基于矿鸿操作系统的采煤机控制系统架构研究

研究了基于矿鸿操作系统的采煤机控制系统架构。首先介绍了煤矿智能化发展背景和传统采煤机系统存在的问题,针对现有问题提供了解决思路。然后着重探讨了矿鸿操作系统架构设计和特性、矿鸿在采煤机控制系统架构中的应用,分析了矿鸿操作系统在采煤机领域的潜力和优势。最后展望了矿鸿在采煤机控制系统的应用前景、技术发展方向及存在的问题和挑战。

基于矿鸿软总线的综采工作面三机联动控制方法

为实现不同设备间的无缝连接,高效共享设备信息,研究基于矿鸿软总线的综采工作面三机联动控制方法。采集压力、位置、牵引速度、方向、电流等信息,利用Elman神经网络与PID控制算法,结合三机相关信息,输出三机联动控制指令,经由矿鸿软总线传输至支架、输送机与采煤机控制器内,执行对应动作,完成采煤机自动牵引割煤控制、液压支架自动化跟机控制,输送机加减速牵引控制;通过监测中心查看三机联动控制结果。实验结果表明,该方法可有效采集综采工作面三机相关信息;该方法的信息传输完整性较优,且传输速率较快;该方法可有效完成综采工作面三机联动控制,且控制精度较高。

面向矿鸿系统与采掘设备的通信接口设计

为提高矿鸿系统与采掘设备的通信适配性,文中提出了一种Modbus/TCP协议通信接口设计。通过分析矿鸿系统和采掘设备通信协议的特点,扩展了Modbus/TCP协议的功能码以满足使用需求,并构建了面向矿鸿系统的采掘设备通信接口。在分析网络拥塞现象影响因素的基础上,将时序卷积神经网络与强化学习相结合,通过学习历史数据中隐藏的因果关系来改善网络拥塞控制算法的性能。实验结果表明,所提Modbus/TCP协议通信接口设计相较于TCP NewReno拥塞控制协议和基于强化学习的拥塞控制算法,数据吞吐量分别提高了1.105 Mbit·s^(-1)和0.484 Mbit·s^(-1),数据平均传输延迟分别缩短了0.052 s和0.067 s,证明所述模型能够满足工程应用的需求。

基于矿鸿的自动风门控制系统研发

井下风门是作为煤矿通风系统中的重要风流控制设备,目前存在目标识别精度低、灵敏度差、开闭不畅及依赖国外控制系统等问题,严重影响了煤矿的安全与高效生产。针对这些问题,本研究基于现有的矿井自动化通风系统,提出一种基于华为矿鸿系统的智能控制方案。该方案融合了自动化控制、网络通讯、视频监测及智能管控等技术,实现了井下风门及风窗的智能化调节与控制,并具备远程监控、运行监测、运行管理和远程诊断等功能。矿井实际应用显示,基于矿鸿的自动风门控制系统有效实现了相关技术的国产化替代,能够满足全矿井通风系统的智能化安全高效运行,提升了煤矿的技术自主水平和智能化管理能力。

矿鸿系统显示屏在采煤机上的应用

为了调查分析矿鸿系统在采煤机应用中的效果,确定其在操作界面可靠性和用户体验方面所带来的提升。对矿鸿系统进行了定制化设计,以优化操作界面,使其更加容易上手和操作。随后,评估了矿鸿系统的反应速度和稳定性,验证了设备对采煤机操作效率和生产质量的提高。结果表明,矿鸿系统显示屏为采煤机带来了较大助力,定制化的设计让操作界面得到了深度优化,更容易操作上手,提高了采煤机的操作效率,且矿鸿系统支持远程监控和数据分析,为设备运行和维护提供了便利。矿鸿系统为解决原有系统问题和改善工控屏劣势提供了可行解决方案。进一步推动了煤矿行业的智能化发展。

基于矿鸿设计的智能车载系统

针对矿山复杂的运输环境,本文基于华为矿鸿设计了一款智能车载系统。该系统利用矿鸿ArkTs声明式开发框架提供的组件和工具,设计了一套直观且易用的用户界面,并实现了多种智能功能,例如地图定位展示、一键语音通话、视频监控以及车辆保护器数据展示等。同时,我们采用了优化的状态管理机制,确保系统的响应速度和稳定性。

基于矿鸿操作系统的矿用本安型视频监控一体机设计与实现

为响应煤矿综采工作面设备安全可信、自主可控的要求,设计并开发了基于国产矿鸿操作系统的矿用本安型视频监控一体机。本文介绍了一体机的系统组成、硬件设计、摄像仪协议的开发、视频跟踪采煤机切换算法,实现了对工作面采煤机和液压支架的实时视频监测,并随采煤机移动自动切换视频画面,促进了煤矿的智能化发展,为煤矿安全生产提供了有力保障。

MB670型掘锚一体机适配矿鸿系统的应用

研究旨在对进口MB670型掘锚机的数据接口进行升级,并将其人机交互界面升级为矿鸿系统,配备掘锚机显示终端。通过这一升级,实现对掘锚机各种运行数据的实时显示,并进一步将其扩展到手机应用程序,使用户可以通过手机的大屏幕和便携性来监控和控制掘锚机。这一升级方案的实施有效地打破了掘锚机信息孤岛的现象,实现了接口的开放、数据的交互和共享。同时,该方案还为矿井构建统一标准和统一架构的互联网平台提供了助力,加速了煤矿智能化升级的进程。该研究使掘锚机的性能和操作效率得到显著提升,为煤矿行业的现代化转型和智能化升级做出了贡献。

“矿鸿”操作系统在神东矿区智能化建设中的探索

在煤炭智能化建设过程中,不同系统之间的数据兼容、网络兼容、业务兼容和控制兼容问题仍是当前面临的最大挑战,构建统一标准、统一架构的安全、可靠、自主可控的智能化平台迫在眉睫。创建行业统一的煤矿物联网操作系统是智能化平台的关键,使用统一的操作系统,可以实现不同煤矿设备数据接口和数据格式的统一,促使不同系统间的数据顺畅互通和共享,完成煤矿设备超级互联,从而真正实现煤矿智能化发展。阐述了“矿鸿”操作系统在布尔台煤矿的具体部署及实施方案;在应用实践中发现,“矿鸿”操作系统可提供更高效、更便捷的操作与交互方式,让设备更加智能化,并能迅速发现问题并预警,有效提升了煤矿安全生产效率和设备运维效率;认为,在国家能源集团神东煤炭集团布尔台煤矿建设全国首家基于“矿鸿”操作系统应用的综采工作面,将为煤矿智能化建设中的相关设备制造、推广“矿鸿”操作系统的应用积累经验,并可充分发挥积极的示范作用。

矿鸿操作系统在智能化综采工作面的应用研究

为了解决综采工作面中设备种类繁多、设备生产厂商不同导致的设备操作系统与数据协议不统一等诸多问题,以乌兰木伦煤矿12422综采面为例,对薄煤层综采面特点、设备布置情况进行分析,并结合煤矿智能化发展的相关指导要求,建立了井下5G通信网络,将矿鸿操作系统移植入薄煤层综采面设备。研究表明:该系统将设备之间的数据接口和数据协议标准进行了统一,实现了设备之间的互联、信息的互通,并且作业人员可以通过智能防爆手机实现对设备的掌控。矿鸿操作系统在12422薄煤层综采面的成功应用有效的提高了薄煤层的开采率和智能化水平。

基于“矿鸿操作系统”的采掘设备网关设计

设计了一款基于“矿鸿操作系统”的采掘设备网关,由电源、处理器、无线模组、显示屏、实时时钟等模块组成,可以通过配置参数来实现不同场景的应用。网关可通过网口、CAN、485/422获取不同类型的数据并通过Wi-Fi实时上传到终端显示设备上,实现了采掘设备数据的实时监控、数据处理分析、下发指令控制设备等功能,提高了采掘设备数据采集、监控、排查故障的工作效率,增强了采掘设备智能化、高效化,解决了采掘设备数据采集困难,数据处理困难等问题。

基于矿鸿系统的梭车监测系统设计

矿鸿梭车监测系统采用国产矿鸿操作系统,自主可控,通过传感器对梭车正系统的电、液等信息进行采集与分析,实时掌握梭车运行状态,指导梭车驾驶人员进行车辆操作;用大屏幕实时显示当前梭车状态,改变传统的梭车“仪表盘”显示方式,直观而快速的显示梭车的运行状态以及异常状况,大大提高了生产安全性;利用矿鸿软总线能力,近场通信,移动终端一靠连,可快速、无拆机进行系统及软件的逻辑维护,大大减少了维护成本;通过长时间的数据存储与积累,对车辆的维护保养、备件计划和升级更新等提供数据依据和可行性分析。

基于矿鸿系统的馈电开关保护装置的开发与设计

为保障矿井系统的稳定运行,馈电开关保护装置应具备较高的灵敏度、较高的准确性等,文章在矿鸿系统的基础上研发了馈电开关的保护装置。利用矿鸿系统实现不同煤矿设备数据接口和数据格式的统一,促使不同系统间的数据顺畅互通和共享,完成煤矿设备超级互联。然后,在矿鸿系统基础上在ARM控制器上设计馈电开关的保护装置。文章提出的基于矿鸿系统的馈电开关保护装置具有反应快、故障率低的特点,可满足实际需求。

矿鸿操作系统在综采工作面中的应用研究

由于综采工作面中各类采煤设备都有独立的操作系统,导致系统之间的信息无法共享,为此研究矿鸿操作系统在综采工作面中的应用。在综采工作面中的综采设备上搭载矿鸿操作系统,获取综采设备的位置信息并集中存储至系统中,根据设备定位数据对设备轨迹进行统一的跟踪控制,实现综采工作面的自动化采煤作业。实例结果表明,采用矿鸿操作系统进行采煤作业的块煤率更高。

推进煤矿智能化建设 提升煤矿本质安全水平——内蒙古自治区煤矿智能化建设成果综述

阐述了国家矿山安全监察局内蒙局通过采用制定标准、典型引领、系统谋划等有效举措,推进内蒙古自治区煤矿智能化建设、提升煤矿本质安全水平的具体实践,展示了内蒙古自治区煤矿在“矿鸿”操作系统、智慧矿山私有云平台、井下智慧辅助运输系统、露天煤矿卡车智能调度系统、智能化灾害综合防控体系、透明工作面、全系统智慧矿山建设和应用等方面取得的丰硕成果。根据内蒙古煤矿智能化建设现状,从加强顶层设计、加快信息技术基础设施建设和智能化技术装备推广应用、重视人才培养等方面,提出内蒙古自治区进一步提升煤矿智能化建设水平的相关建议。

国能神东煤炭乌兰木伦煤矿智能化矿山建设探索

煤炭是我国一次能源中最经济、可靠的资源,是我国能源安全的压舱石。煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,是煤矿综合机械化发展的新阶段,是煤炭生产方式革命的新方向。通过人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与煤矿开采深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿采掘、运输、供电、供排水、通风、安全保障、经营管理等过程的智能化运行,对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。同时加快推进煤矿智能化建设,构建智能+绿色煤炭工业新体系,实现煤炭资源的智能、安全、高效、绿色开发与低碳清洁利用是我国煤炭工业新时期高质量发展的战略任务。

国能神东煤炭集团重大科技创新成果与实践

国能神东煤炭集团有限责任公司(以下简称“神东公司”)是国家能源集团的骨干煤炭生产企业,在煤炭安全高效开采、国产高端装备制造、智能化矿井建设、安全管理模式创新与绿色低碳创新等方面取得了显著成就,引领了全国煤炭企业的科技创新,在综采采高、矿井人均工效、矿井长周期安全管理与亿吨矿区管控中心建设等方面创造了多个世界第一。系统介绍了神东公司在科技管理、创新平台、协同创新、人才队伍、知识产权、标准体系与科技成果等方面的进展,总结了神东公司创新驱动体系及螺旋加速上升的科技创新通道。在采掘技术创新与实践方面,梳理了一次采全高综采采高从6.3 m逐步提高到8.8 m的技术突破,介绍了浅埋坚硬特厚煤层上分层综采下分层综放的采煤工艺,梳理了薄煤层等高开采关键装备、技术及面临的技术问题,分析了短壁机械化全部垮落法的技术适应性及无煤柱开采方法的技术实践;介绍了快速智能掘进成套系统及掘锚一体化关键技术,提高了掘进效率,解决了“采掘失衡”的矛盾。在国产高端装备研发与应用方面,介绍了神东公司在世界首个8.8 m超大采高综采工作面装备配套方面取得的突破性成果,分析了国内首套纯水液压支架面临的技术难点与创新途径,解析了6 000 m可伸缩单点驱动带式输送机在整机降阻、张紧控制与智能变频驱动等技术方面的突破,总结了研发世界首套双百吨重载搬运车突破技术障碍的经验,列举了把新能源矿用电动车应用到井下所实现的技术创新。在智能化矿井建设方面,针对采煤工作面智能化面临智能割煤、跟机拉架方面的问题,总结了神东公司在采煤工作面智能化建设过程中实现的技术革新;梳理了智能化选煤厂“从无到有”的拓荒之旅;研究了我国首个国产煤矿井下操作系统——矿鸿的关键技术核心与推广应用价值;解析了我国首个亿吨矿区数字化集中管控平台建设使用的集成技术,介绍了13种井下智能机器人创新与实践。在安全管理技术与实践方面,创建了“135”工作法安全风险管控管理体系,实现了千万吨矿井超长的安全生产周期;搭建了神东公司矿压控制体系与矿压动态高效预警智能云平台,形成了神东矿区特有的矿压控制技术体系;介绍了水、火和瓦斯灾害防治技术体系,保障了神东公司安全管理体系的建设。在绿色生态建设方面,介绍了神东公司在煤炭绿色发展和技术创新中的成就,阐述了在开展生态矿井、绿色矿山与清洁煤炭方面的技术实践,在贯彻黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略方面,介绍了神东先行示范区。通过对神东公司科技创新体系和创新成果的总结,探讨了煤矿未来科技发展思路,明确了其在科技创新体系与重大科技攻关方面的发展方向。

国产化PLC工业控制系统在选煤厂的应用

为了响应工矿企业设备国产化号召,面对越来越多的各种针对工业控制系统的威胁,世界各国对工控系统的安全问题的关注被提升到一个新的高度,世界各国以及各行各业在政策法规、行业标准、解决方案等方面进行了深入探讨,工业控制系统的信息安全更成为备受工业和信息安全领域研究机构关注的研究热点。基于煤制油选煤厂工业控制系统以AB Logix5000系列PLC为核心的现状,通过国产化PLC核心系统改造,实现全系统国产化工业控制系统替换,实现运算的同时进行安全防护,使计算结果与预期一致,计算全程可控可测,不被干扰。提供支撑策略管理等功能,为TSB提供运行环境;实现主动免疫防御的安全能力;提供密码计算、身份认证等功能,支持国SM2/3/4算法。同时,国产PLC与矿鸿系统的融合更加顺畅,为下一步矿鸿系统应用打下基础。

采煤工作面刮板输送机智能控制系统研究

刮板输送机是煤矿井工开采煤炭运输的核心设备,其智能化水平直接影响工作面智能化程度。分析指出目前刮板输送机智能化技术仍存在工况感知数据治理不到位、数据交互及多机协同控制缺乏顶层管控、设备维护与保养不到位、智能化技术应用不足等问题。基于矿鸿操作系统统一系统架构、统一标准与协议等优势,开发了采煤工作面刮板输送机智能控制系统,介绍了系统架构,重点阐述了该系统中刮板输送机工况感知和自适应控制这2项关键技术:以哑铃状态监测和断链故障监测为例,介绍了刮板输送机工况感知技术的实现方法;通过分析刮板输送机驱动电动机电流数据,结合采煤机采高、截深、行走速度、位置等采集数据,得出刮板输送机运煤量计算公式,由此设计了基于负载状态的刮板输送机智能调速控制策略;分析了刮板输送机链条与张力的关系,通过计算链条伸长量并与设定值作比较,控制油缸伸出(缩回)动作,实现链条张紧自动控制。在煤矿现场对基于矿鸿操作系统的刮板输送机智能控制系统进行了工业性试验,结果表明该系统能实时采集刮板输送机运行状态、故障信息、负载等关键参数并进行分析处理,数据精度高,稳定性好,故障诊断准确性高,且实现了刮板输送机与采煤机、液压支架等设备的互联互通、相互协作,数据传输延时仅为5~10 ms。