基于人工智能的皮帶輸送控制系統優化措施研究

李雙雙 李博文 朱德江 李曉哲

摘 要：皮帶輸送在煤礦上產系統中擔負著至關重要的作用，是煤礦企業確保生產、連續、穩定運行的重要工程。本文通過對煤礦皮帶輸送的現狀以及需求進行分析，并對基于人工智能的皮帶輸送控制系統優化措施進行了探究。

關鍵詞：皮帶輸送;人工智能;控制系統;優化

1引言

隨著技術水平的不斷進步，電子傳感技術和人工智能技術不斷應用和推廣，在漫長的煤礦發展過程中，迎來了巨大的變革。人工智能系統作為煤礦發展的新的增長點，在煤礦行業的作用不斷發展，成為未來煤礦發展的重要趨勢。

當前，煤礦運輸系統仍然以皮帶輸送為主，傳統皮帶輸送系統不斷引入新的技術，人工智能在皮帶輸送系統的發展中取得了巨大的成效，發揮了顯著的作用。

2煤礦皮帶輸送現狀

當前我國煤礦皮帶輸送技術仍然以傳統皮帶輸送系統為主，通過人工控制電力和設備運行參數，來實現皮帶運輸機的動力調整，從而實現皮帶輸送功率、效果功能的調整，進而輸送效果的改變。此外，隨著變頻電機的使用，在一定程度上提高了皮帶輸送效果的改變和效果。但是由于控制機理仍然以人工調整為主，系統功能的運行對于人員的參與要求較高，結合煤礦生產難以持續穩定的，且在系統設備運行過程中，處理動作的不連續性等，均會造成供料和輸送壓力的變化。

當供料較多，系統運行負荷高，系統壓力大，不及時的調整極易造成系統設備，電流過大，導致皮帶輸送機，電機故障甚至損壞。相反當，供料不足時，會出現斷料和料現象，進而造成地符合運轉或者空載運行，運行功率浪費較大。

煤礦引進先進的人工智能技術和裝備，對皮帶輸送系統進行智能化升級，通過建設傳感系統、數據傳輸系統、分析處理系統、動作執行系統，通過編制程序以及控制模式見系統各項功能進行系統的連接和設置，實現對各類情況下的監控和動作。在一定程度上，達到了人工智能的效果。

3皮帶輸送系統需求分析

煤礦綜采系統的皮帶輸送機需求分析主要針對煤礦井下皮帶輸送系統進行分析。當前煤礦采礦基本采用煤礦綜采系統，煤礦綜采系統對于工作面作業的連續性、穩定性、高負荷性、以及能適應環境的復雜性。皮帶輸送系統在一定程度上，滿足所有的需求。

3.1連續性方面

皮帶輸送系統由皮帶架、托輥、皮帶主動輪、從動輪、皮帶等主要元件組成，通過主動輪的運轉，實現皮帶在上下兩側實現單向的往復運動，進而實現產品的連續性輸送，進而保障綜采。的連續推進和煤礦的快速運輸。同時，對于作業場地要求不高長距離輻射，特殊條件下可以通過設置輸送方向、角度變化，設置中轉系統實現復雜地形的轉送和連續供應。

3.2穩定性方面

一方面皮帶輸送系統組成元件簡單，系統動作單一，出現特殊情況下的設備損壞情況較小，確保了系統的穩定運行和連續保障，除去特殊情況下的檢修，基本檢修為日常檢修，基本可控，在時間方面，也確保了運行的穩定性。另一方面，皮帶輸送系統一般情況下移動較少，運行期間位置基本固定不動，因此對于系統運行期間、停運期間的損耗也相對較小，進而確保了系統可以在穩定的條件下實現連續運行。

3.3高負荷性方面

皮帶輸送機通過主動輪的運轉，實現物資的輸送，不受其他動力性物資控制，因此可以在長時間、高壓力的條件下，穩定運行時不需要人工干預，從而進行在連續性、穩定性的基礎上實現高負荷的連續運轉。同時，在非常規地形的中轉情況下，也可以實現穩定的高負荷運行。

3.4適應環境的復雜性方面

煤礦井下作業，長期處于高水、高濕、高粉塵的狀態下運行，對于系統組成、功能運行等方面要求較高。一方面，由于作業面的濕式作業和噴淋處理，造成物料在輸送過程中，面臨著長期超濕度狀態，部分巷道存在的淋水等，進入到物料中，導致輸送過程中水分的集聚，但基本上對運輸皮帶沒有影響。另一方面由于未能得到有效控制的粉塵以及高濕度對于托輥架的腐蝕基本上微乎其微，井下作業用電機基本上做到防塵和一定程度上的防水。因此，在非極端狀態下，皮帶輸送系統完全具備應對煤礦的日常運行過程中濕度、粉塵狀況的能力。

4基于人工智能的皮帶輸送控制系統的組成

基于人工智能的皮帶輸送控制系統主要由傳感系統、數據傳輸系統、分析處理系統、動作執行系統組成，系統通過采用壓力和速度傳感器等，你在輸送過程中產生的重力數據和速度數據進行收集，經轉換數字信號后，通過有線網絡和無線信號等傳輸方式，對收集的數據進行傳輸數據傳輸，分析處理系統在接收到傳輸來的傳感信號后，對信號進行分析匯總，通過各類數據分析的算法，進行驗證后，將對應的動作信號以數字信號的模式進行傳輸，經動作執行系統轉換后，對皮帶輸送系統進行控制，改變變頻頻率和控制電機轉速，進而實現全過程的智能分析和智能動作。

5基于人工智能的皮帶輸送控制系統存在問題以及優化措施

5.1高精尖方向優化

在當前的人工智能皮帶輸送控制系統中，由于傳感元件對現場條件要求相對較高，煤礦井下作業環境復雜，光照、濕度、粉塵、噪聲等多方面因素，對各類傳感器均有不同程度影響，因此，在選擇和設置傳感器方面，應該朝著高精尖方向發展，不斷提升傳感器的穩定性和靈敏性，提高監測數據的高精確性和冗余的自動消除，從根本上保證人工智能的識別正常。

同時，在控制系統方面，也需要通過高精尖化發展，實現各類細節動作的微動作和微調整，從末端對高精尖控制予以落實，實現控制的精準。

5.2一體化方向優化

當前人工智能系統下的皮帶輸送系統，上脫離于綜采作業面的設備運行以及給料控制，綜采作業設備的運行與否，沒有直接與皮帶屬性系統進行綜合控制，相互之間沒有一體化的連接，因此在給料控制方面沒有穩定供料的概念，導致人工智能系統下的控制不穩定或頻繁動作。應當在現有基礎上，將綜采提供后設置緩沖倉或振動供料裝置，在供料前端予以控制，保障供料前的穩定狀態，從而為皮帶輸送系統的穩定運行創造條件，降低困難。通過對控制系統進行一體化建設和優化實現綜合的連續運轉和控制。

6結語

基于人工智能的皮帶輸送發展是煤礦井下綜采發展的必然趨勢，隨著技術的發展、理念的完善，智能的、一體化的煤礦輸送，定會在未來煤炭行業發展中發揮決定性的作用。

參考文獻

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