北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

Beijing Coal Mining Electric Equipment Technical Development CO., LTD.

010-51511328/1330

2008、2011、2014、2017、2020年連續五屆獲得高新技術企業認定

KJ610礦山產量/銷量遠程監控系統
    發布時間: 2015-01-14 10:29    
為了滿足稅務監督、安全監察、企業管理各方面對礦山產量/銷量數據的需求,依據煤炭行業標準MT1082-2008煤炭產量遠程監測系統設計了KJ610礦山產量/銷量遠程監測系統。系統由核子秤產量監控子系統、電子皮帶秤產量監控子系統、礦車衡產量監控子系統、豎井提升產量監
控子系統組成,根據礦山現場條件的不同,靈活組合。該系統在煤炭行業廣泛應用。


KJ610煤炭產量監測系統

   北煤機電KJ610煤炭產量監測系統由北煤機電生產的各種KJ-N計量器產量監測系統(KJH-N核子秤產量監測系統、KJD-N電子皮帶秤產量監測系統)、KJG-N礦車衡產量監測系統)組成。構成KJ-N產量監測系統的各種計量器具(BAC1礦用隔爆兼本安型核子秤、ICS-17J礦用隔爆兼本安型電子皮帶秤、ICS-17JS礦用電子皮帶秤、GCS-3礦用礦車衡)全部通過了中國計量科學院計量器具定型檢驗,獲得了《計量器具型式批準證書》、《防爆合格證》、《礦用產品安全標志準用證》。

   產量監測系統于2008年通過中國煤炭工業協會鑒定,鑒定結果為:“技術先進,達到國內先進水平”(中煤科鑒字【2008】第83號)。煤炭產量遠程監測技術與系統2010年獲得中國煤炭工業科學技術獎一等獎(2010-120-D03。


   KJ610煤炭產量監測系統可選用(調制解調器、以太網、CAN總線、無線網絡)等組網方式。企業可根據不同煤礦的網絡現場運行條件進行組合,實現對產量數據的實時監測。能滿足稅務監督、安全監察、企業管理各方面對煤礦產量數據的需求。KJ610系統網絡結構如圖所示:


圖 KJ610產量遠程監測系統組成圖

        KJ610煤炭產量遠程監測系統的網絡設備由KJ610-J一般兼礦用本質安全型信息傳輸接口和KJ610-F礦用隔爆兼本安型通訊視頻分站組成,完成產量數據遠傳、計量器具(BAC1核子秤、ICS-17J電子皮帶秤、GCS-3礦車衡、ZAD127煤灰分儀)的參數設定等功能。

   煤炭產量監測系統是按照煤礦企業需求、國家管理部門要求設計的一種新型的、針對煤礦產量的數據采集管理系統,實現了煤礦產煤量的在線監測和記錄,既可以滿足稅務部門獲取煤礦產量數據、以產定稅 ,又可滿足煤礦監督管理部門監控煤礦產能、安全生產的目的,也可滿足企業內部用于成本核算,進行獎金分配,提高企業管理水平,可以同時滿足稅務監督、安全監察、企業管理三方面的需求。

一、系統特點

         具有超產監測與顯示功能;

   2 具有實時產量監測與顯示功能;

   3 具有工作狀態監測與異常顯示功能;

   4 具有圖像分析功能,通過圖像辨析煤矸分離功能;

   5 具有防作弊和報警功能;

   6 具有實時數據采集、處理及顯示功能;采集到的數據存在數據庫中,可以方便地查詢;

   7 系統組網靈活、易于掌握,人機界面友好,系統參數方便修改;

   8 系統擴展方便。


二 、適用環境

     1 系統中用于機房、調度室的設備,應能在下列條件下正常工作。

   a)環境溫度:15℃~30℃;

   b)相對濕度:40%~70%;

   c)溫度變化率:小于10℃/h,且不得結露;

   d)大氣壓力:80kPa~106 kPa;

   e)GB/T 2887規定的塵埃、照明、噪聲、電磁場干擾和接地條件。

   2 除有關標準另有規定外,系統中用于煤礦井下的設備應在下列條件下正常工作:

   a)環境溫度:0℃~40℃;

   b)平均相對濕度:不大于95%(+25℃);

   c)大氣壓力:80kPa~106 kPa;

   d)有爆炸性氣體混合物,但無顯著振動和沖擊、無破壞絕緣的腐蝕性氣體。

 3 除有關標準另有規定外,系統中用于機房和調度室以外的地面設備,下列條件因正常工作

     a)環境溫度:

     --用于有保暖及通風的室內:0℃~40℃;

     --用于無供暖條件的室內:-10℃~40℃;

     --用于室外露天:-20℃~60℃;

     b)最大相對濕度:90%(在規定的溫度范圍內)

   c) 大氣壓力:80kPa~106 kPa;

 

三、系統主要功能

       1 監視功能

 系統具有煤炭產量監測、處理、存儲、查詢、顯示、打印等功能。

 系統具有嚴重超產報警功能。

 系統具有系統工作狀態監測、處理、顯示、打印、存儲、查詢、報警等功能。

 系統具有輸煤設備狀態監測處理、顯示、打印、存儲、查詢等功能。

 系統具有視頻監視功能。

  2 存儲功能

 系統具有初始化參數存儲的功能;

 系統具有每小時產量存儲功能;

 系統具有系統工作異常功能;

 系統具有嚴重超產存儲功能;

 系統具有防止修改產量等存儲內容(參數設置及頁面編輯除外)功能;

 主站具有數據存儲功能。當系統通信中斷期間存儲數據上傳至監控中心。

  3 查詢功能
  系統具有查詢功能(按照煤礦、出煤口、計量儀器、市縣、時間、嚴重超產、超產、工作異常等方式)

  4 顯示功能

 系統具有漢字顯示功能和提示功能。

 系統具有實時列表顯示功能。

 系統具有嚴重超產顯示功能。

 系統具有超產 功能,根據時間可以查詢。

 系統具有產量查詢顯示功能(年,月,日)。

 系統具有產量柱狀圖顯示功能。

 系統具有工作異常顯示功能。

 系統具有模擬圖顯示功能。

 系統具有自檢模擬圖顯示功能。

  5 防作弊功能

   通過對實時信號的異常和突變進行系統防作弊算法分析(核心技術)、判斷,并將異常信息彈出到控制臺計算機界面,并可連接聲光等報警系統,同步進行聲光信號報警,以便對有作弊行為的礦山企業進行圖像跟蹤,捕捉作弊證據,作為政府監管的依據。

     6 圖像辨析煤矸分離功能       

      礦車衡運輸系統    

   在煤礦生產過程中,煤與矸石經常一起通過礦車進行運輸,在監控系統中我們需要實現煤與矸石的分離,以保障數據準確反映現場的生產情況,防止礦山納稅人對計量結果產生爭議。
  礦山產量監控系統監控中常常采用比重方式區分煤與矸石,但在煤礦的實際運輸過程中,經常會出現煤矸混運,半車矸石、運載物料、運載機電設備等情況,由于所裝載內容無法確定體積(比重區分以體積固定為前提條件),若采用傳統的比重方式則無法進行區分或容易造成區分失誤。

  經過長期研究、創新、實驗、開發,為滿足多方對煤礦各煤種(煤、矸石)產量真實數據的需求,我們采用以下方案進行解決。
 
系統采用基于圖像的機器視覺技術測量礦車裝載物體積。采用礦車內“物料體積”和“物料質量”兩個物理量的比值(物料的密度)對稱重傳感器的稱重結果進行實時辨析,解決了礦車衡計量數據對煤矸辨別的準確度問題。 

        皮帶秤運輸系統

   由于皮帶料流、料形不固定,煤流時大時小,體積無法確定。無法采用比重方式計算煤矸比例,北煤機電公司采用下述技術方案進行解決。

   系統采用基于雙目(視頻圖像)的機器視覺技術測量皮帶秤有效稱量段裝載物的體積(該技術已獲得發明專利,專利號:ZL201410090498.5)。采用“體積流量”和“質量流量”兩個物理量對稱重傳感器的稱重結果進行實時辨析,解決了皮帶秤計量數據對煤矸辨別的準確度問題。


   BMJD-P圖像視頻處理系統通過工業相機,獲取皮帶有效稱量段的視頻信號,分析皮帶載荷、跑偏、空載等信息,將這些信息傳送給智能稱重控制箱。利用工業相機獲取皮帶秤承載器上物料的圖像,采用“三維體積重建方法”獲得電子皮帶秤稱重域內單位長度上物料的體積。 承載器安裝在輸運機的皮帶上,輸運機皮帶上物料質量的變化量將直接傳遞到與承載器相連的稱重傳感器上。因此,稱重傳感器輸出電壓的大小反應了承載器皮帶上物料質量的大小。通過稱重傳感器可以動態檢測單位長度皮帶上的物料重量。密度=體積/質量。由于煤與矸石的密度差別很大,可以通過以上方式辨別物料。 

     7 報警功能

  當嚴重超產時或系統工作異常時,系統應發出聲光報警信號。

  當嚴重超產或系統工作異常時,報警器會發出提示,點擊關閉,向有關人員手機發信息。

  當嚴重超產時,相關數值、文字、圖符等用紅色顯示。

8 打印功能

 系統具有打印報表,柱狀圖、模擬圖、初始化參數等打印功能。

 產量報表含年、月、日報表等

 具有嚴重超產年、月、日報表等

 系統工作異常報表。  

其他功能(數據加密、計算稅費,雙機熱備,自監視,容錯,實時多任務)。

 

四、系統主要技術指標

    1 計量器具精度

    礦用隔爆兼本安型核子秤:1級

    礦用隔爆兼本安型電子皮帶秤:0.5級

    礦用礦車衡:0.5級

  2 計量器具最大流量

    皮帶秤最大流量 ≤ 3000 t/h。

    礦用礦車衡 3t

  3 計量器具適應的最大速度

     輸送機速度 ≤ 5m/s

     礦車車速≤1.5m/s

  4 計量器具存儲時間

   計量器具初始化參數、每小時產量、嚴重超產、系統異常狀態記錄保存2年;

  5 計量器具備用電源工作時間

   在電網停電后,備用電源保證連續監測時間不小于2小時。

  6 系統接入能力

   同時接入 8臺 KJ610-F 礦用隔爆兼本安型通訊視頻監控分站。

  7 系統巡檢周期

   最大容量小于30秒。

  8 網絡速度/通訊距離

   以太網100M / [100m/電口,30km/光口];調制解調器300bps /20km;CAN總線 5k bps /5km,485口1200bps /1.2km。

  9 監控中心

    監控中心所涉設備24h不間斷運行,存儲產量等監測服務器應該雙機熱備。

    監控中心的不間斷電源滿足2h設備運行。

    監控中心具有可靠的接地裝置和防雷裝置。

    監控中心具有防火墻等網絡安全設備。

 

五、系統核心設備

KJ610-J一般兼礦用本質安全型信息傳輸接口

       KJ610-J一般兼礦用本質安全型信息傳輸接口由開關電源、通訊主板、通訊小板及以太網光電轉換模塊等構成。產品的上行傳輸信號為RS-232或以太網電口與工控機的COM口相聯。下行傳輸信號為本安信號,包括4路本安CAN信號和4路本安modem信號、2路本安以太網光信號接口。其特點如下:

     1 提供了多種通信接口。通訊接口具有2路本安以太網光信號通訊接口、4路本安modem通訊接口、4路本安CAN通訊接口和1路非本安RS232通訊接口(與計算機通訊)、2路非本安以太網電信號通訊接口。

     2 通訊接口的每塊通訊板都由獨立的CPU控制,可以實現不同協議之間的轉換;

     3 通訊接口提供了8個通訊插槽可以隨意插入CAN、RS485或modem通訊板,通訊接口提供的接口種類、數量可以隨意組合。


KJ610-F礦用隔爆兼本安型通訊視頻分站

       KJ610-F礦用隔爆兼本安型通訊視頻分站主要適用于在具有甲烷混合氣體和煤塵爆炸的煤礦井下,實現對數據的采集和收發,并具有語音對講功能。

       1 具有網絡功能,可組建光纖以太環網;2提供了多種通信接口。通訊視頻分站具有3路以太網通訊光接口,2路本安以太網通訊電口、1路本安CAN通訊接口、3路本安485通訊接口、1路modem通訊接口;

       2 使用STM32系列芯片做為核心處理器,實現各種協議之間、不同通訊接口之間數據的高速轉換;

       3 采用了本安視頻隔離技術,提供了4路本安視頻輸入接口,可連接4個本安攝像儀;

       4 通過視頻圖像分析處理,可獲取皮帶實時狀態。與ICS-17JS-A雙秤儀表配合,實現自動零點標定。

       5 采用了本安音頻隔離技術,提供了1路音頻輸入和1路音頻輸出接口,可以實現井下、地面語音對講功能。

       6 使用SD卡做為視頻存儲介質,可連續存儲3天的視頻數據;

       7 具有1路15V/1A的本安電源輸出,可為4路本安攝像儀提供本安電源。

 六 、系統名稱、型號及含義

      名稱:煤炭產量遠程監測系

      型號:KJ  610  

      含義:KJ-礦用監測控制系統或設備;610-信息處理中心

 七、系統設備連接

 

 


八、 系統設備配置

系統型號名稱

KJ610煤炭產量監測系統

系統安標號

MFC120130

序號

設備名稱

設備型號

生產廠家

防爆合格證

安全標志證

1

工控機

IPC-610H

研華

--

--

2

UPS電源

C6KS

山特電子

--

--

3

打印機

P1007

HP

--

--

4

一般兼礦用本質安全型信息傳輸接口

KJ610-J

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

1124444G

MFC120131

5

礦用隔爆兼本安型

視頻通訊分站

KJ610-F

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

112.1519G

MHC120153

6

礦用本安型攝像儀

KBA15

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

1124445G

MAK120065

7

礦用隔爆兼本安型

核子秤

BAC1

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

11121231G

MAK030003

8

礦用本質安全型

稱重主控箱

KXHC-0.3/9

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

1114512G

MAB080318

9

礦用隔爆兼本質安全型

直流穩壓電源

KDW-0.4/127

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

11121233G

MAA080029

10

礦用隔爆兼本安型

電子稱重儀表

ICS-17JS-A

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

114.0607

MAK120032

11

煤礦用速度傳感器

GSH5

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

114.4564

MFB120120

12

礦用隔爆兼本安型

電子皮帶秤下位機

ICS-17J-A

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

11121232G

MFJ050001

13

礦用隔爆型電池箱

KDD12/24

北京瑞賽長城測控技術有限公司

21021606

MAF110024

14

煤礦用本安型

稱重傳感器

GZD0.5

北京市煤炭礦用機電設備技術開發有限公司

114.4563

MFB120121

15

礦用機電設備

開停傳感器

KGT9-E

宜興市三恒自動化儀表有限公司

2114387

MFB010016

16

煤礦用通信電纜

MHYVP

揚州市中能電纜有限公司

/

MIA050235

 

 

 

九 典型應用

 
KJ10煤炭產量
系統在湖北省巴東縣受稱贊

      2009年8月8日上午,湖北省恩施州國稅局在巴東縣召開全州煤炭稅收管理現場會,標志著由北煤機電承建的巴東縣“煤炭產量遠程監控系統”在經一個月的試運行后正式投入運行。恩施州國稅局領導、相關科室負責人和各縣市國稅局分管負責人參加了會議。巴東縣委書記李洪敏、縣委常委、常務副縣長鄭小兵蒞臨現場指導。

      與會代表到綠蔥坡青樹巖和東壤口麂子溝井口現場參觀了正在使用的北煤機電公司生產的礦用礦車衡和電子監控設施,查看了巴東縣國稅局電子監控總控制室的運行情況,聽取了北煤機電公司項目負責人對項目建設情況的介紹、巴東縣國稅局局長黃科書關于煤炭稅收專業化管理經驗的介紹。經過討論,與會代表一致認為,北煤機電公司的項目建設內容符合標準、系統運行各項指標均高于設計要求,系統提供的資料齊全、項目成果豐富,數據準確可靠,軟件界面直觀,圖像清晰,操作簡便,運行效果良好。

      巴東縣有煤礦礦井23個,年產煤炭29萬噸。截止目前,巴東縣已有15個礦井安裝了產量遠程監控系統,系統累計出煤57026噸,實現增值稅170多萬元。據初步預計,全年煤炭產業可實現增值稅1800多萬元,同比增收600多萬元,經濟和社會效益十分可觀。

北煤機電公司項目負責人在作項目建設情況匯報

湖北省恩施州國稅局領導及與會代表參見項目現場

 

媒體評價:

      
      北煤機電公司產量遠程監控系統項目建成以來,全系統以高度智能化和集成化,為煤炭企業生產經營管理和稅務部門稅收征管提供了科學依據,系統運行以來為相關項目單位創造了較大的經濟和社會效益,項目建設單位對北煤機電公司設計的項目給予了高度評價并報道:

 

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