带式输送机运行状态监控系统的研究
煤矿基于AI智能视频的带式输送机监测保护系统
煤矿基于AI智能视频的带式输送机监测保护系统摘要：带式输送机运行中，输送带是其中的重要组成部分，其成本在整体带式输送机中所占比重较高，几乎占据了一半。
从国内目前矿井工作条件来看，其相对复杂低劣，在这种环境下，带式输送机长期运行，难免会发生各类问题，如跑偏和打滑等，给矿井安全、稳定生产带来一定程度的负面影响，给煤矿生产企业带来巨大的经济损失。
尤其是对于运输距离长或者多级输送带组合运输系统，一旦出现运行故障，工作人员将无法在短时间内排查出具体的原因，更不能进行及时的修理，所以，对系统故障系统加以改机和优化极为必要，以此可以快速准确的获取运输系统故障位置，提高工作效率，降低系统维护时间。
现阶段，在煤矿带式输送机保护中，主要采取加强检修措施，但是无法做到实时在线跟踪监控，若于运输系统故障发生初始，就做好预警控制，那么将可促进运输效率的有效提升。
关键词：主煤流运输；图像识别；智能调速；节能运输前言：所谓视频图像识别技术，即通过处理分析数字图像来确定视频画面内容，实现视频画面当中重要信息的自动分析与抽取。
该技术利用计算机系统数据处理功能，对视频图像当中的数据信息进行快速的分析，为监控工作人员筛选出有用的数据信息。
视频图像识别是一种基于数字化和网络化视频监控的运用，视频图像识别监控系统具体应用过程中，可以实现不同物体的准确识别，及时的发现监控画面异常状况，同时以便捷快速方式，发出警报，为相关人员提供有效的信息，从而辅以安全人员进行危机处理，最大程度减小误报、漏报发生率。
1输送带故障显示系统研究现状及存在问题大部分煤矿企业生产中，会将高效高产矿井带式输送机作为原煤运输工具，带式输送机运行安全性和稳定性对于煤矿生产重要性不言而喻。
但是，在煤矿大量生产中，输送带故障显示系统会存在以下问题：第一，很多煤矿生产企业通常选择故障保护期，作为节点输出，不带有具体位置的识别功能，若出现故障时，故障节点不能做出有效的分辨，无法及时的修复。
大功率多驱动带式输送机运行可靠性及节能技术研究
大功率多驱动带式输送机运行可靠性及节能技术研究摘要：对于多电动机驱动的多滚筒传动带式输送机，特别是在上山运行的工况下，要求的启动功率较大，但运行功率较小。
那么在系统完成启动工况，进入正常运行工况时，通过开展带式输送机动态分析与监控技术方面的研究工作，并对柔性驱动连接方式带式输送机的传动系统进行全面分析，进而设计一种特殊型式的联轴器，将其安装在带式输送机传动系统的合理位置，以达到当系统进入正常运行工况时，经过智能检测和控制，切掉富裕拖动能力，将极大的节省拖动功率，达到节能的目的。
关键词：带式输送机工况联轴器拖动功率1 引言河南大有能源股份有限公司常村煤矿，为省属国有企业，于1958年建矿，位于河南省义马市常村镇境内，涧河穿过矿区。
历经三次技术改造，特别是1988年改扩建后，矿井设计生产能力为180万t/a，矿井1990年达产，2010年以来，年原煤产量300万t以上，是河南大有能源股份有限公司的现代化骨干矿井之一。
目前我国煤矿井下使用的大功率带式输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。
因此国内目前主要开展了七个方面的关键技术研究：①带式输送机动态分析与监控技术；②软起动与功率平衡技术；③中间驱动技术；④自动张紧技术；⑤新型高寿命高速托辊技术；⑥快速自移机尾技术；⑦高效储带技术。
带式输送机的驱动方式主要有以下几种：a)鼠笼电动机、刚性联轴器和减速器；b)绕线电动机、刚性联轴器和减速器：c)鼠笼电动机、CST或BOSS软起动装置和减速器；d)鼠笼电动机、液力耦合器和减速器。
其中，前3种驱动连接方式为刚性连接，后者为柔性连接。
常村煤矿井下就是由5部DX-1000型强力皮带组成的原煤运输系统，采用的是4台电动机驱动的多滚筒传动，由于井下工作环境恶劣，特别都是上山运行的工况下，启动功率大，但运行功率较小，大多数时候带式输送机都是处在“大马拉小车”状态，运行不经济。
皮带输送设备在线监测系统的设计及应用
皮带输送设备在线监测系统的设计及应用摘要：在采煤过程中，井下输送设备是非常关键的设备。
通过使用带运输设备，就可以完成的工作表面挖掘地面，这进一步降低了人工操作的力，并确保煤炭开采的原煤运输业务。
自动化工作水平进一步提高。
关键词：输送带设备；在线监测；设计；应用一、输送带设备在线监测系统主要功能分析1、它可以实时监控设备的运行状态在传送带的检查过程中的设备，它主要是基于手动装置去地铁系统的站点以验证实际的操作状态，这往往使所述计算机在时间来控制，并产生设备故障的传送带。
概率显着增加，停机时间也增加，这将对煤矿的安全生产和矿山的经济效益产生非常不利的影响。
因此，有必要建立一个系统函数远程在线监测，以确保运输设备监控频段时，维修人员在网上获取相关信息，而不必去到现场。
在线监测的相关参数包括振动参数，温度参数，速度参数，偏差参数和撕裂参数。
2、可以实现预警和故障报警的异常问题如果运输设备的波段操作过程中处于异常状态，则可能设备故障运输的问题，前带注意到这个问题，并提醒相关操作人员运输设备的频段是不正常的，以便操作员能够准确，及时地进行检查。
工作如果存在与输送带的设备出现问题，系统必须提醒操作者声音和光，运输设备的频段必须立即停止，以保证维护人员可以进行检查，及时维护。
3、自动收集和记录带式运输设备的相关参数在该输送机系统的初始操作，各种参数的数据的收集和记录必须手动在现场，以获得信息相关的参数执行，并且监测系统引入线可以用于设备传送带。
自动收集和注册参数信息。
时间间隔值的文件数据信息被设置为20秒，以确保检测到的相关信息可以在时间被输入到数据库中，并且可以自动生成的每日报告和每周报告。
月度报告和年度报告为团队维护人员提供了更加真实可靠的设备性能历史记录。
4、具有智能信息检索功能在煤矿的地下控制站之间，建立的在线监测系统具有报告信息查询按钮，历史曲线查询按钮，报警按钮的主界面按钮，等，当操作这些按钮时，可以在井底实时查询相关信息。
胶带输送机多级驱动系统控制研究
ｄ完 善 的 多点 驱 动 功 率平 衡 解 决 方 案 ； ． ｅ控 制 系 统 开 放 ． 丁 实 现 数 据 共 辜 和 网络 化 ． 丁 整 体 矿 ． 易 便 山 自动 化 系统 的集 成 。 二 、 动控 制 系统 的 实 现 驱
体 化 软 起 动 系 统 ，通 过 比例 阀 及 控 制 系 统 实 现 软 起 动 与 功 率
（ ） Ｔ 装 置 的 特 点 二 ＣＳ
环 控 制 系 统 ． 率 给 定 信 号 南 主 电机 功 率 检 测 信 号 确 定 ， 功 是典 型
的 随 动 系统 。 Ｐ Ｉ控制 是 控 制 系 统 中 应 用最 广 泛 的 一 控 制 规 律 ， 际 运 Ｄ 种 实 行 经 验 及 理 论 分 析 充 分 表 明 ，这 种 控 制 规 律 在 对 相 当 多 的 工业
一
矩 的运 行 状 态 ， 降低 了胶 带 输 送 机 的应 力 作 用 。在 一 些 超 长 、 这
多 摸 数 胶 带 输 送 机 中 ，胶 带 机 内存 储 的 动 应 力 能 量 在 制 动 过 程
中会 出 现 反 作 用 ， 生尖 峰应 变 力 ， 至 比起 动 过 程 产 生 的 影 响 产 甚
一
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胶 带输送机 多级驱 动 系统控 制研 究
口高 蕊 中 国神 华 神 东 煤炭 集 团运 销 处 摘 要 ： Ｔ Ｃ Ｓ是 一 种 带 有 电一 液 馈 控 制及 齿轮 减 速 器 ， 带式 输 送机 上 应 用 可控 起 动技 术 具 有非 常重 要 的 意 义 。论 文对 ＣＳ 的 在 Ｔ
阶段 降 低 张 力 作 用 对 胶 带 输 送 机 带 来 的 不 利 影 响 ．通 过 控 制 起
浅析带式输送机智能控制系统设计
浅析带式输送机智能控制系统设计带式输送机是一种常用的物料输送设备，广泛应用于矿山、建材、化工等行业。
其传统的控制方式比较简单，通常采用PLC或者接触器控制系统。
随着工业自动化水平的不断提高，带式输送机的智能控制系统设计成为了一个研究热点。
本文将浅析带式输送机智能控制系统设计的相关内容。
一、带式输送机智能控制系统的需求现代工业生产对于带式输送机的控制要求越来越高，需要实现以下功能：1. 自动化控制：带式输送机需要能够实现自动启停、转速控制、方向控制等功能，提高生产效率，减少人工干预。
2. 安全保护：在输送过程中，需要对带式输送机进行各种安全保护，如过载保护、断裂保护、防火防爆等，确保设备和人员的安全。
3. 故障诊断：及时发现和诊断故障，减少停机时间，提高设备利用率。
二、带式输送机智能控制系统设计的关键技术1. 传感器技术：传感器是带式输送机智能控制系统的基础，可以用于监测带式输送机的运行状态、物料流量、温度、湿度等参数信息，为控制系统提供实时数据。
2. PLC控制技术：PLC作为带式输送机控制的核心部件，可以实现多种控制功能，如逻辑控制、运动控制、数据处理等，具有良好的稳定性和可靠性。
3. 变频调速技术：利用变频器可以实现对带式输送机的转速精确控制，实现节能减排的目的，同时可以减小对设备的损耗，延长设备寿命。
4. 无线通信技术：利用无线通信技术可以实现远程监控和数据传输，对于大型生产线的带式输送机控制非常有用。
三、带式输送机智能控制系统设计的关键步骤1. 确定控制策略：根据带式输送机的工作特点和生产需求，确定控制策略，包括启停控制、转速控制、方向控制等。
2. 选择合适的传感器和执行器：根据控制策略选择合适的传感器和执行器，包括速度传感器、温度传感器、湿度传感器、电机等。
3. 设计控制逻辑：利用PLC等控制器设计控制逻辑，实现对带式输送机的自动化控制和安全保护。
4. 实现远程监控和故障诊断：通过无线通信技术实现对带式输送机的远程监控和故障诊断，及时发现和处理问题。
带式输送机自动张紧控制的研究
带式输送机自动张紧控制的研究带式输送机是一种常用的物料输送设备，广泛应用于矿山、港口、电力、建材等行业。
由于长时间的使用和物料的不稳定性，带式输送机的带松弛问题成为影响其正常运输的主要因素之一、为了解决这个问题，自动张紧控制系统成为了当前带式输送机研究的热点之一自动张紧控制系统是一种能够实时监控和调节输送带张力的装置。
其主要功能是通过传感器实时检测带式输送机的张力变化，并通过调节装置实现张紧控制，使输送带保持适当的张力状态。
自动张紧控制系统的研究对提高带式输送机的运行效率、延长带的使用寿命、减少故障发生率具有重要意义。
在自动张紧控制系统的研究中，首先需要确定合适的传感器用于检测带式输送机的张力变化。
目前常用的传感器包括应变片、光纤光栅、电容传感器等。
这些传感器能够高精度地测量带的张力，提供准确的输入信号给控制系统。
其次，需要设计适当的控制算法用于自动调节张紧装置。
目前常用的控制算法包括比例积分（PI）控制、模糊控制、自适应控制等。
这些控制算法能够根据传感器的输入信号，通过控制装置实现带的自动张紧。
此外，自动张紧控制系统还需要考虑到带式输送机的运行特点和工作环境。
例如，在高温、低温环境下，控制系统的传感器和装置需要具备耐高温、抗冻、耐腐蚀的特性；在湿润的环境下，需要注意防水和防潮等措施。
最后，自动张紧控制系统在研究过程中需要进行实验验证和优化。
可以设置适当的实验平台，通过变换工况、改变参数设置等方式来验证和优化控制系统的性能。
总的来说，带式输送机自动张紧控制的研究对提高带式输送机的运行效率和稳定性具有重要意义。
通过传感器的实时监测和控制装置的自动调节，能够实现带的自动张紧，避免带松弛问题带来的不良影响。
随着控制技术的不断进步和应用，相信自动张紧控制系统在带式输送机领域的应用将会得到进一步完善和推广。
基于PLC的带式输送机控制系统研究
2018年第43卷第4期Vol.43 No.4能源技术与管理Energy Technology and Management173doi:10.3969/j.issn.l672-9943.2018.04.071l彳P L C的帑式输違机控喇系统研究孙海龙(山西铺龙湾煤业有限公司，山西大同037104)[摘要]带式输送机作为煤矿重要的运输设备，工作状态直接影响矿井产量。
采用模块化的 理念，以可编程控制器(PLC)为基础，开发出一套带式输送机控制系统。
对带式输送机的工作状态进行实时监控，主要监测内容包括输送机的肢带断裂、部件锈蚀、皮带断裂、皮带跑偏等，确保带式输送机正常运转，有利于保证矿井的产量。
[关键词]PLC;带式输送机;控制系统[中图分类号]TD65+3 [文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2〇18)04"0173"030引言煤炭在我国的能源结构中，占有重要的位置，煤炭为我国经济的发展做出了不可替代的贡献。
带式输送机作为井下最重要的运输设备，其工作 状态将直接影响到矿井的产量。
通过继电控制器 对传统的胶带输送机的开停状态进行控制，控制 的主要内容是输送机的开关和不灵活的控制系 统。
如果采用PLC控制系统，不仅可以对井下胶 带输送机的自动化进行控制，还能够实现对设备 的工作状态监测、故障预警等功能，大大降低胶带 输送机的故障率，为矿井的安全生产提供重要保 障。
1P L C编程控制器PLC技术的出现[1]，大大提髙了工业自动化 的发展速度。
PLC已经可以代替传统的继电器实 现对设备的控制。
在PLC技术的影响下，计算机 控制设备也迅速发展。
PLC具有分时多任务功能，同时实现对胶带输送机的控制与操作[2]。
PLC编 程控制器具有强大的功能，集存储、运算和输人等 功能于一体。
通过显示器进行信号输入、输出的模 拟，实现了对机械设备的控制，PLC系统还能和工 业控制系统完美结合，组成一个完整的控制体系，有利于相关功能的拓展。
基于MCGS组态软件的带式输送机监控系统设计
件 对 带式输送机输送过程进行 全 方 位 的 自 动 化 监 测 、显 示 、控
制 ，从 而使带式输送机运行更 安 全 、稳 定 。运用组态软件提供
的 组态技术对带式输送机的实 际 运 行 情 况 进 行 了 模 拟 ，设计了
職 时 监 控 。贺玮丨览用W in c e d 态 软 件 对 上 位 馳 面 能 系 统
进 行 组 态 。虽 然 能 够 实 时监测 各 项 工 况 参 数 ，但没有设置过载
餅 。MCGS监 控 系 统 是 用 于 ■ 构 獅 生 虹 位 《 ^系 统 的
组 态 软 件 系 统 '为 了 使 帯 式 输 送 机 具 有 更 高 的 实 用 性 和 安 全
下机一达到实时数据动态显示的目的。 3.2实时数据库构建 本 系 统 中 定 义 了 2个 输 入 变 童 ，3个 输 出 变 童 以 及 14个中间
变 量 。输 入 变 量 对 应 启 动 、停 止 信 号 ，输 出 变 量 对 应 料 斗 控
制 、M l、M2接触器。表 1为变量定义表。
3.3简单画面设计及程序
报警上》•值为25 报警上》•值为4 报警上》•值为18
带式输送机的运行过程
中 ，若 胶 带 1过 载 ，应把
料 斗 和 胶 带 1关 闭 。反之
关 闭 料 斗 和 胶 带 2。带式
输 送 机 开 启 ，输 送 带 转
动 ，工 件 传 动 ，室内及输
送带側传温度传感
器 、速 度 传 雜 等 ，从而
实时监控输送带是否跑
偏 ，拉 线 ，打滑以及温度
棘 过 高 ，从而人为或自
带 式 输 送 机 监 控 系 统 画 面 内 容 包 括 ：带式输送机输送带一
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带式输送机运行状态监控系统的研究
作者：陈坚
来源：《山东工业技术》2018年第10期
摘要：本论首先对带式输送机的结构和工作原理进行分析，引出带式输送机在输送物料过程中常见的故障，通过对各类故发生原因进行分析，选择合适的技术方案。
关键词：带式输送机；监控系统；研究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.10.138
0 引言
随着社会的发展和科学技术的进步，特别是电子技术的成熟以及大规模普及，对工厂的生产率具有很大提升，也大大降低了工厂的能源消耗。
越来越多的企业在生产线进行自动化改造，以便能够对生产过程机型监控制将电子信息技术用于对。
因此，越来越多的企业使用自动控制系统，生产自动化技术是当今先进工厂的代名词。
当前工矿企业生产也向自动化，信息化方向发展，主要是提高输料系统的输送效率，达到企业生产目标。
因此，怎样将远程监控技术使用在工矿企业越来越迫切。
目前工矿生产，常用的带式输送机的输送范围在3.5千米，随着长度越来越长，对控制系统和保护设备提出了越来越高得要求。
所以，如果要完成对整个带式输送机的自动化改造，再设计时就必须充分考虑监控系统设计先进性。
在煤矿开采生产中，由于外界环境影响，井下皮带输送系统的监控是监控系统的重中之重，必须要实现对自动送料的监控，同时也必须提高生产的安全性。
1 带式输送机的结构和工作原理
带式输送机最开始的结构由开式槽或直线构成，经过多年的发展，现在已经发展成一个庞大的家族，带式输送机具输送范围大、运行成本低、输送对象种类多、灵便性强、可靠性好、安全性高等诸多优点在国内外的到非常广泛的应用。
带式输送机结构图如下图1所示，其中的皮带输送机主要包括头部、中部、尾部三个部分。
头部由头辊及支承构成；中部由支承架、限位辊、张紧辊构成；尾部由支承架和调节装置构成。
2 带式输送机的常见故障
（1）输送带打滑：带式输送机运行的动力是由滚筒与输送带相互之间摩擦提供，如果出现打滑现象，那么就会降低输送机输送效率。
当动力部分正常运行，但是输送速度较低时，可以认定是输送带打滑所致，如果任由这种情况发展，最终会由于温度过高使传送带损坏。
（2）输送带撕裂：由于很多物料形状不一，有些比较平滑而有些则边缘锋利，在运送过程中很容易扎伤输送带，当这些边缘锋利的物体落在货架上后，将形成在传送带表面持续作用，就会有卡的更紧的趋势，所以，输送带的受力不断增加，输送带上的划痕越来越深，最后会使输送带撕裂。
（3）输送带跑偏：输送带跑偏是由于输送带受到的所有力的叠加与输送带中心线产生偏移，这主要是因为输送带在工作过程中受到外力干扰。
（4）输送带断带：输送带如果在设计的时候存在设计缺点，或者在使用中操作存在问题，输送带存在一些小的伤痕。
如果输送带顶部的移位大到某一定极限时，两个部件之间的黏结层最终会由于结合力不够，不能带动那么大的负载，从而导致输送带接头出现断裂。
（5）输送带堆料：因为工作环境和物料差异等原因，输送机非常容易在运行中发生设备停机的故障，这是由于其料仓和加料口堆料导致的，这种事故产生的影响也非常严重。
（6）输送带卡死：输送带卡死一般都是由辊轴承被杂物破坏或者遇水生锈造成的，轴承是精密零件，它的使用寿命也不高，它的故障会进一步导致辊的卡死，除此之外，辊和输送带会发生相对运动，由摩擦产生很多的热量，当辊的温度超超过它的设计温度时，就会烧坏发生不可逆破坏。
（7）输送带张力超限：在工作过程中，如果输送带被一个很大的外力撞击，那么在它的接头处会产生很大损伤，因此，如何保证张力在允许范围内也是一个值得研究的问题。
3 监控系统的总体选型和设计
（1）输送带打滑：针对输送带打滑的故障，这里选用光电传感器对速度进行实时监测，输送机在运动过程时，滚轮会带动转盘转动，通过小孔不断产生通断信号，接收器接受这个信号并传送到控制器中，控制器对这个信号进行处理转换成最终的速度，通过对这个速度进行判别就可以知道输送带有没有打滑。
（2）输送带撕裂：针对输送带撕裂的故障，这里选用压力传感器输送带有没有发生撕裂。
压力传感器主要测量输送带以及上面物料的综重量。
如果输送带产生撕带，由于传感器会受到一个附加的压力，导致压力发生变化。
判断这个眼里大小就可以判断输送带有没有撕裂。
（3）输送带跑偏：针对输送带跑偏的故障，这里选用开关进行检测，这个检测开关的结构为凸轮结构，它可以实现自动复位的功能。
一旦输送带跑偏，当它和立辊接触时，检测开关就会被触发，报警并提示用户输送带已经跑偏。
（4）输送带断带：针对输送带断带的故障，这里选用霍尔传感器进行检测，只有输送在接近滚筒时，它所受的张力最大，所以我们可以对这个点进行监控，当霍尔传感器发出一串脉冲信号，则表示输送带发生断带。
（5）输送带堆料：针对输送带堆料的故障，这里选用施密特触发器进行检测，通过对系统的输出电阻进行实时检查，如果发生异常就可以判断出输送带是否发生堆料。
（6）输送带托辊卡死：针对输送带托辊卡死的故障，这里选用温度传感器来进行检测，设计时，我们将温传感器安装在与托辊接触处，当温度传感器检测到的温度升高时，立即产生一个开关信号。
通过这种方法便可以检测输送带托辊是否卡死。
4 总结
本文在对国内外发展现状进行深入研究和对当前输送机常见故障问题进行分析的基础上，设计了一种带式输送机运行状态监控系统。
参考文献：
[1]宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006（05）：1-3，13-22.
作者简介：陈坚（1972-），男，一级教师，技师，研究方向：机电类。