CN117775643B - 一种煤矿主煤流皮带输送控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煤矿主煤流皮带输送控制系统，涉及煤矿运输技术领域。所述系统包括：第一激光测距传感器、第二激光测距传感器和控制器；所述控制器用于：在当前监测周期的多个时刻，分别获取第一竖直距离，以及第二竖直距离；获取当前监测周期的皮带运输速度；确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；如果需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量；确定调整后的皮带运输速度；在下一个监测周期开始时，将运输皮带的运输速度设置为所述调整后的皮带运输速度。根据本发明，可减少人为误差，提高预测煤流量的准确性，并及时地控制和调整皮带运输速度。

Description

一种煤矿主煤流皮带输送控制系统

技术领域

本发明涉及煤矿运输技术领域，尤其涉及一种煤矿主煤流皮带输送控制系统和方法。

背景技术

目前，煤矿主煤流皮带输送过程主要通过人工控制来监测煤流量，从而可调节煤流的输送速度。然而，由于人为因素的干预，存在较大的人为误差。预测煤量和及时调整皮带运输速度的过程也受到主观因素的影响，导致预测不准确和控制不及时的问题。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种煤矿主煤流皮带输送控制系统和方法，能够解决煤流运输的预测不准确和控制不及时的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种煤矿主煤流皮带输送控制系统,包括：

第一激光测距传感器、第二激光测距传感器和控制器；

其中，所述第一激光测距传感器包括多个激光测距探头组成的第一激光测距探头队列，位于运输皮带正上方，每个激光测距探头用于发射竖直向下方向的激光，以检测运输皮带之上的煤流表面与激光测距探头之间的第一竖直距离，运输皮带的运输方向为x方向，竖直方向为z方向，与x方向和z方向均垂直的方向为y方向，所述第一激光测距探头队列的排列方向平行于y方向，且第一激光测距探头队列中第一个激光测距探头与最后一个激光测距探头之间的距离等于运输皮带的宽度；

所述第二激光测距传感器包括多个激光测距探头组成的第二激光测距探头队列，位于运输皮带正下方，每个激光测距探头用于发射竖直向上方向的激光，以检测运输皮带的下表面与激光测距探头之间的第二竖直距离，所述第二激光测距探头队列的排列方向平行于y方向，且第二激光测距探头队列中第一个激光测距探头与最后一个激光测距探头之间的距离等于运输皮带的宽度，并且，第一激光测距探头队列与第二激光测距探头队列中各激光测距探头的位置的x方向的坐标一致；

所述控制器用于：

在当前监测周期的多个时刻，分别获取第一激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第一竖直距离，以及第二激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第二竖直距离；

获取当前监测周期的皮带运输速度；

根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；

如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量；

根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输速度，确定调整后的皮带运输速度；

在下一个监测周期开始时，将运输皮带的运输速度设置为所述调整后的皮带运输速度。

根据本发明的第二方面，提供一种煤矿主煤流皮带输送控制方法，包括：

在当前监测周期的多个时刻，分别获取第一激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第一竖直距离，以及第二激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第二竖直距离；

获取当前监测周期的皮带运输速度；

根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；

如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量；

根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输速度，确定调整后的皮带运输速度；

在下一个监测周期开始时，将运输皮带的运输速度设置为所述调整后的皮带运输速度。

技术效果：根据本发明，激光测距传感器提供了高精度的测量数据，能够准确地监测煤流的大小和速度。从而更准确地预测和控制煤流的运输速度，减少了人工控制中可能存在的预测不准确的问题。系统在每个监测周期的多个时刻获取激光测距传感器的数据，并根据当前监测周期的皮带运输速度进行调整，提升了煤流预测和控制的实时性，可对运输过程中的变化做出及时响应，保持皮带输送系统的稳定性和效率。该系统通过控制器自动计算和调整下一个监测周期的皮带运输速度。相比人工控制，能够根据测量数据和预设的算法自动进行决策，减少了人工操作的需求，降低了操作人员的负担，并且减少了人为错误的可能性。在确定当前监测周期内的煤流量时，可对煤矿的煤流量进行监测和测量。通过监测煤流量，可及时检测到运输系统的故障或异常情况，从而采取适当的维护措施，以减少停机时间，提高设备的可靠性和生产效率。通过测量不同时刻的第一竖直距离、第二竖直距离、运输皮带的厚度和皮带运输速度等参数，可计算出当前监测周期内的煤流量，提升煤流量的准确性，为煤流量的监测和调控提供准确数据。在确定暂态煤流量时，通过测量不同时刻的煤流的平均高度等参数，可计算出第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，提升暂态煤流量的准确性，为煤流量的监测和调控提供准确数据。在确定判断条件时，可根据四个条件判断下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整。根据预设的最大和最小煤流量范围来调整皮带运输速度，保持煤流量在可接受的范围内。通过及时调整皮带运输速度，可减少煤流量过大或过小导致的能源浪费和设备损耗的情况，保持煤流量在合理的范围内防止设备的过载或运输效率低下，延长设备的使用寿命，从而实现成本的节约。在确定下一监测周期的预测煤流量时，根据条件函数的结果，可在预测下一监测周期的煤流量时排除运输皮带上存在较大煤块的干扰，提升暂态煤流量和暂态煤流量的平均变化率的准确性，进而提高预测的准确性和稳定性。从而提供了更准确和可靠的下一监测周期煤流量的预测结果。有助于优化煤矿运输过程，提高生产效率和安全性。在确定调整后的皮带运输速度时，可根据预测煤流量与预设的最大煤流量和最小煤流量进行比较，调整皮带运输速度，且通过设置预设系数，为调节预留一定的冗余度，可有效地将煤流量控制在可接受的范围内。减小过大或过小的煤流量对煤矿生产和运输系统的影响，保证运输过程的稳定性和效率。据不同的条件判断，采取相应的调整措施，从而保持系统的平衡和稳定，有效控制煤流量，预防超负荷运输，保证生产和供应需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。

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实施例，

图1示例性地示出根据本发明实施例的煤矿主煤流皮带输送控制系统的示意图；

图2示例性地示出根据本发明实施例的煤矿主煤流皮带输送控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示例性地示出根据本发明实施例的煤矿主煤流皮带输送控制系统的示意图，所述系统包括：

第一激光测距传感器、第二激光测距传感器和控制器；

其中，所述第一激光测距传感器包括多个激光测距探头组成的第一激光测距探头队列，位于运输皮带正上方，每个激光测距探头用于发射竖直向下方向的激光，以检测运输皮带之上的煤流表面与激光测距探头之间的第一竖直距离，运输皮带的运输方向为x方向，竖直方向为z方向，与x方向和z方向均垂直的方向为y方向，所述第一激光测距探头队列的排列方向平行于y方向，且第一激光测距探头队列中第一个激光测距探头与最后一个激光测距探头之间的距离等于运输皮带的宽度；

所述第二激光测距传感器包括多个激光测距探头组成的第二激光测距探头队列，位于运输皮带正下方，每个激光测距探头用于发射竖直向上方向的激光，以检测运输皮带的下表面与激光测距探头之间的第二竖直距离，所述第二激光测距探头队列的排列方向平行于y方向，且第二激光测距探头队列中第一个激光测距探头与最后一个激光测距探头之间的距离等于运输皮带的宽度，并且，第一激光测距探头队列与第二激光测距探头队列中各激光测距探头的位置的x方向的坐标一致；

所述控制器用于：

在当前监测周期的多个时刻，分别获取第一激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第一竖直距离，以及第二激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第二竖直距离；

获取当前监测周期的皮带运输速度；

根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；

如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量；

根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输速度，确定调整后的皮带运输速度；

在下一个监测周期开始时，将运输皮带的运输速度设置为所述调整后的皮带运输速度。

根据本发明的实施例的煤矿主煤流皮带输送控制系统，激光测距传感器提供了高精度的测量数据，能够准确地监测煤流的大小和速度。从而更准确地预测和控制煤流的运输速度，减少了人工控制中可能存在的预测不准确的问题。系统在每个监测周期的多个时刻获取激光测距传感器的数据，并根据当前监测周期的皮带运输速度进行调整，提升了煤流预测和控制的实时性，可对运输过程中的变化做出及时响应，保持皮带输送系统的稳定性和效率。该系统通过控制器自动计算和调整下一个监测周期的皮带运输速度。相比人工控制，能够根据测量数据和预设的算法自动进行决策，减少了人工操作的需求，降低了操作人员的负担，并且减少了人为错误的可能性。

根据本发明的一个实施例，通过多个激光测距探头的监测，可获取第一竖直距离和第二竖直距离数据，从而提供了关于煤流的大小和速度更全面和准确的信息，实现更精确的控制和调整。其中，一个监测周期可设定为3分钟、5分钟等，一个时刻可设定为3秒、5秒等，本发明对此不作限制。例如，所处第一个监测周期为3分钟，每3秒钟获得一次数据，即，在该监测周期获得60组第一竖直距离数据和60组第二竖直距离数据。且每一组第一竖直距离数据包括多个激光测距探头获得的单点的第一竖直距离数据，每一组第二竖直距离数据包括多个激光测距探头获得的单点的第二竖直距离数据。

根据本发明的一个实施例，通过监测不同时刻的数据，可获取当前监测周期内的皮带运输速度。具体的方法可能包括使用传感器或其他装置来测量皮带的运动，例如，通过监测皮带上的标记物的通过时间来计算速度。另外，还可结合其他参数如皮带轮直径和转速等来计算皮带的运输速度。

根据本发明的一个实施例，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整，包括：根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距离和所述第二竖直距离，以及当前监测周期的皮带运输速度，确定当前监测周期的煤流量；根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距离和所述第二竖直距离，以及当前监测周期的皮带运输速度，获得当前监测周期的各个时刻之间的时间间隔内的暂态煤流量；根据所述当前监测周期的煤流量，以及所述暂态煤流量，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整。

根据本发明的一个实施例，通过比较当前监测周期的煤流量和暂态煤流量，判断是否需要调整皮带运输速度来适应变化的煤流情况。例如，当前监测周期的煤流量没有超过上限，但不同时刻的暂态煤流量越来越大，即，为煤流量持续增大的过程，则下一个监测周期的煤流量可能会超过上限。可基于实时监测的数据对下一监测周期的皮带运输速度进行自动调整，以满足煤矿主煤流皮带输送控制系统的要求。

根据本发明的一个实施例，根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距 离和所述第二竖直距离，以及当前监测周期的皮带运输速度，确定当前监测周期的煤流量， 包括：根据公式（1）确定当前监测周期的煤流量,

（1）

其中，为第一激光测距传感器和第二激光测距传感器之间的高度差，为 第一激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个时刻检测到的第一 竖直距离，为第二激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个 时刻检测到的第二竖直距离，th为运输皮带的厚度，M为第一激光测距探头队列中的激光测 距探头的数量，N为前监测周期内的时刻数量，为各个时刻之间的时间间隔，为激光 测距探头之间的间隔距离，为当前监测周期的皮带运输速度，j≤M，i≤N，且i、j、M和N均 为正整数。

根据本发明的一个实施例，在公式（1）中， 为当前监测周期内第i个时刻以第j个激光单点为中心的煤流高度，再乘以激光测距探头之 间的间隔距离和各个时刻之间的时间间隔内的皮带运输长度的数值，即，可获得以煤流高 度为高度，以激光测距探头之间的间隔距离为宽度的竖直平面内，在当前监测周期一个时 间间隔内输送的单位煤流量。其中，表示在当前监测周期内第 i个时刻以第j个激光单点为中心的煤流高度，表示各个时刻之间的时间间隔内的皮 带运输长度。为每个激光测距探头的每 个时间间隔内的上述单位煤流量进行累加，从而得到当前监测周期的煤流量。

通过这种方式，可对煤矿的煤流量进行监测和测量。通过监测煤流量，可及时检测到运输系统的故障或异常情况，从而采取适当的维护措施，以减少停机时间，提高设备的可靠性和生产效率。通过测量不同时刻的第一竖直距离、第二竖直距离、运输皮带的厚度和皮带运输速度等参数，可计算出当前监测周期内的煤流量，提升煤流量的准确性，为煤流量的监测和调控提供准确数据。

根据本发明的一个实施例，根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距 离和所述第二竖直距离，以及当前监测周期的皮带运输速度，获得当前监测周期的各个时 刻之间的时间间隔内的暂态煤流量，包括：根据公式（2）获得当前监测周期的第i个时刻至 第i+1个时刻之间的暂态煤流量，

（2）

其中，为第一激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内 第i+1个时刻检测到的第一竖直距离，为第二激光测距探头队列中第j个激光测距 探头在当前监测周期内第i+1个时刻检测到的第二竖直距离。

根据本发明的一个实施例，在公式（2）中，为当前监测周期内第i个时刻至第i+1 个时刻之间以第j个激光单点为中心的煤流的平均高度，再乘以激光测距探头之间的间隔 距离和第i个时刻至第i+1个时刻的时间间隔内的皮带运输长度的数值，即，以煤流平均高 度为高度，以激光测距探头之间的间隔距离为宽度的竖直平面内，当前监测周期的第i个时 刻至第i+1个时刻之间的平均煤流量。其中，表示 在当前监测周期内第i个时刻至第i+1个时刻之间以第j个激光单点为中心煤流的平均高 度，表示第i个时刻至第i+1个时刻的之间的时间间隔内的皮带运输长度。为每个激光测距探头对应的上 述平均煤流量进行累加，从而得到当前监测周期的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤 流量。

通过这种方式，可通过监测暂态煤流量，及时发现和定位可能存在的故障或异常情况。例如，当煤流量突然减少或增加时，可能意味着输送带故障、煤堆堵塞或其他问题。对煤矿的生产和运营管理具有指导意义，从而提高生产效率、降低风险和优化资源利用。通过测量不同时刻的煤流的平均高度等参数，可计算出第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，提升暂态煤流量的准确性，为煤流量的监测和调控提供准确数据。

根据本发明的一个实施例，根据所述当前监测周期的煤流量，以及所述暂态煤流量，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整，包括：根据公式（3）获得第一条件C1、第二条件C2、第三条件C3和第四条件C4，

（3）

其中，为当前监测周期的煤流量，为预设的最大煤流量，为预设 的最小煤流量，为当前监测周期的第1个时刻至第2个时刻之间的暂态煤流量， 为当前监测周期的第N-1个时刻至第N个时刻之间的暂态煤流量，N为前监测周期内的时刻 数量，i≤N，且i和N均为正整数，k为下一个监测周期的第k个时刻的时刻数，k≤N-1，且k为 正整数；在第一条件C1、第二条件C2、第三条件C3和第四条件C4中的任意一个被满足的情况 下，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整。

根据本发明的一个实施例，在公式（3）第一条件C1中，为当前监测周 期内第N个时刻与第1个时刻之间的暂态煤流量的平均变化率。可表示煤流量的变化趋势， 即，判断煤流量是正在增加还是减少，还可表示变化的速度。为当前 监测周期内第N-1个时刻与第N个时刻之间的暂态煤流量与暂态煤流量的平均变化率的乘 积，可用于估计下一个监测周期的第k个时刻与第k+1个时刻之间的暂态煤流量，即，假设煤 流量的变化趋势不变，则通过前监测周期内第N-1个时刻与第N个时刻之间的暂态煤流量， 估计后续时刻之间的暂态煤流量。表示对的下一个监测周期 各个时刻之间的暂态煤流量的估计值进行求和，即，粗预测的下一监测周期的煤流量。如果 当前监测周期的煤流量和粗预测下一个监测周期的煤流量均大于预设的最大煤流量，则表 示煤流量的变化可能过快，超过了预期的煤流量水平，需调整下一监测周期的皮带运输速 度，以减缓煤流量的运输速度。

根据本发明的一个实施例，在第二条件中，如果当前监测周期的煤流量和粗预测的下一个监测周期的煤流量均小于预设的最小煤流量，则表示煤流量的变化可能过慢，没有达到预期的煤流量水平，需调整下一监测周期的皮带运输速度，以加快煤流量的运输速度。

根据本发明的一个实施例，在第三条件中，在当前监测周期内的煤流量在预设的最小煤流量和最大煤流量之间，且当前监测周期内的暂态煤流量的平均变化率为正数的情况下，即，虽然当前监测周期内煤流量未超过上限，但粗预测的下一个监测周期的煤流量大于预设的最大煤流量时，需调整下一监测周期的皮带运输速度，以减缓煤流量的运输速度。

根据本发明的一个实施例，在第四条件中，在当前监测周期内的煤流量在预设的最小煤流量和最大煤流量之间，且当前监测周期内的暂态煤流量的平均变化率为负数的情况下，即，虽然当前监测周期内煤流量未低于下限，但粗预测的下一个监测周期的煤流量小于预设的最小煤流量时，需调整下一监测周期的皮带运输速度，以加快煤流量的运输速度。

通过这种方式，可根据四个条件判断下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整。根据预设的最大和最小煤流量范围来调整皮带运输速度，保持煤流量在可接受的范围内。通过及时调整皮带运输速度，可减少煤流量过大或过小导致的能源浪费和设备损耗的情况，保持煤流量在合理的范围内防止设备的过载或运输效率低下，延长设备的使用寿命，从而实现成本的节约。

根据本发明的一个实施例，如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所 述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周 期的预测煤流量，包括：根据公式（4）确定下一监测周期的预测煤流量，

（4）

其中，为第一激光测距传感器和第二激光测距传感器之间的高度差，为 第一激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个时刻检测到的第一 竖直距离，为第二激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个 时刻检测到的第二竖直距离，th为运输皮带的厚度，M为第一激光测距探头队列中的激光测 距探头的数量，为当前监测周期的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，为当前监测周期的第i-1个时刻至第i个时刻之间的暂态煤流量，为使条件 函数取得最大值时的时刻 数，为使条件函数 取得最小值时的时刻数，if为条件函数，max为取最大值函数，min为取最小值函数，为预 设高度阈值。

根据本发明的一个实施例，在公式（4）中， 表示当前监测周期内第i个时刻煤流的平均高度。表示当前监测周期内第i个 时刻煤流的平均高度小于等于时，条件函数值为当前监测周期的第i个时刻至第i+1个 时刻之间的暂态煤流量，否则，条件函数值为0。为预设高度阈值，可根据较大煤块的识 别标准进行设定，例如，设定为50cm等。如果当前监测周期内第i个时刻煤流的平均高度没 有突然激增，即，没有较大的煤块，则可认为是正常煤流，则条件函数的取值为当前监测周 期的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量。表示在 当前监测周期内，满足条件函数的最大暂态煤流量。表示在 当前监测周期内，满足条件函数的最小暂态煤流量。表示在 当前监测周期内，满足条件函数的最大暂态煤流量与最小暂态煤流量之间的差值，与最大 暂态煤流量对应的时刻和最小暂态煤流量对应时刻之间的时间段的比值，即，当前监测周 期内排除较大煤块情况后的暂态煤流量的平均变化率。可表示排除较大煤块 的情况后的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，即，如果当前监测周期内第i个时 刻煤流没有检测到较大的煤块，则条件函数的取值为当前监测周期的第i个时刻至第i+1个 时刻之间的暂态煤流量，否则，可使用第i-1个时刻至第i个时刻之间的暂态煤流量代替第i 个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量。

根据本发明的一个实施例，将上述排除较大煤块情况后的当前监测周期的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，乘以当前监测周期内排除较大煤块情况后的暂态煤流量的平均变化率的N-1次方，可用于预测下一监测周期的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量。进一步地，可将预测的下一监测周期的各个时刻之间的暂态煤流量进行求和，获得下一监测周期的预测煤流量。

通过这种方式，根据条件函数的结果，可在预测下一监测周期的煤流量时排除运输皮带上存在较大煤块的干扰，提升暂态煤流量和暂态煤流量的平均变化率的准确性，进而提高预测的准确性和稳定性。从而提供了更准确和可靠的下一监测周期煤流量的预测结果。有助于优化煤矿运输过程，提高生产效率和安全性。

根据本发明的一个实施例，根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输 速度，确定调整后的皮带运输速度，包括：如果第一条件C1或第三条件C3被满足，则判断下 一监测周期的预测煤流量是否大于预设的最大煤流量；如果下一监测周期的预测煤流量大 于预设的最大煤流量，则根据公式（5）确定调整后的皮带运输速度，

（5）

其中，为当前监测周期的皮带运输速度，为小于1的预设系数；

如果第二条件C2或第四条件C4被满足，则判断下一监测周期的预测煤流量是否小 于预设的最小煤流量；如果下一监测周期的预测煤流量小于预设的最小煤流量，则根据公 式（6）确定调整后的皮带运输速度，

（6）

其中，为大于1的预设系数。

根据本发明的一个实施例，在公式（5）中，为预测煤流量和倍的 预设最大煤流量之间的差值与预测煤流量的比值，该比值表示根据预测煤流量超过倍 的预设最大煤流量的程度，可基于该程度来调整下一监测周期的皮带运输速度，该程度可 表示降低皮带运输速度的比例，该比例与当前监测周期的皮带运输速度乘积即为需降低的 运输速度的数值。表示当前监测周期的皮带运输速度减去需降低的 运输速度的数值，即，调整后的皮带运输速度。如果通过公式（4）进行精预测的下一监测周 期的预测煤流量没有大于预设的最大煤流量，则不用调整皮带运输速度。

根据本发明的一个实施例，在公式（6）中，为倍的预设最小煤流量 和预测煤流量之间的差值与预测煤流量的比值，该比值表示根据预测煤流量低于倍的预 设最小煤流量的程度，可基于该程度来调整下一监测周期的皮带运输速度，该程度可表示 提升皮带运输速度的比例，该比例与当前监测周期的皮带运输速度乘积即为需提高的运输 速度的数值。表示当前监测周期的皮带运输速度加上需提高的运输速 度的数值，即，调整后的皮带运输速度。如果通过公式（4）进行精预测的下一监测周期的预 测煤流量没有小于预设的最小煤流量，则不用调整皮带运输速度。

通过这种方式，可根据预测煤流量与预设的最大煤流量和最小煤流量进行比较，调整皮带运输速度，且通过设置预设系数，为调节预留一定的冗余度，可有效地将煤流量控制在可接受的范围内。减小过大或过小的煤流量对煤矿生产和运输系统的影响，保证运输过程的稳定性和效率。据不同的条件判断，采取相应的调整措施，从而保持系统的平衡和稳定，有效控制煤流量，预防超负荷运输，保证生产和供应需求。

根据本发明的一个实施例，在下一个监测周期开始时，根据前一个周期的数据和分析结果，调整运输皮带的速度，以满足系统运行的要求。在每个监测周期开始时，皮带的运输速度根据实际需求进行适当的调整，可提高系统的效率和性能，从而实现高效、可靠的煤矿主煤流输送。

根据本发明的实施例的煤矿主煤流皮带输送控制系统，激光测距传感器提供了高精度的测量数据，能够准确地监测煤流的大小和速度。从而更准确地预测和控制煤流的运输速度，减少了人工控制中可能存在的预测不准确的问题。系统在每个监测周期的多个时刻获取激光测距传感器的数据，并根据当前监测周期的皮带运输速度进行调整，提升了煤流预测和控制的实时性，可对运输过程中的变化做出及时响应，保持皮带输送系统的稳定性和效率。该系统通过控制器自动计算和调整下一个监测周期的皮带运输速度。相比人工控制，能够根据测量数据和预设的算法自动进行决策，减少了人工操作的需求，降低了操作人员的负担，并且减少了人为错误的可能性。在确定当前监测周期内的煤流量时，可对煤矿的煤流量进行监测和测量。通过监测煤流量，可及时检测到运输系统的故障或异常情况，从而采取适当的维护措施，以减少停机时间，提高设备的可靠性和生产效率。通过测量不同时刻的第一竖直距离、第二竖直距离、运输皮带的厚度和皮带运输速度等参数，可计算出当前监测周期内的煤流量，提升煤流量的准确性，为煤流量的监测和调控提供准确数据。在确定暂态煤流量时，通过测量不同时刻的煤流的平均高度等参数，可计算出第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，提升暂态煤流量的准确性，为煤流量的监测和调控提供准确数据。在确定判断条件时，可根据四个条件判断下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整。根据预设的最大和最小煤流量范围来调整皮带运输速度，保持煤流量在可接受的范围内。通过及时调整皮带运输速度，可减少煤流量过大或过小导致的能源浪费和设备损耗的情况，保持煤流量在合理的范围内防止设备的过载或运输效率低下，延长设备的使用寿命，从而实现成本的节约。在确定下一监测周期的预测煤流量时，根据条件函数的结果，可在预测下一监测周期的煤流量时排除运输皮带上存在较大煤块的干扰，提升暂态煤流量和暂态煤流量的平均变化率的准确性，进而提高预测的准确性和稳定性。从而提供了更准确和可靠的下一监测周期煤流量的预测结果。有助于优化煤矿运输过程，提高生产效率和安全性。在确定调整后的皮带运输速度时，可根据预测煤流量与预设的最大煤流量和最小煤流量进行比较，调整皮带运输速度，且通过设置预设系数，为调节预留一定的冗余度，可有效地将煤流量控制在可接受的范围内。减小过大或过小的煤流量对煤矿生产和运输系统的影响，保证运输过程的稳定性和效率。据不同的条件判断，采取相应的调整措施，从而保持系统的平衡和稳定，有效控制煤流量，预防超负荷运输，保证生产和供应需求。

图2示例性地示出根据本发明实施例的煤矿主煤流皮带输送控制方法的流程图。所述方法包括：

步骤S101，在当前监测周期的多个时刻，分别获取第一激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第一竖直距离，以及第二激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第二竖直距离；

步骤S102，获取当前监测周期的皮带运输速度；

步骤S103，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；

步骤S104，如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量；

步骤S105，根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输速度，确定调整后的皮带运输速度；

步骤S106，在下一个监测周期开始时，将运输皮带的运输速度设置为所述调整后的皮带运输速度。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种煤矿主煤流皮带输送控制系统，其特征在于，包括：

第一激光测距传感器、第二激光测距传感器和控制器；

其中，所述第一激光测距传感器包括多个激光测距探头组成的第一激光测距探头队列，位于运输皮带正上方，每个激光测距探头用于发射竖直向下方向的激光，以检测运输皮带之上的煤流表面与激光测距探头之间的第一竖直距离，运输皮带的运输方向为x方向，竖直方向为z方向，与x方向和z方向均垂直的方向为y方向，所述第一激光测距探头队列的排列方向平行于y方向，且第一激光测距探头队列中第一个激光测距探头与最后一个激光测距探头之间的距离等于运输皮带的宽度；

所述第二激光测距传感器包括多个激光测距探头组成的第二激光测距探头队列，位于运输皮带正下方，每个激光测距探头用于发射竖直向上方向的激光，以检测运输皮带的下表面与激光测距探头之间的第二竖直距离，所述第二激光测距探头队列的排列方向平行于y方向，且第二激光测距探头队列中第一个激光测距探头与最后一个激光测距探头之间的距离等于运输皮带的宽度，并且，第一激光测距探头队列与第二激光测距探头队列中各激光测距探头的位置的x方向的坐标一致；

所述控制器用于：

在当前监测周期的多个时刻，分别获取第一激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第一竖直距离，以及第二激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第二竖直距离；

获取当前监测周期的皮带运输速度；

根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；

如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量；

根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输速度，确定调整后的皮带运输速度；

在下一个监测周期开始时，将运输皮带的运输速度设置为所述调整后的皮带运输速度；

根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整，包括：

根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距离和所述第二竖直距离，以及当前监测周期的皮带运输速度，确定当前监测周期的煤流量；

根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距离和所述第二竖直距其中，所述第一激光测距传感器包括多个激光测距探头组成的第一激光测距探头队列，位于运输皮带正上方，每个激光测距探头用于发射竖直向下方向的激光，以检测运输皮带之上的煤流离，以及当前监测周期的皮带运输速度，获得当前监测周期的各个时刻之间的时间间隔内的暂态煤流量；

根据所述当前监测周期的煤流量，以及所述暂态煤流量，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；

根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距离和所述第二竖直距离，以及当前监测周期的皮带运输速度，确定当前监测周期的煤流量，包括：

根据公式

，

确定当前监测周期的煤流量,其中，/>为第一激光测距传感器和第二激光测距传感器之间的高度差，/>为第一激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个时刻检测到的第一竖直距离，/>为第二激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个时刻检测到的第二竖直距离，th为运输皮带的厚度，M为第一激光测距探头队列中的激光测距探头的数量，N为前监测周期内的时刻数量，/>为各个时刻之间的时间间隔，/>为激光测距探头之间的间隔距离，/>为当前监测周期的皮带运输速度，j≤M，i≤N，且i、j、M和N均为正整数；

根据当前监测周期的多个时刻获取的所述第一竖直距离和所述第二竖直距离，以及当前监测周期的皮带运输速度，获得当前监测周期的各个时刻之间的时间间隔内的暂态煤流量，包括：

根据公式

，

获得当前监测周期的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，其中，/>为第一激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i+1个时刻检测到的第一竖直距离，/>为第二激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i+1个时刻检测到的第二竖直距离。

2.根据权利要求1所述的煤矿主煤流皮带输送控制系统，其特征在于，根据所述当前监测周期的煤流量，以及所述暂态煤流量，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整，包括：

根据公式

，

获得第一条件C1、第二条件C2、第三条件C3和第四条件C4，其中，为当前监测周期的煤流量，/>为预设的最大煤流量，/>为预设的最小煤流量，/>为当前监测周期的第1个时刻至第2个时刻之间的暂态煤流量，/>为当前监测周期的第N-1个时刻至第N个时刻之间的暂态煤流量，N为前监测周期内的时刻数量，i≤N，且i和N均为正整数，k为下一个监测周期的第k个时刻的时刻数，k≤N-1，且k为正整数；

在第一条件C1、第二条件C2、第三条件C3和第四条件C4中的任意一个被满足的情况下，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整。

3.根据权利要求2所述的煤矿主煤流皮带输送控制系统，其特征在于，如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量，包括：

根据公式

，

确定下一监测周期的预测煤流量，其中，/>为第一激光测距传感器和第二激光测距传感器之间的高度差，/>为第一激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个时刻检测到的第一竖直距离，/>为第二激光测距探头队列中第j个激光测距探头在当前监测周期内第i个时刻检测到的第二竖直距离，th为运输皮带的厚度，M为第一激光测距探头队列中的激光测距探头的数量，/>为当前监测周期的第i个时刻至第i+1个时刻之间的暂态煤流量，/>为当前监测周期的第i-1个时刻至第i个时刻之间的暂态煤流量，/>为使条件函数取得最大值时的时刻数，为使条件函数/>取得最小值时的时刻数，if为条件函数，max为取最大值函数，min为取最小值函数，/>为预设高度阈值。

4.根据权利要求3所述的煤矿主煤流皮带输送控制系统，其特征在于，根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输速度，确定调整后的皮带运输速度，包括：

如果第一条件C1或第三条件C3被满足，则判断下一监测周期的预测煤流量是否大于预设的最大煤流量；

如果下一监测周期的预测煤流量大于预设的最大煤流量，则根据公式

，

确定调整后的皮带运输速度，其中，/>为当前监测周期的皮带运输速度，/>为小于1的预设系数；

如果第二条件C2或第四条件C4被满足，则判断下一监测周期的预测煤流量是否小于预设的最小煤流量；

如果下一监测周期的预测煤流量小于预设的最小煤流量，则根据公式

，

确定调整后的皮带运输速度，其中，/>为大于1的预设系数。

5.一种煤矿主煤流皮带输送控制方法，其特征在于，所述方法用于权利要求1-4中任一项所述的煤矿主煤流皮带输送控制系统的控制器，所述方法包括：

在当前监测周期的多个时刻，分别获取第一激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第一竖直距离，以及第二激光测距探头队列中多个激光测距探头检测到的第二竖直距离；

获取当前监测周期的皮带运输速度；

根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的皮带运输速度是否需要调整；

如果下一监测周期的皮带运输速度需要调整，根据所述第一竖直距离、所述第二竖直距离以及当前监测周期的皮带运输速度，确定下一监测周期的预测煤流量；

根据所述预测煤流量和所述当前监测周期的皮带运输速度，确定调整后的皮带运输速度；

在下一个监测周期开始时，将运输皮带的运输速度设置为所述调整后的皮带运输速度。