CN112009998A - 应用于工业生产的配煤装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了应用于工业生产的配煤装置及系统，涉及工业生产控制技术领域，其中，该装置包括：配煤设备，煤质采集器、皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器，后端处理器根据配煤设备确定的原料煤量和预设运送速度，确定给煤机的目标运煤量，以使给煤机以预设运送速度将目标给煤量的原料煤量传送至皮带上；皮带秤用于以预设采样周期采集皮带上传送的煤炭原料的累计重量值；后端处理器用于计算指定周期内皮带传送的煤炭平均值；并更新目标运煤量和预设运送速度，以控制给煤机以更新后的预设运送速度将煤炭原料继续传送至皮带上。这种利用煤炭平均值作为实时反馈值，基于PID算法反馈调整给煤机的运送速度的方式，实现了实时调整给煤机运送速度的目的。

Description

应用于工业生产的配煤装置及系统

技术领域

本发明涉及工业生产控制技术领域，尤其涉及应用于工业生产的配煤装置及系统。

背景技术

由于煤田中地下煤层的分布不同，这就导致在开采过程中，同一煤矿所开采的不同煤层的原煤煤质不同。选煤厂在生产作业过程中，为了适应煤质的变化，需要将煤质不同的煤种以一定的比例进行配煤生产。现行配煤系统主要为：工人根据煤质的不同，分别设定各种煤种所占的比例，同时设定各个煤种完成配煤后的皮带的带煤量来完成配煤操作。但在具体实施过程中，给煤机给料量受原煤水分、原煤粒度组成以及给煤机本身的性能影响，导致了给煤机给煤量波动大，给煤量不均匀导致了配煤质量不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了应用于工业生产的配煤装置及系统，通过设置皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器等，通过对给煤机运输频率的调节，以实现了给煤机均匀提供给煤量的目的。

第一方面，本发明实施例提供了应用于工业生产的配煤装置，该装置包括：配煤设备，煤质采集器、皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器；该煤质采集器设置在煤炭供应端，用于采集煤炭供应端的至少一种煤炭原料的煤质参数，其中，煤质参数包括灰分；配煤设备用于获取煤质采集器采集的煤质参数，根据预设的配煤要求和该煤质参数，计算所需煤炭原料的原料煤量；其中，配煤要求包括目标煤的煤质参数和目标煤的总煤量；煤炭原料对应的给煤机设置在煤炭原料对应的皮带的一端，皮带秤设置在皮带上，皮带秤和给煤机均与后端处理器电连接；后端处理器用于根据原料煤量和预设运送速度，确定给煤机的目标运煤量，以使给煤机以预设运送速度将目标给煤量的原料煤量传送至皮带上；皮带秤用于以预设采样周期采集皮带上传送的煤炭原料的累计重量值；后端处理器用于利用指定周期内的累计重量值，求取指定周期内皮带传送的煤炭平均值；并根据煤炭平均值，更新目标运煤量和预设运送速度，以使给煤机以更新后的预设运送速度，将更新后的目标运煤量对应的煤炭原料继续传送至皮带上。

进一步的，后端处理器还用于计算皮带秤在当前指定周期采集的累计重量值与当前指定周期的目标运煤量的差值，得到当前指定周期的目标运煤差；以及，将当前指定周期的目标运煤差与下一指定周期的目标运煤量加和后得到的合数，作为下一指定周期的目标运煤量。

进一步的，该装置还包括频率比较器，频率比较器与后端处理器电连接；频率比较器用于比较预设运送速度对应的频率与标准运送频率之间的大小，且，当预设运送速度对应的频率超过标准运送频率时生成再开启信号；后端处理器用于在接收到再开启信号后开启设置在皮带上的另一台给煤机，以使另一台给煤机进行煤炭原料的传送，其中，皮带上设置有多台给煤机。

进一步的，该装置还包括运行时长统计器，运行时长统计器与后端处理器电连接；运行时长统计器，用于分别统计各个给煤机的运行时长；后端处理器用于按照运行时长由少到多的顺序将各个给煤机的开启优先级按由高到低进行设置；后端处理器还用于在接收到再开启信号后按照开启优先级按由高到低的顺序依次开启设置在皮带上的多台给煤机。

进一步的，后端处理器还用于在检测到累计重量值低于第一预设阈值时，生成第一变频信号；其中，第一预设阈值为给煤机未出现堵塞的情况下所能运送的煤炭重量的最小值；给煤机用于按照第一变频信号所对应的第一速度将给煤机对应的煤炭原料传送到皮带上；皮带秤，用于采集皮带在第一速度运行下的第一重量值；后端处理器还用于比较第一重量值与第一预设阈值的大小，且，当第一重量值小于第一预设阈值时，判定给煤机堵塞。

进一步的，该装置还包括水分采集器，水分采集器与后端处理器相连接；水分采集器用于采集给煤机的水分值；后端处理器还用于在检测到水分值超出标准水分值，且，检测到累计重量值高于第二预设阈值时，生成第二变频信号；其中，第二预设阈值为给煤机未出现溃仓情况下所能运送的煤炭重量的最大值；给煤机用于按照第二变频信号所对应的第二速度将给煤机对应的煤炭原料传送到皮带上，其中，第二速度比第一速度慢；皮带秤用于采集皮带在第二速度运行下的第二重量值；后端处理器还用于比较第二重量值与第二预设阈值的大小，且，当第二重量值大于第二预设阈值时，判定给煤机溃仓。

进一步的，该装置还包括图像采集器，图像采集器与后端处理器电连接；图像采集器用于获取预设位置的煤炭原料的图片信息；其中，预设位置包括给煤机的位置和皮带的位置；后端处理器用于在检测图片信息中所含水痕图样大于预设长度时，确定给煤机溃仓；其中，预设长度为给煤机未出现溃仓时对应的水痕图像的最大长度值；以及，在检测图片信息中的给煤机的给料口在预设时间内存在完全相同的煤炭原料时，确定给煤机堵塞。

进一步的，后端处理器还用于当皮带的运行速度保持不变时，检测到皮带传送的煤炭原料的累计重量值的增幅大于预设增幅值时，判定给煤机溃仓。

进一步的，后端处理器用于对图像采集器所采集的图片信息进行识别，获取图片信息的煤炭原料的粒度值，并对煤炭原料的煤质参数、粒度值、第一变频信号、第一重量值和水分值进行机器学习，且，根据机器学习的结果建立频率供给模型；后端处理器还用于根据频率供给模型更新给煤机的预设运送速度对应的频率。

第二方面，本发明实施例提供了应用于工业生产的配煤系统，该系统包括：监视器和上述第一方面所述的应用于工业生产的配煤装置；监视器和应用于工业生产的配煤装置电连接；监视器用于实时监测应用于工业生产的配煤装置的运行状态，且，当运行状态异常时向外发出报警。

本发明实施例提供的应用于工业生产的配煤装置及系统，其中，该装置包括配煤设备，煤质采集器、皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器，该煤质采集器采集煤炭供应端的至少一种煤炭原料的煤质参数，该煤质采集器采集煤炭供应端的至少一种煤炭原料的煤质参数，配煤设备获取煤质采集器采集的煤质参数，根据预设的配煤要求和该煤质参数，计算所需煤炭原料的原料煤量；给煤机设置在皮带的一端，皮带秤设置在皮带上，皮带秤和给煤机均与后端处理器电连接，后端处理器根据原料煤量和预设运送速度，确定给煤机的目标运煤量，以使给煤机以预设运送速度将目标给煤量的原料煤量传送至皮带上；皮带秤用于以预设采样周期采集皮带上传送的煤炭原料的累计重量值；后端处理器用于根据指定周期内的累计重量值，求取指定周期内皮带传送的煤炭平均值；并根据煤炭平均值，更新目标运煤量和预设运送速度，以使给煤机以更新后的预设运送速度，将更新后的目标运煤量对应的煤炭原料继续传送至皮带上。这种根据目标煤的煤质参数确定煤炭原料占比和重量的方式，便于根据实际煤炭原料的情况自主控制生产，此外，在控制给煤量的时候，利用煤炭平均值作为实时反馈值，基于PID算法反馈调整给煤机的运送速度，减小了外界因素导致的煤炭运送误差，确保了后端处理器能够根据实际需求实时调整给煤机的运送速度，从而有效控制了给煤机的运送速度，保障了配煤的均匀性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种应用于工业生产的配煤装置的连接图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种应用于工业生产的配煤装置的连接示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的另一种应用于工业生产的配煤装置的连接图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种应用于工业生产的配煤装置的结构框架图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种应用于工业生产的配煤系统的结构连接图。

图标：1-给煤机；2-皮带秤；3-后端处理器；4-皮带；5-上位机；6-服务器；7-图像处理器；8-图像采集器；9-监视器；10-应用于工业生产的配煤装置；11-频率比较器；12-运行时长统计器；13-水分采集器；14-配煤设备；15-煤质采集器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，在将不同煤层的煤炭进行配比的过程中，给煤机给料量受原煤水分、原煤粒度组成以及给煤机本身的性能影响，导致其给煤量波动大，不均匀；同时，皮带秤因为本身的原因存在误差较大，波动频繁的问题，也不能保证配比的稳定性和配煤的均匀性。上述各种因素的影响导致无法保障配煤的均匀性。

基于此，本发明实施例提供了一种应用于工业生产的配煤装置及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1所示的一种应用于工业生产的配煤装置的连接图，该应用于工业生产的配煤装置具体包括：配煤设备14，煤质采集器15、皮带4(未在图1中绘出)、给煤机1、皮带秤2和后端处理器3。

上述煤质采集器设置在煤炭供应端，用于采集煤炭供应端的至少一种煤炭原料的煤质参数，其中，煤质参数包括灰分；煤炭供应端可以为挖掘煤炭等提供煤炭原料的地方。

上述配煤设备与煤质采集器连接，该配煤设备用于获取煤质采集器采集的煤质参数，根据预设的配煤要求和该煤质参数，计算所需煤炭原料的原料煤量；其中，上述配煤要求包括目标煤的煤质参数和目标煤的总煤量；

在计算煤炭原料的原料煤量的过程中，配煤设备可以通过历史经验或者预存的配煤原则，根据目标煤的煤质参数，确定煤炭原料的种类和多种煤炭原料的比例。

以该配煤装置应用在选煤厂对应的工业生产为例进行举例说明，由于在选煤厂采煤的过程中从不同煤层中开采出来的煤炭的含水率、粒度等煤质参数是不同的，因此，图2示出了一种应用于工业生产的配煤装置的连接示意图，该装置的给煤机1可以按照煤层的不同分别放置在不同的原煤仓中，之后，不同原媒仓中的煤炭原料经对应的给煤机1及皮带4传送后进入到缓冲仓中，并进一步将不同煤质的煤炭原料混合。为了方便操作，在本装置中，煤炭原料对应的给煤机1设置在煤炭原料对应的皮带4的一端，皮带秤2设置在皮带4上，皮带秤2和给煤机1均与后端处理器3电连接。

后端处理器用于根据原料煤量和预设运送速度，确定给煤机的目标运煤量，以使给煤机以预设运送速度将目标给煤量的原料煤量传送至皮带上；

在具体实现时，预设运送速度通常是根据最终汇合的皮带所能承受的处理量、配煤所需要的煤炭原料的种类数、以及煤炭原料的占比确定的，即，A煤炭占比和B煤炭的占比为x:y，所能处理量对应的给煤速度为V，则A煤炭对应皮带的预设运送速度为

B煤炭对应皮带的预设运送速度为

例如，采用煤炭原料A煤和B煤进行配煤的过程中，具体为A煤给在1#运输皮带，B煤给在2#运输皮带。如果配比为1:1。1#皮带，2#皮带最终汇合于3#皮带。3#皮带的处理量有限，例如为1000t/h。则配煤时，则只要让1#皮带的皮带读数在500t/h附近(运煤速度)，2#皮带也保持在这个水平。则可以按1:1配煤。因此，上述A煤的运煤速度和B煤的运煤速度由直接可以由配比，以及3#皮带设定的给煤(单位时间的给煤量，单位t/h)速度得到。

后端处理器在控制给煤机以预设运送速度传送煤炭原料时，后端处理器通常对给煤机采用PID反馈控制，以保证给煤机的实际运送速度等于预设运送速度。

需要进行说明的是，上述后端处理器3可以为PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)，也可以为电连接的服务器和上位机。当后端处理器为PLC时，在工业控制现场即可实现对皮带、给煤机、皮带秤的状态进行处理，信号传输损耗小，处理方便及时；当后端处理器3为电连接的服务器和上位机时，服务器可以通过无线传输方式或有线传输方式(如网线)获取皮带、给煤机、皮带秤的状态，并对上述状态进行进行统一处理得到对应的指令，之后，将服务器计算出的指令再发送给上位机，由现场的上位机对皮带、给煤机、皮带秤等进行直接控制。

在配煤过程中，首先先开启给煤机1，使给煤机1按照预设运送速度将煤炭原料传送到皮带4上，在实施过程中，预设运送速度对应的频率通常为市电所对应的频率50HZ，预设运送速度为50HZ频率对应下的给煤机1带动皮带4的运送速度，频率和速度的具体对应关系以及预设运送速度具体的数值这里不做限定其可根据实际使用场景进行计算。

在给煤机1通过皮带4传送煤炭原料的过程中，皮带秤2实时监测皮带4的瞬时给煤量(单位时间的给煤量)，由于给煤的瞬间可能会导致给煤的瞬间时刻的瞬时给煤值较大，后一瞬间的瞬时给煤值可能较小，即该瞬时给煤量存在较大的波动，该瞬时给煤值无法真实反映给煤机的给煤情况，为了较好地监控给煤机1的给煤情况，可以通过预设时段内的煤炭平均值代替上述瞬时给煤量，在计量皮带4所带动的煤炭重量的平均值的过程中，皮带秤2用于以预设采样周期采集皮带上传送的煤炭原料的累计重量值；后端处理器3用于根据指定周期内的累计重量值，获得指定周期内皮带传送的煤炭平均值；并根据煤炭平均值，更新目标运煤量和预设运送速度，以使给煤机以更新后的预设运送速度，将更新后的目标运煤量对应的煤炭原料继续传送至皮带上。

其中，上述预设采样周期可以为实时采样周期，也可以根据皮带秤的识别重量的灵敏度设定该周期。在皮带枰采集累计重量值的过程中，皮带秤也可以采集煤炭的瞬时重量值，进而通过指定时间内的瞬时重量值加和，获得累计重量值；上述指定周期通常包括多个采样周期，在计算煤炭平均值时，可以通过累计重量值除以指定周期得到。

在更新目标运煤量和预设运送速度的过程中，后端处理器3可以根据目标运煤量和指定周期计算得到的煤炭平均值计算实时运送速度对应的频率，在具体计算实时运送速度对应的频率过程中，可以将煤炭平均值代替瞬时给煤量，作为PID(Proportion-Integral-Derivative，比例-积分-微分)算法调节的实时反馈值，目标运煤量作为PID算法的给予值，基于目标运煤量和煤炭平均值的差值，基于PID算法计算实时运送速度对应的频率，以保证在全运送过程中煤炭原料的运送量达到煤炭原料的原料煤量，这样，给煤机1能够用来将预设运送速度更新为实时运送速度的数值，并且，给煤机1按照更新后的预设运送速度继续将煤炭传送到皮带4上，这种通过调整给煤机1的运送速度的方式，可以达到调整皮带4传送的煤炭原料的煤炭量的目的。

因此，这种将煤炭平均值作为实时反馈值，并基于PID算法反馈调整给煤机1的运送速度的方式，与直接采用预设速度的方式或将皮带4的煤炭重量的瞬时值作为实时反馈值相比，计算出煤炭平均值能够更为准确的反映皮带4的运煤情况，从而能够更加有效的调节皮带4传送煤炭的重量，以精确控制煤炭的输送量。

上述实施例提供的应用于工业生产的配煤装置包括配煤设备，煤质采集器、皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器，该煤质采集器采集煤炭供应端的至少一种煤炭原料的煤质参数，配煤设备获取煤质采集器采集的煤质参数，根据预设的配煤要求和该煤质参数，计算所需煤炭原料的原料煤量；给煤机设置在皮带的一端，皮带秤设置在皮带上，皮带秤和给煤机均与后端处理器电连接，后端处理器根据原料煤量和预设运送速度，确定给煤机的目标运煤量，以使给煤机以预设运送速度将目标给煤量的原料煤量传送至皮带上；皮带秤用于以预设采样周期采集皮带上传送的煤炭原料的累计重量值；后端处理器用于根据指定周期内的累计重量值，求取指定周期内皮带传送的煤炭平均值；并根据煤炭平均值，更新目标运煤量和预设运送速度，以使给煤机以更新后的预设运送速度，将更新后的目标运煤量对应的煤炭原料继续传送至皮带上。这种根据目标煤的煤质参数确定煤炭原料占比和重量的方式，便于根据实际煤炭原料的情况自主控制生产，此外，在控制给煤量的时候，利用煤炭平均值作为实时反馈值，基于PID算法反馈调整给煤机的运送速度，减小了外界因素导致的煤炭运送误差，确保了后端处理器能够根据实际需求实时调整给煤机的运送速度，从而有效控制了给煤机的运送速度，保障了配煤的均匀性。

值得说明的是，上述配煤装置不但可以应用在实施例一对应的选煤厂对应的工业生产中进行煤炭的配置，还可以应用在火电厂、焦化厂，煤炭港口等其他需要配煤的工业生产中，对此本申请不进行限制。

在配煤的过程中，一般是将不同煤质的煤炭原料按比例控制，一条皮带4运输一种煤炭原料，精确控制皮带4给煤量，将多条皮带4的多种煤炭原料最终混合在一条皮带4上达到配煤目的；当有多条皮带4同时运送一种煤炭原料的时候，可根据每条皮带4中所运送的煤炭原料的原煤粒度、水分、矸石含量的影响，来进行实时频率调节每条皮带4的运煤量，以达到同种煤炭原料的有效运输。

为了保证各煤种实时比例及配煤总量，后端处理器3还用于计算皮带秤在当前指定周期采集的累计重量值与当前指定周期的目标运煤量的差值，得到当前指定周期的目标运煤差；以及，将当前指定周期的目标运煤差与下一指定周期的目标运煤量加和后得到的合数，作为下一指定周期的目标运煤量。

(1)皮带秤2用于在当前指定时段内采集皮带4上传送的累计重量值n，其中，n的取值范围为自然数；

(2)后端处理器3用于计算当前指定周期的目标运煤量N与n之间的差值，并且，将下一指定周期的目标运煤量更新为原下一指定周期的目标运煤量与上述差值的和，即在下一指定周期内除了运送原下一指定周期的目标平均运煤量之外，还要运送当前指定周期未达到的目标运煤量的差值。

另外，为了保证上述补偿过程中的煤炭量不会超出皮带所能承受的最大值，后端处理器3还用于下一指定周期的目标运煤量超过预设运煤量时，以该预设运煤量作为下一指定周期的目标运煤量进行运煤；

为了防止给煤量波动巨大且频繁，后端处理器3还用于当上述差值不在预设补偿范围内，以预设补偿范围的临界值作为上述差值进行补偿，例如，当要补偿的差值为10t/min时，由于补偿的上限为5t/min，则设定上述差值为5t/min。

通过上述两种方式，有效限制了皮带4每次传送的煤量，以保证更新后的子目标运煤量不超过皮带4所能承载的运煤量的最值(预设运煤量)，进而延长了皮带4的使用寿命。

为了节约电能，在煤炭运输量满足上述要求的前提下，给煤机1的开启数量越少越好，为了有效控制给煤机1的开启数量，在上述实施例提供的应用于工业生产的配煤装置的基础上，图3示出了另一种应用于工业生产的配煤装置的连接图，该装置还包括频率比较器11，上述频率比较器11与后端处理器3电连接，频率比较器11用于比较预设运送速度对应的频率与标准运送频率之间的大小，这里标准运送频率通常是给煤机1中接通市电的情况下所运行的频率，即对应给煤机1的最大频率，并且，当预设运送速度对应的频率超过标准运送频率时说明当前的给煤机1不能满足运行要求，频率比较器11生成再开启信号，之后，后端处理器3用于在接收到再开启信号后开启设置在皮带4上的另一台给煤机1，以使另一台给煤机进行煤炭原料的传送，进而满足煤炭运输量的要求，需要说明的是，每个皮带上设置有多台给煤机1，具体的开启数量可根据频率比较器11的比较结果进行确定，为了便于清楚说明，图3仅仅绘出了两个给煤机1。

此外，当给煤机1有多台时，为了选择合适的给煤机1来运输煤炭，应用于工业生产的配煤装置还包括运行时长统计器12，运行时长统计器12与后端处理器3电连接，上述运行时长统计器12用于分别统计各个给煤机1的运行时长，即运行时长统计器12有效的统计出了每个给煤机1的使用时长，之后，后端处理器3用于按照运行时长由少到多的顺序将各个给煤机1的开启优先级按由高到低进行设置，即运行时长越少的给煤机1开启的优先级越高，这样，后端处理器3还能够在接收到再开启信号后按照开启优先级按由高到低的顺序依次开启设置在皮带4上的多台给煤机1，给煤机1具体的开启数量可根据生产情况而定。

这种通过运行时长统计器统计给煤机的使用时长，并根据该使用时长确定给煤机开启优先级的方式，保证了不过分的使用同一台给煤机，使得多台给煤机可以合理分配运煤任务，避免了长时间使用同一台给煤机而造成给煤机设备磨损等严重问题。

在运送煤炭的过程中，后端处理器3还用于在检测到累计重量值低于第一预设阈值时，生成第一变频信号，上述第一预设阈值可以按照经验所提供的给煤机1未出现堵塞的情况下所能运送的煤炭重量的最小值，第一变频信号通常是指给煤机1未出现堵塞的情况下所能提供的最大频率值，给煤机1用于按照第一变频信号所对应的第一速度将煤炭传送到皮带4上，皮带秤2用于采集皮带4在第一速度运行下的第一重量值，这里，第一重量值为采集到的皮带4上煤炭的实时运送值，之后，后端处理器3还用于比较第一重量值与第一预设阈值的大小，并且，当第一重量值小于第一预设阈值时，判定给煤机1堵塞。

此外，为了有效检测煤炭中的水分，并考虑水分对煤炭运输的影响，应用于工业生产的配煤装置还包括水分采集器13，水分采集器13与后端处理器3相连接，上述水分采集器13用于采集给煤机1的水分值，后端处理器3还用于在检测到水分值超出标准水分值，且累计重量值高于第二预设阈值时，水分采集器13生成第二变频信号，用于改变给煤机1的运送速度。其中，上述标准水分值通常是指煤炭正常运送情况下所允许的水分的最大值；上述第二预设阈值可以为给煤机未出现溃仓情况下所能运送的煤炭重量的最大值。进一步，给煤机1用于按照第二变频信号所对应的第二速度将煤炭传送到皮带4上，其中，第二速度比第一速度慢，即给煤机1减速进行运输，皮带秤2用于采集皮带4在第二速度运行下的第二重量值，这里第二重量值为皮带4运送煤炭量的实时值，这样，后端处理器3还用于比较第二重量值与第二预设阈值的大小，并且，当第二重量值大于第二预设阈值时，判定给煤机1溃仓。

此外，给煤机1溃仓或堵塞的还有另一种确定方式，应用于工业生产的配煤装置还包括图像采集器，如图4所示的一种应用于工业生产的配煤装置的结构框架图，该装置包括图像采集器8，还包括给煤机1、皮带秤2、皮带4、上位机5和服务器6。

上述图像采集器8与后端处理器3电连接，使用过程中，图像采集器8用于获取预设位置的煤炭原料的图片信息，其中，预设位置包括给煤机的位置和皮带的位置；

这里的图像采集器8可以包括摄像头等具有图像采集功能的设备，后端处理器3用于在检测图片信息中所包含水痕图样大于预设长度时，确定给煤机溃仓以及时使给煤机1关闭闸板，避免造成更大的损失；其中，上述预设长度为按照经验值所获取的给煤机1未出现溃仓时对应的水痕的最大长度值。

该后端处理器还用于，在检测图片信息中的给煤机的给料口在预设时间内存在完全相同的煤炭原料时，确定给煤机堵塞。

在具体实现时，图像采集器以一定的采样频率连续采集预设位置的图片信息，后端处理器对给煤机的给料口的图像信息进行图像识别，如果识别到给料口处连续存在完全相同的煤炭原料时，即煤炭原料在给料口的位置、煤炭原料的尺寸等数据相同时，确定给煤机被此块煤炭原料堵塞。

为了减轻后端处理器3的处理负担，该装置还可设置图像处理器7，使图像采集器8与图像处理器7电连接，由图像处理器7对上述图片信息进行水痕检测和/或煤炭原料的形状判断，并将上述的检测/判断结果传递给后端处理器3，以使后端处理器3确定给煤机的状态，该状态包括溃仓状态和堵塞状态。

此外，后端处理器还可以通过判断皮带的运行速度和皮带秤采集的累重量值，判断上述溃仓现象，即当皮带的运行速度保持不变时，如果检测到皮带传送的煤炭原料的累计重量值的增幅大于预设增幅值时，判定给煤机溃仓。

此外，为了有效测定煤炭的颗粒大小情况，后端处理器还用于对图像采集器采集的图片信息进行识别，在上述识别筛选过程中，后端处理器可以通过图像识别的方法，如神经网络学习、模型预测等对图片信息的煤炭原料进行识别，获得煤炭的粒度值。

之后，后端处理器3用于对煤炭原料的煤质参数、粒度值、第一变频信号、第一重量值和水分值进行机器学习，即综合了影响煤炭运输影响的因素后进行综合整理分析，并且，根据机器学习的结果建立频率供给模型，从而为后续的给煤机1的控制提供依据，后端处理器3还用于根据频率供给模型更新给煤机1的预设运送速度对应的频率。当使用的给煤机1为定量给煤机时，可由后端处理器3根据运送频率直接计算出给煤量来对定量给煤机1进行限定；当使用的给煤机1为变速式给煤机时，可由该运送频率生成减速比，来进一步调节变速式给煤机的变速比来实现运煤量的调整。

实施例2

在上述实施例1所提供的应用于工业生产的配煤装置的基础上，图5示出了一种应用于工业生产的配煤系统的结构连接图，该系统包括：监视器9和上述实施例1所提供的应用于工业生产的配煤装置10，在该系统中，上述监视器和应用于工业生产的配煤装置电连接，使用过程中，监视器用于实时监测应用于工业生产的配煤装置的运行状态，并且，当运行状态异常时向外发出报警，从而便于相关管理人员进行监视和管理。这里需要进行说明的是，上述运行状态包括皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器等的运行状态和控制过程，当皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器中的任一个运行状态出现问题时，监视器能够向外发出报警提示，以便相关管理人员前来维护。

综上所述，本实施例提供的应用于工业生产的配煤系统包括：监视器和上述任一项的应用于工业生产的配煤装置，上述监视器和应用于工业生产的配煤装置电连接，使用过程中，监视器用于实时监测应用于工业生产的配煤装置的运行状态，并且，当运行状态异常时向外发出报警，从而便于相关管理人员进行监视和管理。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于工业生产的配煤装置，其特征在于，所述装置包括：配煤设备、煤质采集器、皮带、给煤机、皮带秤和后端处理器；

所述煤质采集器设置在煤炭供应端，用于采集所述煤炭供应端的至少一种煤炭原料的煤质参数，其中，所述煤质参数包括灰分；

所述配煤设备用于获取所述煤质采集器采集的煤质参数，根据预设的配煤要求和该煤质参数，计算所需煤炭原料的原料煤量；其中，所述配煤要求包括目标煤的煤质参数和目标煤的总煤量；

所述煤炭原料对应的给煤机设置在所述煤炭原料对应的皮带的一端，所述皮带秤设置在所述皮带上，所述皮带秤和所述给煤机均与所述后端处理器电连接；

所述后端处理器用于根据所述原料煤量和预设运送速度，确定所述给煤机的目标运煤量，以使所述给煤机以所述预设运送速度将所述目标给煤量的原料煤量传送至所述皮带上；

所述皮带秤用于以预设采样周期采集所述皮带上传送的煤炭原料的累计重量值；

所述后端处理器用于利用指定周期内的累计重量值，求取所述指定周期内所述皮带传送的煤炭平均值；并根据所述煤炭平均值，更新所述目标运煤量和所述预设运送速度，以使所述给煤机以更新后的预设运送速度，将更新后的目标运煤量对应的煤炭原料继续传送至所述皮带上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述后端处理器，还用于计算所述皮带秤在当前指定周期采集的累计重量值与所述当前指定周期的目标运煤量的差值，得到所述当前指定周期的目标运煤差；以及，将所述当前指定周期的目标运煤差与下一指定周期的目标运煤量加和后得到的合数，作为所述下一指定周期的目标运煤量。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括频率比较器，所述频率比较器与所述后端处理器电连接；

所述频率比较器，用于比较所述预设运送速度对应的频率与标准运送频率之间的大小，且，当所述预设运送速度对应的频率超过所述标准运送频率时生成再开启信号；

所述后端处理器，用于在接收到所述再开启信号后开启设置在所述皮带上的另一台所述给煤机，以使另一台所述给煤机进行所述煤炭原料的传送，其中，所述皮带上设置有多台给煤机。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括运行时长统计器，所述运行时长统计器与所述后端处理器电连接；

所述运行时长统计器，用于分别统计各个所述给煤机的运行时长；

所述后端处理器，用于按照所述运行时长由少到多的顺序将各个所述给煤机的开启优先级按由高到低进行设置；

所述后端处理器，还用于在接收到所述再开启信号后按照开启优先级按由高到低的顺序依次开启设置在所述皮带上的多台所述给煤机。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述后端处理器，还用于在检测到所述累计重量值低于第一预设阈值时，生成第一变频信号；其中，所述第一预设阈值为所述给煤机未出现堵塞的情况下所能运送的煤炭重量的最小值；

所述给煤机，用于按照所述第一变频信号所对应的第一速度将所述给煤机对应的煤炭原料传送到所述皮带上；

所述皮带秤，用于采集所述皮带在所述第一速度运行下的第一重量值；

所述后端处理器，还用于比较所述第一重量值与所述第一预设阈值的大小，且，当所述第一重量值小于所述第一预设阈值时，判定所述给煤机堵塞。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括水分采集器，所述水分采集器与所述后端处理器相连接；

所述水分采集器，用于采集所述给煤机的水分值；

所述后端处理器，还用于在检测到所述水分值超出标准水分值，且，检测到所述累计重量值高于第二预设阈值时，生成第二变频信号；其中，所述第二预设阈值为所述给煤机未出现溃仓情况下所能运送的煤炭重量的最大值；

所述给煤机，用于按照所述第二变频信号所对应的第二速度将所述给煤机对应的煤炭原料传送到所述皮带上，其中，所述第二速度比所述第一速度慢；

所述皮带秤，用于采集所述皮带在所述第二速度运行下的第二重量值；

所述后端处理器，还用于比较所述第二重量值与所述第二预设阈值的大小，且，当所述第二重量值大于所述第二预设阈值时，判定所述给煤机溃仓。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括图像采集器，所述图像采集器与所述后端处理器电连接；

所述图像采集器，用于获取预设位置的煤炭原料的图片信息；其中，所述预设位置包括所述给煤机的位置和所述皮带的位置；

所述后端处理器，用于在检测所述图片信息中所含水痕图样大于预设长度时，确定所述给煤机溃仓；其中，所述预设长度为所述给煤机未出现溃仓时对应的水痕图像的最大长度值；

以及，在检测所述图片信息中的所述给煤机的给料口在预设时间内存在完全相同的煤炭原料时，确定所述给煤机堵塞。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述后端处理器还用于当所述皮带的运行速度保持不变时，检测到所述皮带传送的煤炭原料的累计重量值的增幅大于预设增幅值时，判定所述给煤机溃仓。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述后端处理器，用于对所述图像采集器所采集的图片信息进行识别，获取所述图片信息的煤炭原料的粒度值，并对所述煤炭原料的煤质参数、所述粒度值、所述第一变频信号、所述第一重量值和所述水分值进行机器学习，且，根据机器学习的结果建立频率供给模型；

所述后端处理器，还用于根据所述频率供给模型更新所述给煤机的所述预设运送速度对应的频率。

10.一种应用于工业生产的配煤系统，其特征在于，所述系统包括：监视器和如权利要求1-9任一项所述的应用于工业生产的配煤装置；

所述监视器和所述应用于工业生产的配煤装置电连接；

所述监视器，用于实时监测所述应用于工业生产的配煤装置的运行状态，且，当所述运行状态异常时向外发出报警。

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