煤矿带式输送机智能化控制系统关键技术分析

煤矿带式输送机智能化控制系统关键技

术分析

摘要：在煤矿生产过程中，带式输送机中占据重要地位，关乎企业的生产效率和效益。但很多煤矿企业带式输送机各种保护和控制系统独立运行，没有充分融合，且缺乏实时运行数据监测与分析。采用逆煤流启动方式运行，搭接输送带存在空转现象，能耗高，设备磨损加剧，运输效率低，设备故障概率较高且无法进行故障追溯。为此，煤矿带式输送机智能化控制系统和管控一体化平台对带式输送机进行集中控制和无人值守，降低了带式输送机故障率，达到了智能化管控目的。针对此，本文展开简单分析，以供参考。

关键词：带式输送机；智能监测；智能调速；智能保护

引言

带式输送机是煤矿生产过程中的主要运输设备，智能化控制系统利用主煤流运输智能化控制技术，可以实现节能降耗目标。安装煤流传感器顺序启动带式输送机，并通过集中控制方法控制带式输送机启停。依托PLC顺煤流启动装置，有效把控各级带式输送机启动延时时间，提升作业效率的同时降低设备能耗和生产成本，实现现场无人操控。

1 系统设计分析

基于Oracle与SQL Server等数据库软件建立对应的模型库管理系统、数据仓库管理系统、人机交互需求、辅助决策系统，采用组态技术构建智能无人值守带式输送机管控一体化平台，实现对带式输送机的集中远程监控，对带式输送机运行状态及相关参数进行实时监控，实现故障诊断、预警与报警、数据存储、处理、系统联动、展现、大数据分析、智能辅助决策等功能。依托PLC技术形成以主控制器为核心的新型闭锁模式，远程集中统一控制带式输送机，动态调整带式输送机启停时间。系统通过主控计算机操纵下级PLC实现对带式输送机的自动控

制。PLC控制系统稳定性好、可靠性强，可以实现非常复杂的控制逻辑，现场设

备的运行工况可以实时地反馈到PLC。PLC借助强大的通信与网络功能，对井下

掘进工作面运输巷带式输送机、采煤工作面运输巷带式输送机、主运输带式输送

机以及洗煤厂带式输送机等进行集中控制。通过安装在中控室计算机中的组态软件，操作管理人员可进行现场设备运行状态的显示、沿线通话、故障检测、事故

报警等，通过计算机控制可以发出各种控制命令，减少岗位操作员工，降低劳动

强度，合理控制设备运行，提高能效，降低事故率。带式输送机智能化控制系统

整体架构包括传感执行层、控制层、传输层及信息层等。(1)传感执行层：用于

采集数据信息，执行命令控制传感器运行，实时监控带式输送机运行情况，一旦

发现带式输送机运行偏差及时关停设备。(2)控制层：基于PLC控制系统来控制

带式输送机运行，上传信息和执行控制命令，并使用PLC编程软件来写入程序，

以此来实现智能化监测带式输送机运行情况。(3)传输层：构建工业环网来实现

闭环控制，通过工业环网快速传输数据信息和控制命令。(4)信息层：建立统一

调度监控系统，实时监控带式输送机运行情况，及时发现和解决问题。实际上系

统是多个智能传感器与智能执行器的集成。这种系统的节点具有良好的交互性，

因为系统内每个节点都可以是组态节点的控制器，所以具有按照意愿的组态能力，且系统的建立和扩展简单易行。

2 系统实现的关键技术

2.1 智能控制技术

建立带式输送机智能化控制系统需要整合多种先进技术，基于物联网形成智

能化动态调速系统，以便于精准、快速识别异物，支持运输安全稳定运行。(1)

智能调速。整合了数字化分析技术、视频采集技术、工业控制技术，并灵活选用

视频AI技术来精准识别输送带来料量和异物，通过输送带带上来料量的多少进

行速度调节，充分考量下游输送带运料量自动控制带式输送机启停，此种方式可

以有效改善落料严重和输送带压力过高的问题。(2)顺煤流启动。基于摄像头精

准识别煤流量，满足顺煤流启动需要。(3)智能保护。通过整合激光幕纵撕保护

以及智能视频分析技术，实现对带式输送机的安全有效保护，形成安全可靠的保

护预警停机系统，具体包括：①智能视频分析异物，平台自动发出预警信息，提

醒值班人员采集和分析设备电流信号，由现场PLC系统自动分析和处理，依据信

号自动控制设备启停。②智能分析生产中异常情况，如大块物料卡住仓口，无法

正常输送物料。如果仓口煤流堆超过预设标准，发出预警信息给值班人员，智能

化分析设备电流信号异常情况，进而实现堆煤保护。(4)智能管理。带式输送机

运输智能化控制可以实现数据信息高效采集和分析，实现全过程智能化管理。通

过引入大数据平台，实现多规格数据统一接入到平台，多系统融合与联动，打破

各系统孤岛，促进数据融合，提升平台智能化管理水平；主运输系统实时展示设

备运行状况，设备故障时发出预警信息；基于采集的数据信息，利用大数据分析

和挖掘潜在的故障，综合评价煤量生产和输送状况。(5)实时展示带式输送机智

能化控制系统运行状态，全方位监测输送带运行情况，在操作界面一键启停，及

时发现和解决故障问题，多种信息形式可视化呈现在工作人员面前。(6)系统数

据分析。收集系统运行数据信息，借助前沿现代化技术手段对带式输送机运行情

况进行数据分析，并具有异常统计和预警功能，满足系统智能化管理需要。

2.2 智能调速节能控制

带式输送机智能化控制系统设计的一个关键点就是智能调速节能控制，带式

输送机转速与启停可控，在变频调速的基础上，选择顺煤流启动方式，引入PLC

集中控制系统实现设备联锁，可以有效规避堆煤和压带故障出现。加强设备运行

状态监测，收集相关数据信息集中监控，通过摄像机的智能识别与后台数据分析

监测带式输送机流量变化，通过PLC、分析设备、变频器等设备动态调节煤流量

变化，在提升输送量的同时最大程度上降低设备运行能耗。根据煤流量变化动态

调节驱动装置功率，充分发挥智能启停方式优势，降低设备运行能耗。通过智能

化识别检测煤的堆积和异物，判断带式输送机运行过程中可能出现的大块物料堆

积和异物情况，及时发出预警信号，超过标准后自动控制带式输送机停止运行。

2.3 智能管理大数据平台

引入大数据技术建立自动化管理平台，可以实现各个子系统之间的数据共享，打破系统之间的信息孤岛问题，实现数据深度融合与利用。基于大数据平台，实

时采集和分析系统运行数据信息，实时监控带式输送机运行情况，并智能化分析

和管理设备故障问题，做好配套信息记录，切实提升设备管理有效性。