ABB智能煤流系统防爆煤流量扫描仪

　　产品概述

　　‍‍ABB智能煤流系统适应于井工煤矿、露天煤矿等各型矿井，以“煤流系统”为对象，涵盖从刮板机，转载机、井下原煤运输各型皮带机、主斜井皮带机运输机/立井提升机、地面选煤厂输送皮带机、选煤厂内煤流输送系统、地面堆场管理系统、装船/装车系统等“煤流流经设备”；体现了对井下原煤运输环节、提升环节、地面原煤运输环节以及洗选环节所涉及单体设备的“自动化”和“智能化”，以及全运输环节的“系统性”和“整体性”理念，通过完善的数学建模、可靠的软、硬件体系，不仅实现物理设备的“智能化”、“系统性”，更能突出实现运营管理的“自适应性”、“系统性”的变革。‍‍

　　在ABB 智能全煤流系统®中，核心技术和产品是ABB的防爆煤流量扫描仪，用于对整个胶带机运输系统的煤流情况进行在线扫描和计算，是最重要的传感器，也是智能煤流系统得以实施的重要基础。

　　ABB智能煤流系统检测单元主要由扫描仪和工业PC组成，用于实时扫描煤流的断面形状，并对检测到的数据进行计算，实时获得煤流的平均高度值，并将这些数据通过以太网通讯传出。

ABB 智能全煤流系统®控制中心

　　产品构成及基本参数

·      YBM127G-v （ABB防爆煤流量扫描仪）

额定电压：AC 127V

最大工作电流：1A

主要设备：线激光扫描仪

防爆类型：Exd[ib] I Mb

外形尺寸：513mm*310mm*393mm（长*宽*高）

信号接入：TCP/IP光纤或者标准网线接口

　　YBM127G-v是ABB特有的防爆煤量检测装置，进行不接触式的煤量实时监测；扫描仪用来测量输送机上的煤流形状。在扫描范围α内，扫描仪输出每个断面各测量点的距离hi，算得面积微元ΔSi，据此可以计算输送机上煤层断面积S，并得到外型轮廓和坐标定位等信息，再引入输送机运行速度就可以计算出煤流的体积，从而得出实时的煤流量。

·      YBM127G-c （扫描仪中转箱）

额定电压：AC 127V

最大工作电流：1A

主要设备：控制用嵌入式系统

防爆类型：Exd[ib] I Mb

外形尺寸：513mm*310mm*393mm（长*宽*高）

信号接入：TCP/IP光纤或者标准网线接口

　　YBM127G-c是防爆控制中转箱，和’-v’扫描仪连接，将信号汇总并和ABB分控和集控中心平台连接，为智能煤流控制提供煤流信息；

产品性能测试    

　　煤流量扫描仪的性能直接决定着智能煤流系统的可靠性和运行精度，与市场其他简易扫描装置相比，ABB煤流量扫描仪扫描精度高、计算速度快，运行稳定，抗干扰能力强，以下将通过一系列现场测试展示ABB 煤流量扫描仪的性能：

·静态校准测试

　　ABB防爆煤流量扫描仪在使用之前需要对静态下的空皮带进行校准，静态校准是测量皮带上的煤层厚度的前提和基础，正常工作时，扫描仪检测到的数据将会和校准状态时的基准进行对比，从而得出此时皮带上的外形，并以此计算平均高度值。方法上，在皮带静止时，确认扫描仪下面的皮带上没有煤或其他异物，在软件中进行扫描仪校准操作，并自动记录此刻扫描的外形图。

静态校准下，扫描仪扫描出的外形图如下，其中：

1. X轴和Y轴均为mm单位；

2. 扫描仪的安装位置为X轴的0.0mm处；

3. 左侧和右侧的斜线为扫描仪的扫描范围；

4. A、B两点位皮带的两个边缘，中间的曲线为扫描到的皮带的轮廓。

   动态空载测试

　　动态空载测试的目的在于在无煤的情况下，测量皮带的不同段的外形，以此了解皮带的振动情况以及确定是否需要以及如何对皮带的振动进行补偿。方法上，在皮带上连续无煤的情况下测量皮带的外形，实时记录外形曲线，并实时计算煤流的高度值。

   煤流高度变化曲线如下：

 取记录到的4个时刻的数据，其外形图和对应的高度值如下：

 从本条皮带的实测数据上来说，在振动的情况下，其检测值约为5mm，而且非常稳定。当然每条皮带的实际情况并不相同，ABB的防爆煤流量扫描仪可以根据实际的皮带振动情况选择平均值补偿或实时值补偿等方法。

·     动态带载测试

本说明通过一些典型的动态测试过程，显示出在皮带运行的过程中，煤流外形和对应的煤流高度的变化情况。

   典型动态过程包括：

测试1：煤流从空载到带载的变化过程

         在来煤的情况下，皮带上从很少煤量变化为有较大煤量的一段时间，可以看到煤流的轮廓变化以及煤层高度的变化情况。这里记录了这个过程中的煤流高度的变化曲线以及其中10个时刻的外形图和对应的煤流平均高度值。

煤流平均高度的变化曲线

测试2：大煤流的外形和平均高度检测

         煤流平均高度超过200mm的情况被视为较大煤流。这里的记录中包括了一段时间内的平均高度变化曲线以及其中2个时刻的外形轮廓。

测试3：设定节拍的运行和采煤机不同速度下的煤流高度比较

         在胶带机的运行过程中，采煤机按照设定节拍运行，持续监测煤流的外形变化。

         测试中，开启一台采煤机参与测试，采煤机以3m/min的速度采煤运行，运行5分钟后采煤机停下来。测试过程中刮板、转载及皮带都保持运行状态。

记录煤流在这一段时间内的平均高度值的变化图：

图中，A区间为空载时段，B区间为采煤机工作时段，C区间为采煤机停机后的皮带运行时段。采煤机的启动时间约为20:31,停机时间约为20:36，煤从采下到经过扫描仪位置的延时时间约为8分钟，和计算值接近。

         从图中可见，在这种采煤机3m/min的运行中，稳定状态下的煤流平均高度值约在100mm附近。

         在本次测试中，也设定了让采煤机以1m/min的速度运行一段时间，以下是1m/min运行时煤流平均高度的曲线图。这里截取的时间约为5min。从图中可见，稳定状态下的煤流平均高度值约在60mm附近。

‍‍在实际运行中，采煤机以‍‍6m/min速度运行，以下是实际运行中煤流平均高度的曲线图，这里截取的时间约为5min。在实际运行中煤量存在一定程度的波动，但仍可看出正常生产时的煤流高度要比设定的采煤机3m/min速度时的煤流高度要大。‍‍‍‍

由以上测试数据也可以看到煤流高度与采煤机的运行速度存在一定的正相关的关系，在采煤机速度高时，其平均的煤流高度值相应较高；在采煤机速度低时，其平均的煤流高度值相应较低。

性能评判

ABB智能煤流量扫描仪在实际测试过程中展示出以下几个特点：

·ABB防爆煤流量扫描仪可以准确地获得煤流的外形曲线，精度达到毫米级别，通过对应算法分析可以获得高精度的煤层高度值；

·ABB防爆煤流量扫描仪的检测周期为50ms，可以实时地对数据进行在线检测和更新；

·ABB防爆煤流量扫描仪的运行稳定可靠，在煤矿井下现场有粉尘的情况下能够对目标进行可靠地检测。