[发明专利]一种矿山产能远程监测与服务系统

摘要

一种矿山产能远程监测与服务系统，所述系统包括数据中心，数据中心包括中央访问服务器和/或移动智能终端，其中，中央访问服务器用于将经数据传输处理后的采矿现场的皮带机获取的重量实时数据进行实时分析处理，移动智能终端用于方便实现数据显示和人机交互，所述系统还包括称重的地磅，所述系统的矿山产能计量过程包括以下步骤：读取称重仪表输出数据，获取皮带机称重数据；将获取的皮带机称重数据与可对应比较的地磅称重的历史数据做比较，进行数据检查；如果无线数据传送设备状态正常，则判断产线状态；如果产线状态正常，则进行输送设备数据检查；对历史运输数据累加，累计产能统计；进行产能估算。

主权项

1.一种矿山产能远程监测与服务系统，包括至少一条用于物料输送的皮带机，该皮带机具有称重传感器和测速传感器，可获取皮带机输送物料的实时重量，所述称重传感器与称重仪表连接，测速传感器获得皮带机的速度，所述系统包括数据中心，数据中心包括中央访问服务器和移动智能终端，其中，中央访问服务器用于将经数据传输处理后的采矿现场的皮带机获取的重量实时数据进行实时分析处理，移动智能终端用于方便实现数据显示和人机交互，通过称重传感器采集信息通过串口服务器可以将称重仪表输出的RS485/RS232信号转换成以太网信号，使得称重仪表的数据可以利用矿山内网传输至嵌入式终端，实现对称重数据和状态数据的管理与处理，管理功能包括：系统设置、数据查询、系统维护，其中，系统设置包括通信设置、校准设置，数据查询包括运行记录、报表统计、历史产能、周期产能比较，系统维护包括界面设置、用户管理，移动智能终端的移动APP实现数据的显示与人机交互，APP页面包括两层，第一层以列表的形式显示矿山产能总体结论与各产线关键信息，点击单条产线可进入第二层，第二层以列表的形式显示每条皮带机的信息与皮带，数据显示和人机交互过程，包括：对安装在各个皮带秤的传感器数据实现集中采集，涉及数据包括成品规格、成品瞬时流量、成品累计量以及皮带速度；将数据通过GPRS上传到数据中心，通过数据中心实现对数据的处理，单个皮带的瞬时负荷比计算通过以下公式：瞬时负荷比＝(小时产量/小时开机时长(分钟数))*60/额定每小时负荷；基于周期性的地磅数据，利用回归法训练皮带秤的累计产能估算，使处理后的皮带秤累计产能数据得到自动校准，并实现地磅数据异常情况下的告警功能；通过移动智能终端APP实现远程计量信息的人机交互界面，APP页面包括两层，第一层以列表的形式显示矿山产能总体结论与各产线关键信息，点击单条产线可进入第二层，第二层以列表的形式显示每条皮带机的信息与皮带，所述系统还包括称重的地磅，所述系统的矿山产能计量过程包括以下步骤：读取称重仪表输出数据，获取皮带机称重数据；将获取的皮带机称重数据与可对应比较的地磅称重的历史数据做比较，进行数据检查；如果无线数据传送设备状态正常，则判断产线状态；如果产线状态正常，则进行输送设备数据检查；对历史运输数据累加，累计产能统计；进行产能估算，所述的产能估算过程包括：运输卡车过地磅，获取地磅数据L(n,m)与产线n，调用皮带秤历史数据，根据产线n产品类型，按照校准设置划分时间段，获取时间序列i；计算L’(n,m)，L’(n,m)＝∑β(i)·w(i)·v(i)；比较本次地磅获取数据L(n,m)与皮带机产能估算数据L’(n,m)，如若差值大于阈值，则发出告警，其中L’(n,m)计算过程如下：设置计量周期，在该计量周期内累积成品过地磅，采用m个周期进行数据校准，将每个计量周期中的皮带作业时间划分为i个单位，i为正整数，每个计量周期，针对某个产线n，获取数据{w(1),w(2),……,w(24)}，{v(1),v(2),……,v(24)}和用L(n，m)，用L(n，m)对w(i)·v(i)做回归，得β(i)，获得L’(m)＝∑β(i)·w(i)·v(i)其中，β(i)针对以下三种状态有三种取值：加速状态(v(i+1)‑v(i))>0.01减速状态(v(i+1)‑v(i))<0.01匀速状态(v(i+1)‑v(i))约等于0，正负不超过0.01m/s，所述的回归处理包括：设β的初始取值为1，即在没有进行校准的情况下，默认皮带秤的计量数据就是产能数据，设：W0＝匀速状态的∑w(i)·v(i)W1＝加速状态的∑w(k)·v(k)W2＝减速状态的∑w(j)·v(j)回归计算时，假设在矿山生产过程中皮带机全部匀速状态，则公式为：L(m)＝β(0)×∑w(i)·v(i)，即通过公式L(m)＝β(0)×∑w(i)·v(i)，计算得出一个变量β(0)，L’(m)＝β(0)*∑w(i)·v(i)，如果有加速状态与减速状态，则L’(m)＝β(0)×W0+1×W1+1×W2；加速、减速、匀速状态均存在的情况下，采用最小二乘法计算，方差最小值min Q＝∑em2，其中，em＝L’(m)‑L(m)，分别用方差Q对β(0)、β(1)、β(2)求偏导，得出三元三次方程，解方程得β(0)、β(1)、β(2)，当可用于求解β值的L(m)、w(i)·v(i)的测量值增加时，重新计算三种β值并在系统中更新，在下一次L(m)的样本值输入、并重新计算新一轮β值之前，产能估算即用最新的一套β值。