煤仓料位监测系统设计
煤矿温度和瓦斯浓度无线监测系统的设计.
煤矿温度和瓦斯浓度无线监测系统的设计O 引言煤炭作为一种重要的能源，在工业生产等许多方面发挥着举足轻重的作用，关系着国民经济的命脉。
煤炭开采中的安全问题一直是受到极大重视的。
如果一旦出现安全问题，不仅会造成巨大的经济损失，而且直接威胁到煤炭工人的生命安全。
近年来，我国煤炭开采的安全问题形势不容乐观，各地矿难时有发生，特别是一些小煤矿更存在着严重的安全隐患。
所以，采取现代安全监测措施势在必行。
随着科学技术的不断进步，煤炭开采中安全监测的现代化步伐也在不断前进。
煤矿安全监测的参数有很多，其中瓦斯浓度是个很重要的参数．如果浓度过大，容易造成爆炸危险，后果不堪设想，同样温度也是一个很重要的参数。
很多系统采用有线传输的方式，但存在着布线困难，价格昂贵的缺点。
基于以上，本文设计了一种煤矿温度和瓦斯浓度无线监测系统。
1 系统组成及工作原理整个系统由主控室PC机、上位机、下位机组成，通信采用无线通信方式，系统整体框图如图1所示。
整个系统包括240个下位机、一个上位机和一台PC机。
本系统采用无线通信方式，上位机发同步信号，下位机依次在各自时隙向上位机发送数据，每隔15分钟发送一次。
瓦斯传感器将瓦斯浓度转化为电信号，输出的电压幅值和浓度成正比，温度传感器使用数字温度传感器。
下位机由单片机和无线收发模块组成，用于现场监测，对采集到的数据进行打包，并通过无线收发模块将数据传给上位机。
上位机也是由单片机和无线收发模块组成，主要作用是负责整个系统的同步和接收下位机发送来的数据，并转发给PC机。
本系统采用TI公司生产的MSP430F135单片机，它具有以下特点：功耗低，工作电流是微安级；速度快，最快指令周期达到125 ns，外围部件丰富，拥有A／D转换器，比较器，两个16位定时器，6个8位并行端口等。
无线通信采用CHIPCON公司生产的CCl000无线收发芯片，它工作在300 MHz～1 000 MHz范围内的ISM频段，通常应用于低功耗无线通信。
大型储煤筒仓输煤智能化监控系统设计
第53卷第5期煤炭工程C O A L ENGINEERING Vol.53, No.5doi：10.11799/ce202105006大型储煤筒仓输煤智能化监控系统设计刘喆、马岩岩、赵晏博、邵建林、尹丽辉、邓旭2,张凯2(1.三河发电有限责任公司，河北廊坊065201;2.中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京100083 )摘要：针对目前大型储煤筒仓输煤过程监控功能不完善、智能化程度不高的问题，设计了大 型储煤筒仓输煤智能化监控系统，包括数据获取、机器人巡检、实时预测、趋势预测、故障判别、报警管理、历史回放、系统管理等模块。
引入卷积神经网络和人工神经网络对输煤胶带状态进行建 模，提出设备单一指标维度和残差指标来判断设备的异常状态，实现了对设备状态的实时准确预测 和异常判断。
完成了三河电厂储煤筒仓、碎煤机、给煤机、带式输送机等设备的智能监控改造，提 高了自动化监管和控制水平，最大限度的减少了运行操作人员，促进了公司智能化经营，降低了运 维成本提高了生产效率。
关键词：智能输煤系统；人工智能控制；单一指标；残差中图分类号：TD67 文献标识码：A文章编号：167卜0959(2021)05-0028-07Monitoring system of coal conveying in large coal storage siloLIU Z he', M A Y an-yan', ZHAO Yan-bo1, SHAO Jian-lin1, YIN Li-hui1, DENG Xu2, ZHANG Kai2(1. Sanhe Power Generation Co. ,Ltd. ,Langfang065201, China；2. School of Chemical and Environmental Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing) ,Beijing 100083, China)Abstract ：Aiming at the imperfect monitoring function and low intelligence degree of coal transportation in large coal storage silos, an intelligent monitoring system for coal transportation of large coal storage silos is designed, comprising the modules of data acquisition, robot inspection, real-time prediction, trend prediction, fault identification, alarm management, historical playback, system management, etc. Convolutional neural network and artificial neural network are introduced to model the equipment state, and a single indicator dimension and residual index of the equipment are proposed to judge the abnormal state of the equipment, thus to accurately predict the equipment state and judge the abnormal conditions in real-time. Through the intelligent monitoring transformation of the coal storage silos, coal crushers, coal feeders, belts and other equipment in Sanhe Power Plant, the automated supervision and control is improved, the number of operating staffs is minimized, promoting the company^ intelligent operation with less operation-maintenance costs and higher production efficiency.Keywords：intelligent coal transportation system；artificial intelligence control；single index；residual储煤系统是火电厂保障燃料供应的重要设施，随着节能减排与污染防治的进一步深化，储煤系统 封闭式改造逐步成为火电行业绿色发展的关键环节 之一〜3]。
煤矿安全监测系统的研究与设计
煤矿安全监测系统的研究与设计第一章绪论煤矿安全是国家重要的一项工作，矿山作为一种高风险的行业，人员、设备、环境等方面的安全问题一直是煤矿行业中亟待解决的难题。
安全监测系统，作为煤矿安全防范的重要手段之一，其优良的安全监测能力和反应速度，已经获得了广泛的关注和应用。
本文目的在于研究和设计一套可靠的煤矿安全监测系统，应对煤矿安全问题，保障煤矿行业的安全生产。
第二章煤矿安全监测系统的框架搭建2.1. 系统分析针对煤矿的特殊环境，本文所设计的监测系统采用分层布局，实现对地表和井下的安全监测。
主要按煤矿井下监控子系统和煤矿地表监控子系统组成。
2.2. 井下监控子系统设计井下监控子系统主要由井下传感器和井下控制器两部分组成。
传感器用于采集井下生产环境、设备运行等信息，并将信息传输给控制器。
控制器则对数据进行实时监测、安全分析，如有异常输出预警信息。
本系统采用计算机集成控制技术，服务器下发指令，对井下各参数和设备完成精确控制，同时记录和备份数据。
2.3. 地表监控子系统设计地表监控子系统主要由地表检测设备、控制器系统和监控终端三部分组成。
地表检测设备（如气体监测仪、人员定位器）用于采集地表环境、人员密集度等数据，并将数据传输给控制器系统。
控制器系统则根据一定的处理算法完成数据处理、分析预警。
监控终端则对数据进行展示和报警等。
第三章煤矿安全监测系统的技术难点3.1. 传感器选型井下环境复杂、恶劣，如何选择合适的传感器才能对不同参数、不同设备的运行状态进行精准监测，是煤矿安全监测系统设计的重要难点。
3.2. 信号传输技术由于井下通讯环境极为恶劣，信号传输、处理受到很大限制，数据无法快速传送会对整个系统带来极大危害，如何寻找一种高效且稳定的数据传输技术也是煤矿安全监测系统设计的难点。
3.3. 数据通讯软件设计为了实现人机互动接口设计，需要选择一套合适的数据通讯软件，使其能够实现和人之间的控制和通信。
第四章煤矿安全监测系统的优势和应用4.1. 系统优势本煤矿安全监测系统具有监控区域广、监控系统灵活、系统构建模块化等特点，不仅便于管理，而且提高了监控系统运行的稳定性，保证了生产安全。
煤矿安全监测系统设计
煤矿安全监测系统设计摘要：煤作为重要能源，它的安全生产非常重要。
近年来，煤矿安全事故频发，给社会带来巨大危害和经济损失，因此如何降低安全事故发生率、保障矿工生命安全已成为一个重大课题。
对生产过程进行精益控制，对于减少生产经营风险至关重要，而远程安全监控系统正是解决这一难题的有效途径。
煤矿周围环境复杂多变，现场狭小，传统母线电缆信号传输的监控方式不够灵活，膨胀性能差，故障查找难度大。
基于此，对煤矿安全监测系统设计进行研究，以供参考。
关键词：煤矿；安全监测系统；设计引言国家政策强调将智能化技术和煤炭产业融合发展，以促进煤矿智能化水平的提升，推动煤炭工业的高质量发展。
针对煤矿安全监测，国家提出了安全监测监控方针，坚持先抽后采，以风定产，通过应用网络技术，改造煤矿监测监控系统，实现矿井集约化高效生产，提升煤炭系统安全管理水平，形成良性循环态势。
1煤矿安全监察系统建设目标与要求以确保煤矿井下生产安全，监控系统要求对各类开关，模拟器进行实时采集与加工、声光报警及应急处置。
在地面上安装了1个或多个传感器，将这些传感器通过网络与上位机相连，实现信息交互，从而完成对整个矿井内设备的状态检测及保护功能。
以确保地下环境安全可控。
通过无线通信技术将数据传输到远程服务器上，并在服务器端建立数据库以管理整个矿井的运行状态。
由于井下环境复杂，因此在应用过程中需要对其进行合理组网设计。
本发明易于对地下无线传感器网络拓扑结构进行快速调节，且安全便捷。
同时，由于节点数量众多，容易造成局部拥塞而导致数据传输延迟过大。
因此采用ZigBee网络。
2煤矿安全监控系统优势所在煤矿安全监控系统是针对煤矿生产环境进行监控、预警和管理的技术系统，如今在煤矿井下生产中已经成为必不可少的设备。
其主要功能包括：煤矿生产现场视频监控、气体监测、火灾监测、环境温湿度监测、安全培训等，从技术、安全性、成本、厂家服务方面都为安全生产起到了保驾护航的作用。
在技术方面，煤矿安全监控系统采用先进的传感器、监测设备和网络通信技术，实现了数据的采集、传输、处理和分析，可以实时监测煤矿生产环境的变化，并及时预警。
基于PLC的煤仓智能监测系统
基于PLC的煤仓智能监测系统作者：梁馨予来源：《电子技术与软件工程》2017年第01期本文是基于PLC开发的安全监测系统，具有通用性强、可靠性高、模块化设计等特点，系统由PLC、触摸屏、上位机、各种检测模块以及交换机组成。
本监测系统可对煤仓内部的温度、烟雾、可燃性气体的浓度、煤炭的料位高度进行检测，PLC将得到的数据通过触摸屏显示，并且通过以太网传送给上位机，利用组态王显示报警画面、趋势曲线、实时监控数据等。
同时可以接入企业以太网实现信息化处理。
【关键词】PLC 煤仓智能监测国内外建造的大型煤仓由于设计、施工以及运行管理不妥善，导致煤仓会多次发生各种事故。
这要求各个国家设计建造煤仓时，对煤仓安全给予高度重视。
基于PLC的煤仓智能安全监控系统的主要目的是保证煤仓的安全稳定运行。
煤仓一旦发生事故，就有可能威胁到整个工厂的运行和安全。
因此建成检测与控制相结合且维护费用较低的智能煤仓意义重大。
1 系统功能设定及方案确定在工业场合中，基于PLC的煤仓智能安全监控系统具有采集功能、自检功能、控制功能、上位机显示功能以及触摸屏显示功能。
跟据以上系统所需实现的功能，确定煤仓智能安全监控系统结构框图。
根据控制系统工作过程确定煤仓智能安全监控系统所需实现的功能：1.1 自检功能包括每24小时自检和手动自检。
1.2 数据采集功能完成温度、气体浓度、煤炭高度等数据采集。
1.3 数据显示在触摸屏上显示各个模块采集到的数据，并能够显示通信中断、传感器故障的功能。
1.4 工业以太网通信功能PLC与交换机之间、交换机与主站之间进行数据传送。
2 监控系统编程设计2.1 PLC程序编程程序初始化通信系统与定时系统，PLC将通过Modbus协议收集相关设备采集到数据，再将采集到的数据传送到交换机与触摸屏中，再通过以太网将交换机得到的数据传送给上位机中，触摸屏与上位机显示相关数据。
系统开始上电，立即对系统进行初始化，当24小时自检时间到或者手动自检的时候，将PLC收集到的数据与数据上限值比较，如果自检出现故障，则系统将发出故障信号并停止工作，如自检无故障，则传感器将采集到的数据通过 CM01通讯端口传入 CPU中， CPU完成对信号的滤波处理和故障预测。
煤矿智能安全监测系统设计
煤矿智能安全监测系统设计随着近年来我国煤矿安全事故频发，对煤矿安全保障的需求越来越迫切。
为了能够更有效地监测煤矿运营过程中的风险因素，保障煤矿员工的生命财产安全，煤矿智能安全监测系统应运而生。
一、煤矿智能安全监测系统的设计意义煤矿智能安全监测系统是用于实时监测煤矿运营状态和风险因素的系统，其包括传感器、数据采集与处理模块、预警模块和监管模块。
其监控范围主要包括现场矿工状态、煤矿实时运营状态、气体浓度、火源等安全因素。
系统建立之后，可以统计数据分析煤矿的运营情况，及时排查煤矿中的安全隐患，对煤矿实行智能预警，提高煤矿的效率和安全性。
二、系统组成及功能1. 传感器煤矿智能安全监测系统的核心是传感器，精确可靠的传感器是煤矿智能化监测技术达到高精度、实时、准确的基础。
传感器的种类多样，包括有线和无线两种类型。
有线传感器适用于较为固定的监测需要，如安装在煤矿内部和周围的环境中；而无线传感器适用于难以有线连接的场景，可以实现移动监测。
2. 数据采集与处理模块数据采集与处理模块是煤矿智能安全监测系统的另一个核心模块。
传感器获取的数据需要经过采集模块进行采集，然后传输给处理模块进行分析处理。
数据处理模块主要涉及数据存储、数据清洗、数据挖掘、数据分析等。
3. 预警模块预警模块是煤矿智能安全监测系统的重要功能模块。
当监测到煤矿内部或周围环境出现危险时，预警模块会及时警示操作人员，提供安全保障措施，防止安全事故的发生。
预警方式包括声音、灯光、振动甚至是短信的形式，非常贴心。
4. 监管模块监管模块是煤矿智能安全监测系统的最后一个组成部分，它是对煤矿安全的监管以及对设备的监管。
监管人员可以通过监管模块来查看煤矿的实时监测情况，包括数据采集、传感器状态、预警信息等。
监管人员可以根据监管模块提供的信息快速反应，发现问题和解决问题。
三、系统优势1. 精准性高通过对现场进行多节点随时监测和数据处理分析，如监测煤矿气体浓度、温度、湿度等参数；预警火源等安全因素，可使煤矿管理人员及时掌握煤矿运营情况，及时发现问题解决问题。
煤矿安全监测预警与控制系统设计
煤矿安全监测预警与控制系统设计煤矿安全一直是一个十分重要的议题，而煤矿安全监测预警与控制系统的设计就是为了提高煤矿的安全性。
本文将针对煤矿安全监测预警与控制系统进行详细讨论，包括设计原则、系统模块以及技术要求等方面。
设计原则在设计煤矿安全监测预警与控制系统时，应遵循以下原则：1. 安全性原则：系统设计应保证煤矿的安全性，能够及时、准确地监测和预警各类安全隐患，以及及时采取相应措施，保障矿工的生命安全。
2. 可靠性原则：系统设计应具备高度的可靠性，确保监测设备和控制系统的正常运行，以及及时做出反应。
同时，系统应具备自动诊断和故障修复功能，能够在出现故障时及时恢复以保证煤矿正常运行。
3. 综合效益原则：系统设计应考虑到综合效益，能够在提高安全性的同时，兼顾其他因素，如经济性、可维护性等。
确保系统的运行成本和维护成本可承受。
系统模块煤矿安全监测预警与控制系统由多个模块组成，下面将对每个模块进行介绍。
1. 安全监测模块：该模块是整个系统的核心部分，包括煤矿通风系统的监测、瓦斯浓度监测、煤尘浓度监测、温度监测等。
通过传感器采集各类数据，并将数据传输到控制中心进行处理。
2. 预警模块：该模块用于对监测到的数据进行实时分析，判断是否存在安全隐患，并迅速发出预警信号。
预警信号可以通过声光报警、手机短信等方式传递给相关人员，以提高反应的速度和准确性。
3. 控制模块：该模块主要用于对煤矿设备进行控制，包括通风设备、排水设备、采掘设备等。
通过控制模块，可以实现对设备的开关控制、运行模式选择等功能，以提高煤矿的安全性。
4. 数据存储与分析模块：该模块用于存储和分析监测到的数据。
通过对历史数据的分析，可以识别出潜在的安全风险，并制定相应的措施。
同时，通过对数据的存储，可以提供给相关部门进行研究和统计分析。
技术要求在设计煤矿安全监测预警与控制系统时，需要满足一定的技术要求，下面将列举一些典型的技术要求。
1. 传感器技术：选择合适的传感器来实时监测煤矿的各项参数，确保数据的准确性和可靠性。
浅谈大容量煤仓的系统设计
浅谈 大容量煤仓 的系统设 计
熊治 国
（ 国煤炭 科工 集 团北 京华 宇工 程有 限 公司 ， 中 北京 １０ ２ ） ０ １０
摘
要： 概述 了煤仓 形 式 的变 革及 仓 的结 构 设计 情 况 ， 并就 配 仓设 备 的选 择 、 仓装 置 、 清 装车 和 计量 系 统 、 储合 一 系 统等 方 面 进行 装
做进一 步阐述 。
发挥其助流、 防堵的作用 ， ＿ 放炮间隔时间应根据生产 实践来
１ 煤 仓 形 式 的 变 革 及 仓 的 结 构 设 计
确定 。
２ ０世纪 ５ Ｏ年代 所建 的煤仓 ， 式以矩形仓 为主 。６ 形 ０年代 ４ 装 车 和 计 量 系 统 以后 ， 逐渐过渡到 圆筒仓 。 近若干 年来， 由于采煤机械 化程度 的 提 高和粉煤 量的增多 ， 在一些煤 质松软 、 水分高 、 粘结性 强的矿 井 中 ， 了使 煤仓 内煤 流畅通 ， 为 又有部 分矿井 在设计 煤仓 时将
１６ ４
ｚ ｎ ｈ ａ ｊ 。 ｇ ｅＹ ｎｉ ｕ
浅 谈 电厂建设项 目成 本评估新 方法
路福 田
（ 能段 寨煤 电有 限公 司 ， 华 陕西 西安 ７０ ７） １０５ 摘 要 ： 出基 于 项 目建 设成 本 分析 的评 估 方法 ， 环 境 、 地 和设 备 ３ 方面 对 电厂建 设 项 目成 本 进行 分 析 ， 提 从 土 个 同时 阐述 了这 ３ 因 个
装车指 令 ， 制仓 下的扇形 液压 闸门开启 ， 始装 车 ； 时， 控 开 同 视 频 监 控 系 统 将 全 程 监 视 车 内 煤 位 情 况 ， 而 根 据 装 车 情 况 判 断 从
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煤仓料位监测系统设计
【摘要】文章分析了传统的煤仓料位监测方案，针对当前煤矿原煤仓测量不
准，未与自动化联动等问题，设计了基于雷达料位计的煤仓监测系统。该系统以
雷达料位计为核心设备，能接入自动化生产系统。结果表明，该系统与传统监测
方法相比，具有监测精度高，环境适应性好等特点，有效提高了煤矿自动化生产
水平。
【关键词】煤仓;煤位;监测;雷达物位计
1.引言
输煤过程中的原煤仓作为生产运行的中间环节，起着均衡输煤和储煤的作
用，煤仓中煤位过低或过高，都会使煤仓这一环节发生故障，从而关系到煤矿生
产能否高效有序进行。随着我国煤炭工业自动化水平的不断提高，如何实时、准
确地监测煤仓的贮料情况，并和井下相关运输皮带、给煤机进行联动监控，在安
全高效生产和自动化管理中显得越来越重要。因此煤仓煤位监测系统作为自动监
测和控制煤仓贮料情况的装置在煤矿安全生产中起非常重要的作用。
2.煤仓料位监测技术发展
目前，煤仓监测系统有多种原理和实现方式， 在我国煤仓常用的有电容式、
重锤式、核辐射式和超声波式煤位探测系统。
电容式煤位测量是根据探极之间的电容正比于物料料位的原理实现煤位测
量工作，其构造简单、安装方便。要求被测物料的介电常数稳定，其探头易粘着
接触物料导致损坏，测量距离也较小。
重锤式煤位探测系统以钢丝绳悬挂重锤，探测料仓顶部到物料表面间的距
离，是一种机械式、接触型探测系统。具有连续测量、方法简单、成本较低等特
点。但由于测量过程中重锤必需与被测煤块接触，易被煤块埋住，且悬重锤的钢
丝绳容易被落煤砸断。因此长期工作时可靠性较差，易损坏。
核辐射式煤位探测系统采用放射源Co-60或Cs-137发射的γ射线能够穿透
容器壁和容器内的物料。在煤仓下侧装有γ射线接收器， 随着煤位的变化， γ
射线穿过料层后的强度也不同，接收器检测出射入的γ射线强度并通过显示仪表
显示出煤位高度。核辐射式煤位探测存在一定的放射危险性，已限制在煤矿井下
使用，且价格较高。
超声波式煤位测量利用超声波的回声定位原理完成数据采集过程。由于超声
波在空气中传输时传输速度与温度等环境因素相关，影响测量精度。且超声波波
束角较大，对煤仓直径与深度比有一定要求，影响测量深度。
针对上述煤仓监测系统存在的缺点，本文设计了一种新型基于雷达测量技术
的煤仓监测系统。
3.基于雷达测距原理的物位仪
雷达测距传感器原理是通过换能器和天线发射电磁波，电磁波在空间传播时
遇到被测物阻挡后反射回部分能量，该能量被天线和换能器接收。通过计算发射
探测脉冲与接收反射脉冲的时间间隔就能推导出传感器与被测介质之间的距离。
由于电磁波以光速（3×108米/秒）传播， 其穿透力强，传播速度不受粉尘、蒸
汽及介质的影响，传播衰减也很小，被测物料的温度、压力、密度等几乎不影响
对其准确的测量。对煤仓中可能存在的环境干扰，物位计设计有回波学习功能，
可以通过软件设置达到去除干扰的目的。
4.基于分布式光纤测温技术的煤矿火灾监测方案
图1 系统组成
如图1所示，系统由雷达测距传感器、数据采集分站、网络传输设备、和监
控主机组成。雷达测距传感器实现精确的煤仓煤位测量。数据采集分站采集煤仓
煤位信号，并通过现场总线、以太网等数据通信接口传输至地面监控主机。地面
监控主机对煤位数据进行处理、显示、存储等，并可接入皮带系统等，实现和皮
带、给煤机等实现联动功能。
在煤仓上仓口新安装一台数据采集分站、一台声光报警装置。每个煤仓安装
1台雷达物料传感器。雷达物料传感器实现精确的煤仓煤位测量。数据采集分站
采集物料传感器的煤位信息并实现就地显示;数据采集分站可设定多级报警门
限，煤仓煤位达到报警门限后控制声光报警装置发出声光报警。数据采集分站将
煤仓煤位数据传输至皮带控制机主机，实现皮带与煤仓联动控制。数据采集分站
通过传输接口将数据上传至地面监控主机。
下仓口设置1台数据采集分站，通过电缆与上仓口数据采集分站取得煤仓煤
位信息并实现就地显示，给煤机司机根据煤仓煤位控制给煤机，有效控制煤仓煤
量。数据采集分站设定多级报警门限，达到报警门限后控制语音主机发出声光报
警。
地面监控主机对煤位数据进行处理、显示、存储等，并可接入皮带控制系统，
实现和皮带、给煤机等联动控制功能。如图2所示。
5.结语
本文设计的煤仓煤位监测系统，解决目前煤矿煤仓监测系统主要存在两个问
题：一是煤仓监测手段有限，存在各种缺陷;二是煤仓监测系统未融入自动化生
产系统中，形成信息孤岛，导致其未能充分发挥其作用。基于雷达测量技术的煤
仓监测系统将能极大的提高对井下煤仓煤位进行的实时监测，有效避免可能出现
的煤仓堵口、满仓、设备毁坏等严重影响生产的事故，同时可将煤仓煤位信号与
监测监控系统、皮带控制系统对接，实现煤位数据上传于地面控制中心站进行显
示，为整体调度提供有效的监控、管理手段，提高了矿井安全指挥和有效生产能
力，在煤矿生产中具有良好的应用前景。
参考文献
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[3]仲丽云.大量程矿用超声波物位仪的研究[J].工矿自动化，2010（3）：
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项目来源：天地（常州）自动化股份有限公司科研项目（编号：2012SY013）。