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

摘要：設(shè)計皮帶調(diào)速系統(tǒng)，并將具備圖像處理特征的皮帶煤量動態(tài)計量技術(shù)融入到系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，確保皮帶調(diào)速機(jī)在輸送煤炭資源的同時也能將監(jiān)測到的皮帶煤量情況進(jìn)行實時圖像處理并傳輸?shù)降V井后臺監(jiān)測終端當(dāng)中，達(dá)到有效控制皮帶調(diào)速機(jī)運行成本的目的。

關(guān)鍵詞：圖像處理；皮帶煤量動態(tài)計量技術(shù)；皮帶調(diào)速系統(tǒng)

我國主要以開采地下煤炭資源為主，整個開采過程中煤炭運輸是核心環(huán)節(jié)。由于地下煤炭被開采后從地下被運輸?shù)降孛嫘枰ㄙM的時間較長，對皮帶運輸機(jī)的皮帶磨損比較嚴(yán)重，皮帶運輸機(jī)需要消耗的功率也比較大，皮帶運輸機(jī)成為整個煤炭開采中功耗最大的設(shè)備。隨著我國各項科學(xué)技術(shù)的完善，變頻調(diào)速技術(shù)被運用到皮帶輸送機(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，無法在皮帶運輸煤礦期間進(jìn)行變頻調(diào)速。本文提出對皮帶運輸煤炭過程進(jìn)行圖像監(jiān)控，經(jīng)過圖像預(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)到皮帶運輸實時變頻調(diào)速的目的。

1圖像處理與皮帶煤量動態(tài)計量技術(shù)概述

圖像處理（imageprocessing），用計算機(jī)對圖像進(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)過拍攝得到的一個大的二維數(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、描述和識別3個部分。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)。皮帶煤量動態(tài)計量技術(shù)主要是指對皮帶輸送機(jī)上的煤量進(jìn)行估算。皮帶在工作時會呈現(xiàn)出弧形狀態(tài)，且因為煤量發(fā)生變化，皮帶的變形程度也會隨之改變[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)計中基于圖像處理的皮帶煤量動態(tài)計量技術(shù)的應(yīng)用

2.1皮帶調(diào)速系統(tǒng)平臺搭建

本次所搭建的皮帶調(diào)速系統(tǒng)平臺中的硬件平臺包含了?？稻W(wǎng)絡(luò)攝像頭以及普通臺式電腦，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，而電腦的CPU則是64位雙核Pentium4。經(jīng)過組裝，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)計的監(jiān)控系統(tǒng)獲取圖像信息以后，將會把圖像數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控室電腦當(dāng)中，以此來等待調(diào)節(jié)調(diào)速系統(tǒng)的命令。整個系統(tǒng)包含3條膠帶，其中1號膠帶上所運輸?shù)拿禾恐饕蔷C采工作面上的煤炭，該條皮帶將不會受到皮帶調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速，在運行過程中始終保持最大運行速度[3]。2號膠帶上的煤炭主要是由1號膠帶分撥出的煤炭，該條膠帶煤炭量將受到圖像監(jiān)控系統(tǒng)的影響，經(jīng)過圖像處理計算出2號膠帶中煤炭含量以及膠帶運行速度，方便后臺系統(tǒng)下達(dá)調(diào)速命令。3號膠帶中的煤炭主要是從2號膠帶分流來的煤炭，3號膠帶同樣會受到調(diào)速系統(tǒng)影響，經(jīng)過圖像處理技術(shù)獲取3號膠帶煤炭含量以后，3號膠帶的運行速度隨之受到調(diào)節(jié)[4]。

2.2系統(tǒng)各項模塊設(shè)計

控制系統(tǒng)的一般工作過程為利用互聯(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)并采用計算完成數(shù)據(jù)處理之后，按照圖像處理的結(jié)論以及調(diào)速策略測算出了井下運輸皮帶的最高轉(zhuǎn)速；最后，通過網(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)計思想進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，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負(fù)責(zé)管理攝像機(jī)與傳送帶之間的配置信號，而錄像捕獲模組、錄像管理模塊、調(diào)速計算模塊，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現(xiàn)統(tǒng)一管理。以上信息內(nèi)容都保存在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，在要更改或是添加當(dāng)中的一些信息內(nèi)容時僅需透過更改數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對于攝像頭和PLC信息內(nèi)容的更改，或是減少和重復(fù)對源程序的更改操作。為達(dá)到這些目的首先就必須設(shè)計數(shù)據(jù)庫，用來存儲配置消息。經(jīng)過對系統(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、PIC信號，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、使用人名、密碼數(shù)據(jù)信息。攝像頭信息一般用來連接攝像機(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、IP網(wǎng)址以及設(shè)備站號。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

中國為全球煤炭產(chǎn)出大國，煤礦自綜采面到井底煤倉的皮帶運輸是煤礦開發(fā)中的一項重點。為在工業(yè)生產(chǎn)中節(jié)約降耗，根據(jù)皮帶輸送機(jī)上煤量對皮帶輸送機(jī)實行數(shù)字變頻器調(diào)壓已成某種趨勢。采用皮帶秤對皮帶上煤量動態(tài)計數(shù)為目前計算的最主要辦法，該辦法具有費用較高、運行維護(hù)費時費力等問題。面對這些問題，本文提供了一種無需提高硬件成本的基于圖像處理技術(shù)的皮帶上煤量動態(tài)識別方法。該文以皮帶監(jiān)控圖像為研究對象，并著重進(jìn)行了圖象預(yù)處理的研究，由此完成了對煤量估計公式中煤寬比的有效提取，并完成了對一級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.

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[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)測系統(tǒng)設(shè)計[J].燒結(jié)球團(tuán)，2020（2）：10-14.

[5]周洪元，管海民，阮光，等.基于動態(tài)修正的原煤倉分爐煤計量系統(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