一种智能化无极绳绞车电控系统的制作方法

1.本发明属于煤矿领域，涉及无极绳绞车电控技术，具体是一种智能化无极绳绞车电控系统。


背景技术：

2.近年来，煤矿开采智能化已成为大势所趋。随着“智慧矿山”建设口号的提出，智能化技术开始被应用到煤矿安全生产中，智能煤矿生产工作面建设快速发展。
3.无极绳绞车是煤矿井下巷道以钢丝绳牵引的一种普通轨道连续运输设备，适用于长距离大倾角、多变坡、大吨位工况条件下的工作面顺槽、采区上(下)山和集中轨道巷等材料、设备不经转载的直达运输。当前煤矿井下所使用的无极绳绞车牵引系统过分依赖工人进行工作，无极绳绞车司机在绞车控制台操作绞车运行，无极绳绞车运行轨道较长，地形复杂，绞车司机只能看、听信号开车，对巷道中车辆的运行状态和巷道中是否有行人不了解，一套牵引系统需要电控操作台操控人员、跟车工、把钩工等多名工人的协同配合才能工作，用工岗位多，智能化程度低。
4.为此，提出一种智能化无极绳绞车电控系统。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智能化无极绳绞车电控系统，该一种智能化无极绳绞车电控系统解决了无极绳绞车智能化程度低的问题。
6.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种智能化无极绳绞车电控系统，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能预警模块；各个模块之间基于数字信号的方式进行信息交互；
7.所述数据采集模块用于采集无极绳绞车的视频数据和状态数据；其中，所述状态数据包括电压值、电流值、温度值以及液位值；
8.并将所述视频数据和所述状态数据发送至所述数据处理模块；
9.所述数据处理模块用于接收所述视频数据和所述状态数据，根据所述视频数据和所述状态数据获取不同的预警信号；
10.并将所述预警信号发送至所述智能预警模块；
11.所述智能预警模块用于接收所述预警信号后，生成预警短信并控制无极绳绞车。
12.优选的，所述数据采集模块包括红外摄像仪、电压值表、电流值表、液位传感器和温度传感器；
13.所述红外摄像仪设置在无极绳绞车视野无遮挡的前方和后方位置的制高点上。
14.优选的，所述数据采集模块采集无极绳绞车的视频数据和状态数据，具体过程包括：
15.设定危险距离，所述危险距离标记为x，单位为米；其中，x为大于0的整数；所述危
险距离由专业操作员设定；
16.所述红外摄像仪采集无极绳绞车前方x米的视频数据，无极绳绞车前方x米的视频数据标记为sp1；
17.所述红外摄像仪采集无极绳绞车后方x米的视频数据，无极绳绞车后方x米的视频数据标记为sp2；
18.设定采集周期，所述采集周期标记为t，单位为s；其中，t为大于0的整数；所述采集周期有专业操作员进行设定；
19.所述电压值表每隔ts采集一次电压值，所述电压值标记为ui，单位为v；其中，i的取值为1,2,3
……
n；
20.所述电流值表每隔ts采集一次电流值，所述电流值标记为ii，单位为a；
21.所述液位传感器每隔ts采集一次液位值，所述液位值标记为yi，单位为mm；
22.所述温度传感器每隔ts采集一次温度值，所述温度值标记为wi，单位为℃；
23.所述数据采集模块将视频数据、电压值、电流值、液位值以及温度值发送至所述数据处理模块。
24.优选的，所述数据处理模块接收所述视频数据和所述状态数据，根据所述视频数据和所述状态数据获取不同的预警信号，具体过程包括：
25.所述数据处理模块接收无极绳绞车前方x米和后方x米的视频数据，判断sp1或sp2内是否有异物出现；
26.当视频数据内出现异物，生成异物预警信号，并将所述异物预警信号发送至所述智能预警模块；
27.所述数据处理模块接收电压值、电流值、液位值以及温度值；
28.根据电压值和电流值获取电源关联值，所述电源关联值标记为dyi；
29.所述电源关联值的计算公式为：其中，ε为状态修正因子，且ε∈(0,1)；
30.根据液位值和温度值获取油箱关联值，所述油箱关联值标记为yxi；
31.所述油箱关联值的计算公式为：其中，α、β分别为温度修正系数与液位修正系数，且α、β均为大于零的实数；
32.根据所述电源关联值和所述油箱关联值获取监测提醒系数，所述监测提醒系数标记为xsi；
33.所述监测提醒系数的计算公式为：xsi＝a*dyi b*yxi；其中，a和b为影响系数；
34.设定监测提醒系数阈值，所述监测提醒系数阈值标记为xs
max
；
35.当xsi≥xs
max
时，生成设备预警信号，并将所述设备预警信号发送所述智能预警模块。
36.优选的，所述智能预警模块接收所述预警信号后，生成预警短信并控制无极绳绞车，具体过程包括：
37.所述智能预警模块接收所述异物预警信号，控制无极绳绞车停止工作，并生成异物预警短信至工作人员的智能终端；
38.工作人员接收异物预警短信后，可通过智能终端查看视频数据，并对无极绳绞车周围的异物进行处理；
39.所述智能预警模块接收所述设备预警短信，控制无极绳绞车停止工作，并生成设备预警短信至工作人员的智能终端；
40.工作人员接收设备预警短信后，可通过智能终端查看状态数据，并对无极绳绞车进行维修处理。
41.优选的，所述智能终端包括智能手机和电脑。
42.优选的，所述数据采集模块包括防爆摄像仪；
43.所述防爆摄像仪设置在无极绳绞车经过的重点路段和巷道的岔路口处；
44.所述防爆摄像仪采集用于无极绳绞车经过的重点路段和巷道的岔路口处的视频数据；
45.对重点路段和岔路口进行编号，编号用y表示；其中，y的取值为3,4,5
……
n；
46.所述防爆摄像仪采集用于无极绳绞车经过的重点路段和巷道的岔路口处的视频数据标记为spy；
47.将spy发送至所述数据处理模块，所述数据处理模块根据sp1、sp2以及spy判断无极绳绞车的周围是否有异物。
48.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
49.本发明通过在无极绳绞车的前后设置红外摄像仪，在无极绳绞车经过的重点路段和巷道的岔路口安装防爆摄像仪，实现了绞车运行过程中的多方位的视频监控，使得采集的视频数据包含的信息因子多，数据更加可靠；
50.本发明通过数据采集模块采集无极绳绞车的视频数据和状态数据；并将视频数据和状态数据发送至数据处理模块；数据处理模块接收视频数据和状态数据，根据视频数据和状态数据获取不同的预警信号；并将预警信号发送至智能预警模块；智能预警模块接收预警信号后，生成预警短信并控制无极绳绞车；实现对电压、电流、温度以及液位的在线监测，当监测到数据异常时，自动停止设备运行，并及时发送预警信号。
附图说明
51.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
52.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
53.如图1所示，一种智能化无极绳绞车电控系统，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能预警模块；各个模块之间基于数字信号的方式进行信息交互；
54.所述数据采集模块用于采集无极绳绞车的视频数据和状态数据；其中，所述状态数据包括电压值、电流值、温度值以及液位值；
55.并将所述视频数据和所述状态数据发送至所述数据处理模块；
56.所述数据处理模块用于接收所述视频数据和所述状态数据，根据所述视频数据和所述状态数据获取不同的预警信号；
57.并将所述预警信号发送至所述智能预警模块；
58.所述智能预警模块用于接收所述预警信号后，生成预警短信并控制无极绳绞车。
59.本实施例中，所述数据采集模块包括红外摄像仪、电压值表、电流值表、液位传感器和温度传感器；
60.所述红外摄像仪设置在无极绳绞车视野无遮挡的前方和后方位置的制高点上，实现无极绳绞车运行时前方、后方危险区域内视野的全覆盖；红外摄像仪具有自主停机的功能，当绞车运行时检测到前方或后面危险距离内(距离可根据实际情况调整)，输出节点信号断电控制绞车停下，减少了事故发生的可能性。
61.所述数据采集模块采集无极绳绞车的视频数据和状态数据，具体过程包括：
62.设定危险距离，所述危险距离标记为x，单位为米；其中，x为大于0的整数；需要进一步说明的是，所述危险距离由专业操作员设定，根据煤矿的实际情况进行设定；
63.所述红外摄像仪采集无极绳绞车前方x米的视频数据，无极绳绞车前方x米的视频数据标记为sp1；
64.所述红外摄像仪采集无极绳绞车后方x米的视频数据，无极绳绞车后方x米的视频数据标记为sp2；
65.设定采集周期，所述采集周期标记为t，单位为s；其中，t为大于0的整数；需要进一步说明的是，所述采集周期有专业操作员进行设定；
66.所述电压值表每隔ts采集一次电压值，所述电压值标记为ui，单位为v；其中，i的取值为1,2,3
……
n；
67.所述电流值表每隔ts采集一次电流值，所述电流值标记为ii，单位为a；
68.所述液位传感器每隔ts采集一次液位值，所述液位值标记为yii，单位为mm；
69.所述温度传感器每隔ts采集一次温度值，所述温度值标记为wi，单位为℃；
70.所述数据采集模块将视频数据、电压值、电流值、液位值以及温度值发送至所述数据处理模块。
71.所述数据处理模块接收所述视频数据和所述状态数据，根据所述视频数据和所述状态数据获取不同的预警信号，具体过程包括：
72.所述数据处理模块接收无极绳绞车前方x米和后方x米的视频数据，判断sp1或sp2内是否有异物出现；
73.当视频数据内出现异物，生成异物预警信号，并将所述异物预警信号发送至所述智能预警模块；
74.所述数据处理模块接收电压值、电流值、液位值以及温度值；
75.根据电压值和电流值获取电源关联值，所述电源关联值标记为dyi；
76.所述电源关联值的计算公式为：其中，ε为状态修正因子，且ε∈(0,1)；
77.根据液位值和温度值获取油箱关联值，所述油箱关联值标记为yxi；
78.所述油箱关联值的计算公式为：其中，α、β分别为温度修正系数与液位修正系数，且α、β均为大于零的实数；
79.根据所述电源关联值和所述油箱关联值获取监测提醒系数，所述监测提醒系数标记为xsi；
80.所述监测提醒系数的计算公式为：xsi＝a*dyi b*yxi；其中，a和b为影响系数；
81.设定监测提醒系数阈值，所述监测提醒系数阈值标记为xs
max
；
82.当xsi≥xs
max
时，生成设备预警信号，并将所述设备预警信号发送所述智能预警模块。
83.所述智能预警模块接收所述预警信号后，生成预警短信并控制无极绳绞车，具体过程包括：
84.所述智能预警模块接收所述异物预警信号，控制无极绳绞车停止工作，并生成异物预警短信至工作人员的智能终端；
85.工作人员接收异物预警短信后，可通过智能终端查看视频数据，并对无极绳绞车周围的异物进行处理；
86.所述智能预警模块接收所述设备预警短信，控制无极绳绞车停止工作，并生成设备预警短信至工作人员的智能终端；
87.工作人员接收设备预警短信后，可通过智能终端查看状态数据，并对无极绳绞车进行维修处理。
88.本实施例中，所述智能终端包括智能手机和电脑等智能设备。
89.本实施例中，所述数据采集模块包括防爆摄像仪，所述防爆摄像仪设置在无极绳绞车经过的重点路段和巷道的岔路口处；红外摄像仪和防爆摄像仪实现了无极绳绞车运行过程中的多方位的视频监控，使得采集的视频数据包含的信息因子多，数据更加可靠；
90.所述防爆摄像仪采集用于无极绳绞车经过的重点路段和巷道的岔路口处的视频数据；
91.对重点路段和岔路口进行编号，编号用y表示；其中，y的取值为3,4,5
……
n；
92.所述防爆摄像仪采集用于无极绳绞车经过的重点路段和巷道的岔路口处的视频数据标记为spy；
93.将spy发送至所述数据处理模块，所述数据处理模块根据sp1、sp2以及spy判断无极绳绞车的周围是否有异物。
94.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
95.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。