北京市煤炭矿用机电设备技术开发有限公司

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

010-51511328/1330

2008、2011、2014、2017年连续四届获得国家级高新技术企业认定

KJ610矿山产量/销量远程监控系统
    发布时间: 2015-01-14 10:29    
为了满足税务监督、安全监察、企业管理各方面对矿山产量/销量数据的需求,依据煤炭行业标准MT1082-2008煤炭产量远程监测系统设计了KJ610矿山产量/销量远程监测系统。系统由核子秤产量监控子系统、电子皮带秤产量监控子系统、矿车衡产量监控子系统、竖井提升产量监
控子系统组成,根据矿山现场条件的不同,可灵活组合。该系统在煤炭行业广泛应用,并且荣获
《中国煤炭工业科学技术奖》一等奖。


KJ610煤炭产量监测系统

         KJ610煤炭产量监测系统产量监控子系统KJH-N核子秤产量监控子系统KJD-N子皮带秤产量监测子系统)、KJG-N矿车衡产量监控子系)组成。组成KJ610系统的计量设备(BAC1


       KJ610煤炭产量监测系统网络可选用(调制解调器、以太网、CAN总线、无线网络)等方式。企业可根据不同煤矿的现场运行条件,进行灵活组合,实现对产量数据的实时监控。满足了税务监督、安全监察、企业管理各方面对煤矿产量数据的需求。KJ610系统结构如图所示:



KJ610产量远程监测系统组成图

          KJ610煤炭产量远程监测系统的网络设备由KJ610-J一般兼矿用本质安全型信息传输接口和KJ610-F矿用隔爆兼本安型通讯视频分站组成,完成产量数据远传、计量器具(核子秤、电子皮带秤、矿车衡、灰分仪)参数设定,视频及音频信号的采集、存储、转发,同时具有视频信号处理、语音对讲等功能。

       煤炭产量监测系统是按照煤矿企业需求、国家管理部门要求而设计的一种新型的、针对煤矿产量的数据采集系统,实现了煤矿产煤量的在线监测和记录,既可以满足税务部门获取煤矿产量数据、以产定税 ,又可满足煤矿监督管理部门监控产能、实现安全生产的目的,也可满足企业内部用于成本核算,奖金分配,提高企业管理水平,可以同时满足税务监督、安全监察、企业管理三方面的需求,具有非常广阔的市场应用前景。

一、系统特点

    1 具有超产监测与显示功能;

    2 具有实时产量监测与显示功能;

    3 系统工作状态监测与异常显示功能;

    4 具有视频监控的功能,且具通过图像辨析煤矸分离功能;

    5 系统具有防作弊和报警功能;

    6 系统具有实时数据采集、处理及显示功能;采集到的数据存在数据库中,可以方便地查询;

    7 系统具有灵活、可靠的控制功能,简单实用,易于掌握,人机界面友好,系统参数可以方便修改。

    8 系统结构合理,便于系统的扩展。

二 、适用环境

    1 系统中用于机房、调度室的设备,应能在下列条件下正常工作。

    a)环境温度:15℃~30℃;

    b)相对湿度:40%70%

    c)温度变化率:小于10/h,且不得结露;

    d)大气压力:80kPa106 kPa

    eGB/T 2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。

    2 除有关标准另有规定外,系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作:

    a)环境温度:0℃~40℃;

    b)平均相对湿度:不大于95%(+25℃);

    c)大气压力:80kPa106 kPa

    d)有爆炸性气体混合物,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。

    3 除有关标准另有规定外,系统中用于机房和调度室以外的地面设备,应能在下列条件下正常工作

        a)环境温度:

         --用于有保暖及通风的室内:0℃~40℃;

         --用于无供暖条件的室内:-10℃~40℃;

         --用于室外露天:-2060℃;

        b)最大相对湿度:90%(在规定的温度范围内)

    c) 大气压力:80kPa106 kPa

 

三、系统主要功能

    1 监视功能

    系统具有煤炭产量监测、处理、存储、查询、显示、打印等功能。

    系统具有严重超产报警功能。

    系统具有系统工作状态监测、处理、显示、打印、存储、查询、报警等功能。

    系统具有输煤设备状态监测处理、显示、打印、存储、查询等功能。

    系统具有视频监视功能。

    2 存储功能

    系统具有初始化参数存储的功能;

    系统具有每小时产量存储功能;

    系统具有系统工作异常功能;

    系统具有严重超产存储功能;

    系统具有防止修改产量等存储内容(参数设置及页面编辑除外)功能;

    主站具有数据存储功能。当系统通信中断期间存储数据上传至监控中心。

    3 查询功能
        系统具有查询功能(按照煤矿、出煤口、计量仪器、市县、时间、严重超产、超产、工作异常等方式)

    4 显示功能

    系统具有汉字显示功能和提示功能。

    系统具有实时列表显示功能。

    系统具有严重超产显示功能。

    系统具有超产 功能,根据时间可以查询。

    系统具有产量查询显示功能(年,月,日)。

    系统具有产量柱状图显示功能。

    系统具有工作异常显示功能。

    系统具有模拟图显示功能。

    系统具有自检模拟图显示功能。

    5 防作弊功能

       通过对实时信号的异常和突变进行系统防作弊算法分析(核心技术)、判断,并将异常信息弹出到控制台计算机界面,并可连接声光等报警系统,同步进行声光信号报警,以便对作弊矿山企业进行图像跟踪,捕捉作弊有利证据,以之作为政府监管和判罚的依据。

    6 图像辨析煤矸分离功能 
  
   矿车衡运输系统


   在煤矿生产过程中,煤与矸石经常一起通过矿车进行运输,在监控系统中我们需要实现煤与矸石的区分,以保障数据准确反映现场的生产情况,防止矿山纳税人对计量结果产生争议。

    矿山产量监控系统监控中常常采用比重方式区分煤与矸石,但在煤矿的实际运输过程中,经常会出现煤矸混运,半车矸石、运载物料、运载机电设备等情况,由于所装载内容无法确定体积(比重区分以体积固定为前提条件),若采用传统的比重方式则无法进行区分或容易造成区分失误。

          
经过长期研究、创新、实验、开发,为满足多方对煤矿各煤种(煤、矸石)产量真实数据的需求,我们采用以下方案进行解决。
 
       系统采用基于双目(视频图像)的机器视觉技术测量矿车装载物体积(该技术已申请专利,专利号:ZL201420111440.X)。采用“体积流量”和“质量流量”两个物理量对称重传感器的称重结果进行实时辨析,解决了矿车衡计量数据对煤矸辨别的准确度问题。 
        皮带秤运输系统
      由于皮带料流、料形不固定,煤流时大时小,体积无法确定。我们无法采用比重方式计算煤矸比例,所以我们采用以下方案进行解决。

      系统采用基于双目(视频图像)的机器视觉技术测量皮带秤有效称量段装载物体积(该技术已申请专利,专利号:ZL201420111440.X)。采用“体积流量”和“质量流量”两个物理量对称重传感器的称重结果进行实时辨析,解决了皮带秤计量数据对煤矸辨别的准确度问题。
      BMJD-P
图像视频处理系统通过工业相机,获取皮带有效称量段的视频信号,并将信号通过内部的处理单元,分析皮带载荷、跑偏、空载等信息,将这些信息传送给智能称重控制箱。利用工业相机获取皮带秤承载器上物料的图像,采用“三维体积重建方法”获得电子皮带秤称重域内单位长度上物料的体积。
    
承载器安装在输运机的皮带上,输运机皮带上物料质量的变化量将直接传递到与承载器相连的称重传感器上。因此,称重传感器输出电压的大小反应了承载器皮带上物料质量的大小。通过称重传感器可以动态检测单位长度皮带上的物料重量。密度=体积/质量。由于煤与矸石的密度差别很大。可以通过以上方式辨别物料。 


    7 报警功能

    当严重超产时或系统工作异常时,系统应发出声光报警信号。

    当严重超产时或系统工作异常时,报警喇叭或蜂鸣器发出声响或语言提示,点击关闭,向有关人员发送手机信息。

    当严重超产时,相关数值、文字、图符等用红色显示。


    8 打印功能

    系统具有打印报表,柱状图、模拟图、初始化参数等打印功能。

    产量报表含年、月、日报表等

    具有严重超产年、月、日报表等

    系统工作异常报表。  

    9 其他功能(数据加密、时钟同步、计算税费,双机热备,网络通信,自监视,容错,实时多任务功能)。

 

四、系统主要技术指标

    1 计量器具精度

        矿用隔爆兼本安型核子秤:①级

        矿用隔爆兼本安型电子皮带秤:0.5

        矿用矿车衡:0.5

    2 计量器具最大流量

        皮带秤最大流量 ≤ 3000 t/h

        矿用矿车衡 3t

    3 计量器具适应的最大速度

        输送机带速 ≤ 3000 t/h

        矿车车速≤1.5m/s

    4 计量器具存储时间

        计量器具初始化参数、每小时产量、严重超产、系统异常状态记录保存2年;

    5 计量器具备用电源工作时间

        在电网停电后,备用电源保证连续监测时间不小于2小时。

    6 系统接入能力

        同时接入 8 KJ610-F 矿用隔爆兼本安型通讯视频监控分站。

    7 系统巡检周期

        最大容量小于30秒。

    8 网络速度/通讯距离

        以太网100M / [100m/电口,30km/光口];调制解调器300bps /20kmCAN总线 5k bps /5km,4851200bps /1.2km

    9 监控中心

        监控中心所涉设备24h不间断运行,存储产量等监测服务器应该双机热备。

        监控中心的不间断电源满足2h设备运行。

        监控中心具有可靠的接地装置和防雷装置。

        监控中心具有防火墙等网络安全设备。

 

五、系统核心设备

KJ610-J一般兼矿用本质安全型信息传输接口

      KJ610-J一般兼矿用本质安全型信息传输接口由开关电源、通讯主板、通讯小板及以太网光电转换模块等构成。产品的上行传输信号为RS-232或以太网电口与工控机的COM口相联。下行传输信号为本安信号,包括4路本安CAN信号和4路本安modem信号、2路本安以太网光信号接口。其特点如下:

    1 提供了多种通信接口。通讯接口具有2路本安以太网光信号通讯接口、4路本安modem通讯接口、4路本安CAN通讯接口和1路非本安RS232通讯接口(与计算机通讯)、2路非本安以太网电信号通讯接口。

    2 通讯接口的每块通讯板都由独立的CPU控制,可以实现不同协议之间的转换;

    3 通讯接口提供了8个通讯插槽可以随意插入CANRS485modem通讯板,通讯接口提供的接口种类、数量可以随意组合。


KJ610-F矿用隔爆兼本安型通讯视频分站

      KJ610-F矿用隔爆兼本安型通讯视频分站主要适用于在具有甲烷混合气体和煤尘爆炸的煤矿井下,实现对数据的采集和收发,并具有语音对讲功能。

      1 具有网络功能,可组建光纤以太环网;2提供了多种通信接口。通讯视频分站具有3路以太网通讯光接口,2路本安以太网通讯电口、1路本安CAN通讯接口、3路本安485通讯接口、1modem通讯接口;

      2 使用STM32系列芯片做为核心处理器,实现各种协议之间、不同通讯接口之间数据的高速转换;

      3 采用了本安视频隔离技术,提供了4路本安视频输入接口,可连接4个本安摄像仪;

      4 通过视频图像分析处理,可获取皮带实时状态。与ICS-17JS-A双秤仪表配合,实现自动零点标定。

      5 采用了本安音频隔离技术,提供了1路音频输入和1路音频输出接口,可以实现井下、地面语音对讲功能。

      6 使用SD卡做为视频存储介质,可连续存储3天的视频数据;

      7 具有115V/1A的本安电源输出,可为4路本安摄像仪提供本安电源。

 

六 、系统名称、型号及含义

    名称:煤炭产量远程监测系

    型号:KJ  610  

    含义:KJ-矿用监测控制系统或设备;610-信息处理中心

 

七、系统设备连接

 

 


八、 系统设备配置

系统型号名称

KJ610煤炭产量监测系统

系统安标号

MFC120130

序号

设备名称

设备型号

生产厂家

防爆合格证

安全标志证

1

工控机

IPC-610H

研华

--

--

2

UPS电源

山特电子

--

--

3

打印机

P1007

HP

--

--

4

一般兼矿用本质安全型信息传输接口

KJ610-J

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

1124444G

MFC120131

5

矿用隔爆兼本安型

视频通讯分站

KJ610-F

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

112.1519G

MHC120153

6

矿用本安型摄像仪

KBA15

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

1124445G

MAK120065

7

核子秤

BAC1

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

11121231G

MAK030003

8

称重主控箱

KXHC-0.3/9

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

1114512G

MAB080318

9

矿用隔爆兼本质安全型

直流稳压电源

KDW-0.4/127

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

11121233G

MAA080029

10

矿用隔爆兼本安型

电子称重仪表

ICS-17JS-A

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

114.0607

MAK120032

11

煤矿用速度传感器

GSH5

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

114.4564

MFB120120

12

矿用隔爆兼本安型

电子皮带秤下位机

ICS-17J-A

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

11121232G

MFJ050001

13

矿用隔爆型电池箱

KDD12/24

北京瑞赛长城测控技术有限公司

21021606

MAF110024

14

煤矿用本安型

称重传感器

GZD0.5

北京市煤炭矿用机电设备技术开发公司

114.4563

MFB120121

15

矿用机电设备

开停传感器

KGT9-E

宜兴市三恒自动化仪表有限公司

2114387

MFB010016

16

煤矿用通信电缆

MHYVP

扬州市中能电缆有限公司

/

MIA050235

 

 

 

九 典型应用

 
KJ10煤炭产量
系统在湖北省巴东县受称赞

      200988上午,湖北省恩施州国税局在巴东县召开全州煤炭税收管理现场会,标志着由北煤机电承建的巴东县煤炭产量远程监控系统在经一个月的试运行后正式投入运行。恩施州国税局领导、相关科室负责人和各县市国税局分管负责人参加了会议。巴东县委书记李洪敏、县委常委、常务副县长郑小兵莅临现场指导。

      与会代表到绿葱坡青树岩和东壤口麂子沟井口现场参观了正在使用的北煤机电公司生产的矿用矿车衡和电子监控设施,查看了巴东县国税局电子监控总控制室的运行情况,听取了北煤机电公司项目负责人对项目建设情况的介绍、巴东县国税局局长黄科书关于煤炭税收专业化管理经验的介绍。经过讨论,与会代表一致认为,北煤机电公司的项目建设内容符合标准、系统运行各项指标均高于设计要求,系统提供的资料齐全、项目成果丰富,数据准确可靠,软件界面直观,图像清晰,操作简便,运行效果良好。

巴东县有煤矿矿井23个,年产煤炭29万吨。截止目前,巴东县已有15个矿井安装了产量远程监控系统,系统累计出煤57026吨,实现增值税170多万元。据初步预计,全年煤炭产业可实现增值税1800多万元,同比增收600多万元,经济和社会效益十分可观。

我公司项目负责人在作项目建设情况汇报

湖北省恩施州国税局领导及与会代表参见项目现场

 

媒体评价:

      
      我公司产量远程监控系统项目建成以来,全系统以高度智能化和集成化,为煤炭企业生产经营管理和税务部门税收征管提供了丰富、翔实、可靠的依据,系统运行以来为相关项目单位创造了巨大的经济和社会效益。项目单位和所在地媒体对我公司项目给予了高度评价

 

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