導(dǎo)語(yǔ)：計(jì)量技術(shù)在皮帶調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：設(shè)計(jì)皮帶調(diào)速系統(tǒng)，并將具備圖像處理特征的皮帶煤量動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)融入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，確保皮帶調(diào)速機(jī)在輸送煤炭資源的同時(shí)也能將監(jiān)測(cè)到的皮帶煤量情況進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像處理并傳輸?shù)降V井后臺(tái)監(jiān)測(cè)終端當(dāng)中，達(dá)到有效控制皮帶調(diào)速機(jī)運(yùn)行成本的目的。

關(guān)鍵詞：圖像處理；皮帶煤量動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)；皮帶調(diào)速系統(tǒng)

我國(guó)主要以開采地下煤炭資源為主，整個(gè)開采過(guò)程中煤炭運(yùn)輸是核心環(huán)節(jié)。由于地下煤炭被開采后從地下被運(yùn)輸?shù)降孛嫘枰ㄙM(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶磨損比較嚴(yán)重，皮帶運(yùn)輸機(jī)需要消耗的功率也比較大，皮帶運(yùn)輸機(jī)成為整個(gè)煤炭開采中功耗最大的設(shè)備。隨著我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的完善，變頻調(diào)速技術(shù)被運(yùn)用到皮帶輸送機(jī)當(dāng)中，起到明顯的設(shè)備節(jié)能效果，獲得煤礦企業(yè)的青睞。但是，現(xiàn)有皮帶輸送機(jī)中配備的變頻調(diào)速系統(tǒng)只能達(dá)到皮帶軟起軟停的效果，無(wú)法在皮帶運(yùn)輸煤礦期間進(jìn)行變頻調(diào)速。本文提出對(duì)皮帶運(yùn)輸煤炭過(guò)程進(jìn)行圖像監(jiān)控，經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理了解皮帶當(dāng)中的煤炭量，并將參數(shù)闡述到調(diào)速系統(tǒng)中，達(dá)到皮帶運(yùn)輸實(shí)時(shí)變頻調(diào)速的目的。

1圖像處理與皮帶煤量動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)概述

圖像處理（imageprocessing），用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析，以達(dá)到所需結(jié)果的技術(shù)，又稱影像處理。圖像處理一般指數(shù)字圖像處理。數(shù)字圖像是指用工業(yè)相機(jī)、攝像機(jī)、掃描儀等設(shè)備經(jīng)過(guò)拍攝得到的一個(gè)大的二維數(shù)組，該數(shù)組的元素稱為像素，其值稱為灰度值[1]。圖像處理技術(shù)的一般包括圖像壓縮，增強(qiáng)和復(fù)原，匹配、描述和識(shí)別3個(gè)部分。常見的系統(tǒng)有康耐視系統(tǒng)、圖智能系統(tǒng)等，是正在興起的技術(shù)。皮帶煤量動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)主要是指對(duì)皮帶輸送機(jī)上的煤量進(jìn)行估算。皮帶在工作時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出弧形狀態(tài)，且因?yàn)槊毫堪l(fā)生變化，皮帶的變形程度也會(huì)隨之改變[2]。如圖1所示為皮帶寬度與煤量之間的關(guān)系示意圖，從圖中可了解信息，煤量與煤寬之間并不存在線性關(guān)系。

2皮帶調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)中基于圖像處理的皮帶煤量動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用

2.1皮帶調(diào)速系統(tǒng)平臺(tái)搭建

本次所搭建的皮帶調(diào)速系統(tǒng)平臺(tái)中的硬件平臺(tái)包含了?？稻W(wǎng)絡(luò)攝像頭以及普通臺(tái)式電腦，其中攝像頭主要用于獲取網(wǎng)絡(luò)視頻，網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境為Win-dows7以及VisualC++2010以及?？狄曨l庫(kù)，而電腦的CPU則是64位雙核Pentium4。經(jīng)過(guò)組裝，形成調(diào)速系統(tǒng)。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2可了解到，本次所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)獲取圖像信息以后，將會(huì)把圖像數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控室電腦當(dāng)中，以此來(lái)等待調(diào)節(jié)調(diào)速系統(tǒng)的命令。整個(gè)系統(tǒng)包含3條膠帶，其中1號(hào)膠帶上所運(yùn)輸?shù)拿禾恐饕蔷C采工作面上的煤炭，該條皮帶將不會(huì)受到皮帶調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速，在運(yùn)行過(guò)程中始終保持最大運(yùn)行速度[3]。2號(hào)膠帶上的煤炭主要是由1號(hào)膠帶分撥出的煤炭，該條膠帶煤炭量將受到圖像監(jiān)控系統(tǒng)的影響，經(jīng)過(guò)圖像處理計(jì)算出2號(hào)膠帶中煤炭含量以及膠帶運(yùn)行速度，方便后臺(tái)系統(tǒng)下達(dá)調(diào)速命令。3號(hào)膠帶中的煤炭主要是從2號(hào)膠帶分流來(lái)的煤炭，3號(hào)膠帶同樣會(huì)受到調(diào)速系統(tǒng)影響，經(jīng)過(guò)圖像處理技術(shù)獲取3號(hào)膠帶煤炭含量以后，3號(hào)膠帶的運(yùn)行速度隨之受到調(diào)節(jié)[4]。

2.2系統(tǒng)各項(xiàng)模塊設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)的一般工作過(guò)程為利用互聯(lián)網(wǎng)收集井下攝像機(jī)頭的數(shù)據(jù)信息至調(diào)節(jié)室電腦；根據(jù)所收集的視頻數(shù)據(jù)并采用計(jì)算完成數(shù)據(jù)處理之后，按照?qǐng)D像處理的結(jié)論以及調(diào)速策略測(cè)算出了井下運(yùn)輸皮帶的最高轉(zhuǎn)速；最后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把轉(zhuǎn)速傳給井下PLC；PLC控制器在收到車速數(shù)據(jù)信息后控制變頻器調(diào)速，讓運(yùn)輸皮帶以按規(guī)定的轉(zhuǎn)速行駛[5]。軟件系統(tǒng)采取部分模板式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，一般有管理控制模板、錄像提取信息管理控制模塊、錄像信息管理監(jiān)控模板、通信模塊、調(diào)速運(yùn)算信息管理模板、監(jiān)控信息管理模板、界面顯示信息管理模板以及特殊信息管理監(jiān)控模板等構(gòu)成。其中管理模塊一般用來(lái)負(fù)責(zé)管理攝像機(jī)與傳送帶之間的配置信號(hào)，而錄像捕獲模組、錄像管理模塊、調(diào)速計(jì)算模塊，以及監(jiān)控模組為控制系統(tǒng)的核心模組。數(shù)據(jù)的傳輸一般使用于網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)模塊。界面顯示模組和特殊處理模塊用來(lái)展示視頻圖像，和進(jìn)行人機(jī)交互。在程序的可擴(kuò)展性以及對(duì)程序的通用性方面考慮后，本系統(tǒng)將攝像頭信息、PLC信息以及調(diào)速策略與數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一，使用編程的管理模塊實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。以上信息內(nèi)容都保存在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，在要更改或是添加當(dāng)中的一些信息內(nèi)容時(shí)僅需透過(guò)更改數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于攝像頭和PLC信息內(nèi)容的更改，或是減少和重復(fù)對(duì)源程序的更改操作。為達(dá)到這些目的首先就必須設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存儲(chǔ)配置消息。經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體分析，操作系統(tǒng)所要求的基本配置方法一般有攝像頭信號(hào)、PIC信號(hào)，以及調(diào)速策略等信息內(nèi)容。其中的攝像頭數(shù)據(jù)信息大句括：設(shè)備編碼、IP網(wǎng)址、端口號(hào)、使用人名、密碼數(shù)據(jù)信息。攝像頭信息一般用來(lái)連接攝像機(jī)或使用互聯(lián)網(wǎng)，收集攝像機(jī)數(shù)據(jù)。PLC信息內(nèi)容包括PLC設(shè)備序號(hào)、IP網(wǎng)址以及設(shè)備站號(hào)。PLC信息主要用于控制系統(tǒng)，將速度傳給指定的PLC設(shè)備。

3結(jié)語(yǔ)

中國(guó)為全球煤炭產(chǎn)出大國(guó)，煤礦自綜采面到井底煤倉(cāng)的皮帶運(yùn)輸是煤礦開發(fā)中的一項(xiàng)重點(diǎn)。為在工業(yè)生產(chǎn)中節(jié)約降耗，根據(jù)皮帶輸送機(jī)上煤量對(duì)皮帶輸送機(jī)實(shí)行數(shù)字變頻器調(diào)壓已成某種趨勢(shì)。采用皮帶秤對(duì)皮帶上煤量動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)為目前計(jì)算的最主要辦法，該辦法具有費(fèi)用較高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問(wèn)題。面對(duì)這些問(wèn)題，本文提供了一種無(wú)需提高硬件成本的基于圖像處理技術(shù)的皮帶上煤量動(dòng)態(tài)識(shí)別方法。該文以皮帶監(jiān)控圖像為研究對(duì)象，并著重進(jìn)行了圖象預(yù)處理的研究，由此完成了對(duì)煤量估計(jì)公式中煤寬比的有效提取，并完成了對(duì)一級(jí)皮帶工作狀況與圖象異常的鑒定。

參考文獻(xiàn)

[1]劉暢.變頻技術(shù)在皮帶機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2019，34（9）：217-218.

[2]朱志明.變頻技術(shù)在皮帶機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2019（12）：78-80.

[3]閆曉棟.變頻技術(shù)在礦用皮帶運(yùn)輸機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2019（5）：74-75.

[4]滕悅，徐少川，張慶東.基于圖像處理技術(shù)的皮帶跑偏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].燒結(jié)球團(tuán)，2020（2）：10-14.

[5]周洪元，管海民，阮光，等.基于動(dòng)態(tài)修正的原煤倉(cāng)分爐煤計(jì)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].衡器，2019，48（6）：11-14.

作者：杜文卓 單位：山西科達(dá)自控股份有限公司