導語：礦山智能化是礦業的發展方向，本期轉化果推薦的《帶式輸送機視頻智能調控及防護系統》成果，重點介紹了智能機器視覺的皮帶組節能控制系統兩大功能。一是帶式輸送機變頻調速功能：利用礦用隔爆型攝像儀采集帶式輸送機上的煤流量信息，實現輸送機高、中、低、怠速四速的變頻調速，達到主運輸系統節能目的；二是在線故障自檢功能：自檢功能、持續供電功能，當PLC監測到視頻檢測系統設備故障時系統可自動給出高速運轉信號，使帶式輸送機恢復到無調速運行狀態，確保帶式輸送機系統安全運行。該系統具有語音報警和提示功能，以提醒巡檢人員并同步上傳至地面服務器、地面客戶端。
一、項目背景
傳統操作方式啟動時間長、皮帶機空轉率高、生產效率低，電能消耗大。各部膠帶機都加裝了許多保護裝置（縱撕、堆煤等），它們在生產過程能發揮一定作用。但是由于煤炭生產環境相對惡劣，接觸式傳感設備零部件容易銹蝕失靈，時常會出現漏報、誤報的現象。實際生產中主要依靠人工巡檢來發現問題，但是由于人員經驗不足、疲勞作業、空當、遺漏等因素無法杜絕事故發生，同時增加了人力成本。因此，要通過現代化手段對現有皮帶機系統進行改造，實現煤多快運，煤少慢運，提高生產效率，保障安全生產。
二、研究內容
1.系統組成
智能調速系統主要由礦用隔爆型攝像儀、礦用帶式輸送機視頻監測報警裝置、礦用帶式輸送機視頻監測報警裝置主機、控制軟件、工控機及線纜組成。
2.技術原理
在智能機器視覺流量檢測算法的基礎上，利用礦用隔爆型攝像儀采集帶式輸送機上的煤流量信息，并根據帶式輸送機上實際煤流量實現輸送機變頻調速，調速分為4級調速，膠帶輸送機為空煤量時，膠帶輸送機為怠速；膠帶輸送機為小煤量時，膠帶輸送機為低速；膠帶輸送機為中煤量時，膠帶輸送機為中速；膠帶輸送機為大煤量時，膠帶輸送機為高速。膠帶輸送機連續怠速運行15分鐘后，如未收到調速信號，則膠帶輸送機組自動停機（可選）。
智能調速系統的核心是改變輸送機原有的膠帶運輸機動態運行方式，即實現輸送機的智能運行，實現“煤多快運、煤少慢運、沒煤怠速或停機”，從而實現智能調速。
3.系統特點
（1）系統通過自主創新提升了整個企業安全智能化管理水平，縮短了操作周期，提高了系統響應速度，減少了安全事故，達到本質安全；通過遠程自動控制、不安全行為的智能報警聯動，實現了無人值守，節能降本增效。同時實現了安全管理由“靜態監視、時候追溯”向“預先報警與閉所控制”的轉變，創新了安全管控模式。
（2）皮帶面的煤流量統計由傳統的基于二維視頻算法的模擬對比計算升級至基于三維視頻分析技術的實際流量的實時累加計算，大大增強了皮帶機調速基礎數據源的真實性和可靠性。
（3）針對煤礦生產特點，提出了將智能機器視覺分析、不間斷UPS電源、工業控制等系統集成，利用機器視覺分析設備、PLC控制設備，通過皮帶變頻器形成一個智能化、多功能、全天候的動態安全智能閉環節電系統的設計思想，做到機器視覺與工業控制相結合，實現對帶式輸送機自動調速智能控制，達到節電的目標。
該設計思路最大的特點是符合煤礦生產負荷變化較大的實況，利用變頻器高效調速控制功能，實現了煤炭運輸由“逆流”啟動向“智能”啟動方式的轉變，而且通過PLC和變頻器等執行機構實現了皮帶機轉速根據煤流量變化的“動態”調節。既節約空載電耗，又動態節能。通過降速運行，減少托輥等輔材消耗，延長設備的使用壽命。
三、應用效果
1.系統改造后可有效減少工作人員巡視的工作量和整條皮帶嚴重撕裂所造成的事故，避免損失擴大。
2.系統程序實現遠程精準控制，減少了人為操作失誤造成的數據失真及設備損壞，實時監測設備狀態參數及報警信息，及時發現故障隱患，停機檢修，避免了設備故障的擴大化和減少停機事故，加強對生產環節的精準調度和管理，提高生產效率。
3.通過集中監控設備的運行狀態，提高了對設備的實時管控能力。集中對設備進行運行操作，合理調度設備的運行時間，減少了設備空轉，降低了能耗，提高了設備的運行效率。
4.保障了系統設備完好，動作可靠，程序方可操作運行，避免了設備帶病運行，減少膠帶磨損、接頭老化，延長了設備的使用壽命，提高了設備運行的可靠性。
5.轉變了傳統的安全管理方式，通過系統數據共享，報警聯動，提高了危險源辨識的時效性。為安全生產管理提供一個快速、安全、可靠的管理平臺，實現主煤流運輸系統本質安全、高效節能的目標，提高礦井安全生產管理水平。
6.減少了人為誤操作帶來的安全傷害，降低了安全風險，變長時值守為定時巡檢，減少長期在噪音、粉塵等環境下工作對人員造成的職業健康傷害。
四、經濟效益
1.通過該系統根據煤流量調控皮帶運行頻率，優化皮帶運行速度，降低煤流運輸系統電耗，節電量約30%，每年可節約電費約300萬元。
2.該系統安全防護等級高，系統設備運行巡檢質量高，節約巡檢人工費用約10萬元/年。
3.該系統實現遠程精準控制，根據煤量調控運行速度，減少轉動部件磨損提高使用壽命，每年節約材料投入約10萬元/年,合計年節約320萬元。
該科技成果已在某礦井下煤流主運輸系統帶式輸送機成功應用，效果顯著，具有很好的應用推廣價值。
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