CN112108439B - 一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，所述用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统包括原煤转载子系统、主洗车间子系统和产品出厂子系统，通过所述原煤转载子系统将原煤和杂物运送到所述主洗车间子系统处，利用所述图像采集模块采集所述原煤和所述杂物图像，并上传到所述远程监控模块中对采集到的图像进行特征提取和识别分析，同时根据识别结果判断是否进行冲洗，同时结合计算出的冲洗参数，下发对应的冲洗指令至所述模式选择模块，选择出适用的操作模式后，启动所述冲洗模块，根据所述冲洗指令进行冲洗，并由所述产品出厂子系统对传输的产品进行处理和筛查，降低智能冲洗难度。
Description
技术领域
本发明涉及智能冲洗技术领域，尤其涉及一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统。
背景技术
随着国家对企业节能减排和环境要求的提高，选煤厂在环境卫生方面配套的系统也逐渐完善起来，如除尘，瓦斯治理，噪声治理以及卫生冲洗。选煤厂正在努力改变往日给人们留下的脏乱差的印象。环境卫生越来越引起重视，卫生冲洗系统也逐渐应用到大型选煤厂中。针对部分选煤厂自动化水平较低，大部分阀门仍然为手动阀门，部分设备进行了集控操作，集控员根据人工经验操作，智能化水平低。目前选煤生产线运行速度较快，产生的落煤或杂物数量多、分布广、形态差异度大，杂物与煤粉混合后，颜色与煤块相近。在空间分布上杂物与煤块相互堆积，检测难度高，实现智能冲洗难度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，降低智能冲洗难度。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，所述用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统包括原煤转载子系统、主洗车间子系统和产品出厂子系统，所述原煤转载子系统、所述主洗车间子系统和所述产品出厂子系统依次连接，所述主洗车间子系统包括图像采集模块、远程监控模块、模式选择模块和冲洗模块，所述图像采集模块、远程监控模块、模式选择模块和冲洗模块依次连接；
所述原煤转载子系统，用于将原煤和杂物进行运输；
所述主洗车间子系统，用于对所述原煤和所述杂物进行识别，并计算出对应的冲洗指令，对所述原煤进行冲洗；
所述产品出厂子系统，用于对所述主洗车间子系统传输的产品进行处理和筛查；
所述图像采集模块，用于对所述原煤转载子系统上的所述原煤和所述杂物进行图像采集；
所述远程监控模块，用于对采集的所述图像进行分析处理和判断，并根据判断结果输出对应的所述冲洗指令；
所述模式选择模块，用于根据所述冲洗指令，选择并执行对应的冲洗模式；
所述冲洗模块，用于根据执行的所述冲洗模式和所述冲洗指令进行冲洗操作。
其中，所述远程监控模块包括图像处理单元、判断单元和指令下发单元，所述图像处理单元与所述图像采集模块连接，所述图像处理单元、所述判断单元和所述指令下发单元依次连接；
所述图像处理单元，用于对采集的所述图像进行特征提取和卷积采样处理，并输出识别结果；
所述判断单元，用于根据所述识别结果判断是否需要进行冲洗操作；
所述指令下发单元，用于根据判断结果，下发对应的所述冲洗指令。
其中，所述远程监控模块还包括时间处理单元和位置计算单元，所述时间处理单元分别与所述图像处理单元和所述指令下发单元连接，所述位置计算单元分别与所述图像处理单元和所述指令下发单元连接；
所述时间处理单元，用于根据采集到的图像计算出冲洗时间；
所述位置计算单元，用于根据识别出的图像位置，选择对应的冲洗位置。
其中，所述模式选择模块包括自动控制单元和手动控制单元，所述自动控制单元与所述指令下发单元和所述冲洗模块连接，所述手动控制单元与所述指令下发单元和所述冲洗模块连接；
所述自动控制单元，用于根据下发的所述冲洗指令，利用PLC控制器控制所述冲洗模块自动进行对应的冲洗操作；
所述手动控制单元，用于根据下发的所述冲洗指令，人为控制所述冲洗模块进行对应的冲洗操作。
其中，所述模式选择模块还包括模式切换单元，所述模式切换单元与所述指令下发单元、所述自动控制单元和所述手动控制单元连接；
所述模式切换单元，用于对冲洗操作进行模式选择和切换。
其中，所述冲洗模块包括多个电磁阀和多个开关量反馈单元，多个所述电磁阀与所述自动控制单元和所述手动控制单元连接，多个所述开关量反馈单元与多个所述电磁阀和所述自动控制单元连接；
所述电磁阀，用于控制冲洗喷头的开关量；
所述开关量反馈单元，用于对所述冲洗喷头的水流量进行监控反馈。
本发明的一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，所述用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统包括原煤转载子系统、主洗车间子系统和产品出厂子系统，所述主洗车间子系统包括图像采集模块、远程监控模块、模式选择模块和冲洗模块，通过所述原煤转载子系统将原煤和杂物运送到所述主洗车间子系统处，利用所述图像采集模块采集所述原煤和所述杂物图像，并上传到所述远程监控模块中对采集到的图像进行特征提取和识别分析，同时根据识别结果判断是否进行冲洗，同时结合计算出的冲洗参数，下发对应的冲洗指令至所述模式选择模块，选择出适用的操作模式后，启动所述冲洗模块，根据所述冲洗指令进行冲洗，并由所述产品出厂子系统对传输的产品进行处理和筛查，降低智能冲洗难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明提供的一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统的结构示意图。
图2是本发明提供的远程监控模块的结构示意图。
图3是本发明提供的模式选择模块的结构示意图。
图4是本发明提供的冲洗模块的结构示意图。
1-原煤转载子系统、2-主洗车间子系统、3-产品出厂子系统、21-图像采集模块、22-远程监控模块、23-模式选择模块、24-冲洗模块、25-报警模块、221-图像处理单元、222-判断单元、223-指令下发单元、224-时间处理单元、225-位置计算单元、226-参数计算单元、231-自动控制单元、232-手动控制单元、233-模式切换单元、241-电磁阀、242-开关量反馈单元、243-转向单元。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1和图2，本发明提供一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，所述用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统包括原煤转载子系统1、主洗车间子系统2和产品出厂子系统3，所述原煤转载子系统1、所述主洗车间子系统2和所述产品出厂子系统3依次连接，所述主洗车间子系统2包括图像采集模块21、远程监控模块22、模式选择模块23和冲洗模块24，所述图像采集模块21、远程监控模块22、模式选择模块23和冲洗模块24依次连接；
所述原煤转载子系统1，用于将原煤和杂物进行运输；
所述主洗车间子系统2，用于对所述原煤和所述杂物进行识别，并计算出对应的冲洗指令，对所述原煤进行冲洗；
所述产品出厂子系统3，用于对所述主洗车间子系统2传输的产品进行处理和筛查；
所述图像采集模块21，用于对所述原煤转载子系统1上的所述原煤和所述杂物进行图像采集；
所述远程监控模块22，用于对采集的所述图像进行分析处理和判断，并根据判断结果输出对应的所述冲洗指令；
所述模式选择模块23，用于根据所述冲洗指令，选择并执行对应的冲洗模式；
所述冲洗模块24，用于根据执行的所述冲洗模式和所述冲洗指令进行冲洗操作。
在本实施方式中，通过所述原煤转载子系统1将原煤和杂物运送到所述主洗车间子系统2处，利用所述图像采集模块21采集所述原煤和所述杂物图像，其中，所述图像采集模块21是使用带WIFI功能的知名品牌摄像头，由于栈桥处有杂物堆积时，此时监视处图像会发生显著的变化。因此可在栈桥斜上方合适位置安装此摄像头，利用杂物堆积发生前后的图像特征变换进行实时监控。然后将采集到的所述图像上传到所述远程监控模块22中对采集到的图像进行特征提取和识别分析，当在预先设定区域内原本稳定无变化的图像中出现了变化，即最新采集到的一帧图像与背景图像差分后发现有不同处，如出现了煤块或杂物堆积影像，就可判定为该栈桥处发生杂物堆积事件；通过建立语义分割模型的机器学习算法，实现杂物(木棍、竹坯子、绳头、棉纱、手套和矿泉水瓶等)的识别及分类，杂物位置和姿态确定。其主要执行过程为：首先，利用卷积进行下采样；然后，提取一层又一层的特征，利用这一层又一层的特征图谱进行上采样；最后，得到一个输出结果图像，判断识别出来的是杂物还是原煤，利用嵌入的多种智能算法，大大减小了数据的误差，提高了图像处理的精度；同时根据识别结果判断是否进行冲洗，同时结合计算出的冲洗参数，下发对应的冲洗指令至所述模式选择模块23，选择出适用的操作模式后，如手动还是智能自动操作后，启动所述冲洗模块24，根据所述冲洗指令进行冲洗，对于原煤转载子系统1和主洗车间子系统2，煤和杂物沿着杂物沟槽随水流一起“排队”进行外排，在杂物沟槽尽头处有一个连接煤泥水系统的分支溜槽，当煤经过此处时，该处喷头会迅速改变水流的方向，给经过的煤粒一个倾斜的速度沿着溜槽进入煤泥水的循环系统，而对于杂物则沿着原方向排出厂房外，不仅起到卫生清洁的作用，还将原本掉落的煤进行回收，减少了原煤的外排，间接提高了选煤厂的效益；采用各种低功耗、超低功耗的传感器和微处理器芯片，大大降低了系统的功耗。；并由所述产品出厂子系统3对传输的产品进行处理和筛查，提高选煤厂环境卫生水平，减少工人的工作量，节省人工成本，降低智能冲洗难度。
进一步的，所述远程监控模块22包括图像处理单元221、判断单元222和指令下发单元223，所述图像处理单元221与所述图像采集模块21连接，所述图像处理单元221、所述判断单元222和所述指令下发单元223依次连接；
所述图像处理单元221，用于对采集的所述图像进行特征提取和卷积采样处理，并输出识别结果；
所述判断单元222，用于根据所述识别结果判断是否需要进行冲洗操作；
所述指令下发单元223，用于根据判断结果，下发对应的所述冲洗指令。
在本实施方式中，首先利用所述图像处理单元221对接收到的所述图像，利用卷积进行下采样；然后，提取一层又一层的特征，利用这一层又一层的特征图谱进行上采样；最后，得到一个输出结果图像；然后将输出结果传输至所述判断单元222，判断输出的图像是原煤还是杂物，进而判断是否需要冲洗操作，若是原煤，则通过所述指令下发单元223，下发对应的冲洗指令，若不是原煤，则不发出判断结果至所述指令下发单元223，提高对原煤冲洗的效率。
进一步的，所述远程监控模块22还包括时间处理单元224和位置计算单元225，所述时间处理单元224分别与所述图像处理单元221和所述指令下发单元223连接，所述位置计算单元225分别与所述图像处理单元221和所述指令下发单元223连接；
所述时间处理单元224，用于根据采集到的图像计算出冲洗时间；
所述位置计算单元225，用于根据识别出的图像位置，选择对应的冲洗位置。
在本实施方式中，由于在栈桥识别处到原煤竟然煤泥水循环系统具有一定的移动距离，因此，通过所述时间处理单元224根据传送速度和移动距离，计算出对应的冲洗反应时间，并且需要利用所述位置计算单元225识别出是具体某一个栈桥对应的具体哪一个喷头进行冲洗操作，保证冲洗过程的准确，提高冲洗效率，并降低冲洗难度。
进一步的，所述远程监控模块22还包括参数计算单元226，所述参数计算单元226与所述图像处理单元221和所述指令下发单元223连接；
所述参数计算单元226，用于根据所述图像处理单元221的识别结果计算出对应的冲洗基础参数。
在本实施方式中，由于不能保证每一个原煤的尺寸大小均等，且不能控制原煤所处的位置，因此根据所述图像处理单元221识别出的图像结果，计算出所述原煤的估计尺寸，根据所述尺寸推算出适宜的冲洗压力、用水量等，同时结合对应的位置，推算出喷头的转动角度等基础参数，并将计算结果传输至所述指令下发单元223，提高冲洗的精确度，降低冲洗难度。
进一步的，所述模式选择模块23包括自动控制单元231和手动控制单元232，所述自动控制单元231与所述指令下发单元223和所述冲洗模块24连接，所述手动控制单元232与所述指令下发单元223和所述冲洗模块24连接；
所述自动控制单元231，用于根据下发的所述冲洗指令，利用PLC控制器控制所述冲洗模块24自动进行对应的冲洗操作；
所述手动控制单元232，用于根据下发的所述冲洗指令，人为控制所述冲洗模块24进行对应的冲洗操作。
在本实施方式中，在进行冲洗前，针对冲洗的启动模式有两种，可以在两种模式中任意切换，一种为手动模式，一种为智能(自动)模式。手动模式下，可点击单个电磁阀241进行开关控制，电磁阀241的控制量为开关量，监测反馈数据为流量开关的开关量。智能模式下，点击智能模式，给予PLC(可编程逻辑控制器)一个输入信号，自动运行程序，其中需接受电磁阀241的开关量与流量开关的开关量，提供两种操作模式，增加冲洗操作的便利性。
进一步的，所述模式选择模块23还包括模式切换单元233，所述模式切换单元233与所述指令下发单元223、所述自动控制单元231和所述手动控制单元232连接；
所述模式切换单元233，用于对冲洗操作进行模式选择和切换。
在本实施方式中，如图3所示，在选择具体操作模式前，由所述模式切换单元233将两种选择模式进行显示，由操作人员确定出具体操作模式后，发出对应的指令至对应的所述自动控制单元231或者收到控制单元，控制对应的冲洗操作。还可以通过所述模式切换单元233临时切换改变当前的操作模式，增加操作的便利性。
进一步的，所述冲洗模块24包括多个电磁阀241和多个开关量反馈单元242，多个所述电磁阀241与所述自动控制单元231和所述手动控制单元232连接，多个所述开关量反馈单元242与多个所述电磁阀241和所述自动控制单元231连接；
所述电磁阀241，用于控制冲洗喷头的开关量；
所述开关量反馈单元242，用于对所述冲洗喷头的水流量进行监控反馈。
在本实施方式中，如图4所示，原煤转载子系统1连接栈桥内循环水管，控制3个电磁阀241；产品出厂子系统3连接栈桥内循环水管，控制8个电磁阀241；主洗车间子系统2连接循环水管，冲洗管路内有加压泵，由所述电磁阀241接收所述指令下发单元223发出的冲洗指令中的基础参数，打开对应的开关量，控制所述冲洗喷头进行冲洗操作，然后由所述开关量反馈单元242实时在线监控所述冲洗喷头的水流量，采用GPRS无线通信技术进行数据传输与控制，避免了传统数据传输方式带来的电缆施工，大大降低了施工的难度和系统安装成本；既可连续安装又可离散安装。
进一步的，所述冲洗模块24还包括转向单元243，所述转向单元243与所述自动控制单元231和所述手动控制单元232连接；
所述转向单元243，用于根据下发的所述冲洗指令，控制所述冲洗喷头进行对应转向冲洗。
在本实施方式中，由于具体的冲洗操作是当煤经过此处时，该处喷头会迅速改变水流的方向，给经过的煤粒一个倾斜的速度沿着溜槽进入煤泥水的循环系统，而对于杂物则沿着原方向排出厂房外，因此根据所述冲洗指令中的转向角度，控制所述转向单元243转动设定角度，使经过的煤粒以一个倾斜的速度沿着溜槽进入煤泥水的循环系统，而对于杂物则沿着原方向排出厂房外，不仅起到卫生清洁的作用，还将原本掉落的煤进行回收，减少了原煤的外排，间接提高了选煤厂的效益。
进一步的，所述主洗车间子系统2还包括报警模块25，所述报警模块25与所述电磁阀241和所述开关量反馈单元242连接；
所述报警模块25，用于对所述电磁阀241和所述开关量反馈单元242进行对比分析，同时进行报警处理。
在本实施方式中，利用所述报警模块25来对所述电磁阀241和对应的所述开关量反馈单元242中的数据进行实时监控，当所述电磁阀241和对应的所述开关量反馈单元242的数据不一致时，则发出报警，便于及时掌握具体的冲洗数据和冲洗情况。
本发明的一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，所述用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统包括原煤转载子系统1、主洗车间子系统2和产品出厂子系统3，所述主洗车间子系统2包括图像采集模块21、远程监控模块22、模式选择模块23和冲洗模块24，通过所述原煤转载子系统1将原煤和杂物运送到所述主洗车间子系统2处，利用所述图像采集模块21采集所述原煤和所述杂物图像，并上传到所述远程监控模块22中对采集到的图像进行特征提取和识别分析，同时根据识别结果判断是否进行冲洗，同时结合计算出的冲洗参数，下发对应的冲洗指令至所述模式选择模块23，选择出适用的操作模式后，启动所述冲洗模块24，根据所述冲洗指令进行冲洗，并由所述产品出厂子系统3对传输的产品进行处理和筛查，降低智能冲洗难度。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (3)
1.一种用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，其特征在于，
所述用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统包括原煤转载子系统、主洗车间子系统和产品出厂子系统，所述原煤转载子系统、所述主洗车间子系统和所述产品出厂子系统依次连接，所述主洗车间子系统包括图像采集模块、远程监控模块、模式选择模块和冲洗模块，所述图像采集模块、远程监控模块、模式选择模块和冲洗模块依次连接；
所述原煤转载子系统，用于将原煤和杂物进行运输；
所述主洗车间子系统，用于对所述原煤和所述杂物进行识别，并计算出对应的冲洗指令，对所述原煤进行冲洗；
所述产品出厂子系统，用于对所述主洗车间子系统传输的产品进行处理和筛查；
所述图像采集模块，用于对所述原煤转载子系统上的所述原煤和所述杂物进行图像采集；
所述远程监控模块，用于对采集的所述图像进行分析处理和判断，并根据判断结果输出对应的所述冲洗指令；
所述模式选择模块，用于根据所述冲洗指令，选择并执行对应的冲洗模式；
所述冲洗模块，用于根据执行的所述冲洗模式和所述冲洗指令进行冲洗操作；
所述远程监控模块包括图像处理单元、判断单元和指令下发单元，所述图像处理单元与所述图像采集模块连接，所述图像处理单元、所述判断单元和所述指令下发单元依次连接；
所述图像处理单元，用于对采集的所述图像进行特征提取和卷积采样处理，并输出识别结果；
所述判断单元，用于根据所述识别结果判断是否需要进行冲洗操作；
所述指令下发单元，用于根据判断结果，下发对应的所述冲洗指令；
所述模式选择模块包括自动控制单元和手动控制单元，所述自动控制单元与所述指令下发单元和所述冲洗模块连接，所述手动控制单元与所述指令下发单元和所述冲洗模块连接；
所述自动控制单元，用于根据下发的所述冲洗指令，利用PLC控制器控制所述冲洗模块自动进行对应的冲洗操作；
所述手动控制单元，用于根据下发的所述冲洗指令，人为控制所述冲洗模块进行对应的冲洗操作；
所述冲洗模块包括多个电磁阀和多个开关量反馈单元，多个所述电磁阀与所述自动控制单元和所述手动控制单元连接，多个所述开关量反馈单元与多个所述电磁阀和所述自动控制单元连接；
所述电磁阀，用于控制冲洗喷头的开关量；
所述开关量反馈单元，用于对所述冲洗喷头的水流量进行监控反馈；
所述冲洗模块还包括转向单元，所述转向单元与所述自动控制单元和所述手动控制单元连接；
所述转向单元，用于根据下发的所述冲洗指令，控制所述冲洗喷头进行对应转向冲洗；
具体的冲洗操作是当煤经过所述冲洗喷头时，所述冲洗喷头会改变水流的方向，所述自动控制单元根据所述冲洗指令中的转向角度，控制所述转向单元转动设定角度，使经过的煤粒以一个倾斜的速度沿着溜槽进入煤泥水的循环系统，而对于杂物则沿着原方向排出厂房外。
2.如权利要求1所述的用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，其特征在于，
所述远程监控模块还包括时间处理单元和位置计算单元，所述时间处理单元分别与所述图像处理单元和所述指令下发单元连接，所述位置计算单元分别与所述图像处理单元和所述指令下发单元连接；
所述时间处理单元，用于根据采集到的图像计算出冲洗时间；
所述位置计算单元，用于根据识别出的图像位置，选择对应的冲洗位置。
3.如权利要求1所述的用于选煤厂卫生清洁的智能冲洗系统，其特征在于，
所述模式选择模块还包括模式切换单元，所述模式切换单元与所述指令下发单元、所述自动控制单元和所述手动控制单元连接；
所述模式切换单元，用于对冲洗操作进行模式选择和切换。
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