تحقیقات در مورد سیستم کنترل هوشمند جریان ذغال سنگ نقاله کمربند

با پیشرفت مستمر ساخت و سازهای معدن هوشمند در کشور من ، مهندسی معدن از مکانیزاسیون و اتوماسیون به اطلاعات ارتقا یافته است. تحت این پیش زمینه ، نزدیک به 80 ٪ از پروژه های مهندسی معدن زغال سنگ در این پروژه ، ارتقاء هوشمند و تحول را به پایان رسانده است. در فرآیند تحول ، علاوه بر سیستم نظارت و نظارت هوشمند ، سیستم پشتیبانی از زمین شناسی شفاف و سیستم نظارت بر فشار معدن ، سیستم حمل و نقل الکترومکانیکی نیز یک شیء اصلی تحول است. با توجه به تعداد زیادی از تجهیزات الکترومکانیکی درگیر در سیستم حمل و نقل الکترومکانیکی ، مسیر حمل و نقل نوار نقاله طولانی ، تقاضای زیاد برای نظارت بر فیلم و چیدمان پراکنده تجهیزات مانند نوار نقاله ، فیدرهای زغال سنگ ، پناهگاه های زغال سنگ در پایین چاه و پناهگاه های زغال سنگ در منطقه معدن ، کارآیی نیاز به درجه بالایی از هماهنگی دارد. روش مدیریت غیر متمرکز سنتی برای دستیابی به برنامه ریزی بسیار فشرده و خودکار دشوار است ، و در نتیجه اتصال ضعیف تجهیزات و تقسیم شغلی نامشخص است. همچنین مشکلاتی مانند خطر بالای خرابی تجهیزات و راندمان پایین تحقیقات خطر پنهان وجود دارد. هنگامی که نوار نقاله کمربند با سرعت خاص از پیش تنظیم می شود ، نمی تواند تنظیم سرعت تبدیل فرکانس را با توجه به حالت بدون بار یا کامل بار انجام دهد ، که باعث کاهش راندمان عملیاتی و افزایش مصرف برق می شود. همچنین باعث مصرف نامرئی از امکانات کمکی مانند کمربند نقاله ، غلطک و طبل و افزایش هزینه های نگهداری می شود. با نوآوری و کاربرد فن آوری های جدید ، بسیاری از معادن فناوری تشخیص هوشمند هوش مصنوعی را به سیستم اصلی حمل و نقل جریان ذغال سنگ معرفی کرده اند. فناوری دستیابی به Vision Machine با ترکیبی از تجهیزات ویدئویی هوشمند هوش مصنوعی با فناوری تشخیص می تواند نظارت از راه دور از سیستم اصلی جریان ذغال سنگ را تحقق بخشد و به سرعت می تواند ظرفیت حمل باند زغال سنگ را به سرعت شناسایی کند ، راندمان حمل و نقل تجهیزات را بهبود بخشد و به هدف کاهش کارکنان و بهبود کارایی و مدیریت هوشمند بی نظیر برسد.

1 وضعیت عملکرد فعلی سیستم اصلی جریان ذغال سنگ

سیستم اصلی جریان ذغال سنگ معدن ذغال سنگ در مجموع 9 خط حمل و نقل منطقه معدن از جمله 5 خط حمل و نقل در 11 منطقه معدن ، 1 خط حمل و نقل در خط مشترک ، 1 خط حمل و نقل در 12 منطقه معدن و 2 خط حمل و نقل در 14 منطقه معدن دارد. از آنجا که نقاله های سیستم جریان ذغال سنگ اصلی شامل مناطق معدن 11 ، 12 و 14 و همچنین دستگاه های انتقال و نقاله های انتقال بانکر زغال سنگ در هر نقطه معدن کاری کار هستند ، بسیاری از چیدمان تجهیزات و مسیرهای حمل و نقل طولانی وجود دارد. اگر تجهیزات به صورت دستی کنترل شوند و پرسنل ویژه برای بازرسی و نگهداری ترتیب داده شوند ، مقدار زیادی از نیروی انسانی مورد نیاز است و راندمان نگهداری کم است. ذخیره سازی مکانهای فردی یک حالت عملکرد تک پست را اتخاذ می کند. هنگامی که یک تصادف سقوط بانکر رخ داد ، کشف در اولین بار دشوار است ، که خطرات احتمالی را به همراه دارد. بنابراین ، لازم است بهینه سازی سیستم برنامه ریزی اصلی حمل و نقل جریان زغال سنگ ، بهبود راندمان نگهداری و کاهش خطرات ایمنی عملکرد دستی.

2 سیستم کنترل هوشمند برای حمل و نقل اصلی جریان ذغال سنگ

2.1 برنامه ریزی سیستم کنترل متمرکز

برنامه ریزی سیستم کنترل متمرکز از سیستم PLC به عنوان هسته کنترل استفاده می کند ، از فیبر نوری برای اتصال پلت فرم کنترل اتوماسیون معدن استفاده می کند ، از طریق اترنت با استفاده از رایانه فوقانی به عنوان رابط برای تعامل انسان و رایانه استفاده می کند ، بستری را برای اتصال سیستم کنترل اصلی و داده ها می سازد و از سایر سنسورها و تجهیزات انتقال برای شبکه های پایین تر از تجهیزات تجهیزات ترمینال جمع آوری شده استفاده می کند و در بالا مرکز کنترل زمین عملکردهای جمع آوری داده ها ، انتقال ، بازخورد فرمان ، هشدار گسل ، ذخیره داده ها و نمایش گرافیکی صوتی را دارد و از اشکال مختلف رابط های پروتکل ارتباطی پشتیبانی می کند. پس از عملکرد کامل سیستم کنترل اعزام و متمرکز ، تحت ارتباط هماهنگ اترنت ، سیستم کنترل متمرکز PLC دستورالعمل هایی را به نقاله ها در امتداد 9 خط اصلی حمل و نقل جریان زغال سنگ به طور همزمان ارسال می کند. این سیستم فیلم های مانیتورینگ نصب شده در هر نقطه انتقال را برای گرفتن وضعیت عملکرد و شرایط بار کمربند نقاله در هر زمان ترکیب می کند. با توجه به جریان انتقال و سرعت بهره برداری ، به طور خودکار زمان شروع و توقف هر کمربند نقاله اتصال را برای کاهش سایش تجهیزات و مصرف برق ناشی از عملکرد بدون بار طولانی مدت کمربند نوار نقاله کاهش می دهد و به طور موثری هزینه عملکرد تجهیزات را کاهش می دهد.

2.2 سیستم تنظیم سرعت فرکانس متغیر هوشمند

سیستم تنظیم سرعت فرکانس متغیر هوشمند عمدتاً از مانیتورینگ ویدیویی ضد انفجار مین ، جعبه کنترل PLC ، نرم افزار شروع و متوقف کردن کنترل هوشمند و سنسورهای داده تشکیل شده است. این صفحه از صفحه نمایش ضبط شده توسط دوربین برای تشخیص هوشمند و تشخیص الگوریتم استفاده می کند و فیلم و تصویر شکل گرفته را به عنوان داده های جمع آوری شده برای تجزیه و تحلیل به مرکز کنترل زمین ارسال می کند و بار زغال سنگ نقاله کمربند را تخمین می زند. براساس شاخص های از پیش تعیین شده بار کمربند نقاله ، حالت های بدون بار و کامل تنظیم شده و سرعت تنظیم می شود. با توجه به وضعیت واقعی حمل و نقل ، دامنه سرعت را می توان با سرعت بالا ، سرعت متوسط ​​، سرعت کم و سرعت بیکار تنظیم کرد. در حالت بدون بار ، می توان کمربند نقاله را برای متوقف کردن یا سرعت بیکار و غیره تنظیم کرد ، تا بتواند سایش و مصرف برق سطح کمربند نقاله را کاهش دهد. این حالت صرفه جویی در مصرف انرژی برای خطوط شیب دار با زاویه بزرگ و نوار نقاله های از راه دور مناسب است. سنسورها در پناهگاه ذغال سنگ نصب می شوند تا میزان زغال سنگ در پناهگاه را در زمان واقعی نظارت کنند. همراه با میزان زغال سنگ آزاد شده در دهان بانکر ، میزان زغال سنگ موجود در کمربند نقاله را می توان به طور مقدماتی تعیین کرد. بر این اساس ، سرعت در حال اجرا نوار نقاله کمربند به طور خودکار تنظیم می شود و از عملکرد خود برای بازخورد وضعیت در حال اجرا در هر زمان استفاده می شود تا از عملکرد ایمن نوار نقاله اطمینان حاصل شود. هنگامی که سیستم کنترل متمرکز PLC بازخورد گسل غیر طبیعی را از سنسور تشخیص می دهد ، می تواند به طور خودکار نوع گسل خاص را به مرکز کنترل منتقل کند و یک سیگنال هشدار را به کارگران گشت در محدوده عملیاتی کمربند نقاله و کارگران در نقاط انتقال مجاور برای اعطای ایمنی ارسال کند. هنگامی که سیستم تنظیم مجدد سیستم خود نمی تواند انجام شود ، پرسنل تعمیر و نگهداری می توانند آن را به صورت دستی بررسی و تنظیم مجدد کنند تا خطرات ایمنی را به طور کامل از بین ببرد.

2.3 ساخت و ساز سکوی هوشمند

نرم افزار سیستم کنترل متمرکز سیستم زیمنس WINCC را با سرورها و ایستگاه های اپراتور معماری C/S اتخاذ می کند. تحت این معماری ، سرور محیط عملیاتی را فراهم می کند. ایستگاه اپراتور می تواند تصاویر رابط را نمایش داده و پردازش کند و در صورت بروز گسل می تواند به سرعت از بین برود و بازگردد. داده های جمع آوری شده توسط سنسورهای مختلف و نظارت تصویری در معدن در صفحه نمایش مرکز کنترل زمین به شکل داده ها و گرافیک ها ارائه شده است و وضعیت تولید معدن و وضعیت حمل و نقل سیستم جریان ذغال سنگ اصلی به روش ها و اشکال مختلف منعکس می شود. اعزام مدیران و رهبران وظیفه مین می توانند آزادانه مرور و پخش را بررسی و پخش کنند ، اطلاعاتی مانند وضعیت عملکرد نقاله ، جریان زغال سنگ ، داده های مقیاس الکترونیکی و گزارش های ستونی تجزیه و تحلیل تولید را مشاهده کنند. پلت فرم مرکز کنترل متمرکز شامل یک شبکه حلقه سیستم مانیتورینگ ، صفحه نمایش مانیتورینگ و یک مرکز پردازش رایانه و غیره است و از مجموعه های مختلفی از صفحه نمایش LED برای ارائه وضعیت عملکرد هر دستگاه استفاده می شود که برای نظارت همزمان و تعویض صحنه های مختلف مناسب است.

3 برنامه سناریو

3.1 عملکرد تبعیض هوشمند و شناسایی

دستگاه های نظارت تصویری در مسیرهای اصلی حمل و نقل و نقاط انتقال سیستم حمل و نقل جریان ذغال سنگ اصلی برای دستیابی به ضبط تصویر و پردازش داده ها نصب شده اند. هنگامی که عملکرد غیر طبیعی یافت می شود ، نوار نقاله کمربند می تواند از راه دور متوقف شود و اطلاعات غیر طبیعی را می توان به موقع انجام داد تا از جلوگیری از بقایای پناهگاه زغال سنگ و اطمینان از رسیدگی سریع گسل استفاده شود. فن آوری دستیابی و تشخیص تصویر ویدیوی نظارت با الگوریتم AI ترکیب شده است. تصاویر اکتسابی می توانند بعد از پردازش دیجیتالی توسط سیستم رایانه ، به صورت شهودی تر در قالب مدل های داده ارائه شوند. با ترکیب داده های بارگذاری سنسور و الگوریتم AI ، مقادیر دقیق گسل را می توان بدست آورد و از این طریق به تنظیم دقیق نقاله کمربند دست یافت. صفحه نمایش تیراندازی واقعی در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 نمایش اطلاعات غیر طبیعی از کسب ویدیو

در شکل 1 ، صفحه نمایش وضعیت عملکرد نوار نقاله کمربند ضبط شده توسط دوربین نظارت هوشمند نشان داده شده است ، از جمله زغال سنگ که در ذغال سنگ ذغال سنگ قرار گرفته است ، اشیاء خارجی مانند سیاهههای مربوط به کمربند نقاله ، قطعات بزرگی از باند زغال سنگ و انحراف نقاله. هنگامی که پدیده فوق رخ می دهد ، دستگاه حفاظت از شمع ذغال سنگ هشدار اولیه را صادر می کند ، و پس از اینکه سیگنال به عقب تغذیه می شود ، نقاله کمربند به طور خودکار شروع به آزاد کردن انبار می کند و میزان زغال سنگ موجود در سطل زغال سنگ زغال سنگ را کاهش می دهد. هنگامی که اشیاء خارجی و قطعات بزرگ باند مشخص می شوند ، نوار نقاله کمربند به موقع متوقف می شود و اتاق اعزام از سیستم ارتباطی زیرزمینی برای تماس با نزدیکترین اپراتور برای تمیز کردن اشیاء خارجی و از سرگیری دستگاه استفاده می کند. هنگامی که کمربند نقاله منحرف می شود ، میزان زغال سنگ در نقطه انتقال و موقعیت نقطه افت زغال سنگ با تنظیم سرعت تبدیل فرکانس اتوماتیک تنظیم می شود و پس از تصحیح توسط غلتک ضد انحراف کمکی ، دوباره عمل می کند و تنظیم مجدد می شود.

3.2 عملکرد تنظیم سرعت تبدیل فرکانس هوشمند

سیستم تنظیم سرعت تبدیل فرکانس هوشمند عمدتاً از شناخت هوش مصنوعی دوربین های هوشمند ، سرورهای ویدئویی و تجهیزات ترمینال کنترل از راه دور تشکیل شده است. این یک سیستم مانیتورینگ تمام آب و هوا ، مداوم و بلند مدت است. با توجه به مدل تنظیم سرعت بهینه سازی غیرخطی نظریه ریاضیات فازی ، شاخص های هشدار دهنده اولیه و ویژگی های وضعیت خرابی های کمربند نقاله غیر طبیعی تنظیم شده است. هنگامی که نوار نقاله کمربند دارای جریان بیش از حد زغال سنگ یا اضافه بار است ، فرستنده لیزر نصب شده در مسیر نقاله در حال اجرا از بازخورد لیزر ، همراه با داده های جمع آوری شده توسط سنسور ضد انحراف برای تجزیه و تحلیل جامع ، برای تنظیم سرعت نسبی در حال اجرا دو نوار حامل مجاور ، مقدار ذغال سنگ را کاهش داده و از فاصله بین آن در نقطه انتقال استفاده می کند و باعث کاهش بار در حال اجرا می شود ، به همان اندازه کاهش می یابد و میزان بار در حال تغییر است. برای دستیابی به اثر کنترل ضد انحراف از نقاله. کنترل تشخیص جریان ذغال سنگ در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2 کنترل تشخیص جریان ذغال سنگ

3.3 عملکرد کنترل صدا و ارتباطات

نقاله های اصلی در این معدن توسط KTC101 به طور مرکزی کنترل می شوند. یک خط به طور خاص در امتداد خط زیر قاب H کمربند نقاله آویزان شده است ، و گروهی از دستگاه های توقف اضطراری تحت کنترل صدا به ترتیب به ترتیب به هم وصل شده اند که همچنین می تواند به توقف اضطراری دستی کمک کند. این دستگاه به طور موثری از تصادفات ناشی از خطاهای مدیریتی در نقاط کور بازرسی محلی در امتداد خط به دلیل کمربندهای نوار نقاله بیش از حد یا کمبود کارگران پست جلوگیری می کند. هنگامی که نظارت بر ویدیو متوجه می شود که یک دستگاه خاص دارای یک تقصیر است و به درمان دستی نیاز دارد ، می توان نزدیکترین پرسنل را از طریق پخش صوتی برای رسیدگی به آن فراخوانی کرد و از جعبه کنترل صدا می توان برای بازخورد سریع اطلاعات به اتاق اعزام عمومی استفاده کرد. پس از تأیید اینکه این گسل از بین رفته است ، تجهیزات قابل ترمیم و مجدداً هستند. این زمان برای پرسنل تعمیر و نگهداری برای یافتن تلفن های ثابت برای بازخورد اطلاعات و تجهیزات را کوتاه می کند و باعث افزایش بازده بازخورد اطلاعات غیر طبیعی می شود. ساختار سیستم ارتباطی کنترل صدا در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3 نمودار شماتیک ساختار سیستم ارتباطات کنترل صدا

4 اثر کاربردی

4.1 اثر ایمنی

استفاده از سیستم کنترل از راه دور ، موقعیت های ثابت نقاط انتقال چندگانه ، کاهش صدمات شخصی ناشی از خرابی تجهیزات ، کاهش خطرات ایمنی عوامل انسانی و بهبود کارایی اتصال کلی عملکرد تجهیزات را از بین برده است. تحت عمل مشترک سیستم نظارت و بازخورد سنسور ، تصادفات ناشی از نوار نقاله های کمربند غیر طبیعی یا سوئیچ های فیدر به طور موثری از بین می روند و ایمنی عملکرد بهبود می یابد.

4.2 اثرات اقتصادی

پس از تحول هوشمندانه سیستم حمل و نقل جریان ذغال سنگ اصلی معدن ، میزان صرفه جویی در برق ماهانه 9 خط نقاله اصلی نزدیک به 13.7 ٪ افزایش یافته است. از طریق کنترل تبدیل فرکانس دیفرانسیل کمربند نقاله ، صورتحساب برق در حدود 481،000 یوان در ماه ذخیره شد. عملیات کمربند نقاله به خوبی حفظ شد که باعث کاهش سایش و پارگی شد و عمر تجهیزات مانند نوار نقاله های کمربند را تقریباً 3.5 ماه افزایش داد. هزینه سالانه تهیه کمربند نوار نقاله می تواند با 1.67 میلیون یوان با مزایای اقتصادی قابل توجهی صرفه جویی شود. پس از استفاده از فناوری تنظیم نظارت هوشمند و شناسایی و فن آوری تنظیم سرعت تبدیل فرکانس ، هدف تجاری کاهش کارکنان و بهبود کارآیی به طور مؤثر حاصل شد. در مقایسه با شیوه مدیریت تنظیم کارگران با موقعیت ثابت و کارگران بازرسی و نگهداری در هر نقطه انتقال ، پس از بهینه سازی فنی ، هزینه نیروی کار می تواند حدود 144000 یوان در ماه کاهش یابد.

5 نتیجه گیری

(1) از طریق مطالعه حالت عملکرد و روش کنترل نوار نقاله کمربند 9 خط اصلی حمل و نقل جریان ذغال سنگ در معدن ذغال سنگ این پروژه ، یک بستر کنترل فرکانس متغیر هوشمند برای سیستم اصلی حمل و نقل جریان زغال سنگ ساخته شده است. دوربین هایی با تشخیص هوشمند و توابع دستیابی به تصویر در مسیرهای حمل و نقل و نقاط انتقال نصب شده اند. پس از دستیابی به تصویر و پردازش داده ها ، گرافیک و داده های بصری و بصری به دست می آید که برای عیب یابی به موقع و رسیدگی به خطرات پنهان مناسب است. در عین حال ، سرعت نقاله به طور خودکار با توجه به جریان ذغال سنگ تنظیم می شود ، به طوری که برای دستیابی به اثر صرفه جویی در مصرف انرژی کنترل هوشمند.

(2) پس از تحول و بهره برداری از سیستم اصلی حمل و نقل جریان زغال سنگ ، نه تنها خطر خطاها را در عملکرد دستی و نگهداری موقعیت های متعدد کاهش می دهد ، ایمنی شخصی کارگران را تضمین می کند ، بلکه سایش و پارگی تجهیزات مانند کمربند نقاله و غلتک را نیز کاهش می دهد و عمر خدمات را گسترش می دهد. طبق محاسبات ، 481،000 یوان در صورتحساب برق در هر ماه صرفه جویی می کند ، 1.67 میلیون یوان را در هزینه های تهیه تجهیزات کمربند نقاله در هر سال صرفه جویی می کند و هزینه های نیروی کار را با 144،000 یوان در ماه کاهش می دهد ، با مزایای اقتصادی و ایمنی قابل توجهی. $ $