Penelitian tentang Sistem Kontrol Cerdas Aliran Batubara Konveyor Sabuk

Dengan kemajuan konstruksi tambang pintar yang berkelanjutan di negara saya, rekayasa pertambangan telah ditingkatkan dari mekanisasi dan otomatisasi ke intelijen. Di bawah latar belakang ini, hampir 80% dari proyek teknik tambang batubara dalam proyek ini telah menyelesaikan peningkatan dan transformasi cerdas. Dalam proses transformasi, selain sistem pemantauan dan pengawasan yang cerdas, sistem pendukung geologi transparan dan sistem pemantauan tekanan tambang, sistem transportasi elektromekanis juga merupakan objek transformasi utama. Karena sejumlah besar peralatan elektromekanis yang terlibat dalam sistem transportasi elektromekanis, rute transportasi konveyor sabuk panjang, permintaan besar untuk pemantauan video, dan tata letak peralatan yang tersebar seperti konveyor, pengumpan batubara, bunker batubara di bagian bawah sumur dan bunker batubara di area penambangan, operasi startup membutuhkan tingkat koordinasi yang tinggi. Metode manajemen terdesentralisasi tradisional sulit untuk mencapai penjadwalan yang sangat intensif dan otomatis, menghasilkan koneksi startup peralatan yang buruk dan divisi pekerjaan yang tidak jelas. Ada juga masalah seperti risiko tinggi kegagalan peralatan dan efisiensi rendah penyelidikan bahaya tersembunyi. Ketika konveyor sabuk berjalan pada kecepatan spesifik yang telah ditentukan sebelumnya, ia tidak dapat melakukan regulasi kecepatan konversi frekuensi sesuai dengan status beban tanpa beban atau beban penuh, yang mengurangi efisiensi operasi dan meningkatkan konsumsi daya. Ini juga akan menyebabkan konsumsi fasilitas tambahan yang tak terlihat seperti sabuk konveyor, rol, dan drum, dan meningkatkan biaya perawatan. Dengan inovasi dan penerapan teknologi baru, banyak tambang telah memperkenalkan teknologi pengakuan cerdas AI ke dalam sistem transportasi aliran batubara utama. Teknologi akuisisi visi mesin yang menggabungkan peralatan video cerdas AI dengan teknologi pengakuan dapat mewujudkan pemantauan jarak jauh dari sistem aliran batubara utama, dan dapat dengan cepat mengidentifikasi kapasitas gangue batubara dari konveyor, meningkatkan efisiensi transportasi peralatan, dan mencapai tujuan mengurangi staf dan meningkatkan efisiensi dan manajemen intelijen yang tak berawak.

1 Status operasi saat ini dari sistem aliran batubara utama

Sistem aliran batubara utama tambang batubara memiliki total 9 jalur transportasi area pertambangan, termasuk 5 jalur transportasi di 11 area penambangan, 1 jalur transportasi di jalur bersama, 1 jalur transportasi di 12 area penambangan, dan 2 jalur transportasi di 14 area penambangan. Karena konveyor dari sistem aliran batubara utama melibatkan area pertambangan 11, 12 dan 14, serta mesin transfer dan konveyor transfer bunker batubara di setiap titik penambangan wajah kerja, ada banyak tata letak peralatan dan rute transportasi yang panjang. Jika peralatan dikontrol secara manual dan personel khusus diatur untuk diperiksa dan pemeliharaan, sejumlah besar tenaga kerja diperlukan, dan efisiensi pemeliharaannya rendah. Penyimpanan lokasi individual mengadopsi mode operasi pos tunggal. Setelah kecelakaan runtuh bunker terjadi, sulit ditemukan pada pertama kalinya, yang menimbulkan risiko potensial. Oleh karena itu, perlu untuk mengoptimalkan sistem penjadwalan transportasi aliran batubara utama, meningkatkan efisiensi pemeliharaan, dan mengurangi risiko keamanan operasi manual.

2 Sistem Kontrol Cerdas untuk Transportasi Aliran Batubara Utama

2.1 Penjadwalan Sistem Kontrol Terpusat

Sistem kontrol terpusat penjadwalan menggunakan sistem PLC sebagai inti kontrol, menggunakan serat optik untuk menghubungkan platform kontrol otomatisasi tambang, mewujudkan transmisi data dan berbagi melalui Ethernet, menggunakan komputer atas sebagai antarmuka untuk interaksi manusia-komputer, membangun platform untuk menghubungkan sistem kontrol utama dan data, dan menggunakan sensor lain dan peralatan transmisi ke jaringan peralatan downstram. Pusat kontrol tanah memiliki fungsi pengumpulan data real-time, transmisi, umpan balik perintah, peringatan kesalahan, penyimpanan data dan tampilan grafik audio, dan mendukung berbagai bentuk antarmuka protokol komunikasi. Setelah operasi yang sempurna dari sistem kontrol pengiriman dan terpusat, di bawah komunikasi terkoordinasi Ethernet, sistem kontrol terpusat PLC mengirimkan instruksi ke konveyor di sepanjang 9 jalur transportasi aliran batubara utama pada saat yang sama. Sistem menggabungkan video pemantauan yang dipasang pada setiap titik transfer untuk menangkap status operasi dan kondisi muatan sabuk konveyor kapan saja. Menurut aliran transfer dan kecepatan operasi, secara otomatis menjadwalkan waktu start dan stop dari setiap sabuk konveyor penghubung untuk mengurangi keausan peralatan dan konsumsi daya yang disebabkan oleh operasi tanpa beban jangka panjang dari sabuk konveyor, dan secara efektif mengurangi biaya operasi peralatan.

2.2 sistem regulasi kecepatan frekuensi variabel cerdas

Sistem regulasi kecepatan frekuensi variabel cerdas terutama terdiri dari pemantauan video tahan ledakan tambang, kotak kontrol PLC, perangkat lunak Cerdas Mulai dan Menghentikan Kontrol dan Sensor Data. Ini menggunakan layar pemantauan yang ditangkap oleh kamera untuk pengakuan cerdas dan deteksi algoritma, dan mengirimkan video dan gambar yang dibentuk sebagai data yang dikumpulkan kembali ke pusat kontrol tanah untuk analisis, dan memperkirakan beban batubara dari konveyor sabuk. Menurut indikator preset dari beban sabuk konveyor, keadaan tanpa beban dan beban penuh diatur dan kecepatan disesuaikan. Menurut situasi transportasi yang sebenarnya, rentang kecepatan dapat disesuaikan dengan kecepatan tinggi, kecepatan sedang, kecepatan rendah dan kecepatan idle. Dalam keadaan tanpa beban, sabuk konveyor dapat diatur untuk menghentikan atau menganggur kecepatan, dll. Untuk mengurangi keausan dan konsumsi daya permukaan sabuk konveyor. Mode hemat energi ini cocok untuk jalur miring sudut besar dan konveyor jarak jauh. Sensor dipasang di bunker batubara untuk memantau jumlah batubara di bunker secara real time. Dikombinasikan dengan jumlah batubara yang dilepaskan di mulut bunker, jumlah batubara di sabuk konveyor dapat ditentukan sebelumnya. Berdasarkan hal ini, kecepatan berjalan dari sabuk konveyor disesuaikan secara otomatis, dan fungsi periksa sendiri digunakan untuk memberi umpan balik status berjalan kapan saja untuk memastikan pengoperasian konveyor yang aman. Ketika sistem kontrol terpusat PLC mendeteksi umpan balik kesalahan yang abnormal dari sensor, ia dapat secara otomatis mengirimkan jenis kesalahan spesifik ke pusat kontrol, dan mengirim sinyal alarm ke pekerja patroli dalam kisaran operasi sabuk konveyor dan pekerja di titik transfer terdekat untuk prompt pengaman. Ketika reset periksa sendiri sistem tidak dapat dilakukan, personel pemeliharaan dapat secara manual memeriksa dan mengatur ulang untuk sepenuhnya menghilangkan bahaya keselamatan.

2.3 Konstruksi Platform Cerdas

Perangkat lunak sistem kontrol terpusat mengadopsi sistem WinCC Siemens, dengan server dan stasiun operator arsitektur C/S. Di bawah arsitektur ini, server menyediakan lingkungan operasi. Stasiun operator dapat menampilkan dan memproses gambar antarmuka, dan dapat dengan cepat menghilangkan dan memulihkan saat kesalahan terjadi. Data yang dikumpulkan oleh berbagai sensor dan pengawasan video di tambang disajikan pada layar proyeksi pusat kontrol tanah dalam bentuk data dan grafik, dan status produksi tambang dan status transportasi sistem aliran batubara utama secara intuitif tercermin dengan berbagai cara dan bentuk. Pengiriman manajer dan pemimpin tugas tambang dapat dengan bebas meninjau dan pemutaran, melihat informasi seperti status operasi konveyor, aliran batubara, data skala elektronik dan laporan kolom analisis produksi. Platform pusat kontrol terpusat mencakup jaringan cincin sistem pemantauan, layar tampilan pemantauan dan pusat pemrosesan komputer, dll., Dan beberapa set layar tampilan LED digunakan untuk menyajikan status operasi setiap perangkat, yang nyaman untuk pemantauan simultan dan pengalihan beberapa adegan.

3 Aplikasi Skenario

3.1 Fungsi Diskriminasi dan Identifikasi Cerdas

Perangkat pengawasan video dipasang pada rute transportasi utama dan titik transfer sistem transportasi aliran batubara utama untuk mencapai pengambilan gambar dan pemrosesan data; Ketika operasi abnormal ditemukan, konveyor sabuk dapat dihentikan dari jarak jauh dan informasi abnormal dapat ditangani pada waktunya untuk menghindari puing -puing yang menghalangi bunker batubara dan memastikan penanganan kesalahan yang cepat. Akuisisi dan teknologi pengakuan video pengawasan dikombinasikan dengan algoritma AI. Gambar yang diperoleh dapat lebih disajikan secara intuitif dalam bentuk model data setelah diproses secara digital oleh sistem komputer. Menggabungkan data unggahan sensor dan algoritma AI, nilai kesalahan yang lebih akurat dapat diperoleh, sehingga mencapai penyesuaian yang tepat dari konveyor sabuk. Layar pemotretan pemantauan aktual ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1 Tampilan informasi abnormal dari akuisisi video

Pada Gambar 1, layar status operasi konveyor sabuk yang ditangkap oleh kamera pemantauan cerdas ditampilkan, termasuk batubara yang ditumpuk di saluran batubara, benda -benda asing seperti log pada sabuk konveyor, potongan besar gangue batubara, dan penyimpangan konveyor. Ketika fenomena di atas terjadi, alat perlindungan tiang pancang batubara mengeluarkan peringatan dini, dan setelah sinyal diumpankan kembali, sabuk konveyor secara otomatis mulai melepaskan gudang, mengurangi jumlah batubara di tempat sampah batubara; Ketika benda -benda asing dan potongan besar gangue diidentifikasi, sabuk konveyor dihentikan tepat waktu, dan ruang pengiriman menggunakan sistem komunikasi bawah tanah untuk menghubungi operator terdekat untuk membersihkan benda -benda asing dan melanjutkan mesin; Ketika sabuk konveyor menyimpang, jumlah batubara pada titik transfer dan posisi titik penurunan batubara disesuaikan dengan regulasi kecepatan konversi frekuensi otomatis, dan setelah koreksi oleh rol anti-deviasi tambahan, dioperasikan kembali dan diatur ulang.

3.2 Fungsi Pengaturan Kecepatan Konversi Frekuensi Cerdas

Sistem regulasi kecepatan konversi frekuensi cerdas terutama terdiri dari pengakuan AI dari kamera cerdas, server video dan peralatan terminal remote control. Ini adalah sistem pemantauan segala cuaca, berkelanjutan dan jangka panjang. Menurut model regulasi kecepatan optimisasi nonlinier dari teori matematika fuzzy, indikator peringatan dini dan karakteristik status kegagalan sabuk konveyor abnormal ditetapkan. 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 Konveyor untuk mencapai efek kontrol anti-deviasi dari konveyor. Kontrol deteksi aliran batubara ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2 Kontrol Deteksi Aliran Batubara

3.3 Kontrol Suara dan Fungsi Komunikasi

Konveyor utama di tambang dikendalikan secara terpusat oleh KTC101. Sebuah garis secara khusus digantung di sepanjang garis di bawah bingkai H dari sabuk konveyor, dan sekelompok perangkat penghentian darurat yang dikendalikan suara masing-masing 150 m terhubung, yang juga dapat membantu pemberhentian darurat manual. Perangkat ini secara efektif menghindari kecelakaan yang disebabkan oleh kesalahan manajemen dalam spot buta inspeksi lokal di sepanjang garis karena sabuk konveyor yang berlebihan atau kurangnya pekerja pos. Ketika pemantauan video menemukan bahwa perangkat tertentu memiliki kesalahan dan membutuhkan perawatan manual, personel terdekat dapat dipanggil melalui siaran suara untuk menanganinya, dan kotak kontrol suara dapat digunakan untuk dengan cepat memberi umpan balik informasi ke ruang pengiriman umum. Setelah mengkonfirmasi bahwa kesalahan telah dieliminasi, peralatan dapat dipulihkan dan dioperasikan kembali. Ini memperpendek waktu bagi personel pemeliharaan untuk menemukan telepon tetap untuk umpan balik informasi dan peralatan restart, dan meningkatkan efisiensi informasi penanganan informasi yang abnormal. Struktur sistem komunikasi kontrol suara ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3 Diagram skematik dari struktur sistem komunikasi kontrol suara

4 Efek Aplikasi

4.1 Efek Keselamatan

Penerapan sistem kendali jarak jauh telah menghilangkan posisi tetap dari beberapa titik transfer, mengurangi cedera pribadi yang disebabkan oleh kegagalan peralatan, mengurangi risiko keamanan faktor manusia, dan meningkatkan efisiensi koneksi keseluruhan operasi peralatan. Di bawah aksi bersama sistem pemantauan dan umpan balik sensor, kecelakaan yang disebabkan oleh konveyor sabuk abnormal atau sakelar pengumpan secara efektif dihilangkan, dan keamanan operasi ditingkatkan.

4.2 Efek Ekonomi

Setelah transformasi cerdas dari sistem transportasi aliran batubara utama tambang, tingkat penghematan listrik bulanan dari 9 jalur konveyor utama meningkat hampir 13,7%. Melalui kontrol konversi frekuensi diferensial dari sabuk konveyor, tagihan listrik disimpan oleh sekitar 481.000 yuan/bulan. Operasi sabuk konveyor terawat dengan baik, yang mengurangi keausan dan memperpanjang masa pakai peralatan seperti konveyor sabuk hampir 3,5 bulan. Biaya pengadaan sabuk konveyor tahunan dapat dihemat sebesar 1,67 juta yuan, dengan manfaat ekonomi yang signifikan. Setelah penggunaan pemantauan cerdas dan identifikasi dan teknologi regulasi kecepatan konversi frekuensi, tujuan bisnis untuk mengurangi staf dan meningkatkan efisiensi secara efektif tercapai. Dibandingkan dengan mode manajemen pengaturan pekerja posisi tetap dan pekerja inspeksi dan pemeliharaan di setiap titik transfer, setelah optimasi teknis, biaya tenaga kerja dapat dikurangi sekitar 144.000 yuan per bulan.

5 kesimpulan

(1) Melalui studi tentang mode operasi dan metode kontrol pengangkutan sabuk dari 9 jalur transportasi aliran batubara utama di tambang batubara proyek ini, platform kontrol frekuensi variabel cerdas untuk sistem transportasi aliran batubara utama dibangun. Kamera dengan pengakuan cerdas dan fungsi akuisisi gambar dipasang pada rute transportasi dan titik transfer. Setelah akuisisi gambar dan pemrosesan data, grafik dan data intuitif dan visual diperoleh, yang nyaman untuk pemecahan masalah dan penanganan bahaya tersembunyi yang tepat waktu. Pada saat yang sama, kecepatan konveyor secara otomatis disesuaikan sesuai dengan aliran batubara, sehingga dapat mencapai efek penghematan energi dari kontrol cerdas.

(2) Setelah transformasi dan pengoperasian sistem transportasi aliran batubara utama, tetapi juga tidak hanya mengurangi risiko kesalahan dalam operasi manual dan pemeliharaan berbagai posisi, memastikan keamanan pribadi pekerja, tetapi juga mengurangi keausan peralatan seperti sabuk dan roller konveyor, dan memperluas kehidupan layanan. Menurut perhitungan, menghemat 481.000 yuan dalam tagihan listrik per bulan, menghemat 1,67 juta yuan dalam biaya pengadaan peralatan sabuk conveyor per tahun, dan mengurangi biaya tenaga kerja sebesar 144.000 yuan per bulan, dengan manfaat ekonomi dan keselamatan yang signifikan.