关于煤矿产量监控系统的设计研究.pdf

1煤矿产量监控系统设计目标的确定 该系统能够对煤矿产品进行源头动态称重计 量、 摄像监控， 通过远程通讯传输技术传到监控中心 计算机， 能够对煤矿产量进行在线监测和记录， 将实 时产量、设备状态通过网络通讯技术发送到指定的 上一级信息中心服务器，该系统能实现双机热备份 以保证数据的实时连续性。 同时该系统可对煤炭产量、 系统工作状态、 输煤 设备运行状态、 显示、 处理、 报警、 打印、 存储、 查询、 初始化参数、 每小时煤炭产量、 系统工作异常等进行 监测和调节。具有视频监控和存储和原 / 毛煤折算 和各种煤炭税费基金计算等功能。 2监控系统硬件部分的设计 硬件系统是煤矿产量监控系统的重要组成部 分。 因此， 本文在分析现有煤矿产量监控系统性能特 点的基础上，采用当下更加先进的检测设备及监控 硬件，对新型的煤矿产量监控系统进行优化升级设 计[1-3]。此硬件系统突破了原有的设计模式， 从源头 出发， 对煤矿产品进行了初始的动态称重计量、 摄像 监控等操作，通过网络通讯传输技术传到数据中心 计算机， 进行集中数据存储、 管理， 并根据产量或销 量进行管理，整套硬件系统的结构主要由产量监控 秤体 （ICS-800-XF） 、 称重传感器 （GZD300） 、 速度传 感器 （GSC6） 、 开停传感器 （GKT3L） 、 本安型数据采 集 分 站 （KJ219-F） 、 隔 爆 兼 本 安 型 稳 压 电 源 （KDW660/12B） 、 矿 用 本 安 性 信 号 转 换 器 （KJ219-Z） 、 KBA154 防爆 摄像 仪 、硬 盘 录 像 机 （DS-8108HE-S） 、 声光报警器 （SJ-002） 、 矿用阻燃线 缆 （MHYV14） 、 光缆 （MGXTSV-6B） 等组成。整体 具有系统稳定可靠、 维护保养简单等优点。 整套硬件 系统通过安装在矿山运输设备上的承载器将称重信 号传送给数据采集分站。由数据采集分站完成信号 处理、 运算， 并通过远程通讯技术将数据上传到地面 中心站。 数据监控终端可通过对中心站的访问， 实现 对产量数据的实时监控。 结合煤矿产品 出料的 结构特点，选 用了 ICS-800-XF 型电子皮带秤，其结构图如图 1 所示。 在该秤体中设置了 4 支高精度 GZD300 称重传感 器、 1 支开停传感器 GKT3L、 支秤架采用全悬浮式结 构， 无支点、 无耳轴、 线性度好， 传感器受力直接， 可 适于在各种恶劣环境[4]。 内部的称重传感器采用全密 封处理， 防潮防腐性能好， 安装于秤架方梁内并处于 受拉状态， 系统稳定性高。 横、 纵向拉杆的设计， 可以 防止皮带跑偏、 水平摩擦力的影响， 保证了计量的准 确。而开停传感器主要安装于皮带机供电电缆的外 皮上， 具有体积小、 质量轻、 结构新颖、 感应灵敏度 高、 抗干扰能力强、 安装维修方便、 工作稳定可靠， 可 输出多种信号制供选择。电子皮带秤的主要性能参 数如表 1 所示。 由于煤炭在生产过程中会伴随着不同浓度的瓦 斯、一氧化碳等气体，当该些气体聚集在一定程度 关于煤矿产量监控系统的设计研究 吴刚 （山西潞安集团潞宁煤业公司， 山西忻州036000） 摘要 在确定煤矿产量监控系统设计目标的基础上， 研究了产量监控系统的硬件和软件部分的设计， 并对该 系统的性能特点进行了应用测试验证， 结果表明 该监控系统具有更高的智能化监控能力， 对降低生产过程的 故障发生率及故障检修时间起到了重要作用， 并得到了现场人员的一致认可。 关键词 生产量监控系统设计 中图分类号 TP277文献标识码 A文章编号 1003-773X （2020） 06-0190-02 收稿日期 2020-01-15 作者简介 吴刚 （1988） ， 男， 毕业于山西大同大学煤炭工程学 院采矿工程专业， 助理工程师， 现从事煤矿监控中心的监测监 控工作。 DOI10.16525/14-1134/th.2020.06.083 总第 206 期 2020 年第6 期 机械管理开发 MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT Total 206 No.6， 2020 称量范围 / （t h-1）05 000皮带倾度 / （）018 精度II 级 （0.5﹪）最小分辨值 /kg1 皮带宽度 /mm5001 500质量 /kg150 表 1电子皮带秤主要性能参数 图 1电子皮带秤结构图 自动化技术与设计 2020 年第 6 期 时， 极容易导致煤矿生产现场发生爆炸现象。 故选用 了市场上较为成熟的 KJ219-Z 型信号转换器[5]， 该 转换器主要用于具有爆炸性气体的环境内，可作为 数据采集分站的辅助设备，对传感器信号进行数据 采集、 数据处理、 数据分析计算、 并与数据采集分站 进行数据的通讯与交换，将不同的模拟信号集中转 换成标准信号传输给分站处理。 3监控系统软件部分的设计 在煤矿产量硬件系统设计的基础上，对该监控 系统的软件部分进行了设计。首先， 对该系统的监 控界面进行了设计， 在该显示界面中， 分别设置了 各分站的产量测量值及统计信息显示部分、 1 h 产 量柱状图显示、系统报警信息显示等功能，如图 2 所示。所设计的软件程序具有煤炭产量监测、 超产 报警、 处理、 存储、 查询、 统计、 显示、 打印等功能， 并 能按照产量、 产能、 按月等方式进行显示， 当某一个 指标超过相应极限值时，监控系统则将发出相应的 报警提示[6]。 在监控系统软件部分设计中，设置了人机对话 功能，可方便快捷地通过人机对话方式对系统进行 参数修改、 功能调用、 图形编辑等操作。 同时， 对该系 统还设计操作权限管理功能设置，对参数设置和修 改等应使用密码操作， 并有操作记录。另外， 在任何 显示模式下， 均可直接进入所选的列表显示、 模拟图 显示、 打印、 参数设置、 页面编辑、 查询等界面。而当 系统中计量仪器等设备发生故障时，可通过系统自 检方式进行报警并记录故障时间和故障设备，以供 查询及打印。人机对话显示界面如图 3 所示。 4监控系统应用测试效果分析 为进一步掌握该系统的综合性能，将其在某煤 矿进行了为期 5 个月的应用测试，主要是将该监控 系统嵌入至煤矿生产系统中，用于实现对该煤矿生 产过程中的实时监控， 应用结果表明 该监控系统的 智能监控程度相对较高， 性能稳定可靠， 能实时、 可 视化地对该煤矿生产过程进行实时监控，当出现异 常情况时， 也能发出相应的报警提示， 并显示故障发 生类型及位置。 据现场人员对比， 该监控系统与原有 系统相比， 控制精度更高， 可使煤炭生产过程中的故 障发生率降低 40左右， 并缩短了将近 50的故障 查找及检修时间， 按一年统计， 可间接给企业节约将 近 50 万元的费用支出， 得到了人员的一致好评。由 此， 验证了该煤矿产量监控系统的可行性。 5结论 煤矿生产过程中的安全隐患无处不在， 因此， 加 大对煤矿生产环节的实时监控显得尤为重要。结合 煤矿生产现场的特点，开展了煤矿产量监控系统的 设计研究， 并对其系统性能进行了应用测试验证， 结 果表明，该监控系统能有效保证煤矿的生产效率及 生产安全， 防止和避免相关事故的发生， 并能有效降 低生产现场故障发生率及缩短检修时间。监控系统 是一个复杂的系统，煤炭企业应不断开展监控系统 的升级设计和创新，使其能更好地应用到煤矿生产 环节中。 参考文献 [1]张伟杰.煤矿产量远程监控系统设计[J].内蒙古煤炭经济， 2015 （10） 55-56. [2]惠红梅.煤炭产量监控数据库的设计与分析[J].煤炭技术， 2014， 33 （3） 215-217. [3]汪亮.煤炭产量监控系统的研究[J].煤炭技术， 2014， 33 （2） 52-54. [4]梁晓蕾.基于 SOA 的矿产量监控系统设计与实现[D].北京 电 子科技大学， 2011. [5]李牡丹， 原利兵.基于 Modem 的煤矿产量远程监控系统的设计 [J].工矿自动化， 2009， 35 （9） 4-7. [6]李素芳.煤矿产量远程监控系统的应用[J].同煤科技， 2009 （2） 1-2. （编辑 赵婧） 图 2监控系统软件部分显示界面图 图 3人机对话显示界面图 各分站的产量测值及统计信息1 h 内产量柱状图 系统报警信息 （下转第 209 页） 吴刚 关于煤矿产量监控系统的设计研究191 2020 年第 6 期 皮带位置的调整， 使其回到正确位置， 避免出现各类 故障问题。上述三个阶段构成了一个完整的闭环控 制系统， 有严格的先后顺序。 3试验测试结果分析 为了测试本文研究的防跑偏控制系统的可靠 性， 对其进行了相关试验测试， 图 4 所示为试验测试 结果。从图 4 中可以看出， 当皮带发生 50 mm 的偏 移时， 该皮带防跑偏系统在 5 s 时间范围内就将皮带 调整到了正确的位置。 可见， 该系统能够完成皮带纠 偏任务， 且具备实时性、 可靠性特征， 将其应用到实 际中可有效防止皮带发生跑偏问题。 4结论 基于视觉检测技术设计的一套皮带防跑偏系统， 可通过视觉检测技术检测皮带跑偏量， 利用两级纠偏 机构实现皮带位置调节， 能达到工程使用中的及时性 和可靠性要求， 可对皮带跑偏现象进行快速调节。 参考文献 [1]曹高生， 李志强， 蒋刚.矿用带式输送机跑偏控制系统研究[J]. 机械与电子， 2019， 37 （3） 59-61. [2]赵亚杰.带式输送机输送带跑偏机理分析[J].机械管理开发， 2018， 33 （8） 259-261. [3]朱家.带式输送机跑偏机理分析及预防措施[J].机械管理开发， 2019， 34 （6） 276-277. [4]郭永昌.浅析矿用带式输送机跑偏问题[J].科学技术创新， 2018 （24） 12-13. [5]贺加宝.带式输送机跑偏机理及纠偏方法研究[J].内蒙古煤炭 经济， 2018 （23） 134-135. [6]朱伟.带式输送机输送带跑偏问题分析[J].建筑工程技术与设 计， 2017 （35） 1 334.（编辑 王瑾） 图 4试验测试结果 Study on the Design of Anti-deviation System for the Belt Conveyor Li Xiaoguang （Shanxi Coal Import and Export Group Zuoquan Xinshun Coal Industry Co., Ltd., Jinzhong Shanxi 032699） Abstract Aiming at the problem of belt conveyor running deviation frequently, the anti-running deviation system of belt conveyor is designed and studied based on visual detection technology. Through the visual inspection system, the belt position ination can be detected, and the test results are compared with the standard position ination to determine whether it has the problem of running deviation. The correction system is composed of two-stage correction mechanism, the A level mechanism completes the small offset correction, and the B level mechanism completes the large offset correction. The test results of this system show that for the belt offset of 50 mm, the belt is corrected to the correct position without more than 5 s, which reflects the reliability and timeliness of the system. Key words belt conveyor; belt; anti-run deviation; visual detection 10 20 0 -50 -40 -30 -20 -10 -60 6420810 时间 /s Design and Research on Coal Mine Output Monitoring System Wu Gang （Luning Coal Industry Company of Lu’ an Group, Xinzhou Shanxi 036000） Abstract On the basis of determining the design goal of the coal mine output monitoring system, the hardware part and software part of the monitoring system are designed and studied, and the perance characteristics of the system are tested and verified. The results show that the monitoring system has higher intelligent monitoring ability, which plays an important role in reducing the failure rate and maintenance time in the production process It was unanimously approved by the personnel on site. This study is of great significance to improve the monitoring ability of coal mine production and the safety of the operation site, and also provides a reference for further optimization design of coal mine production monitoring system in the later stage. Key words coal mine; production; monitoring system; design （上接第 191 页） 李晓光 关于带式输送机防跑偏系统的设计研究209