张鹏
山东省新泰市翟镇煤矿 山东省新泰市 271204
摘要：近年来随着社会的发展，对煤矿的要求越来越高。为了提升煤矿带式输送机运行效率并降低能耗，基于视频识别、模糊控制技术提出了一种带式输送机智能控制系统。该系统采用高清摄像头获取输送带上煤流信息，通过视频图像处理技术掌握输送带上瞬间煤流量；为了避免输送机频繁调速将输送带煤流量划分成若干区段，每个区段有对应的输送带运行速度；将煤流量信息及输送带张紧信息输入到模糊控制器，通过模糊控制器及变频器控制带式输送机运行速度。现场应用后，输送机负载变化较小时运行速度保不变、负载有较大变化时则采取阶梯调速策略调整输送机运行速度，从而达到降低输送机能耗及磨耗目的，并充分发挥变频器功能。
关键词：煤矿井下；带式输送机；智能控制；系统研究
引言
近年来，随着科学技术的进步及中国煤炭事业的发展，煤矿井下带式输送机运行系统逐渐朝着智能化方向发展。智能控制下的煤矿井下带式输送机将极大程度地为煤矿井下安全生产提供便利，且对于高效生产也发挥着积极的促进作用。
1矿井带式输送机概述
矿井带式输送机主要特征即为运输距离远、运输负荷量多。针对这一类型输送机的牵引一般利用双滚筒多电动设备驱动方法。此设备多为井下工作，且矿井中空气潮湿、易燃易爆气体较多、环境较为复杂，就算根据现实工作环境方面设计，同样会和目标有着一定差异。因此应对带式运输机进行科学设计。矿井输送机的传感设备可以检验输送机皮带的情况，利用数据处理设备将检查情况输送到控制机中，依照控制机的每个方面质量参数，控制设备的不同工作状态。煤矿井下带式输送机处理不同信号通常将测量开关频率当成标尺，把转换设备与控制设备连接进来，通过控制设备频率的输入，控制电机流量实现。监测带式输送机信息，通常为检查速度，测量开关（拉线），判断开关频率。而其控制磁力启动设备主要利用节点实现。
2煤矿井下带式输送机智能控制系统研究
2.1带式输送机智能控制下的运输作业
带式输送机引入智能控制技术可实现对运输作业的全程监控，有利于提升矿井下整个运输过程的安全性，通过智能控制技术将生产运输画面实时传输到管控中心，能为工作人员轻松打造一个科学化、系统化的管理平台，有利于提升生产效率和质量。经过数据对比，拥有智能控制技术的带式输送机的运输效率比传统输送机更高，提升运输效率的同时还能为工作人员提供检修窗口；在智能技术控制下，某一环节出现故障问题工作人员都能及时发现、尽早处理。随着网络技术普及，带式输送机也能实现网络监控功能。工作人员可以减少下井的次数和时间，只要运输机能够正常运转，在井上通过网络就能掌握运输机实时运转状态并进行相关操作。笔者认为，随着传感器灵敏度的不断提升，升级带式传输机的传感系统能进一步提加强对传输机的控制，实现全天候、无死角的监控。
2.2智能调速方法
通过输送传感器实时监测输送带运输速度，通过视频识别技术掌握输送带上煤流分布情况及单位长度煤量。将输送带单位煤流量信息以及运行速度信息传送到构建的力学模型中。根据煤流量信息，通过模糊控制器进行模糊决策，从而输出与煤流量对应的运行速度指令，通过变频器调整输出频率，进而控制驱动电机转速及输送带运行速度，从而实现带式输送机智能阶梯调速。
2.3火灾报警系统
近年，随着智能控制系统广泛应用，矿难事故发生率得到有效控制，其主要原因在于该系统可以在生产作业过程中对井下的相关不安全因素进行预先的系统分析，对可能存在的安全隐患进行及时调控，以不断提升开采工作的安全性。现阶段，煤矿企业所使用智能控制系统是在原有传统控制系统之上演变而来的，它吸取了传统系统的优势，弥补了以往存在的缺陷与不足，实现系统新的飞跃和发展。新型智能控制系统可以通过计算机实现远程控制，通过操作鼠标与键盘来完成报警功能。
智能控制系统在火灾报警系统中，可以对不同的高低压闸门发送控制信号，并对其故障状态进行准确、及时监控。与此同时，智能控制系统还可以对可能发生的瓦斯爆炸事故起到很好的警示和预防作用，是煤炭井下作业中不可缺少的一种现代化智能控制系统。
2.4智能控制系统设计
智能控制系统由集中控制系统和传感器检测系统构成，前者是智能控制系统的关键，主要用于相关数据的分析判断，发出控制指令；后者主要用于采集接收来自传感器反馈的重量、速度、烟雾、跑偏、堆煤等数据，传感器检测系统连接皮带速度、跑偏、堵煤、堆煤、皮带撕裂等故障监测传感器。系统设计时，智能控制系统要保证监测数据及时可靠，首先要保证其本身配件的稳定性、可靠性，这决定整个智能控制系统的性能。15煤运输大巷环境较为恶劣，考虑选用稳定性较高、兼容性好的西门子S7-1214PLC型主控制器。系统硬件配置设计主要有PLC控制系统、运输机功率的监测、各个传感器及变频器等。PLC控制器处于智能控制系统的核心地位，在接收上位机过来的控制命令后，控制变频器输出，实现对带式运输机电机的间接控制；速度传感器实时监测带式运输机的速率，实时向PLC控制器反馈；皮带秤即称重传感器，可实时监测当下运输煤量，并实时向PLC发送信息；功率采集模块主要收集带式运输机电机及变频器的运行状态相关数据，实时向PLC控制器反馈；其余各项保护类传感器，根据其自身功能，实时监测运输机是否产生跑偏、打滑、撕裂等其他故障，且将数据实时向PLC控制器反馈。PLC控制器将上述所有传感器单元所反馈的数据进行初步处理，之后上传至上位机系统，工作人员可随时通过操控上位机系统，实现对带式输送机运行状态及运行参数的实时监控。
2.5带式输送机分布式智能控制系统
智能控制系统不仅能实现带式输送机的系统化控制，还能实现带式输送机分布式控制。以网络信息技术为依托，能实现井下、井上两个工作平台的分布式管理，进而实现地面监控、井下生产和输送机系统的系统化管理，同时还能通过智能系统对每个环节进行分项管理，降低不良影响。为了进一步提升带式输送机的可控性，在启动控制和功率平衡上寻求最佳控制点，以此加强对上位机的实时控制。带式输送机的智能控制系统还可以通过远程控制开关的模式，使装置间的顺序启停得以实现。
2.6系统功能
①集中与分布控制组合，代替原有人工作业。系统逻辑控制性能高，顺煤流智能停止运输机。机器出现问题及时停止工作，将故障设成故障分界，确保煤流顶端快速停止运行。能够就地控制、集控智能、集控单机等。②构建健全带式运输机监控电流、温度、皮带运行速度、骤停、打滑等性能一体的地面控制中心，软件运用PKS，其PKS软件能够呈现非静态的设备情况，对历史报表整理统计，监督输送机、制动设备、CST油温输送带张力，技术人员可以辨别带式输送机骤停点、跑偏点，可以准确分析故障原因、类型，并且及时发出警报，关闭输送机现场指挥，提高故障维修效率。
结语
在传统带式传输机引入智能控制系统能够提升效率，还能提升在运输环节的可控性，进而帮助煤矿企业实现盈利目标。智能控制技术的引入还能减少运输机的磨损，延长设备的使用寿命，能帮助企业节约维护成本；此外，智能控制技术还能提升井下运输的安全性，对整个生产过程进行实时监控，大力推广智能控制带式传输机能够促进整个行业的快速发展。
参考文献
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