CN116553119A - 一种煤仓监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤仓监测领域，公开了一种煤仓监测系统，包括信息采集系统，信息采集系统包括用于采集料位信息的料位计以及用于检测煤质的在线灰水仪，信息采集系统与数据处理系统通信连接，数据处理系统与控制系统通信连接；信息采集系统将信息传递给数据处理系统与预设处理值进行对比和预警，到达预设处理值则通过控制系统消除堵煤；数据处理系统收集信息采集系统的各个煤仓的料位信息后结合煤仓的几何边界尺寸分别建立对应的煤仓料位模型。本发明能够监测煤仓内部的料位及沾壁情况，同时对煤仓内煤质进行分层标注，发现堵煤及时启动对应空气炮，消除堵煤情况。
Description
技术领域
本发明涉及煤仓监测领域，具体涉及一种煤仓监测系统。
背景技术
现有煤仓除少量已改造的煤仓外，大部分煤仓料位为人工观测方式，且煤仓料位检测方法存在的测量精度低、实时性差、无法网络化传输，煤仓基本为人工监控，缺乏及时、有效的监测手段；另外采制样方式为人工登车采样后制样，再将煤样送化验室检测，导致各厂（矿）在储煤、装车、计量等环节缺乏统一的信息化管理手段和及时准确的数据支持。
而且，煤仓的仓壁常有沾煤，现有的煤仓也不能精确获取仓壁沾煤量，不能直观呈现煤仓内部情况，时常发生煤仓堵煤的情况不能及时处理，仓内料位与煤仓粘壁情况的预警能力不好，处理仓内煤仓沾壁、检测料位、采样、装车等功能的联动性不好。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中存在的不足，提供一种煤仓监测系统，能够监测煤仓内部的料位及沾壁情况，便于对煤质分层标注，发现堵煤及时启动对应空气炮，消除堵煤情况。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种煤仓监测系统，包括用于检测仓内煤位和煤质的信息采集系统，信息采集系统与数据处理系统通信连接，以汇总多个煤仓的信息并处理，数据处理系统与控制系统通信连接，数据处理系统同时用来存储煤仓过去一段时间信息采集系统所收集的信息，并能被随时调用；信息采集系统包括编码模块以及分别设置在每个煤仓的料位采集系统，料位采集系统用来采集煤仓内料位的料位高低、堆积形态以及煤仓内蓬煤、粘壁情况，并将信息传递给数据处理系统与预设处理值进行对比和预警，到达预设处理值则通过控制系统消除堵煤；数据处理系统收集信息采集系统的各个煤仓的料位信息后结合煤仓的几何边界尺寸分别建立对应的煤仓物料模型。
进一步的，数据处理系统能做到数据的收集、存储、使用、传输和提供；控制系统与信息显示单元连接，信息显示单元用于实时显示煤仓的相关信息，并直观显示煤仓物料模型，煤仓物料模型包括数据处理系统根据信息采集系统所收集的信息建立的物料储存模型以及分层煤质模型。
进一步的，料位采集系统包括间隔距离安装在煤仓内的料位计，实现煤仓总容量和料位的监测，同时收集煤仓粘壁情况；料位计将信息传递给数据处理系统，并受到控制系统调节。
进一步的，料位计包括3D雷达料位计和单点式雷达料位计；对预设容量的煤仓只采用单点式雷达料位计或者同时采用3D雷达料位计和单点式雷达料位计。
进一步的，还包括装车计量系统，装车计量系统分别与数据处理系统和控制系统通信连接，装车计量系统包括称重单元1，用来称量装煤车进入时的空车重量，装煤之后的整车重量，并将信息传递给信息采集系统，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节，对比料位采集系统准确更新煤仓内部料位情况；装车计量系统同时还包括车牌识别单元，记录车牌信息，并上传数据处理系统。
进一步的，还包括送煤系统，送煤系统包括将煤仓送料的送煤单元和设置在送煤单元上的称重单元2，称量送入煤仓的煤重；所有称重单元2上依次编码，并与信息采集系统通信连接，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节。
进一步的，煤仓内部对应给煤机处设置有采样系统，采样系统包括用于从送煤单元的传送皮带上取样的取样单元和送样单元，采样系统与信息采集系统通信连接，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节，控制取样单元采样和送样单元移动。
进一步的，还包括用于消除堵煤的仓壁处理系统，仓壁处理系统包括设置在煤仓上的消除单元，用于配合料位采集系统在装车前和装车后被料位计发现煤仓蓬煤、粘壁情况，传递给数据处理系统，控制系统启动消除单元调节位置后消除堵煤。
进一步的，还包括煤质检测单元，用于检测煤仓内灰分、水分和热值分布，煤质检测单元与数据处理系统通信连接，向其传递检测结果，同时受到控制系统调节。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过组建多系统、多方位的监测系统与进出煤的其他系统结合构建数字煤仓，为矿井、选煤厂、配煤中心提供煤仓动态管理、煤质分层跟踪等管理工具，并辅助煤炭运销、车辆调度，为集团调度指挥中心提供数据依据，加快煤炭物流智能化；通过煤质检测单元所得的信息可以将煤质分层标注，为入洗煤动态调配配比提供参考数据；通过利用消除堵煤的仓壁处理系统清除堵煤、粘壁和蓬煤等情况；通过接入装车计量系统，根据料位计、装车计量系统的称重单元1和给煤机上称重单元2等数据，实现对煤仓实际容量、煤仓粘壁情况的实时监测和分析预警能力，为料位清仓提供依据；同时本系统可结合边缘计算和机器学习的数字煤仓系统，通过算法优化，根据数据进行智能决策并采取相应措施。
附图说明
图1为本发明的煤仓监测系统整体框架示意图；
图2为本发明的信息采集系统整体框架示意图；
图3为本发明的各个信息采集单元框架示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明。
实施例：
如图1-3所示， 一种煤仓监测系统，其特征在于：包括用于检测仓内煤位和煤质的信息采集系统，信息采集系统与数据处理系统通信连接，以汇总多个煤仓的信息并处理，数据处理系统与控制系统通信连接，数据处理系统同时用来存储煤仓过去一段时间信息采集系统所收集的信息，并能被随时调用；信息采集系统包括给多个煤仓编号的编码模块以及分别设置在每个煤仓的料位采集系统，料位采集系统用来采集煤仓内料位的料位高低、堆积形态以及煤仓内蓬煤、粘壁情况，并将信息传递给数据处理系统与预设处理值进行对比和预警，到达预设处理值则通过控制系统消除堵煤；数据处理系统收集信息采集系统的各个煤仓的料位信息后结合煤仓的几何边界尺寸分别建立对应的煤仓物料模型；供电系统与各个用电单位连接。
数据处理系统能做到数据的收集、存储、使用、传输和提供；控制系统与信息显示单元连接，信息显示单元为电脑或者手机APP，信息显示单元用于实时显示煤仓的相关信息，直观显示煤仓物料模型，煤仓物料模型包括数据处理系统根据信息采集系统所收集的信息建立的物料储存模型以及分层煤质模型；煤仓储存模型根据料位计所得信息建立，可以查看实时仓内料位，分层煤质模型根据煤质检测单元所得信息将物料储存模型的按照煤质分层标注。
料位采集系统包括间隔距离安装在煤仓内侧壁和顶壁上的料位计，实现煤仓总容量和料位的监测，同时收集煤仓粘壁情况；料位计将信息传递给数据处理系统，并受到控制系统调节；多个料位计需要编码模块进行编码。
料位计包括3D雷达料位计和单点式雷达料位计；对预设容量的煤仓只采用单点式雷达料位计或者同时采用3D雷达料位计和单点式雷达料位计；对煤仓上方安装雷达料位监测系统，其中500吨（含）以下的煤仓采用单点式雷达料位计，500吨以上的煤仓采用3D雷达料位计和单点式雷达料位计，针对精煤和原煤仓增加一套单点式料位计进行落煤口精准料位监测，实现对煤仓的自动料位监测能力，并为装车计量系统提供数据支持；现场需铺设两根双芯电缆到仪表安装位置处，分别为一根二芯电源线缆（24VDC）一根二芯4～20mA信号电缆到料位计仪表安装处；每个煤仓顶部大约安装2台3D雷达物位扫描仪，电源及RS485数字通讯电缆连接采用并联连接，现场需铺设两根双芯电缆到仪表安装位置处，分别为一根二芯电源线缆(24VDC)、一根二芯RS485通讯电缆，RS485通讯电缆采用双绞屏蔽线。RS485通讯电缆布线距离不能大于 800 米，并联节点数不可大于 32 条，超出以上条件需采用光纤通讯方式，如需信号接入中控系统，每台仪表需铺设一根二芯4～20mA信号电缆到仪表安装处；同时可与装车计量系统信息共享，便于装车。
还包括装车计量系统，装车计量系统分别与数据处理系统和控制系统通信连接，装车计量系统包括称重单元1，称重单元1主要为称空静态轨道衡，用来称量装煤车进入时的空车重量，装煤之后的整车重量，并将信息传递给信息采集系统，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节，对比料位采集系统准确更新煤仓内部料位情况；装车计量系统同时还包括车牌识别单元，车牌识别单元主要为车牌识别摄像机，记录车牌信息，并上传数据处理系统，可随时被数据处理系统调用；同时控制系统还可连接集团指挥调度中心或者储装运管理系统，同时与装车计量系统共享车号、顺序号、矿别、煤种信息等，提高煤炭物流智能化；为集团及各厂（矿）提供煤仓动态管理、煤质分层跟踪等管理工具；通过接入装车计量系统，根据料位计和放煤数据，实现对煤仓实际容量、煤仓粘壁情况的实时监测和分析预警能力，为料位清仓提供依据。
还包括送煤系统，送煤系统包括将煤仓送料的送煤单元和设置在送煤单元上的称重单元2，送煤单元主要为给煤机，称重单元2主要为皮带秤，给煤机上设置有皮带秤，称量送入煤仓的煤重；所有称重单元2上依次编码，并与信息采集系统通信连接，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节。
煤仓内部对应给煤机处设置有采样系统，采样系统包括用于从送煤单元的传送皮带上取样的取样单元和送样单元，本实施例中取样单元主要为机械手臂，送样单元为采样车，取样后送入可移动的采样车上的煤样瓶中，采样系统与信息采集系统通信连接，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节，控制取样单元采样和送样单元移动；接到煤样瓶后自动进行指标化验，生成化验单及商品煤化验单，后将二维码及商品煤化验信息共享给储装运管理系统。
还包括用于消除堵煤的仓壁处理系统，仓壁处理系统包括设置在煤仓上的消除单元，本实施例中消除单元主要为空气炮，用于配合料位采集系统在装车前和装车后被料位计发现煤仓蓬煤、粘壁情况，传递给数据处理系统，控制系统启动消除单元调节位置后消除堵煤，空气炮通过可旋转并可拆卸的底座安装在煤仓上；多角度消除堵煤情况，预防堵煤，也可以根据多次消除堵煤情况，预估堵煤大概率发生的位置，拆卸底座，改变空气炮安装位置。
还包括煤质检测单元，用于检测煤仓内灰分、水分和热值分布等情况，煤质检测单元主要为在线灰水仪，多个在线灰水仪需要编码，在线灰水仪与数据处理系统通信连接，向其传递检测结果，同时受到控制系统调节；也可以同步接入集团运销处质控系统，上位机一般安装在集控室或者化验室，为一台台式电脑，数据是由安装在皮带上的下位机测量的数据通过光纤/网线实时上传到上位机，上位机用于数据监测和查看数据功能，为了保证选煤厂数据安全，同时确保实时检测数据不会被任何人人为修改，无源在线灰水仪下位机设置于就地设备处，内置加密数据库，对探测系统接收到的各类参数进行汇总、存储、运算与处理，最终只向上位机输出灰分、水分的检测结果；在线灰水仪通过以太网连接，通过TCP/IP采集并传递实时煤质数据；卸车时，储装运管理系统将车号、顺序号、矿别、煤种信息共享给在线灰水仪，在线灰水仪处理后，将商品煤化验单信息共享给储装运管理系统。
与现有技术相比，本发明通过组建多系统、多方位的监测系统与进出煤的其他系统结合构建数字煤仓，为矿井、选煤厂、配煤中心提供煤仓动态管理、煤质分层跟踪等管理工具，并辅助煤炭运销、车辆调度，为集团调度指挥中心提供数据依据，加快煤炭物流智能化；通过利用消除堵煤的仓壁处理系统清除堵煤、粘壁和蓬煤等情况；通过接入装车计量系统，根据料位计、装车计量系统的称重单元1和给煤机上称重单元2等数据，实现对煤仓实际容量、煤仓粘壁情况的实时监测和分析预警能力，为料位清仓提供依据；同时本系统可结合边缘计算和机器学习的数字煤仓系统，通过算法优化，根据数据进行智能决策并采取相应措施。
3D雷达料位计、单点式雷达料位计和在线灰水仪收集煤仓内部的料位信息，包括灰分、水分、热值分布、料位高低、堆积形态等，以及煤仓内是否有蓬煤、粘壁情况，将这些信息传递给数据处理系统进行储存，并以此建立物料储存模型和分层煤质模型；矿上没通过给煤机向煤仓内运送，并由其上的称重单元2称重，称得的数据传递至数据处理系统储存和处理；控制系统控制取样单元随机从给煤机的输送带上取煤样，放入采样车的煤样瓶中检验；装车时，装车计量系统的称重单元1配合车牌识别单元计算每车装煤重量，总装煤车数，每辆车装煤次数，将信息传递给信息采集系统，信息采集系统结合料位计的信息，如判断有粘壁堵煤情况，通过控制系统控制消除单元，即空气炮清除堵煤。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种煤仓监测系统，其特征在于：包括用于检测仓内煤位和煤质的信息采集系统，信息采集系统与数据处理系统通信连接，以汇总多个煤仓的信息并处理，数据处理系统与控制系统通信连接，数据处理系统同时用来存储煤仓过去一段时间信息采集系统所收集的信息，并能被随时调用；信息采集系统包括编码模块以及分别设置在每个煤仓的料位采集系统，料位采集系统用来采集煤仓内料位的料位高低、堆积形态以及煤仓内蓬煤、粘壁情况，并将信息传递给数据处理系统与预设处理值进行对比和预警，到达预设处理值则通过控制系统消除堵煤；数据处理系统收集信息采集系统的各个煤仓的料位信息后结合煤仓的几何边界尺寸分别建立对应的煤仓物料模型。
2.根据权利要求1所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：数据处理系统能做到数据的收集、存储、使用、传输和提供；控制系统与信息显示单元连接，信息显示单元用于实时显示煤仓的相关信息，并直观显示煤仓物料模型，煤仓物料模型包括数据处理系统根据信息采集系统所收集的信息建立的物料储存模型以及分层煤质模型。
3.根据权利要求1所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：料位采集系统包括间隔距离安装在煤仓内的料位计，实现煤仓总容量和料位的监测，同时收集煤仓粘壁情况；料位计将信息传递给数据处理系统，并受到控制系统调节。
4.根据权利要求3所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：料位计包括3D雷达料位计和单点式雷达料位计；对预设容量的煤仓只采用单点式雷达料位计或者同时采用3D雷达料位计和单点式雷达料位计。
5.根据权利要求4所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：还包括装车计量系统，装车计量系统分别与数据处理系统和控制系统通信连接，装车计量系统包括称重单元1，用来称量装煤车进入时的空车重量，装煤之后的整车重量，并将信息传递给信息采集系统，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节，对比料位采集系统准确更新煤仓内部料位情况；装车计量系统同时还包括车牌识别单元，记录车牌信息，并上传数据处理系统。
6.根据权利要求1所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：还包括送煤系统，送煤系统包括将煤仓送料的送煤单元和设置在送煤单元上的称重单元2，称量送入煤仓的煤重；所有称重单元2上依次编码，并与信息采集系统通信连接，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节。
7.根据权利要求6所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：煤仓内部对应给煤机处设置有采样系统，采样系统包括用于从送煤单元的传送皮带上取样的取样单元和送样单元，采样系统与信息采集系统通信连接，而后传递给数据处理系统，同时受到控制系统调节，控制取样单元采样和送样单元移动。
8.根据权利要求5所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：还包括用于消除堵煤的仓壁处理系统，仓壁处理系统包括设置在煤仓上的消除单元，用于配合料位采集系统在装车前和装车后被料位计发现煤仓蓬煤、粘壁情况，传递给数据处理系统，控制系统启动消除单元调节位置后消除堵煤。
9.根据权利要求8所述的一种煤仓监测系统，其特征在于：还包括煤质检测单元，用于检测煤仓内灰分、水分和热值分布，煤质检测单元与数据处理系统通信连接，向其传递检测结果，同时受到控制系统调节。
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2023
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| CN117068793A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-11-17 | 南京移腾电力技术有限公司 | 一种矿仓桥式抓斗自动装车方法及其系统 |
| CN117068793B (zh) * | 2023-09-26 | 2024-03-08 | 南京移腾电力技术有限公司 | 一种矿仓桥式抓斗自动装车方法及其系统 |
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