[发明专利]一种基于芯片智能控制的皮带机智能保护预警系统

权利要求书

1.一种基于芯片智能控制的皮带机智能保护预警系统，其特征在于：包括，

当皮带处于运动状态下时，对皮带的运动状态进行检测，建立第一状态数据集并形成第一安全系数Oas，对当前皮带安全状态形成判断；在皮带上承载有超过阈值重量的煤块时，对传送带上的煤块状态形成监测，建立第二状态数据集，并确定第二安全系数Tas，对当前皮带安全状态形成判断；在第一安全系数Oas及第二安全系数Tas均小于相应阈值时，关联获取综合安全系数Zas，基于若干个综合安全系数Zas拟合函数，将拟合的函数输出；

依据Zas拟合函数对综合安全系数Zas进行预测，依据形成的安全系数Zas预测值及相应的隐患时间点Yt，对皮带运行参数形成预测，获取参数预测值；依据皮带传送煤块时存在的常见故障及其应对方案，分别构建故障特征库及故障方案库，在发出预警后，确定皮带在隐患时间点Yt上可能存在故障，输出相应的应对方案；

当皮带处于运动状态下时，获取皮带的运动速度Pv，当运动速度Pv超过相应阈值，启动位于皮带上方机器视觉装置，对皮带及承载于其表面的煤块进行成像，依据获取的图像建立煤块成像库；

从煤块成像库中获取图像并进行识别，判断皮带上方的煤块横向的偏移量Py，及纵向的滑动量Hd；汇总运动速度Pv、偏移量Py及滑动量Hd，建立第一状态数据集；获取运动速度Pv、偏移量Py及滑动量Hd，无量纲化处理后，关联形成第一安全系数Oas；第一安全系数Oas获取方式符合如下公式：

其中，α及β为可变更常数参数，0.51≤α≤0.76，0.61≤β≤0.93，用户可以按照实际情况进行调整，C为常数修正系数；

在皮带上承载有煤块时，由重量检测单元获取皮带上的煤块承载量Czl，在承载量Czl大于阈值时，由温度检测单元检测滚筒和胶带的结合处的温度，确定为胶带温度，筛选出若干个胶带温度中的最高温度，依据最高温度的变化趋势，获取温度变化率Tb；

在最高温度与温度阈值的差值在预设范围内时，由烟雾检测装置判断滚筒和胶带的结合处是否在向外部散发烟雾，如果在，则获取产生烟雾的量，形成烟雾量Tw；

获取承载量Czl、温度变化率Tb及烟雾量Tw，建立第二状态数据集；获取承载量Czl、温度变化率Tb及烟雾量Tw，无量纲化处理后，关联形成第二安全系数Tas；

其中，第二安全系数Tas的形成方式如下：

其中，0≤γ≤1，0≤θ≤1，且1.25≤γ+θ≤1.85，γ、θ为权重，其具体值可由用户调整设置，或者由分析函数拟合生成；

获取第一安全系数Oas及第二安全系数Tas，在两者中至少一个超出阈值时，则向外部发出预警；在两者均未超出阈值时，关联获取综合安全系数Zas；

沿着时间轴以固定的时间间隔JT获若干组综合安全系数Zas，依据综合安全系数Zas的变化，进行函数拟合并在经过K-S验证之后，将拟合后的函数输出，记录为Zas拟合函数；综合安全系数Zas的形成方式如下：

其中，0≤k₁≤1，0≤k₂≤1，且k₁²+k₂²＝1，k₂、k₁为权重，其具体值可由用户调整设置；

其中，Oas_i为第一安全系数Oas的预期中间值，Tas_i为第二安全系数Tas的预期中间值，n为获取第一安全系数Oas及第二安全系数Tas的次数。

2.根据权利要求1所述的一种基于芯片智能控制的皮带机智能保护预警系统，其特征在于：获取Zas拟合函数对综合安全系数Zas的变化形成预测，并以固定的时间间隔JT输出至少三个安全系数Zas预测值；在后续的三个安全系数Zas预测值中至少存在两个超过警戒阈值时，向外部发出预警。

3.根据权利要求2所述的一种基于芯片智能控制的皮带机智能保护预警系统，其特征在于：将其中可能产生安全隐患的时间点输出，确定为隐患时间点Yt，在隐患时间点Yt时，依据线性回归模型，对第一状态数据集及第二状态数据集中的参数形成预测，获取参数预测值。

4.根据权利要求3所述的一种基于芯片智能控制的皮带机智能保护预警系统，其特征在于：依据皮带运输的常见故障及其故障特征，构建故障特征库，其中，故障特征库中至少包含第一状态数据集及第二状态数据集中的参数，依据故障特征，收集相应的故障解决方案，汇总后建立故障方案库；获取在隐患时间点Yt上的参数预测值，在参数预测值上超过相应阈值时，将其确定为故障特征，故障特征在故障特征库中出现时，从故障方案库中匹配相应的应对方案。