基于人工智能的皮带输送控制系统优化措施研究

李双双 李博文 朱德江 李晓哲

摘 要：皮带输送在煤矿上產系统中担负着至关重要的作用，是煤矿企业确保生产、连续、稳定运行的重要工程。本文通过对煤矿皮带输送的现状以及需求进行分析，并对基于人工智能的皮带输送控制系统优化措施进行了探究。

关键词：皮带输送;人工智能;控制系统;优化

1引言

随着技术水平的不断进步，电子传感技术和人工智能技术不断应用和推广，在漫长的煤矿发展过程中，迎来了巨大的变革。人工智能系统作为煤矿发展的新的增长点，在煤矿行业的作用不断发展，成为未来煤矿发展的重要趋势。

当前，煤矿运输系统仍然以皮带输送为主，传统皮带输送系统不断引入新的技术，人工智能在皮带输送系统的发展中取得了巨大的成效，发挥了显著的作用。

2煤矿皮带输送现状

当前我国煤矿皮带输送技术仍然以传统皮带输送系统为主，通过人工控制电力和设备运行参数，来实现皮带运输机的动力调整，从而实现皮带输送功率、效果功能的调整，进而输送效果的改变。此外，随着变频电机的使用，在一定程度上提高了皮带输送效果的改变和效果。但是由于控制机理仍然以人工调整为主，系统功能的运行对于人员的参与要求较高，结合煤矿生产难以持续稳定的，且在系统设备运行过程中，处理动作的不连续性等，均会造成供料和输送压力的变化。

当供料较多，系统运行负荷高，系统压力大，不及时的调整极易造成系统设备，电流过大，导致皮带输送机，电机故障甚至损坏。相反当，供料不足时，会出现断料和料现象，进而造成地符合运转或者空载运行，运行功率浪费较大。

煤矿引进先进的人工智能技术和装备，对皮带输送系统进行智能化升级，通过建设传感系统、数据传输系统、分析处理系统、动作执行系统，通过编制程序以及控制模式见系统各项功能进行系统的连接和设置，实现对各类情况下的监控和动作。在一定程度上，达到了人工智能的效果。

3皮带输送系统需求分析

煤矿综采系统的皮带输送机需求分析主要针对煤矿井下皮带输送系统进行分析。当前煤矿采矿基本采用煤矿综采系统，煤矿综采系统对于工作面作业的连续性、稳定性、高负荷性、以及能适应环境的复杂性。皮带输送系统在一定程度上，满足所有的需求。

3.1连续性方面

皮带输送系统由皮带架、托辊、皮带主动轮、从动轮、皮带等主要元件组成，通过主动轮的运转，实现皮带在上下两侧实现单向的往复运动，进而实现产品的连续性输送，进而保障综采。的连续推进和煤矿的快速运输。同时，对于作业场地要求不高长距离辐射，特殊条件下可以通过设置输送方向、角度变化，设置中转系统实现复杂地形的转送和连续供应。

3.2稳定性方面

一方面皮带输送系统组成元件简单，系统动作单一，出现特殊情况下的设备损坏情况较小，确保了系统的稳定运行和连续保障，除去特殊情况下的检修，基本检修为日常检修，基本可控，在时间方面，也确保了运行的稳定性。另一方面，皮带输送系统一般情况下移动较少，运行期间位置基本固定不动，因此对于系统运行期间、停运期间的损耗也相对较小，进而确保了系统可以在稳定的条件下实现连续运行。

3.3高负荷性方面

皮带输送机通过主动轮的运转，实现物资的输送，不受其他动力性物资控制，因此可以在长时间、高压力的条件下，稳定运行时不需要人工干预，从而进行在连续性、稳定性的基础上实现高负荷的连续运转。同时，在非常规地形的中转情况下，也可以实现稳定的高负荷运行。

3.4适应环境的复杂性方面

煤矿井下作业，长期处于高水、高湿、高粉尘的状态下运行，对于系统组成、功能运行等方面要求较高。一方面，由于作业面的湿式作业和喷淋处理，造成物料在输送过程中，面临着长期超湿度状态，部分巷道存在的淋水等，进入到物料中，导致输送过程中水分的集聚，但基本上对运输皮带没有影响。另一方面由于未能得到有效控制的粉尘以及高湿度对于托辊架的腐蚀基本上微乎其微，井下作业用电机基本上做到防尘和一定程度上的防水。因此，在非极端状态下，皮带输送系统完全具备应对煤矿的日常运行过程中湿度、粉尘状况的能力。

4基于人工智能的皮带输送控制系统的组成

基于人工智能的皮带输送控制系统主要由传感系统、数据传输系统、分析处理系统、动作执行系统组成，系统通过采用压力和速度传感器等，你在输送过程中产生的重力数据和速度数据进行收集，经转换数字信号后，通过有线网络和无线信号等传输方式，对收集的数据进行传输数据传输，分析处理系统在接收到传输来的传感信号后，对信号进行分析汇总，通过各类数据分析的算法，进行验证后，将对应的动作信号以数字信号的模式进行传输，经动作执行系统转换后，对皮带输送系统进行控制，改变变频频率和控制电机转速，进而实现全过程的智能分析和智能动作。

5基于人工智能的皮带输送控制系统存在问题以及优化措施

5.1高精尖方向优化

在当前的人工智能皮带输送控制系统中，由于传感元件对现场条件要求相对较高，煤矿井下作业环境复杂，光照、湿度、粉尘、噪声等多方面因素，对各类传感器均有不同程度影响，因此，在选择和设置传感器方面，应该朝着高精尖方向发展，不断提升传感器的稳定性和灵敏性，提高监测数据的高精确性和冗余的自动消除，从根本上保证人工智能的识别正常。

同时，在控制系统方面，也需要通过高精尖化发展，实现各类细节动作的微动作和微调整，从末端对高精尖控制予以落实，实现控制的精准。

5.2一体化方向优化

当前人工智能系统下的皮带输送系统，上脱离于综采作业面的设备运行以及给料控制，综采作业设备的运行与否，没有直接与皮带属性系统进行综合控制，相互之间没有一体化的连接，因此在给料控制方面没有稳定供料的概念，导致人工智能系统下的控制不稳定或频繁动作。应当在现有基础上，将综采提供后设置缓冲仓或振动供料装置，在供料前端予以控制，保障供料前的稳定状态，从而为皮带输送系统的稳定运行创造条件，降低困难。通过对控制系统进行一体化建设和优化实现综合的连续运转和控制。

6结语

基于人工智能的皮带输送发展是煤矿井下综采发展的必然趋势，随着技术的发展、理念的完善，智能的、一体化的煤矿输送，定会在未来煤炭行业发展中发挥决定性的作用。

参考文献

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