皮带机调速的系统的制作方法

本实用新型涉及煤矿输送领域，具体而言，涉及一种皮带机调速的系统。

背景技术：

在煤矿安全生产和运营管理中，煤流运输系统占有极其重要地位。由于煤流运输系统距离长、设备多、装机容量大，整个系统所消耗的电力及材料在煤矿生产成本中占有很大的比重。如何对煤流运输系统进行优化管理，降低煤流系统运输成本，减少运输事故发生，是煤矿企业管理的重要课题。

近年来，随着自动化技术、工业以太网技术、工业电视技术在煤矿的应用，我国煤流自动化控制技术取得了较大发展，各矿井实现了对整个煤流运输系统的地面远程集控。部分煤矿还对带式输送机加装了变频调速系统。

现有技术中存在对皮带进行变频改造，以及利用PLC等集控装置将逆煤流启动改为顺煤流启动的改进方案，但是，由于皮带运送煤流量变动频繁、波动大，皮带组配合情况复杂；并且，通过实验证明超声波、红外和皮带秤也不能作为变频器稳定的检测前端，并且目前皮带变频改造仅仅发挥出变频器的软启动特性，无法形成闭环变频器的节能特性，并且，变频器还有其自身的缺点：电子元器件故障率高、占地空间大等特点。也即现有技术中，无法实现对煤流运输系统中的皮带机进行闭环调速。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种皮带机调速的系统，以至少解决现有技术中无法实现对煤流运输系统中的皮带机进行闭环调速的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种皮带机调速的系统，包括：皮带机，用于输送物料；至少一个摄像机，设置于上述皮带机上，用于拍摄得到上述皮带机中的上述物料的状态信息；工控主机，与上述至少一个摄像机连接，用于根据上述物料的状态信息确定上述皮带机的当前运行速度；调速器，分别与上述工控主机和上述皮带机连接，用于根据上述工控主机发送的控制信号调节上述皮带机的运行速度。

进一步地，上述工控主机还用于根据上述运行速度生成上述控制信号。

进一步地，上述工控主机还用于在监测到上述皮带机发生故障的情况下，控制上述调速器调节上述皮带机的速度为第一速度。

进一步地，上述工控主机还用于在监测到上述皮带机发生上述故障时生成并发送报警信息。

进一步地，上述系统还包括：报警语音箱，与上述工控主机连接，用于根据上述工控主机发送的上述报警信息生成报警信号。

进一步地，上述报警信息包括如下至少之一：上述故障发生的位置以及上述物料的状态信息。

进一步地，上述系统还包括：分析设备，分别与上述至少一个摄像机和上述工控主机连接，用于分析上述至少一个摄像机拍摄到的上述物料的状态信息，并向上述工控主机反馈分析得到的上述物料的状态信息。

进一步地，上述系统还包括：上位机，与上述工控主机通信连接，用于监测上述物料的状态信息和上述报警信息。

进一步地，上述工控主机还用于判断上述皮带机上是否存在上述物料，以及获取上述物料的运动速度。

进一步地，上述物料的状态信息包括如下至少之一：是否存在上述物料、上述物料的运动速度。

在本实用新型实施例中，通过皮带机，用于输送物料；至少一个摄像机，设置于上述皮带机上，用于拍摄得到上述皮带机中的上述物料的状态信息；工控主机，与上述至少一个摄像机连接，用于根据上述物料的状态信息确定上述皮带机的当前运行速度；调速器，分别与上述工控主机和上述皮带机连接，用于根据上述工控主机发送的控制信号调节上述皮带机的运行速度，达到了对煤流运输系统中的皮带组进行闭环调速的目的，从而实现了有效调节煤流运输系统的运行速度的技术效果，进而解决了现有技术中无法实现对煤流运输系统中的皮带机进行闭环调速的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的一种皮带机调速的系统的结构框图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的皮带机调速的系统的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

皮带机1、至少一个摄像机10(图中仅示意性示出一个)、工控主机12、调速器14、分析设备16、报警语音箱18。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1

根据本实用新型实施例，提供了一种皮带机调速的系统实施例，图1是根据本实用新型实施例的一种皮带机调速的系统的结构框图，如图1所示，该系统包括：皮带机1、至少一个摄像机10(图1仅示意性示出一个)、工控主机12、调速器14，其中，

皮带机1，用于输送物料；至少一个摄像机10，设置于上述皮带机上，用于拍摄得到上述皮带机中的上述物料的状态信息；工控主机12，与上述至少一个摄像机连接，用于根据上述物料的状态信息确定上述皮带机的当前运行速度；调速器14，分别与上述工控主机和上述皮带机连接，用于根据上述工控主机发送的控制信号调节上述皮带机的运行速度。

在本实用新型实施例中，通过皮带机，用于输送物料；至少一个摄像机，设置于上述皮带机上，用于拍摄得到上述皮带机中的上述物料的状态信息；工控主机，与上述至少一个摄像机连接，用于根据上述物料的状态信息确定上述皮带机的当前运行速度；调速器，分别与上述工控主机和上述皮带机连接，用于根据上述工控主机发送的控制信号调节上述皮带机的运行速度，达到了对煤流运输系统中的皮带组进行闭环调速的目的，从而实现了有效调节煤流运输系统的运行速度的技术效果，进而解决了现有技术中无法实现对煤流运输系统中的皮带机进行闭环调速的技术问题。

在一种可选的实施例中，上述物料的状态信息包括如下至少之一：是否存在上述物料、上述物料的运动速度。

在一种可选的实施例中，为了实现对煤矿现有煤流运输系统进行优化，上述皮带机调速的系统可以为一种基于机器视觉的皮带组永磁闭环调速系统。

需要说明的是，上述皮带机可以包括不同类型的调速装置，不同类型的调速装置可以同时对煤流量的速度不同的情况下，对煤流量的变化分别进行监测、跟踪、分类，只对满足预设条件的煤流量变化进行调速，其中上述预设条件可以是与不同的煤流量速度；不同类型的调速装置可以根据煤流量速度的不同，相应的对皮带机进行调速。

作为一种可选的实施例，在皮带机运输物料(例如，煤)的过程中，在皮带机带动物料通过监测区域的过程中，智能视频分析设备可以通过分析拍摄监测区域内的场景而得到的视频图像，获取皮带机运输的物料的特征参数，其中，物料的特征参数包括如下至少之一：物料的运动速度和物料的纹理。

在上述实施例所限定的方案中，上述皮带机运输物料的特征参数并不唯一，其中，上述物料的特征参数包括如下至少之一：有无该物料、物料的运动速度、物料的纹理；相应的地，根据物料的特征参数的不同，工控主机可以控制调速器自动对皮带机进行调速。

例如，可以通过智能视频分析设备分析摄像机拍摄监测区域内的场景而得到的视频图像，获取皮带机运输的物料的特征参数，根据采集得到的物料的特征参数(即物料的运动速度和物料的纹理)发出不同的监测信号，并将物料的特征参数的监测信号源全部接入工控主机，工控主机根据采集得到的物料的特征参数，发出控制信号给调速器，调速器自动对皮带机进行调速，以适应皮带机调速运行的要求，从而达到最佳节能的效果。

在本申请实施例中，上述调速器可以但不限于为永磁调速器，采用代替变频器作为调速装置，以高压变频器为例：由于高压变频器占地面积大、需要修建专门的变频器室改造成本高，而且变频运行10-15年后进入故障高发期，如果全面更换功率单元，整个功率单元成本占变频器成本的20％-30％，更换成本大，而永磁调速器为机械装置，使用寿命大于30年，可以达到故障率低，维护量少的目的。

在一种可选的实施例中，上述皮带机调速的系统可以包括：摄像机、分析设备(可以为智能视频分析设备)、工控主机、调速器和报警语音箱等，可以通过摄像机拍摄得到上述皮带机中的物料的状态信息，工控主机根据所述物料的状态信息确定所述皮带机的当前运行速度，并根据所述当前运行速度生成所述控制信号，进而可以根据上述控制信号对调速器负载侧的皮带机或皮带机组进行调速，从而可以实现对皮带机的闭环调速。

作为一种可选的实施方式，在获取皮带机上待监测区域内物料的状态信息之前，设置一个或多个待监测区域，其中，上述待监测区域为监测皮带机的待监测区域，可以通过在皮带机上方的预定位置部署拍摄设备来实现，具体的，在皮带机上方的预定位置部署拍摄设备之后，该拍摄设备可以拍摄该皮带机的待监测区域的视频图像，所拍摄的视频图像中所包含的区域为监测区域。

此处需要说明的是，上述监测区域的范围和形状可以多样化，例如，可以通过调整摄像头的镜头形状在视场内获取任意形状的监测区域，满足不同场景下对煤流量监测的需求。

在一种可选的实施例中，上述工控主机12还用于根据上述运行速度生成上述控制信号。

在一种可选的实施例中，上述工控主机12还用于在监测到上述皮带机发生故障的情况下，控制上述调速器调节上述皮带机的速度为第一速度。

具体的，上述第一速度为皮带机在怠速状态运行时的速度。

在上述实施例所提供的方案中，根据上述监测皮带机是否发生故障的情况，可以发出监测信号给工控主机，在监测信号满足工控主机预先设置的条件的情况下，上述工控主机可以发送控制信号给调速器，上述工控主机预先设置的条件可以是达到需要转速的条件，进而利用调速器控制电机转速以实现皮带机高速、中速、低速、怠速的自动切换，达到调节皮带机速度的目的。

在一种可选的实施例中，图2是根据本实用新型实施例的一种可选的皮带机调速的系统的结构框图，如图2所示，上述系统还包括：分析设备16，分别与上述至少一个摄像机10(图2仅示意性示出一个)和上述工控主机12连接，用于分析上述至少一个摄像机拍摄到的上述物料的状态信息，并向上述工控主机反馈分析得到的上述物料的状态信息。

在一种可选的实施例中，上述工控主机12还用于在监测到上述皮带机发生上述故障时生成并发送报警信息。

在一种可选的实施例中，仍如图2所示，上述系统还包括：报警语音箱18，与上述工控主机12连接，用于根据上述工控主机发送的上述报警信息生成报警信号。

在一种可选的实施例中，上述报警信息包括如下至少之一：上述故障发生的位置以及上述物料的状态信息。

本申请中的智能视频分析设备可以通过摄像机的拍摄功能来监测皮带机是否发生故障，在智能视频分析设备监测到皮带机发生故障的情况下，调节皮带机的速度为第一速度，并产生报警信息，其中，报警信息包括如下至少之一：故障发生的位置以及皮带机的状态，实现了无调速运行状态，保障了煤矿皮带机在故障发生的情况下快速处理故障，确保安全生产。

在一种可选的实施例中，智能视频分析设备可以通过摄像机的拍摄功能来监测皮带机是否发生故障，在任意一个皮带机的任意一个部位的设备发生异常或出现故障的情况下，智能视频分析设备监测到故障发生的具体位置以及皮带机的状态，例如，摄像机的视频信号丢失，摄像机拍摄的视频模糊，工控主机故障，调速信号器故障，及时的调转到皮带机怠速状态运行，暂时性的隔离出皮带机。

在另一种可选的实施例中，监测到皮带机发生故障之后或同时，上述工控主机同时报警语音箱以语音的方式报警给现场巡检人员，并将故障发生的位置以及皮带机的状态同步上传至地面主机服务器，地面主机服务器同时语音报警，显示报警故障位置，状态等。提醒工作人员处理故障，当故障处理完成，皮带机即可恢复到正常运行状态。

在一种可选的实施例中，上述系统还包括：上位机，与上述工控主机通信连接，用于监测上述物料的状态信息和上述报警信息。

作为一种可选的实施方式，上述工控主机还用于判断上述皮带机上是否存在上述物料，以及获取上述物料的运动速度。

在本实用新型实施例中，通过皮带机，用于输送物料；至少一个摄像机，设置于上述皮带机上，用于拍摄得到上述皮带机中的上述物料的状态信息；工控主机，与上述至少一个摄像机连接，用于根据上述物料的状态信息确定上述皮带机的当前运行速度；调速器，分别与上述工控主机和上述皮带机连接，用于根据上述工控主机发送的控制信号调节上述皮带机的运行速度，达到了对煤流运输系统中的皮带组进行闭环调速的目的，从而实现了有效调节煤流运输系统的运行速度的技术效果，进而解决了现有技术中无法实现对煤流运输系统中的皮带机进行闭环调速的技术问题。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

基于本申请上述实施例，可以实现对皮带组的闭环调速，将整个煤流运输系统原有的逆煤流起动方式更改为顺煤流起动。可以达到节约皮带组的空载耗能的目的，并且可以实现皮带转速根据煤流量变化而变化的技术效果，实现了动态节能。

作为一种可选的实施例，根据皮带转速与磨损的比例关系测算，当转速下降一半时皮带及滚筒的磨损相应减轻30％，年约节约材料费用100万元，且延长了皮带机的使用寿命。加之，此系统使皮带组自动化大幅提高，减少了现场人工人员值班费用。

需要说明的是，本申请中的图1至图2中所示皮带机调速的系统的具体结构仅是示意，在具体应用时，本申请中的皮带机调速的系统可以比图1至图2所示的皮带机调速的系统具有多或少的结构。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。