基于激光测量的输送机低能耗运行控制系统的研究

针对李楼煤矿带式输送机运输系统在运行过程中主要采用的是额定最大速度运行模式,无法根据输送带上的煤量情况实时调整带速,实际运行时存在输送带满载率时高时低不稳定,带式输送机的运行成本相对较高的问题,从提高效率、降低能耗、减少磨损、提高使用寿命出发,提出了基于激光测量的煤量精确识别系统及变频调速系统改造方案,利用激光分割技术和激光条纹中心提取算法实现了对输送带上煤量的精确识别;利用变频调速和闭环反馈控制技术实现了带式输送机在运行过程中根据煤量自动调节带速。实际应用表明,改造后煤量识别系统对煤量的识别偏差为±1.1%,同等条件下将输送带的运行速度降低了24.8%,提高了带式输送机输送效率和运行的经济性。     

带式输送机梯度调速系统研究

针对目前带式输送机智能控制系统根据煤流量实时变化连续频繁调速导致的输送带易磨损和疲劳损伤问题,基于张紧力变化率和煤流量设计了一种梯度调速控制系统。通过采用有限元法建立带式输送机动力学模型计算滚筒处输送带的张紧力,结合检测装置实时获取的煤流量信息和输送带速度,采用模糊控制器实现带式输送机梯度调速。应用结果表明,该系统在负载波动较小时不改变输送带速度,负载变化较大时梯度调速,能够降低输送带磨损和疲劳损伤。     

带式输送机智能调速控制系统设计

针对带式输送机系统耗电量大、机械磨损严重、输送带带速与运量无法合理匹配的工程背景,研究了变频调速控制原理和带式输送机智能调速控制系统设计方法。阐述了影响带式输送机系统能耗的因素,利用传感器实时监测输送带煤流量和带速数据,采用模糊控制算法构建了输送带速度、负载模糊控制器模型,设计了带式输送机智能调速控制系统。测试表明:使用该系统后,带式输送机能够根据负载自适应地调节带速,实现了节能降耗、延长了输送带使用寿命,对提高企业生产效率具有很高的应用价值。     

基于视频监控的输送机调速控制系统在郭庄煤矿的应用

为了实现郭庄煤矿带式输送及根据输送带上的煤量自动对运行速度进行调节,降低运行过程中的能量消耗,本文提出了一种基于视频监控的带式输送机调速控制系统,利用视频监控设备实现对输送带运行过程中载煤量的动态监测。实际应用表明该视频监控调速系统能精确地识别输送带上的运煤量,实现了节能的目的。     

基于机器视觉的矿用带式输送机自动调速系统

针对井下大多数矿用带式输送机在煤炭运输过程中长时间空载运行且无法根据煤流量进行自动调速导致电能浪费的问题,提出了一种基于机器视觉的矿用带式输送机自动调速系统。首先利用矿用摄像机获取输送带运行图像,然后提出一种基于视频图像的煤量实时检测方法,根据煤流量与运行时间建立带式输送机自动调速系统运输模型,使矿用带式输送机根据煤流量实现高、中、低、怠四级调速。试验结果表明:该系统运行稳定,通过视频识别的煤流量与实际相差仅为2%,可将矿用带式输送机平均用电量降低12.1%,有效实现了节能降耗与降低成本,提高了矿用带式输送机运行寿命,对智能化矿山建设发展具有很高的应用价值。     

基于激光测距矿用带式输送机多参数检测方法研究

为解决煤矿运煤带式输送机"逆煤流启动,顺煤流停止"控制方式下,运输系统存在的启动时间长、空转耗电量大、设备磨损严重、运输效率低下的问题,满足矿用带式输送机运输系统"顺煤流启动、顺煤流停止"控制方式与矿用带式输送机"运力平衡"控制方式对矿用带式输送机输送带上煤量检测可靠性的需求,全面分析了现有矿用带式输送机5种常用的煤流量检测方法(电子皮带秤法、核子秤法、激光秤法、超声波测距法、视频图像分析法)的特性与不足。提出了基于激光测距非接触测量的矿用带式输送机载荷分布状态的实时检测方法,分析了影响载荷分布状态测量精度和实时性的因素,并提出了解决方案,实现了矿用带式输送机输送带载荷分布状态的整体测量;提出了输送带跑偏的判定方法和输送带跑偏量的计算方法,实现了输送带跑偏判断及跑偏量测量;提出了基于激光测距矿用带式输送机多参数检测仪的设计方案。在此基础上,提出了矿用带式输送机载荷分布状态的校验方法:用机头多参数检测仪测量的结果与机尾多参数检测仪测出的同位置测量值进行校验;提出了"顺煤流启动、顺煤流停止"系统的控制策略:依据输送带上载荷的整体分布状态,顺煤流方向控制带式输送机的启/停和速度调整,让带式输送机接近额定载荷运行;提出了矿用带式输送机"运力平衡"系统的控制策略:调节分支矿用带式输送机的煤流量,接近主矿用带式输送机的额定流量,提高运输系统的有效运力。该方案可简化矿用带式输送机控制系统传感器的配置种类和数量,提高了控制系统的集成度与可靠性,降低了系统成本和维护工作量,为矿用带式输送机系统"顺煤流启动、顺煤流停止"与矿用带式输送机"运力平衡"系统的实施提供了一种性能可靠的煤量检测方案。     

基于负载估计的带式输送机系统节能控制方法研究

目前常用的带式输送机节能控制方法是通过建立煤量与带速之间的匹配关系来控制运行速度以达到节能目的,但因其采用传感器测量实时煤量时,受到传感器安装位置及数据处理速度等因素的影响,导致检测信号与实时煤量信息不同步而引起滞后现象。当煤量突然增加时,易造成带式输送机无法及时提速引发堆煤或溢煤等故障。为解决上述问题,提出了一种新的节能控制方法:通过采用状态重构的方法建立带式输送机系统状态观测器估计输送带上各段张力值,并以机头传动滚筒处输送带张力值的变化率结合电子输送带秤检测的实时煤量信息,应用模糊推理与决策建立了节能控制系统,控制带式输送机在煤量增加时及时提速。基于此,以带式输送机启动过程线性定常系统模型为依托,建立了基于载荷变化的带式输送机时变系统动力学模型,并利用Simulink与LabVIEW软件结合NI CompactRIO-9038实时控制器做硬件在环实验验证,结果表明:在煤量无较大波动时,输送机仍保持恒定速度,说明系统抗干扰能力强;在煤量突变情况下,张力变化率辅助提速效果明显,解决了堆煤及溢煤故障。     

基于视频的煤矿带式输送机自动调速控制系统

为满足变频带式输送机载煤量自动匹配调速控制的要求,实现节能降耗,研发了一种基于视频的矿井带式输送机自动调速控制。该系统使用数字摄像仪,利用视频图像处理技术动态获取带式输送机上的瞬时煤量;结合矿井运输系统的拓扑结构,自动计算物料(煤)的运输长度,建立运输系统模型,获取煤流动态分布情况;在此基础上,自动调整变频器的转速,实现带式输送机速度与运输煤量匹配。在中国神华神东公司哈拉沟煤矿运行结果表明:该系统运行稳定,在满足实际生产的条件下,有效地将变频带式输送机的平均转速降至86%,达到了节能降耗、延长输送带寿命、提高经济效益的目的。     

煤矿井下带式输送机智能控制系统研究

为了提升煤矿带式输送机运行效率并降低能耗,基于视频识别、模糊控制技术提出了一种带式输送机智能控制系统。该系统采用高清摄像头获取输送带上煤流信息,通过视频图像处理技术掌握输送带上瞬间煤流量;为了避免输送机频繁调速将输送带煤流量划分成若干区段,每个区段有对应的输送带运行速度;将煤流量信息及输送带张紧信息输入到模糊控制器,通过模糊控制器及变频器控制带式输送机运行速度。现场应用后,输送机负载变化较小时运行速度保不变、负载有较大变化时则采取阶梯调速策略调整输送机运行速度,从而达到降低输送机能耗及磨耗目的,并充分发挥变频器功能。     

基于RBF-PID控制器的带式输送机自适应调速系统

带式输送机是煤矿开采过程中重要的运输设备,运输距离长,耗能大。提出基于RBFPID控制器的带式输送机自适应调速系统,实现带式输送机自适应调速从而降低其能耗。通过对带式输送机的能耗与煤量、带速之间的关系进行分析,建立带式输送机的能耗模型。为实现功率平衡,采用RBF-PID控制器调节电动机输出电压。阐述了RBF-PID控制器的工作过程,完成了基于RBF-PID控制器的带式输送机自适应调速系统的硬件设计和软件设计。该系统能耗低,节能效果良好。