CN111273601A - 地面储装智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面储装智能监控系统，主要用于露天煤矿储装作业中的危险源的监控、预警，降低煤矿企业安全事故风险。该监控系统包括监控站点、监控站点控制室，服务器，集中控制室以及通信模块。本发明利用分布式设置的监控站点的监控方式对煤矿企业的露天作业点进行实时监控，把工艺链条中的重要设备数据、运行数据、故障数据、巡检人员数据等进行数据丰富，生成有效信息，同时，在集中控制室进行数据汇总，建立数据池，为将来的数据分析、故障分析、事故追忆、运营调度、企业管理等提供数据支撑；并利用集中控制室进行联动控制，降低煤矿企业事故发生率。因此，适于推广应用。

Description

地面储装智能监控系统

技术领域

本发明涉及一种安全防护系统，具体地说，是涉及一种地面储装智能监控系统。

背景技术

以“科技驱动”取代“人力驱动”，把先进的技术、装备和管理引入煤炭生产，打造煤矿业生产现代化、智能化，持续推进“无人值守”升级改造，实现降低生产运行成本，降低安全事故隐患，为煤矿安全生产、稳定发展增添新动能。自动化、信息化是企业提高生产效率、生产质量、综合管理的有效工具，是现代化、智慧化企业的标志和基础，企业越高速发展，越要把安全放在第一位，当前煤矿企业事故偶有发生，这些事故都造成了重大的人员伤亡和财产损失，一部分企业事故是人为操作失误，一部分是设备维护维修不到位。

事故是小概率事件，但是事故发生的后果也许难以承受。千里之堤溃于蚁穴，因此需要从设备最容易发生事故风险的地方进行风险防控设计。

煤矿储装主要是露天作业，主要危险源为胶带纵撕断裂、胶带摩擦着火、煤炭自燃、带火装车、液压油泄露等。

胶带纵撕断裂、煤炭自燃的发生都会给企业带来很大损失，因此需要对胶带纵撕断裂和煤炭自燃都能有效的实时监控，用科技的手段、先进的设备对危险源的有效监控和预警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地面储装智能监控系统，主要用于露天煤矿储装作业中的危险源的监控、预警，降低煤矿企业安全事故风险。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种地面储装智能监控系统，包括：监控站点，分布式设置于矿区各作业点，对矿区各作业点进行实时状态监控，并对监控数据进行加密；监控站点控制室，每个监控站点对应一个监控站点控制室，获取对应监控站点内设备运行数据，实现对各监控站点内运行的设备进行独立控制，且监控站点控制室之间可进行数据交互，并将设备运行数据进行加密；服务器，获取加密的监控站点监控数据、监控站点设备运行数据；集中控制室，获取来自服务器解密后的监控数据、监控站点设备运行数据，对矿区各监控站点控制室进行集中、联动控制；通信模块，用于监控站点、监控站点控制室、服务器以及集中控制室之间的数据、信号传输。

进一步地，所述监控站点的监控数据包括：破碎站、二破车间内的刮板机、破碎机的电机温度检测数据、油温检测数据、震动检测数据；破碎站、二破车间、储煤仓、火车装车站、汽车装车站的胶带机的跑偏检测数据；储煤仓的煤炭温度检测数据；破碎站、二破车间、储煤仓、火车装车站、汽车装车站煤炭传输带撕裂检测数据；以及破碎站、二破车间、储煤仓、火车装车站、汽车装车站的视频监控数据。

进一步地，所述监控站点控制室通过PLC控制柜实现检测数据的接收并反馈控制信号对监控站点内运行的设备进行控制。

进一步地，所述服务器包括：数据获取单元，从所述监控站点、监控站点控制室获取加密的监控数据及设备运行数据；模式选择单元，选择获取的加密的监控数据及设备运行数据的处理模式；解密传输控制单元，当选定好数据处理模式后，对监控数据及设备运行数据进行解密传输。

进一步地，所述服务器还包括认证单元，对监控数据及设备运行数据进行认证，当监控数据及设备运行数据被认证为有效时，模式选择单元选择加密的监控数据及设备运行数据的处理模式。

进一步地，所述认证单元根据服务器内部存储的用于获取检测数据的设备识别码、各站点运行设备的设备识别码与数据获取单元获取的监控数据及设备运行数据的设备识别码是否相互匹配来对监控数据、设备运行数据进行验证。

进一步地，所述集中监控室通过程序对设备的运行参数进行分析，设置虚拟指标范围，超出范围计算机显示界面弹出警告界面，进行故障报警，警示灯声光报警提醒，指派工作人员到现场处理。

进一步地，所述通信模块采用光纤网络结合交换机实现监控站点、监控站点控制室、服务器以及集中控制室的数据交互。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明利用分布式设置的监控站点的监控方式对煤矿企业的露天作业点进行实时监控，把工艺链条中的重要设备数据、运行数据、故障数据、巡检人员数据等进行数据丰富，生成有效信息，同时，在集中控制室进行数据汇总，建立数据池，为将来的数据分析、故障分析、事故追忆、运营调度、企业管理等提供数据支撑；并利用集中控制室进行联动控制，降低煤矿企业事故发生率。

(2)本发明通过在个监控站点设置多种传感器及检测设备，针对露天矿的主要危险源：胶带纵撕断裂、胶带摩擦着火、煤炭自燃、带火装车、液压油泄露等进行实时监控，实现对设备监控的虚拟围栏、超界报警等功能，对于跑偏、堆煤、纵撕等风险可以视频观看和报警，结合跑偏、堆煤、纵撕等传感器，从技术上双重保监控设备障设备风险，做到可检测，可观看，对危险源进行有效预警。

(3)本发明中的服务器对于监控数据及设备运行数据的有效性进行在先认证，可有效提高控制及监控系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的服务器结构示意图。

图3为本发明的监控系统的监控方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1～3所示，本发明公开的一种地面储装智能监控系统，包括：监控站点，分布式设置于矿区各作业点，对矿区各作业点进行实时状态监控，并对监控数据进行加密。在矿区的露天作业点主要包括破碎站、二破车间、储煤仓、火车装车站、汽车装车站，因此将这些地方作为重点场所。对场所内的长时间运转的设备进行检测，用温度传感器对破碎机、刮板机的电机温度进行实时检测，有温度传感器对设备的工作油温及利用压力传感器对液压系统的油压进行检测；其中，所述温度传感器输出4-20mA信号接入监控站点控制室的PLC控制柜，由PLC控制系统实时监测温度，高温设定阈值报警并联锁。

并且由于破碎机遇到大块、铁器、煤矸石等高硬度物体时会产生较大的振动，用振动传感器可以实时检测电机的振动振幅，平时正常的振幅频率可以设定一个频率范围表示正常工作，当超出这个范围时，可以进行预警、联锁等，或者派人进行检查，对电机及周边设备都是一种保护。

本实施例中电机、减速机本体及前后轴振动检测、本体振动检测采用德国MMF公司振动传感器，能够有效的对于电机的振动监测频率和距离。

在火车装车站、汽车装车站中需要通过传送带进行物料输送，一条传送带在其生命周期中发生一次纵向撕裂可能性约有20％。价值数百万元甚至数千万元的输送带，一旦发生纵向撕裂事故，在很短时间内就会全部毁坏，造成巨大的经济损失。即使能够修补，也需要相当的人力和时间，对正常生产产生极大的影响。

因此，在本实施例中针对传送带设置了激光纵撕检测装置来检测传送带的状态，该装置可通过采购获得，其工作原理主要利用光学三角原理和回波分析原理成像，使用非接触测量传送带撕裂裂缝宽度和深度的精密传感器。半导体激光器发出的激光经镜片聚焦到被测物体上，反射光线被镜片收集后投射到CCD上。信号处理器通过三角函数计算CCD上的光电位置得到被测物的距离信息。

激光器和摄像头分别装置在上传送带的下侧，激光器向传送带底部发射一条带状激光，在传送带表面反射后由摄像头采集，并自动提取激光条纹中心，根据三角测距法分析传送带断面的高度和深度参数，实时输出到PLC控制柜机。经控制系统分析和数据还原，得到传送带底3D图像。可以直观判断传送带是否发生撕裂现象。

传送带跑偏和堵料是输煤时常见的现象，原因多种，本实施例通过传感器+摄像头虚拟围栏的方式来检测皮带的跑偏和堵料情况。如发生堵塞，防堵开关通过检测线路发出报警信号，立即停止皮带输送机，避免因堵塞引起输送系统瘫痪及设备的破坏性事故的发生。

防堵开关由检测板和限位开关组成，检测板受物料挤压向外倾斜触动限位开关，发出报警或停机信号，开关可自动复位，适用于粉尘大的恶劣环境。

利用溜槽附近的摄像头，24小时对此处进行视频监控，同时通过软件设置虚拟围栏，对物料的高度、宽度等设置阈值区域，对于超出高度或宽度的可报警或停机，在报警时工作人员可以通过视频进一步分析是否作出停机动作。

两种方式同时对堵料问题进行判断，有效保障胶带的安全和正常生产。

传送带跑偏检测主要是检测皮带的跑偏程度和扭曲程度，通过跑偏开关和摄像头对皮带的跑偏程度和扭曲程度实现自动报警和停机，避免昂贵的输送皮带受损或皮带扭曲造成的物料洒落等生产事故。跑偏开关具有两级动作，一级动作用于报警，二级动作用于自动停机。

对于储煤仓而言，煤堆积久容易自燃，目前现场是依靠通过人对储煤仓、输煤胶带上的煤的肉眼观察是否发生自燃，这个过程并不具备连续性和实时性，对于储煤仓、火车运输、汽车运输都存在风险，会造成重大事故。因此，本实施例对储煤仓煤的通过非接触方式进行温度检测，此次温度检测装置选用德国optris公司红外热成像仪。

并且上述站点均全方位覆盖有摄像机，摄像机全部采用海康威视公司一体化夜视防爆网络高清摄像机，该摄像机镜头可调焦，方便现场调试。由于现场煤矿环境，需要配置相关的防爆要求的接线盒、支架等。

上述监控数据采用光纤网络结合交换机实现监控站点、监控站点控制室、服务器以及集中控制室的数据交互。

监控站点控制室，每个监控站点对应一个监控站点控制室，获取对应监控站点内设备运行数据，实现对各监控站点内运行的设备进行独立控制，且监控站点控制室之间可进行数据交互，并将设备运行数据进行加密。所述监控站点控制室通过PLC控制柜实现检测数据的接收并反馈控制信号对监控站点内运行的设备进行控制。

服务器，获取加密的监控站点监控数据、监控站点设备运行数据；集中控制室，获取来自服务器解密后的监控数据、监控站点设备运行数据，对矿区各监控站点控制室进行集中、联动控制；通信模块，用于监控站点、监控站点控制室、服务器以及集中控制室之间的数据、信号传输。

所述服务器包括：数据获取单元，从所述监控站点、监控站点控制室获取加密的监控数据及设备运行数据；模式选择单元，选择获取的加密的监控数据及设备运行数据的处理模式；解密传输控制单元，当选定好数据处理模式后，对监控数据及设备运行数据进行解密传输。所述服务器还包括认证单元，对监控数据及设备运行数据进行认证，当监控数据及设备运行数据被认证为有效时，模式选择单元选择加密的监控数据及设备运行数据的处理模式。所述认证单元根据服务器内部存储的用于获取检测数据的设备识别码、各站点运行设备的设备识别码与数据获取单元获取的监控数据及设备运行数据的设备识别码是否相互匹配来对监控数据、设备运行数据进行验证。

所述集中监控室通过程序对设备的运行参数进行分析，设置虚拟指标范围，超出范围计算机显示界面弹出警告界面，进行故障报警，警示灯声光报警提醒，指派工作人员到现场处理。

通过上述设计，本发明利用分布式设置的监控站点的监控方式对煤矿企业的露天作业点进行实时监控，把工艺链条中的重要设备数据、运行数据、故障数据、巡检人员数据等进行数据丰富，生成有效信息，同时，在集中控制室进行数据汇总，建立数据池，为将来的数据分析、故障分析、事故追忆、运营调度、企业管理等提供数据支撑；并利用集中控制室进行联动控制，降低煤矿企业事故发生率。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地面储装智能监控系统，其特征在于，包括：

监控站点，分布式设置于矿区各作业点，对矿区各作业点进行实时状态监控，并对监控数据进行加密；

监控站点控制室，每个监控站点对应一个监控站点控制室，获取对应监控站点内设备运行数据，实现对各监控站点内运行的设备进行独立控制，且监控站点控制室之间可进行数据交互，并将设备运行数据进行加密；

服务器，获取加密的监控站点监控数据、监控站点设备运行数据；

集中控制室，获取来自服务器解密后的监控数据、监控站点设备运行数据，对矿区各监控站点控制室进行集中、联动控制；

通信模块，用于监控站点、监控站点控制室、服务器以及集中控制室之间的数据、信号传输。

2.根据权利要求1所述的地面储装智能监控系统，其特征在于，所述监控站点的监控数据包括：

破碎站、二破车间内的刮板机、破碎机的电机温度检测数据、油温检测数据、震动检测数据；

破碎站、二破车间、储煤仓、火车装车站、汽车装车站的胶带机的跑偏检测数据；

储煤仓的煤炭温度检测数据；

破碎站、二破车间、储煤仓、火车装车站、汽车装车站煤炭传输带撕裂检测数据；

以及破碎站、二破车间、储煤仓、火车装车站、汽车装车站的视频监控数据。

3.根据权利要求2所述的地面储装智能监控系统，其特征在于，所述监控站点控制室通过PLC控制柜实现检测数据的接收并反馈控制信号对监控站点内运行的设备进行控制。

4.根据权利要求1所述的地面储装智能监控系统，其特征在于，所述服务器包括：

数据获取单元，从所述监控站点、监控站点控制室获取加密的监控数据及设备运行数据；

模式选择单元，选择获取的加密的监控数据及设备运行数据的处理模式；

解密传输控制单元，当选定好数据处理模式后，对监控数据及设备运行数据进行解密传输。

5.根据权利要求4所述的地面储装智能监控系统，其特征在于，所述服务器还包括认证单元，对监控数据及设备运行数据进行认证，当监控数据及设备运行数据被认证为有效时，模式选择单元选择加密的监控数据及设备运行数据的处理模式。

6.根据权利要求5所述的地面储装智能监控系统，其特征在于，所述认证单元根据服务器内部存储的用于获取检测数据的设备识别码、各站点运行设备的设备识别码与数据获取单元获取的监控数据及设备运行数据的设备识别码是否相互匹配来对监控数据、设备运行数据进行验证。

7.根据权利要求1所述的地面储装智能监控系统，其特征在于，所述集中监控室通过程序对设备的运行参数进行分析，设置虚拟指标范围，超出范围计算机显示界面弹出警告界面，进行故障报警，警示灯声光报警提醒，指派工作人员到现场处理。

8.根据权利要求1所述的地面储装智能监控系统，其特征在于，所述通信模块采用光纤网络结合交换机实现监控站点、监控站点控制室、服务器以及集中控制室的数据交互。

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