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视频AI综合远程集中控制在主运输皮带的实践与应用

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成果主要完成人

耿 磊、张 军、苏海飞、孟凡昌、张显义、郑成娟、陈方明、孙联军、徐邦烨、于成龙、李 通、敬 帅

项目概况

本系统主要由图像采集系统、高频补光照明系统、防爆控制主机、防爆计算机(选配)组成。整个系统安装于落煤点皮带面正上方约1 米高度,采集快速运转的皮带图像。图像信息一部分传输到防爆控制主机,通过用于图像实时分析,识别大块矸石、锚杆、道木、铁管等大块物料和长杆利器,发现异物将报警信息上传工作站。系统对原有的皮带运输系统进行了相应的改造,投入巡检机器人全天候巡检,采用先进的本安型充电技术,实现了机器人在轨道自动或手动控制运行,实现完全替代人工巡检;利用频域和值域两种算法对胶带数据进行自动分析,无需人员辅助,完成对整条胶带数据中的断裂、异常和接头抽动的情况的识别,并将各种缺陷分类罗列,方便针对性维修。 采用机器人全天候巡检,采用先进的本安型充电技术技术,实现了机器人在轨道自动或手动控制运行,对整个皮带机巷道的声音、图像、气体等参数的实时采集、回传、存储及分析,实现完全替代人工巡检。利用频域和值域两种算法对胶带数据进行自动分析,无需人员辅助,完成对整条胶带数据中的断裂、异常和接头抽动的情况的识别,并将各种缺陷分类罗列,方便针对性维修,实现传统人工巡检从“被动式、呼唤式”到“主动式、实时性”的智能化和无人化转型。 通过采用智能感知、故障诊断、自动控制、信息通信等技术,应用输送机智能保护系统、输送机智能调速系统、运输系统智能集控系统,代替人员值守,实现煤流系统的智能监测监控”,在集中控制、视频联动监控、智能调速、异物快速识别、智能安全保护等关键技术要详细研究,全面实现无人值守,有人巡检作业。煤流运输系统建设要实现胶带煤流量的检测与变频器配合进行胶带机的全自动智能调速控制,皮带纵向撕裂监测技术,视频联动监控、异物快速识别、智能视频分析、机器人巡检等关键技术的实现,节能安全运行。 对皮带运输系统进行相应的智能运输系统改造,实现运输系统智能节能控制,胶带机安全综合保护系统更加可靠。皮带智能运输系统具体包括:防止堆煤、节能控制、实现煤炭运输的全流程管理。 安装在调速控制分站的煤量检测系统软件可通过箱体的屏幕进行显示。煤量检测软件可通过绿色线段在显示屏的图像上标记煤流的宽度,可直观的对煤宽检测的准确程度进行显示,以便修改相应参数达到最佳的检测状态。 在皮带机各给煤点处安装矿用隔爆型煤量检测仪、矿用隔爆型煤量检测仪控制器对皮带实时煤量(煤宽、煤高)的检测,将煤量信号传入带速控制分站内的PLC系统进行滤波处理,得到准确的煤量反馈值,同时再结合料位计所监测出来的煤仓煤量,PLC系统采用Fuzzy控制算法通过实时煤量与设定煤量进行比较,计算出偏差及其变化率构成的二维的控制策略,根据皮带输送的特点,采用正向、负向非对称的输出强调,更好的让带速适应煤流的变化。通过上游皮带煤量的检测使系统能提前知道上游皮带煤量的大幅度增减的情况,并通过前馈算法计算出对应上游皮带煤量变化应调整的理论频率值,将此频率值叠加到Fuzzy控制算法的输出,可使皮带提前对将发生的煤量大幅度变化作出响应,因此采用Fuzzy控制与前馈控制结合的算法,既能实现闭环控制的煤量精确控制,又具前馈控制的预判能力,避免因皮带提速不及时造成的堆煤情况。 采用传输分站内嵌工控机的智能视频处理软件,在视频画面上设置合适的检测区域,并根据现场实际工况要求设定超区域报警与紧急停机规则限定,当在生产过程中有异物出现(如锚杆、钢板、大块)并停留超过预设时间时,由系统软件产生报警信号,分站内通过PLC的输出点发出声光报警指示,同时将报警信息通过分站内的光纤交换机传输至主站(带速控制站)及集控室视觉报警画面报警提示,警示值班人员并立即检查处理。