導語：在“機械化換人，自動化減人”的背景下，為了改善現場工人的工作環境，進一步提升生產安全，同時提高勞動效率，在廠、礦實施“智慧倉儲無人值守系統”是非常必要的。本期轉化果平臺推薦的《智慧倉儲管控系統平臺》，介紹了多點位精確測量與智能控制的系統構成，斷煤流與水煤的識別與系統構成，智能配煤的問題，縮短了維修時間，提高了生產效率，真正實現了自動化減人和無人值守的目的。
一、項目背景
智能煤位計
1.煤倉料位計測量不準、誤差大。煤倉料位測量核心關鍵技術是筒倉料位計在線測量的精度和可靠性。目前國內外傳統筒倉料位計的測倉方式有雷達、激光、超聲波3D影像、聲吶、重錘等等，都屬于模糊測倉范疇（精度不高）。
2.抗干擾能力弱，生產期間倉內煤塵大（影響雷達探測）、倉內水氣大（影響激光測量）、入倉物料粒度跨度大（影響3D影像測量）、入倉聲音雜亂（影響聲吶測量）、重錘料位計易埋錘斷繩。
3.生產期間采集的倉位數據（曲線）跳躍幅度大，與實際倉位不符，不能根據實際倉位指導井下生產和安排裝車運輸，經常出現車輛等待裝載現象，浪費資源。
以煤倉高度60米為例，當倉位在40米以上時誤差是1-2米；當倉位在40米以下時誤差是5-7米。不能實時掌握倉位變化情況，主要依靠職工間隔2小時用人工測倉的方法來觀察倉位變化，增加了職工的勞動強度；有時可能發生因拉空倉而砸倉底和潰倉撒煤事故，而更換倉底耐磨板不但費時費力、影響生產還增加額外的費用，清理撒煤也增加了職工的勞動強度。
人工測倉
重錘料位計
雷達料位
4.單點入料多點卸料時，單組給煤機長時間運行，會導致長時間低倉位或空倉運行（砸倉底），而下游皮帶出現大馬拉小車現象，浪費能耗、增加設備磨損。
低倉位或空倉運行數據曲線圖
5.多點入料多點卸料時，由于種種原因經常是單點入料，導致沫煤堆積，塊煤滑向低點位，假如此時出料時剛好開啟的是低點位給煤機，出料全是塊煤，下游破碎機吃不過來，易發生破碎機壓死現象，影響生產時間。
在“機械化換人，自動化減人”的背景下，為了改善現場工人的工作環境，進一步提升生產安全，同時提高勞動效率；因此在廠、礦實施“智慧倉儲無人值守系統”項目是非常有必要的。
二、研究內容
1.技術方案
研發數字化煤倉，分析生產數據得出生產結論，總結經驗和優化生產工藝，達到節能增效和延長設備使用壽命的目的。
以“智慧倉儲無人值守系統”為基礎，從底層實用技術出發，試點推行，全面帶動集團內部礦井乃至國內煤企數字化倉儲轉型。在集團調度信息平臺實現所有廠礦當前庫存數據上傳，根據數據信息指導礦井生產和安排車皮運輸計劃。
2.基本原理
以某選煤廠的煤倉為例。
1）分析生產數據信息
（1）量程21米的煤倉，停車時的精確倉位（庫存），調度可根據庫存安排車皮運輸。
（2）啟車時間和開啟給煤機的編號。
（3）多長時間就把倉拉空了。
（4）頻繁開啟倉下給煤機的次數和空倉運行時間。
（5）倉下皮帶的帶煤量。
生產數據曲線圖
2）優化生產工藝
（1）21米的矸石倉，上限可設置為14米，留7米的余量；下限設置為3米，防止低倉位潰倉或因拉空倉而發生砸倉底現象，延長倉底耐磨板使用壽命。
（2）啟車卸料時，系統默認開啟A點給煤機，當A點倉位達到下限時關閉該給煤機，同時啟動B點給煤機繼續下料，當B點倉位達到下限時自動關閉該給煤機，待倉下皮帶拉空時停止皮帶，完成一個循環。待倉位上升到上限時開啟A點給煤機。
（3）循環往復，達到節省電能和減少設備磨損的目的。
三、總體設計
1.多點位精確測量與智能控制的系統構成
（1）依據自主研發的接觸式煤位計（智能煤位計）實時在線采集精確的倉位數據，生產期間煤位誤差±5mm。
（2）依據多點陣測量原理，應用多點陣接觸式煤位計（智能煤位計）組網技術。
（3）針對每個筒倉6--8個點陣傳感器數據進行融合分析，構建煤位點陣數據庫；基于煤位圖形分析技術，實現煤位圖像表達。
（4）使用4G+5G物聯網透傳技術，從倉上到配電室免布線，降低工程造價，減少施工勞動量，縮短施工改造周期。
多點測量手機APP截圖
（5）搭載了自主研發的“智慧管控云平臺”手機APP，無需專門巡檢設備；如果設備發生故障時，維修工在收到手機APP推送的設備故障報警信息時第一時間帶上工具及所需配件趕往現場處理問題，縮短了維修時間，提高了生產效率，真正實現了自動化減人和無人值守的目的。
（6）基于精確的煤位測量，智能控制煤倉多點位入料時根據各個測量點位的高低自動灌倉，即：低點位入料，高點位停止，各點位循環往復，倉滿自動停止上級皮帶（預留點位），低倉位允許開機；實現塊煤、沫煤和倉位值均衡的效果，確保后續設備（篩子和破碎機）正常的入料需求。
（7）控制倉下多臺給煤機出料時依據高點位啟動液壓閘板和給煤機出料，低點位（≦3m）停止該給煤機并自動切換到其他同煤種高點位的給煤機繼續出料，保證下游皮帶的正常帶煤量、防止低倉位砸倉底和因拉空倉導致潰倉事故的發生。
（8）水煤圖像識別及邊緣計算，正常煤流呈松散狀，異常為泥石流狀或者泥乎乎狀；搭載的激光煤流（速）檢測儀，水煤（潰倉的前兆）＞正常煤流速為0.2m/s＜下料溜槽卡異物或蓬倉，杜絕潰倉和智能排除蓬倉現象。
（9）實現了調度根據當前倉位（空高）指導井下生產和當前庫存（噸）合理安排裝車計劃，提高車皮的有效使用率。
（10）倉內煤塵瓦斯治理，根據啟車指令和瓦斯監測數值自動開啟負壓入料系統。
數字化煤倉管控平臺
2.斷煤流與水煤的識別與系統構成
利用給煤機出料口安裝的煤量監測裝置（激光傳感器）+圖像識別系統（防爆攝像頭）對給煤機出料口煤的流速進行監控、水煤圖像識別及邊緣計算，正常煤流呈松散狀，異常為泥石流狀或者泥乎乎狀；水煤（潰倉的前兆）＞正常煤流速為0.2m/s＜下料溜槽卡異物或蓬倉，杜絕潰倉和智能排除蓬倉現象。
（1）系統監測到某一給煤機出料口煤的流速過快時，自動關閉相應的設備（給煤機或閘板），抑制潰倉事故的發生，同時打開相同煤種高點位的給煤機保證生產。
（2）系統監測到某一給煤機出料口的煤流稀少時，自動加大該給煤機的頻率或控制閘板開關三次（擾亂溜槽卡堵現象）如還排除不了故障，將報警提示該給煤機溜槽發生卡堵現象（可通過無線透傳技術上傳至山焦智控云平臺手機APP報警），提醒人工處理，同時打開相同煤種高點位的給煤機保證生產。
（3）本系統實時監控給煤機出料口煤的流速，綜合分析當前煤流量等級，得出結論控制變頻式給煤機的運行速度（或開關狀態），當出現煤量流速過快或煤流稀少等狀態時，通過傳輸數據到PLC站，進行邏輯運算，在上位機處報警提示，并進行異常狀態自動處理，配合防爆攝像頭實時查看現場，實現抑制潰倉事故，保證正常生產的功能。
激光傳感、皮帶秤安裝位置
3.智能配煤
根據調度配洗比例和瞬時帶煤量的數據，運用皮帶上安裝的煤量監測裝置（激光傳感器）+皮帶秤的數據，智能調整給煤機的頻率來對瞬時帶煤量進行微調，控制各煤種的單一煤種帶煤量。
（1）系統構成
本系統實時監控皮帶輸送機上的順煤流煤量大小，綜合分析當前煤流量等級，得出結論控制皮帶輸送機（或變頻式給煤機）的運行速度，使設備達到降低能耗，綠色運輸的功能。
煤量監測裝置主要包括電源、主控器、顯示屏和激光傳感器及安裝附件組成。
電子皮帶秤主要由：雙機械秤架、稱重傳感器、速度傳感器、稱重顯示控制儀表、壁掛儀表柜、供橋箱以及安裝附件組成。
（2）煤量監測裝置激光傳感安裝位置選擇
當激光傳感器檢測到該皮帶來煤時，對單臺給煤機的出料粗調和發生堵溜槽現象提供技術參數。
（3）皮帶秤安裝位置選擇
選擇在皮帶機中部放置，減少動態測量對檢測準確度的影響。
現場安裝圖
四、應用效果
通過對自主研發的接觸式煤位終端傳感器（智能煤位計）進行深入的研究和試驗應用并形成產品，取得良好效果，達到設計要求，具有圖像算法研究基礎。
搭載了自主研發的“智慧管控云平臺”手機APP，無需專門巡檢設備；在設備出現故障時，維修工收到手機APP推送的設備故障報警信息時第一時間到現場處理問題，縮短了維修時間，提高了生產效率，真正實現了自動化減人和無人值守的目的。
該項目填補了當前國內煤企精確測倉終端傳感器的空白，拓展了智慧礦山之數字化煤倉智控項目，值得借鑒推廣應用。
轉化果平臺咨詢電話：400-1817-969
