistemului principal de flux de cărbune și poate identifica rapid capacitatea de transport a gandei de cărbune a transportorului, îmbunătăți eficiența de transport a echipamentului și atinge obiectivul de a reduce personalul și de a îmbunătăți eficiența și de gestionarea inteligentă fără gestionare.

1 Starea de funcționare curentă a sistemului principal de flux de cărbune

Principalul sistem de flux de cărbune al minei de cărbune are un total de 9 linii de transport a zonei miniere, inclusiv 5 linii de transport în 11 zone miniere, 1 linie de transport pe banda comună, 1 linie de transport în 12 zone miniere și 2 linii de transport în 14 zone miniere. Deoarece transportoarele principalelor sistem de flux de cărbune implică zonele miniere 11, 12 și 14, precum și mașinile de transfer și transportoarele de transfer de buncăre de cărbune la fiecare punct de exploatare a feței de lucru, există multe aspecte de echipament și rute de transport lungi. Dacă echipamentul este controlat manual și personalul special este aranjat pentru inspecție și întreținere, este necesară o cantitate mare de forță de muncă, iar eficiența de întreținere este scăzută. Depozitarea locațiilor individuale adoptă un mod de funcționare cu un singur post. Odată ce apare un accident de prăbușire a bunkerului, este dificil să fie descoperit în prima dată, ceea ce prezintă riscuri potențiale. Prin urmare, este necesar să se optimizăm principalul sistem de planificare a fluxului de cărbune, să îmbunătățim eficiența de întreținere și să reducem riscurile de siguranță ale funcționării manuale.

2 Sistem de control inteligent pentru transportul principal al fluxului de cărbune

2.1 Planificarea sistemului de control centralizat

Sistemul de control centralizat de planificare folosește sistemul PLC ca nucleu de control, folosește fibre optice pentru a conecta platforma de control a automatizării minelor, realizează transmisia și partajarea datelor prin Ethernet, folosește computerul superior ca interfață pentru interacțiunea om-calculator, construiește o platformă pentru conectarea sistemului principal de control și a datelor și utilizează alți senzori și echipamente de transmisie pentru echipamentul de control al rețelei de control. Centrul de control al solului are funcțiile de colectare a datelor în timp real, transmisie, feedback de comandă, avertizare de eroare, stocare a datelor și afișare grafică audio și acceptă diverse forme de interfețe de protocol de comunicare. După funcționarea perfectă a sistemului de expediere și de control centralizat, sub comunicarea coordonată a Ethernet, sistemul de control centralizat PLC trimite instrucțiuni transportoarelor de -a lungul celor 9 linii principale de transport a fluxului de cărbune în același timp. Sistemul combină videoclipurile de monitorizare instalate la fiecare punct de transfer pentru a surprinde starea de operare și condițiile de încărcare ale benzii transportoare în orice moment. În funcție de fluxul de transfer și de viteza de funcționare, programează automat timpul de pornire și oprire al fiecărei benzi transportoare de conectare pentru a reduce uzura echipamentului și consumul de energie cauzat de funcționarea pe termen lung fără încărcare a benzii transportoare și reduce eficient costul de funcționare a echipamentului.

2.2 Sistem inteligent de reglare a vitezei frecvenței variabile

Sistemul inteligent de reglare a vitezei variabile a frecvenței este compus în principal din monitorizarea video care nu poate fi explozivă, caseta de control PLC, software-ul inteligent de control și stop de control și senzori de date. Utilizează ecranul de monitorizare capturat de cameră pentru o recunoaștere inteligentă și detectarea algoritmului și trimite videoclipul și imaginea formată ca date colectate înapoi la centrul de control al solului pentru analiză și estimează încărcarea de cărbune a transportorului de curea. Conform indicatorilor prestabiliți ai încărcăturii de bandă transportoare, sunt setate stările fără sarcină și încărcare completă și viteza este reglată. În funcție de situația reală de transport, intervalul de viteză poate fi ajustat la viteză mare, viteză medie, viteză mică și viteză de ralanti. În starea fără încărcare, banda transportoare poate fi setată să se oprească sau să se ferească de viteză, etc., astfel încât să reducă uzura și consumul de energie al suprafeței benzii transportoare. Acest mod de economisire a energiei este potrivit pentru benzile înclinate cu unghi mare și transportoarele pe distanțe lungi. Senzorii sunt instalați în buncărul de cărbune pentru a monitoriza cantitatea de cărbune din buncăr în timp real. Combinată cu cantitatea de cărbune eliberată la gura bunkerului, cantitatea de cărbune de pe banda transportoare poate fi determinată preliminar. Pe baza acestui lucru, viteza de rulare a transportorului de centură este reglată automat, iar funcția de auto-verificare este utilizată pentru a feedback starea de rulare în orice moment pentru a asigura funcționarea în siguranță a transportorului. Atunci când sistemul de control centralizat PLC detectează un feedback anormal de defecțiuni din partea senzorului, acesta poate transmite automat tipul de defecțiune specific către centrul de control și poate trimite un semnal de alarmă lucrătorilor de patrulă din intervalul de operare al benzii transportoare și lucrătorilor la punctele de transfer din apropiere pentru solicitări de siguranță. Atunci când resetarea de autocontrol a sistemului nu poate fi efectuată, personalul de întreținere îl poate verifica și reseta manual pentru a elimina complet pericolele de siguranță.

2.3 Construcția platformei inteligente

Software -ul sistemului de control centralizat adoptă sistemul Siemens WINCC, cu servere și stații de operator ale arhitecturii C/S. În cadrul acestei arhitecturi, serverul oferă mediul de operare. Stația de operator poate afișa și prelucra imaginile de interfață și poate elimina și restabili rapid atunci când apare o defecțiune. Datele colectate de diverși senzori și supraveghere video în mină sunt prezentate pe ecranul de proiecție al Centrului de control al solului sub formă de date și grafică, iar starea de producție a minei și starea de transport a sistemului principal de flux de cărbune sunt reflectate intuitiv în diferite moduri și forme. Managerii de expediere și liderii de serviciu de mină pot revizui și reda în mod liber, vizualizare informații, cum ar fi statutul de operare a transportorului, fluxul de cărbune, datele de scară electronică și rapoartele de analiză a producției. Platforma centralizată a centrului de control include o rețea de inel de sistem de monitorizare, un ecran de afișare de monitorizare și un centru de procesare a computerului, etc., iar mai multe seturi de ecrane de afișare LED sunt utilizate pentru a prezenta starea de funcționare a fiecărui dispozitiv, care este convenabil pentru monitorizarea și comutarea simultană a mai multor scene.

3 Aplicație de scenariu

3.1 Funcția de discriminare și identificare inteligentă

Dispozitivele de supraveghere video sunt instalate pe principalele rute de transport și puncte de transfer ale principalului sistem de transport al fluxului de cărbune pentru a realiza captarea imaginilor și procesarea datelor; Când se găsește o funcționare anormală, transportorul de centură poate fi oprit de la distanță și informațiile anormale pot fi gestionate la timp pentru a evita resturile de blocare a bunkerului de cărbune și pentru a asigura o gestionare rapidă a defecțiunilor. Tehnologia de achiziție și recunoaștere a imaginilor video de supraveghere este combinată cu algoritmul AI. Imaginile dobândite pot fi prezentate mai intuitiv sub formă de modele de date după ce au fost procesate digital de sistemul informatic. Combinând datele de încărcare a senzorului și algoritmul AI, se pot obține valori de eroare mai precise, obținând astfel o ajustare precisă a transportorului de curea. Ecranul de fotografiere de monitorizare efectivă este prezentat în figura 1.

Figura 1 Afișarea informațiilor anormale despre achiziția video

În figura 1, este prezentat ecranul de stare de operare al transportorului de centură capturat de camera de monitorizare inteligentă, inclusiv cărbune îngrămădit în chuta de cărbune, obiecte străine, cum ar fi bușteni pe banda transportoare, bucăți mari de gangonei de cărbune și abatere transportoare. Când apare fenomenul de mai sus, dispozitivul de protecție a grămezii de cărbune emite un avertisment timpuriu, iar după ce semnalul este readus, transportorul de centură a început automat să elibereze depozitul, reducând cantitatea de cărbune din coșul de cărbune; Atunci când sunt identificate obiecte străine și bucăți mari de gange, transportorul de centură este oprit la timp, iar sala de expediere folosește sistemul de comunicare subteran pentru a apela cel mai apropiat operator pentru a curăța obiectele străine și a relua mașina; Atunci când banda transportoare se abate, cantitatea de cărbune din punctul de transfer și poziția punctului de cădere a cărbunelui sunt ajustate prin reglarea automată a vitezei de conversie a frecvenței, iar după corectarea de către rola auxiliară anti-deviație, aceasta este re-operată și resetată.

3.2 Funcția de reglare a vitezei de conversie a frecvenței inteligente

Sistemul de reglare a vitezei de conversie a frecvenței inteligente este compus în principal din recunoașterea AI a camerelor inteligente, a serverelor video și a echipamentelor terminale de telecomandă. Este un sistem de monitorizare pe termen lung, continuu și pe termen lung. Conform modelului de reglare a vitezei de optimizare neliniară a teoriei matematicii fuzzy, sunt stabilite indicatorii de avertizare timpurie și caracteristicile de stare ale defecțiunilor anormale ale benzii transportoare. When the belt conveyor has excessive coal flow or overload, the laser transmitter installed on the conveyor running route will use laser ranging feedback, combined with the data collected by the anti-deviation sensor for comprehensive analysis, to adjust the relative running speed of the two adjacent conveyors, reduce the amount of coal dropped at the transfer point, and reduce the running load, so as to adjust the distance between the anti-deviation roller and the center of the conveyor pentru a obține efectul de control anti-deviație al transportorului. Controlul de detectare a fluxului de cărbune este prezentat în figura 2.

Figura 2 Controlul detectării fluxului de cărbune

3.3 Funcția de control vocal și comunicare

Principalele transportoare din mină sunt controlate central de KTC101. O linie este atârnată în mod special de-a lungul liniei sub cadrul H al benzii transportoare, iar un grup de dispozitive de oprire de urgență controlate de voce sunt conectate, respectiv,, ceea ce poate ajuta, de asemenea, oprirea manuală de urgență. Acest dispozitiv evită efectiv accidentele cauzate de erorile de gestionare în petele orb de inspecție locală de -a lungul liniei din cauza centurilor transportoare excesive sau a lipsei de lucrători post. Când monitorizarea video constată că un anumit dispozitiv are o eroare și are nevoie de tratament manual, cel mai apropiat personal poate fi apelat prin difuzare vocală pentru a -l gestiona, iar caseta de control vocal poate fi utilizată pentru a feedback rapid informațiile în sala de expediere generală. După ce a confirmat că defecțiunea a fost eliminată, echipamentul poate fi restaurat și re-operat. Acest lucru scurtează timpul pentru ca personalul de întreținere să găsească telefoane fixe pentru feedback -ul informațiilor și repornirea echipamentelor și îmbunătățește eficiența feedback -ului anormal de gestionare a informațiilor. Structura sistemului de comunicare a controlului vocal este prezentată în figura 3.

Figura 3 Diagrama schematică a structurii sistemului de comunicare de control vocal

4 Efectul cererii

4.1 Efect de siguranță

Aplicarea sistemului de telecomandă a eliminat pozițiile fixe ale mai multor puncte de transfer, a redus leziunile personale cauzate de defecțiunile echipamentului, a redus riscurile de siguranță ale factorilor umani și a îmbunătățit eficiența generală a conexiunii la funcționarea echipamentului. În cadrul acțiunii comune a sistemului de monitorizare și a feedback -ului senzorului, accidentele cauzate de transportoarele anormale de curea sau întrerupătoarele de alimentare sunt eliminate eficient, iar siguranța funcționării este îmbunătățită.

4.2 Efecte economice

După transformarea inteligentă a principalului sistem de transport al fluxului de cărbune al minei, rata lunară de economisire a energiei electrice a celor 9 linii transportoare principale a crescut cu aproape 13,7%. Prin controlul de conversie a frecvenței diferențiale asupra benzii transportoare, factura de energie electrică a fost economisită cu aproximativ 481.000 de yuani/lună. Funcționarea cu banda transportoare a fost bine întreținută, ceea ce a redus uzura și a extins durata de viață a echipamentelor, cum ar fi transportoarele de curea cu aproape 3,5 luni. Costul anual de achiziție a benzii transportoare poate fi economisit de 1,67 milioane de yuani, cu beneficii economice semnificative. După utilizarea tehnologiei inteligente de monitorizare și identificare și frecvență a vitezei de conversie a conversiei, obiectivul de afaceri de reducere a personalului și îmbunătățirea eficienței a fost atins în mod eficient. În comparație cu modul de gestionare a creării lucrătorilor cu poziție fixă ​​și a lucrătorilor de inspecție și întreținere la fiecare punct de transfer, după optimizarea tehnică, costul forței de muncă poate fi redus cu aproximativ 144.000 de yuani pe lună.

5 Concluzii

(1) Prin studiul modului de operare și metoda de control a transportorului de centură al celor 9 linii principale de transport a fluxului de cărbune din mina de cărbune a acestui proiect, este construită o platformă inteligentă de control a frecvenței variabile pentru principalul sistem de transport a fluxului de cărbune. Camerele cu funcții inteligente de recunoaștere și achiziție de imagini sunt instalate pe rutele de transport și punctele de transfer. După achiziția de imagini și procesarea datelor, se obțin grafică și date intuitive și vizuale, ceea ce este convenabil pentru depanarea în timp util și gestionarea pericolelor ascunse. În același timp, viteza transportorului este ajustată automat în funcție de fluxul de cărbune, astfel încât să obțină efectul de economisire a energiei a controlului inteligent.

(2) După transformarea și funcționarea principală a sistemului de transport a fluxului de cărbune, nu numai că reduce riscul de erori în funcționarea manuală și întreținerea mai multor poziții, asigură siguranța personală a lucrătorilor, dar reduce și uzura echipamentelor, cum ar fi centurile și rolele transportoare și prelungește durata de serviciu. Conform calculelor, economisește 481.000 de yuani în facturile de energie electrică pe lună, economisește 1,67 milioane de yuani în costurile de achiziție a echipamentelor de bandă transportoare pe an și reduce costurile forței de muncă cu 144.000 de yuani pe lună, cu beneficii economice și de siguranță semnificative.