產品概述

　　??ABB智能煤流系統適應于井工煤礦、露天煤礦等各型礦井，以“煤流系統”為對象，涵蓋從刮板機，轉載機、井下原煤運輸各型皮帶機、主斜井皮帶機運輸機/立井提升機、地面選煤廠輸送皮帶機、選煤廠內煤流輸送系統、地面堆場管理系統、裝船/裝車系統等“煤流流經設備”；體現了對井下原煤運輸環節、提升環節、地面原煤運輸環節以及洗選環節所涉及單體設備的“自動化”和“智能化”，以及全運輸環節的“系統性”和“整體性”理念，通過完善的數學建模、可靠的軟、硬件體系，不僅實現物理設備的“智能化”、“系統性”，更能突出實現運營管理的“自適應性”、“系統性”的變革。??

　　在ABB 智能全煤流系統®中，核心技術和產品是ABB的防爆煤流量掃描儀，用于對整個膠帶機運輸系統的煤流情況進行在線掃描和計算，是最重要的傳感器，也是智能煤流系統得以實施的重要基礎。

　　ABB智能煤流系統檢測單元主要由掃描儀和工業PC組成，用于實時掃描煤流的斷面形狀，并對檢測到的數據進行計算，實時獲得煤流的平均高度值，并將這些數據通過以太網通訊傳出。

ABB 智能全煤流系統®控制中心

　　產品構成及基本參數

·      YBM127G-v （ABB防爆煤流量掃描儀）

額定電壓：AC 127V

最大工作電流：1A

主要設備：線激光掃描儀

防爆類型：Exd[ib] I Mb

外形尺寸：513mm*310mm*393mm（長*寬*高）

信號接入：TCP/IP光纖或者標準網線接口

　　YBM127G-v是ABB特有的防爆煤量檢測裝置，進行不接觸式的煤量實時監測；掃描儀用來測量輸送機上的煤流形狀。在掃描范圍α內，掃描儀輸出每個斷面各測量點的距離hi，算得面積微元ΔSi，據此可以計算輸送機上煤層斷面積S，并得到外型輪廓和坐標定位等信息，再引入輸送機運行速度就可以計算出煤流的體積，從而得出實時的煤流量。

·      YBM127G-c （掃描儀中轉箱）

額定電壓：AC 127V

最大工作電流：1A

主要設備：控制用嵌入式系統

防爆類型：Exd[ib] I Mb

外形尺寸：513mm*310mm*393mm（長*寬*高）

信號接入：TCP/IP光纖或者標準網線接口

　　YBM127G-c是防爆控制中轉箱，和’-v’掃描儀連接，將信號匯總并和ABB分控和集控中心平臺連接，為智能煤流控制提供煤流信息；

產品性能測試    

　　煤流量掃描儀的性能直接決定著智能煤流系統的可靠性和運行精度，與市場其他簡易掃描裝置相比，ABB煤流量掃描儀掃描精度高、計算速度快，運行穩定，抗干擾能力強，以下將通過一系列現場測試展示ABB 煤流量掃描儀的性能：

·靜態校準測試

　　ABB防爆煤流量掃描儀在使用之前需要對靜態下的空皮帶進行校準，靜態校準是測量皮帶上的煤層厚度的前提和基礎，正常工作時，掃描儀檢測到的數據將會和校準狀態時的基準進行對比，從而得出此時皮帶上的外形，并以此計算平均高度值。方法上，在皮帶靜止時，確認掃描儀下面的皮帶上沒有煤或其他異物，在軟件中進行掃描儀校準操作，并自動記錄此刻掃描的外形圖。

靜態校準下，掃描儀掃描出的外形圖如下，其中：

1. X軸和Y軸均為mm單位；

2. 掃描儀的安裝位置為X軸的0.0mm處；

3. 左側和右側的斜線為掃描儀的掃描范圍；

4. A、B兩點位皮帶的兩個邊緣，中間的曲線為掃描到的皮帶的輪廓。

   動態空載測試

　　動態空載測試的目的在于在無煤的情況下，測量皮帶的不同段的外形，以此了解皮帶的振動情況以及確定是否需要以及如何對皮帶的振動進行補償。方法上，在皮帶上連續無煤的情況下測量皮帶的外形，實時記錄外形曲線，并實時計算煤流的高度值。

   煤流高度變化曲線如下：

 取記錄到的4個時刻的數據，其外形圖和對應的高度值如下：

 從本條皮帶的實測數據上來說，在振動的情況下，其檢測值約為5mm，而且非常穩定。當然每條皮帶的實際情況并不相同，ABB的防爆煤流量掃描儀可以根據實際的皮帶振動情況選擇平均值補償或實時值補償等方法。

·     動態帶載測試

本說明通過一些典型的動態測試過程，顯示出在皮帶運行的過程中，煤流外形和對應的煤流高度的變化情況。

   典型動態過程包括：

測試1：煤流從空載到帶載的變化過程

         在來煤的情況下，皮帶上從很少煤量變化為有較大煤量的一段時間，可以看到煤流的輪廓變化以及煤層高度的變化情況。這里記錄了這個過程中的煤流高度的變化曲線以及其中10個時刻的外形圖和對應的煤流平均高度值。

煤流平均高度的變化曲線

測試2：大煤流的外形和平均高度檢測

         煤流平均高度超過200mm的情況被視為較大煤流。這里的記錄中包括了一段時間內的平均高度變化曲線以及其中2個時刻的外形輪廓。

測試3：設定節拍的運行和采煤機不同速度下的煤流高度比較

         在膠帶機的運行過程中，采煤機按照設定節拍運行，持續監測煤流的外形變化。

         測試中，開啟一臺采煤機參與測試，采煤機以3m/min的速度采煤運行，運行5分鐘后采煤機停下來。測試過程中刮板、轉載及皮帶都保持運行狀態。

記錄煤流在這一段時間內的平均高度值的變化圖：

圖中，A區間為空載時段，B區間為采煤機工作時段，C區間為采煤機停機后的皮帶運行時段。采煤機的啟動時間約為20:31,停機時間約為20:36，煤從采下到經過掃描儀位置的延時時間約為8分鐘，和計算值接近。

         從圖中可見，在這種采煤機3m/min的運行中，穩定狀態下的煤流平均高度值約在100mm附近。

         在本次測試中，也設定了讓采煤機以1m/min的速度運行一段時間，以下是1m/min運行時煤流平均高度的曲線圖。這里截取的時間約為5min。從圖中可見，穩定狀態下的煤流平均高度值約在60mm附近。

??在實際運行中，采煤機以??6m/min速度運行，以下是實際運行中煤流平均高度的曲線圖，這里截取的時間約為5min。在實際運行中煤量存在一定程度的波動，但仍可看出正常生產時的煤流高度要比設定的采煤機3m/min速度時的煤流高度要大。????

由以上測試數據也可以看到煤流高度與采煤機的運行速度存在一定的正相關的關系，在采煤機速度高時，其平均的煤流高度值相應較高；在采煤機速度低時，其平均的煤流高度值相應較低。

性能評判

ABB智能煤流量掃描儀在實際測試過程中展示出以下幾個特點：

·ABB防爆煤流量掃描儀可以準確地獲得煤流的外形曲線，精度達到毫米級別，通過對應算法分析可以獲得高精度的煤層高度值；

·ABB防爆煤流量掃描儀的檢測周期為50ms，可以實時地對數據進行在線檢測和更新；

·ABB防爆煤流量掃描儀的運行穩定可靠，在煤礦井下現場有粉塵的情況下能夠對目標進行可靠地檢測。