一种煤矿输煤智能化控制系统的制作方法

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1.本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种煤矿输煤智能化控制系统。

背景技术：

2.带式输送机是煤炭生产的重要装备，因此，依靠高新技术的科技进步，实现带式输送机智能化控制是当前带式输送机技术的发展方向。国家发改委等八部委于2020年2月联合制定的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中明确提出：对具备条件的生产煤矿加快智能化改造，在主辅运输等生产经营管理环节，进行智能优化提升，实现传统煤矿的智能化转型升级；同步推进网络安全和煤矿智能化发展，加快工业互联网和车联网、新一代通信技术、云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等现代信息技术在煤炭工业领域的推广应用。
3.但是目前带式输送机的智能化控制技术发展相对滞后，输煤的过程中还需人工进行干涉，由此大大降低了煤矿输煤的效率。
4.由此可见，如何提高煤矿控制系统智能化来提高煤矿输煤的效率为本领域需解决的问题。

技术实现要素：

5.针对现有煤矿输煤的效率不高的技术问题，本发明的目的在于提供一种煤矿输煤智能化控制系统，其能够实现煤矿输煤的智能化控制，进而提高煤矿输煤的效率，很好地克服了现有技术所存在的问题。
6.为了达到上述目的，本发明提供的一种煤矿输煤智能化控制系统，包括主控制系统以及前端检测系统；所述前端检测系统包括荷载分布监测单元，人员安全监测单元，环境安全监测单元以及设备安全监测单元；所述荷载分布监测单元，人员安全监测单元，环境安全监测单元以及设备安全监测单元分别与主控制系统数据交互，对输送带进行煤量，人员安全，环境安全以及设备安全的监测以及控制。
7.进一步地，所述人员安全监测单元包括若干人员安全采集模块以及报警模块；所述若干人员安全采集模块分布并安装在井下要害部位，对井内的实时情况进行监测并将监测的数据传输至主控制系统；所述主控制系统驱动连接报警模块；
8.所述主控制系统对人员安全采集模块所采集的井内实时数据进行分析和处理，若识别出井内有异常情况，则触发报警包块进行报警。
9.进一步地，所述环境安全监测单元包括若干测温模块以及报警模块；所述若干测温模块分布于井内，对井内的温度进行实时检测，并将实时检测的数据分别传输至主控制系统；所述主控制系统驱动连接报警模块；
10.所述主控制系统对测温模块所检测的数据对进行分析和处理，若井内的温度存在异常，则驱动报警模块进行报警。
11.进一步地，所述环境安全监测单元配合设有基于热成像的超温洒水模块，所述超温洒水模块设置于井内并与主控制系统配合连接；
12.所述超温洒水模块包括采集子模块，识别子模块，判定子模块，报警子模块以及洒水模块；所述采集子模块在带式输送机机驱动部位合适点位处安装并与识别子模块，将实时监测的带式输送机滚筒的热成像图及环境温度热成像图传输给识别子模块进行图像处理，同时将识别后的数据与温度的阈值进行比较，若温度高于设定的阈值，则触发报警模块报警，同时，驱动设置于井内的洒水模块进行洒水灭火及降温。
13.进一步地，所述荷载分布监测单元包括若干荷载分布采集模块；所述若干荷载分布采集模块设置于带式输送机上并与主控制系统数据交互，通过若干荷载分布采集模块将所监测的数据传输至主控制系统上，主控制系统根据所检测输送链路上各设备的载荷情况，控制运输系统根据输煤量自动调节速度、张紧力及启停车时间。
14.进一步地，所述设备安全监测单元包括异物监测模块以及纵撕监测模块并分别与主控制系统数据交互。
15.进一步地，所述异物监测模块包括异物检测子模块以及物料堆积检测子模块；
16.所述异物检测模块包括采集装置和报警装置；所述采集装置设置于煤仓口上方并对输送带进行实时监测，并将监测的数据传输至主控制系统；若在生产过程中有异物突然出现并停留超过设定时间时，则主控制系统发出则触发报警装置；
17.所述物料堆积检测子模块包括检测装置以及报警装置；检测装置设置于监测区域对监测区域内的输送带进行监测，并将监测的数据传输至主控制系统；主控制系统驱动连接报警装置以及输送带装置；若带式输送机突然停机或有大块物料卡住仓口，下料仓口煤流超过设定高度、时间时，主控制系统触发报警装置以及驱动输送带进行停机。
18.进一步地，所述纵撕监测模块包括图像数据采集模块、图像数据传输模块、图像处理模块；
19.所述图像采集部分用于采集输送带运行图像样张，并通过图像数据传输模块传输给图像处理模块，图像处理模块对传输过来的数据样张进行分析处理判断，进而计算出输送带的撕裂与否的状态并处理结果反馈给输送带的运行停止的主控制系统。
20.进一步地，所述煤矿输煤智能化控制系统还包括煤仓管理单元；所述煤仓管理单元与主控制系统数据交互；所述煤仓管理单元包括煤位传感器，煤位传感器实时监测煤仓煤位并将所监测的数据传输给主控制系统，当煤仓煤位低于主控制系统所设定阈值时，主控制系统驱动给煤机控制器停止给煤机放煤。
21.进一步地，所述煤仓管理单元还配合设有监测模块和报警模块；所述监测模块安装于在主井带式输送机机尾处并对机尾的跑仓事故进行监测并将监测数据传输给主控制系统，若监测地面水位抬升，并且变化迅速，则主控制系统驱动报警装置进行报警。
22.本方案提供的煤矿输煤智能化控制系统，其通过引入智能化控制，对输煤机进行全面监测与控制，不需要人为干预，能够实现煤矿输煤的智能化控制，进而提高煤矿输煤的效率。
附图说明
23.以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
24.图1为本煤矿输煤智能化控制系统的整体结构框架图；
25.图2为本煤矿输煤智能化控制系统中煤料量检测示意图；
26.图3为本煤矿输煤智能化控制系统中人员安全监测单元结构示意图；
27.图4为本煤矿输煤智能化控制系统中光纤测温系统分布示意图；
28.图5为本煤矿输煤智能化控制系统中超温洒水模块的结构图；
29.图6为本煤矿输煤智能化控制系统中纵撕监测单元结构示意图；
30.图7为本煤矿输煤智能化控制系统中集控单元的结构拓扑图；
31.图8为本煤矿输煤智能化控制系统中播报单元的结构拓扑图；
32.图9为本煤矿输煤智能化控制系统中云平台的结构示意图。
具体实施方式
33.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
34.输煤智能化控制系统以顺槽带式输送机、大巷带式输送机、主井带式输送机、上仓带式输送机、配仓带式输送机、原煤仓以及沿线给煤机、破碎机、除铁器、溜槽等设备作为监控对象，通过传感保护、总线传输、可编程逻辑控制器、协同控制、ai视频分析、故障诊断、变频驱动等技术，实现主运输系统的安全、高效、可靠和无人化运行，系统架构如图1所示：
35.系统主要实现三个方面的功能，一是从前端边缘计算、软件算法上加以分析，实现煤流运输系统的物料信息、设备状态、人员状况、运行环境的准确感知。二是实现主运输区域环境参数、人员情况、设备供电状态、视频监控等系统的安全联动。三是采用永磁直驱、智能调速、协同控制等高效节能装备和控制策略，降低用户维护量，提高传动效率，实现高效运行控制。
36.参见图1，本发明提供的煤矿输煤智能化控制系统包括前端监控系统100，主控制系统200以及云平台300。
37.进一步地，前端监测系统100包括荷载分布监测单元110，人员安全监测单元120，环境安全监测单元130以及设备安全监测单元140。
38.带式输送机在实际的使用中，由于给煤机的开口度、采煤机的行走进度、输送机自身的速度等因素会造成输送机上物料变化，输送机局部会出现物料堆积，在严重的情况下会压带或洒料，造成输送机在运行过程中存在安全隐患，不利于设备的安全运行。另外，输煤系统输送量随时间变化，而如果输送机仍以最大运量时的速度运行，就会造成运输能力和能源的浪费。
39.因此，本方案的荷载分布监测单元110包括若干荷载分布采集模块，并设置于带式输送机上，用于对输送带上的煤量进行预检测，来保证输送带上的物料能够正常的运行。
40.载荷分布检测和预测是本煤矿输煤智能化控制系统的基础，通过建立带式输送机载荷分布检测的数学模型，根据煤料量检测数据的特点，建立带式输送机载荷分布模块，并结合带式输送机的带速、设计运量等参数，实现带式输送机载荷分布的透明监视。
41.同时，荷载分布监测单元110与主控制系统200数据交互，参见图2，通过荷载分布监测单元110将所监测的数据传输至主控制系统200上，主控制系统200根据所检测输送链路上各设备的载荷情况，控制运输系统根据输煤量自动调节速度、张紧力及启停车时间，解决输送系统前后智能联动的基础性数据问题。
42.一些实例中，荷载分布采集模块可采用智能分析矿用隔爆型分析摄像仪，将智能
分析矿用隔爆型分析摄像仪安装于输送机上，对输送机上的煤量进行监测，实现对输煤系统载荷分布的监测，为后续安全高效控制提供基础数据。
43.参见图3，人员安全监测单元120安装在各带式输送机机头及其他合适位置并与主控制系统配合连接，以防止带式输送机在运行过程中，发生人员伤亡事故。
44.人员安全监测单元120包括若干人员安全采集模块以及报警模块。
45.若干人员安全采集模块分布并安装在井下要害部位，对井内的实时情况进行监测并将监测的数据传输至主控制系统200；主控制系统200驱动连接报警模块。
46.主控制系统200对人员安全采集模块所采集的井内实时数据进行分析和处理，若识别出井内有异常情况，则触发报警包块进行报警，以便人员进行及时的救援，保证人员的生命安全。
47.一些实例中，人员安全采集模块可采用摄像头，其以煤矿现场摄像仪的实时视频数据为基础，以ai智能识别技术为核心、以机器深度学习数学模型和报警输出单元为支撑的综合性视频智能监视系统。
48.ai技术，配备多种深度学习算法，对各类事件进行不间断的精确检测，发现异常及时上传中心，使调度员和生产指挥人员更直观、准确地掌握各主要生产环节的实际情况。
49.同时将所发生事件的全过程进行录像备份，对重要数据进行记录，为处理事故提供真实依据。通过多维度、多角度的视频识别、分析及统计，及时发现隐患并提醒相关人员，保障煤矿安全生产制度落实，更有效地指挥生产、处理和解决生产中出现的各种问题和事故，从而为实现煤矿自动化的无人值守提供必要的条件。
50.环境安全监测单元130设置于井内并与主控制系统200连接，用于对井内的温度进行实时监测。
51.环境安全监测单元130包括若干测温模块以及报警模块。
52.若干测温模块分布于井内，对井内的温度进行实时检测，并将实时检测的数据分别传输至主控制系统200；主控制系统200驱动连接报警模块。
53.主控制系统200对测温模块所检测的数据对进行分析和处理，若井内的温度存在异常，则驱动报警模块进行报警，便于后期人员的检查和维护。
54.一些实例中，测温模块采用分布式光纤测温主机，矿用本安型分布式光纤测温主机将输送机上感温光缆测得的温度信息解调后将数据通过工业环网传输到井上监控中心。
55.分布式光纤测温主机利用感温光缆具有响应速度快，抗砸耐拉特点，能够精确定位到米级，如图4所示：
56.主界面需采用结构模型的软件展示，可显示全程分区图及其温度分布曲线；可显示系统监测曲线、系统参数；可显示重点监测点的温度随时间变化曲线；能对测量区域在长度上进行分区，至少可分为128个区，对某些区域进行局部重点监测和分区报警；具有定温报警、差温报警(实时温度与平均温度差别过大，用于判别局部过热点)、温升过快报警、光纤破坏报警、装置异常等报警功能；可手机短消息报警，报警分工作级和管理级两层，按照事件的重要级别发送到工作层人员和管理层人员。
57.另外，环境安全监测单元130配合设有基于热成像的超温洒水模块，超温洒水模块设置于井内并与主控制系统配合连接，用于对井内进行降温；超温洒水模块包括采集子模块，识别子模块，判定子模块，报警子模块以及洒水模块。
58.采集子模块在带式输送机机驱动部位合适点位处安装并与主控制系统连接，主控制系统内的识别子模块，将实时监测的带式输送机滚筒的热成像图及环境温度热成像图传输给识别子模块进行图像处理，同时将识别后的数据与温度的阈值进行比较，若温度高于设定的阈值，则触发报警模块报警，同时，驱动设置于井内的洒水模块进行洒水灭火及降温。
59.一些实例中，超温洒水模块采用智能机器视觉分析技术，在带式输送机机驱动部位合适点位处安装矿用隔爆型红外热成像摄像仪，实时监测带式输送机滚筒的热成像图及环境温度热成像图，并通过平台预设监测温度的阈值，设定报警和停机规则。
60.如图5所示，当在生产过程中，系统一旦监测到温度高于设定值，面积达到设定像素点，则平台发出语音报警信号提醒值班人员，同时智能分析设备发出电流信号，通过多功能光端机传送至现场矿用隔爆兼本安型可编程控制箱中，产生报警停机信号，避免因滚筒故障温度逐步升高进而引发的安全生产事故。
61.矿用本安型热像仪在带宽满足的条件下，可多台级联。热像仪通过光口或电口就近接入环网交换机。监测环境温度变化，并记录环境中最高、最低及平均温度变化，在环境中如有温度快速改变时，例如：巷道温度异常上升，给出报警信号，提示巷道中温度异常，并进行联动处理。通过监测系统，使关键设备状态实时受控，达到智能运维，提高设备的利用率和生产的稳定性。
62.设备安全监测单元140包括异物监测模块以及纵撕监测模块。
63.异物监测模块包括异物检测子模块以及物料堆积检测子模块。
64.异物检测子模块包括采集装置和报警装置；采集装置设置于煤仓口上方并对输送带进行实时监测，并将监测的数据传输至主控制系统。
65.若在生产过程中有异物突然出现并停留超过设定时间时，则主控制系统发出则触发报警装置，以便值班人员及时处理。
66.一些实例中，采集装置采用矿用隔爆型摄像仪，具体的选择不做限定，
67.物料堆积检测子模块包括检测装置以及报警装置；检测装置设置于监测区域对监测区域内的输送带进行监测，并将监测的数据传输至主控制系统；主控制系统驱动连接报警装置以及输送带装置
68.通过智能分析设备中平台软件划出的监测区域，设定报警和停机规则，当在生产过程中输送机组下方带式输送机突然停机而上方带式输送机继续生产或有大块物料卡住仓口，下料仓口煤流超过设定高度、时间时，主控制系统发出语音报警提醒值班人员，同时产出报警停机信号，并发出现场声光报警提醒巡检人员及时处理，
69.目前输送带已在各大煤矿广泛应用，在设备运行过程中，输送带处于长期的、高负荷的复杂环境运转，且为了适应井下特殊现场情况，保证运输可靠性，一般多是多条带式输送机转载实现整个运输过程，在每个转载点经常会因为大的异物卡滞等原因造成带式输送机纵向撕裂，一旦发生撕裂事故,就会影响正常生产，造成长时间的停产和重大经济损失。
70.纵撕监测模块的工作原理是利用特种光感摄像机对带式输送机表面进行拍摄成像。通过结构光束在带式输送机表面呈现一条与带式输送机表面完全相符的轮廓线。利用图像实时算法对拍摄图像中的轮廓线变化进行判断。
71.纵撕监测模块包括图像数据采集模块、图像数据传输模块、图像处理模块。
72.其中图像采集装置和红线性激光装置共同组成了图像采集模块，共同集成在了监测装置中，红激光线条宽度为650纳米，其方向为与输送带运行方向角度垂直，工业相机实时采集激光线条在内的输送带运行图像样张，与此同时将样张数据，通过图像数据传输模块，传输给图像处理模块。
73.图像处理模块对传输过来的数据样张进行分析处理判断，进而计算出输送带的撕裂与否的状态。最后把处理结果反馈给输送带的运行停止的控制系统。
74.参见图6，激光线性光投影照射到正向输送带的下方表面，由于输送带表面的不平整性，照射到输送带表面的激光条纹均匀性根据深度信息的变化而变化，采集到的图像表现为随着深度的改变而发生，由均匀连续到各种形态畸变，其大小程度取决于撕裂采集装置与输送带相对距离，并且与输送带表面平整度相关。
75.当采集的图像中激光线呈现均匀平整的的状态的时候，此时断定为输送带处于正常运行没有发生纵向撕裂的状态；当激光线发生阶跃或者断裂状态，判断为输送带发生纵向撕裂事故状态。提取激光线的状态和特征信息，使用计算机图像算法对其进行分析，从而计算判别输送带的运行情况，从而进行分类。
76.主控制系统200包括集控单元，调速单元，煤仓管理单元以及播报单元。
77.集控单元包括集控子模块，传输子模块以及现场设备控制子模块。
78.进一步地，集控子模块用于实现数据的传输以及数据的处理，其以plc为控制核心，加上位机构成控制系统，实现自动控制功能，实现主控plc、人机接口系统以及现场设备之间的通讯及联系，完成带式输送机的集中控制。
79.其中，控制plc选用高性能可编程控制器，并通过以太网光纤接入矿井综合自动化控制系统。
80.集控子模块由监控服务器、控制柜、以太网交换机、打印机、ups电源等组成，如图7所示。
81.地面上位机内装服务器版操作系统和组态软件，实现数据采集、动态图形显示、历史数据采集管理、状态趋势图、自诊断、报警等功能；并提供多种数据接口(odbc、opc、dde)实现数据的共享与传播。
82.这里监控软件和编程软件均为统一的现行应用成熟、主流标准版操作系统(服务器上)专业版操作系统(工程师站或操作员站)，具体的原理这里就不加以详细赘述了。
83.传输子模块为数据传输提供传输介质，其采用工业以太网方式通讯，采用已有环网设备，将井下集控设备采集接入以太网交换机，各带式输送机集控设备提供以太网接口。
84.对于各层网络，新增网络设备提供现成的通讯驱动软件，以进行接口配置、实时透明网络浏览、编程上/下载、在线诊断等。对于各层网络，新增网络设备应当提供现成的组态工具软件，进行节点地址设定、参数设置、设备调试、网络系统规划/优化等。提供丰富的诊断工具。
85.现场设备控制子模块用于实现对现场设备的控制。
86.具体的，带式输送机头各设隔爆兼本安plc控制站和操作台，实现带式输送机华宁控制器、制动器、张紧、带式输送机速度、变频器功率、电流等各类信号的传输以及带式输送机的协同控制。
87.现场控制站根据各条胶带的物料运输情况自动调节带式输送机启停，在紧急情况
下，巡检人员或者远程监控人员能够对带式输送机执行急停操作。2处给煤机处各设置1台隔爆兼本安plc控制站1台，用于远程控制给煤机的起停和调速操作。
88.进一步地，调速单元包括带式输送机变频调速子模块以及在线故障自检子模块。
89.带式输送机变频调速子模块在智能机器视觉流量检测算法的基础上，利用矿用隔爆型摄像仪采集带式输送机上的煤流量信息，并根据带式输送机上实际煤流量实现输送机高、中、低、怠速四速的变频调速，从而实现煤矿主运输系统节能的目的。
90.为确保带式输送机系统的安全运行，该系统应具有自检功能。在线故障自检子模块通过当plc监测到视频检测系统设备故障时，系统可自动给出高速运转信号，使带式输送机恢复到无调速运行状态。系统可实现现场语音报警和提示功能，以提醒巡检人员，语音报警和提示信息并同步上传至地面服务器、地面客户端，地面客户端同时实现语音报警和提示功能，并显示报警故障位置、状态等。
91.为防止原煤仓发生跑仓，避免因满仓造成带式输送机重载启停车，避免因放空仓造成煤仓底部损坏，空仓前停止放煤，满仓前停止带式输送机卸煤，或当出现跑仓，及时动作，关闭插板，避免出现跑仓事故，避免人员伤亡，在原煤仓安装仓位自动控制及跑仓保护系统。
92.煤仓管理单元通过控制煤仓仓位，减小煤仓转载点落煤高度差，降低跌落碰撞破碎比率，实现仓位自动控制及跑仓保护系统。
93.煤仓管理单元包括煤位传感器，煤位传感器实时监测煤仓煤位，当煤仓煤位高于设定值时，给煤机控制器控制给煤机放煤，当煤仓煤位低于设定阈值时，给煤机控制器停止给煤机放煤。同时可防止跑仓意外，跑仓事故是因为煤仓中煤含水量过高，造成开启给煤机时大量水煤涌出，带式输送机无法快速运出水煤，导致水煤溢出。
94.另外，在主井带式输送机机尾处安装一个煤仓监测摄像机，当机尾发生跑仓事故，水煤溢出，监测摄像机同时监测地面水位抬升，并且变化迅速，系统自动报警，提示可能发生跑仓事故。
95.如图8所示，播报单元安装在带式输送机沿线，可以实现带式输送机沿线向调度室进行对讲功能，其由工控机、融合对讲服务器、语音对讲终端及话筒、矿用隔爆兼本安型音箱及本安话机组成。
96.播报单元主要设备均为本安设备，适合井下任何环境下使用；结合扩音电话，可以实现带式输送机沿线和集控中心的对讲功能。
97.作为举例，地面集控室配置1台工控机、安装kt502矿用调度通信系统软件、配置语音对讲终端及话筒，用于实现井上和井下带式输送机沿线的语音对讲功能。
98.信号传输借助工业环网平台进行信号的传输。每条带式输送机的机头、机尾和给煤机处各设置1台kxy127矿用隔爆兼本安型音箱和kth116本安电话机，终端接入华宁的语音通话系统，实现带式输送机沿线的语音上传功能。
99.每条带式输送机配置1套kjs101-oh双音频输入输出、lcvb-7-1-5钢丝编织橡胶护套连接器，实现与矿用ip网络广播系统融合后，使带式输送机沿线和地面上位机的对讲功能。
100.播报单元可以实现实时播放功能，通过网络将需要立即播放的音频文件下载到kxy127矿用隔爆兼本安型音箱播放。用户可使用带式输送机沿线kxy127矿用隔爆兼本安型
音箱挂接的kth116本安电话机和调度员对讲。
101.另外用户可通过kxy127矿用隔爆兼本安型音箱上挂接的kth116本安电话机，选择和其他终端用户讲话或全体扩音。
102.同时具有紧急广播功能，调度员可在任何状态下对单个、分区、全体用户通过广播主机进行紧急广播。
103.无论kxy127矿用隔爆兼本安型音箱处于背景音乐播放、和其他终端讲话、收听其他终端讲话等状态，都能听到调度讲话，充分体现调度优先。
104.煤矿输煤系统智能运管平台以顺槽带式输送机、大巷带式输送机、主井带式输送机、上仓带式输送机、配仓带式输送机、原煤仓以及沿线给煤机、破碎机、除铁器、溜槽作为监控对象，通过对采运协同控制技术、故障诊断技术、煤仓监测和管理技术、给煤机协同控制技术、自适应启停控制、智能调速技术的研究和应用，确保各设备协调、连续、高效、安全运行，实现无人值守运行。
105.云平台300满足对所有子系统进行数据采集、处理、存储、发布，完成一个信息集中管控/网络发布的功能。系统的组件有：支持各类硬件设备连接的io/da server，支持分布式平台的实时数据处理引擎，实时的历史数据库以及web信息门户软件。
106.参见图9，云平台300包括带式输送机平台管理单元：该单元主要对系统平台人员，权限、设备、数据的管理。具体包含操控权限管理，操作日志管理，设备信息管理，终端管理、数据字典管理等；
107.云平台300还包括带式输送机远程数据监测单元：该单元主要对带式输送机系统机电设备作业运行状态实时数据的监测、展示。如带式输送机位置信息、运行速度，电机电流、电压，温度、烟雾、跑偏，堆煤、撕裂、震动等远程数据信息进行分析，并以数字、图表形式在系统平台上对工作人员进行状态信息的展现；
108.云平台300还包括带式输送机远程智能控制单元：该单元主要通过远程监控平台基于采集的带式输送机系统大数据信息对井下带式输送机运输系统作业进行智能化控制。如带式输送机跑偏智能化控制、堆煤的自适应调节，震动的自调整，运输系统的智能协调等。根据带式输送机的实际作业需求，生产工艺要求，智能优化控制算法、模型，实现平台对带式输送机系统的远程智能化作业控制；
109.云平台300还包括带式输送机状态分析、诊断单元：该单元功能主要对带式输送机系统的全生命周期管理，实现对煤矿连续运输系统设备关键部件数据的分析、诊断，提前预警。重点研究带式输送机关键部件的预测分析、诊断算法。
110.云平台300还包括带式输送机信息推送单元：该单元主要将带式输送机系统状态信息及时推送至业务需求环节。该板块对带式输送机运输系统业务管理机制、流程进行了规划设计，形成科学的信息推送机制和系统平台。
111.云平台300还包括带式输送机cps单元：基于大数据平台，建设了带式输送机的信息物理系统，以三维视景形式展示带式输送机运输系统实时动画状态，通过平台展示。
112.云平台300还包括带式输送机视频监控单元：该单元将带式输送机各段的视屏信号采集，并传送至带式输送机大数据远程监控平台，实现视频信息的存储与展示。在平台上可在线与离线播放带式输送机运输系统视频。同时可以实时通过视频图像分析算法对在线或离线带式输送机运输作业情况，生产安全情况进行分析，及时发现设备故障及安全生产
等问题，并预警。
113.由上述方案构成的煤矿输煤的智能化控制，其通过以数字化胶带机监控系统为基础，以煤矿带式输送机系统运行智能化、煤流协同运行智能化为重点，以煤料量检测、转载点堵塞、胶带撕裂、无人巡检、故障诊断等关键工况监测为突破，通过采用先进的视频图像识别技术、无人巡检技术、智能控制技术和大数据平台，基于物联网和大数据技术构建远程运维系统实现煤矿主运输系统安全、高效、智能运行。以期通过先进的数字化手段，高效协同矿山安全生产中“人、设备、系统”资源的配合，确保在正确的时间以正确的方式把正确的消息传递给正确的人，以便及时做出正确的决策，实现“集中远控、无人值守、设备在线监测和故障预警”的建设目标。
114.煤矿输煤主运输系统均是采用永磁直驱、变频驱动等高效节能装备，减化了驱动结构、降低用户维护量和成本，传动效率高。同时结合主运输系统载荷分布、运量、带速，实现单机自适应调速、煤料的连续均衡运输和系统协同运行功能。高效控制策略从控制工艺、控制系统和控制软件三个方面做到对输送物料的实时监测和提前预测，通过主运输沿线带式输送机及工作面的协同控制实现均衡出煤，减少主运系统重载停机次数，提高生产效率，降低机械冲击磨损和系统级停车时间，延长设备使用寿命。
115.在主运输系统沿线设置人员电子围栏、带面乘人、溜槽堵塞、视频监视、纵撕监测，可以保证对带式输送机操作维护人员和设备的安全，达到在无人情况下，实现主运输系统带式输送机、破碎机、给煤机等设备全自动启动和停止，不需人为干预，按设定程序运行，带式输送机能安全、稳定运行。
116.综上所述，本方案通过引入智能化控制，对输煤机进行全面监测与控制，不需要人为干预，能够实现煤矿输煤的智能化控制，进而提高煤矿输煤的效率。
117.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，包括主控制系统以及前端检测系统；所述前端检测系统包括荷载分布监测单元，人员安全监测单元，环境安全监测单元以及设备安全监测单元；所述荷载分布监测单元，人员安全监测单元，环境安全监测单元以及设备安全监测单元分别与主控制系统数据交互，对输送带进行煤量，人员安全，环境安全以及设备安全的监测以及控制。2.根据权利要求1所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述人员安全监测单元包括若干人员安全采集模块以及报警模块；所述若干人员安全采集模块分布并安装在井下要害部位，对井内的实时情况进行监测并将监测的数据传输至主控制系统；所述主控制系统驱动连接报警模块；所述主控制系统对人员安全采集模块所采集的井内实时数据进行分析和处理，若识别出井内有异常情况，则触发报警包块进行报警。3.根据权利要求1所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述环境安全监测单元包括若干测温模块以及报警模块；所述若干测温模块分布于井内，对井内的温度进行实时检测，并将实时检测的数据分别传输至主控制系统；所述主控制系统驱动连接报警模块；所述主控制系统对测温模块所检测的数据对进行分析和处理，若井内的温度存在异常，则驱动报警模块进行报警。4.根据权利要求3所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述环境安全监测单元配合设有基于热成像的超温洒水模块，所述超温洒水模块设置于井内并与主控制系统配合连接；所述超温洒水模块包括采集子模块，识别子模块，判定子模块，报警子模块以及洒水模块；所述采集子模块在带式输送机机驱动部位合适点位处安装并与识别子模块，将实时监测的带式输送机滚筒的热成像图及环境温度热成像图传输给识别子模块进行图像处理，同时将识别后的数据与温度的阈值进行比较，若温度高于设定的阈值，则触发报警模块报警，同时，驱动设置于井内的洒水模块进行洒水灭火及降温。5.根据权利要求1所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述荷载分布监测单元包括若干荷载分布采集模块；所述若干荷载分布采集模块设置于带式输送机上并与主控制系统数据交互，通过若干荷载分布采集模块将所监测的数据传输至主控制系统上，主控制系统根据所检测输送链路上各设备的载荷情况，控制运输系统根据输煤量自动调节速度、张紧力及启停车时间。6.根据权利要求1所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述设备安全监测单元包括异物监测模块以及纵撕监测模块并分别与主控制系统数据交互。7.根据权利要求6所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述异物监测模块包括异物检测子模块以及物料堆积检测子模块；所述异物检测模块包括采集装置和报警装置；所述采集装置设置于煤仓口上方并对输送带进行实时监测，并将监测的数据传输至主控制系统；若在生产过程中有异物突然出现并停留超过设定时间时，则主控制系统发出则触发报警装置；所述物料堆积检测子模块包括检测装置以及报警装置；检测装置设置于监测区域对监测区域内的输送带进行监测，并将监测的数据传输至主控制系统；主控制系统驱动连接报
警装置以及输送带装置；若带式输送机突然停机或有大块物料卡住仓口，下料仓口煤流超过设定高度、时间时，主控制系统触发报警装置以及驱动输送带进行停机。8.根据权利要求6所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述纵撕监测模块包括图像数据采集模块、图像数据传输模块、图像处理模块；所述图像采集部分用于采集输送带运行图像样张，并通过图像数据传输模块传输给图像处理模块，图像处理模块对传输过来的数据样张进行分析处理判断，进而计算出输送带的撕裂与否的状态并处理结果反馈给输送带的运行停止的主控制系统。9.根据权利要求1所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述煤矿输煤智能化控制系统还包括煤仓管理单元；所述煤仓管理单元与主控制系统数据交互；所述煤仓管理单元包括煤位传感器，煤位传感器实时监测煤仓煤位并将所监测的数据传输给主控制系统，当煤仓煤位低于主控制系统所设定阈值时，主控制系统驱动给煤机控制器停止给煤机放煤。10.根据权利要求9所述的一种煤矿输煤智能化控制系统，其特征在于，所述煤仓管理单元还配合设有监测模块和报警模块；所述监测模块安装于在主井带式输送机机尾处并对机尾的跑仓事故进行监测并将监测数据传输给主控制系统，若监测地面水位抬升，并且变化迅速，则主控制系统驱动报警装置进行报警。

技术总结

本发明公开了一种煤矿输煤智能化控制系统，包括主控制系统以及前端检测系统；所述前端检测系统包括荷载分布监测单元，人员安全监测单元，环境安全监测单元以及设备安全监测单元；所述荷载分布监测单元，人员安全监测单元，环境安全监测单元以及设备安全监测单元分别与主控制系统数据交互，对输送带进行煤量，人员安全，环境安全以及设备安全的监测以及控制；本方案通过引入智能化控制，对输煤机进行全面监测与控制，不需要人为干预，能够实现煤矿输煤的智能化控制，进而提高煤矿输煤的效率。率。率。