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2025/12/30 0:08:24 网站建设 项目流程

皮带在长期、高负荷的运转过程中,容易出现振动异常、皮带跑偏、纵向撕裂等典型故障。这些故障若不能被及时发现和处理,轻则导致停机停产,重则可能引发重大的安全生产事故。传统的监测方式主要依赖人工巡检与基础传感器,存在发现滞后、判断主观、难以全天候覆盖等局限性。目前,一种基于AI摄像机的在线智能监测系统,正为这一难题提供新的解决方案。

一:传统监测方式的挑战与局限

在引入AI技术之前,煤矿对皮带输送机的监测主要依靠以下几种方式:
1.人工定期巡检:巡检人员通过看、听、触等方式,检查皮带的运行状态。这种方法高度依赖个人经验,且存在时间盲区,无法做到实时监控。夜间或人员疲劳时,漏检风险增高。
2.基础传感器监测:如安装跑偏开关、拉绳开关、撕裂传感器等。这些装置属于接触式或点式监测,通常在故障发生到一定程度后才能触发报警,属于“事后补救”,且安装维护量大,误报率较高。
3.普通视频监控:仅在控制室进行远程画面查看,仍需人工紧盯屏幕,效率低下,无法实现自动化的故障识别与报警。
这些方法共同的短板在于“被动”与“离散”,无法对皮带运行状态进行主动、连续、智能化的分析与预警。而皮带故障,尤其是撕裂和严重跑偏,往往在几分钟甚至几秒钟内就会造成不可挽回的损失。

二:AI智能监测系统的技术原理

AI摄像机在线监测系统,实质上是计算机视觉技术与工业物联网在煤矿场景下的深度结合。其核心在于让摄像机不仅能“看见”,更能“看懂”皮带运行的状态。
整个系统通常由前端的高清工业摄像机、智能分析盒(边缘计算单元)、网络传输设备和后端监控平台构成。其工作原理可以概括为以下三步:
1.高清图像与视频数据采集:在皮带机的关键点位,如机头、机尾、转载点等,安装防爆、防尘、低照度性能优异的工业摄像机,以每秒25帧以上的速率,连续采集皮带运行的高清视频流。
2.边缘侧实时AI分析:采集到的视频数据被实时传输至部署在井下的智能分析盒。分析盒内嵌了经过大量场景数据训练的深度学习算法模型。这些模型能并行处理多项识别任务:
振动识别分析:通过分析视频序列中皮带及托辊的像素级微小运动,计算出其振动频率和幅度。当振动值超过设定的安全阈值时,系统判定为异常振动,可能与托辊损坏、轴承故障、物料分布不均或驱动装置问题有关。
跑偏识别分析:算法会在视频画面中,实时描绘出皮带边缘的虚拟基准线。通过持续跟踪皮带实际运行轨迹与该基准线的相对位置,精确测量跑偏的位移量。一旦皮带边缘持续偏离安全区域,系统立即发出分级报警(如轻度预警、重度报警)。
撕裂识别分析:这是技术难点也是重点。算法通过对皮带表面的纹理、形状进行持续学习,能够敏锐识别出皮带表面出现的异常长条状裂缝、纵向划痕或金属划刺穿透等特征。即使是初期细小的撕裂,也能被有效捕捉。
3.报警与数据联动:当识别到任何一种故障特征时,智能分析盒会在毫秒级内生成报警信息。报警信息包含故障类型、位置、严重程度和现场抓拍图片或短视频片段,并通过工业环网实时推送至地面调度中心的监控平台。平台会以声光、弹窗、短信等多种方式通知值班人员,并自动记录归档,形成设备健康档案。

三:实际应用带来的改变

在国内多个大型现代化矿井的实际部署中,这套AI监测系统已经展现出明确的应用价值。
一是它实现了监测从“人防”到“技防”的转变。系统真正做到了7×24小时不间断的“监”与“控”,将巡检人员从重复、枯燥的观察工作中解放出来,转而从事更高效的设备维护和应急处置工作。
二是故障发现的及时性和准确性大幅提升。以某矿实际案例为例,系统曾数次在皮带出现微小纵向划痕(肉眼在监控画面中难以察觉)时发出预警,经现场检查确认为矸石或金属件轻微划伤,避免了划痕在高速运行下扩展为大规模撕裂。对于跑偏故障,系统能在皮带偏离中心线20-50毫米的初期阶段就发出预警,为调整留出了充足时间。
三是它促进了预防性维护体系的建立。系统长期积累的振动、跑偏等运行数据,形成了每条皮带的“健康画像”。通过对历史数据的趋势分析,维护人员可以预测托辊等部件的寿命周期,变“故障后维修”为“计划性维护”,显著降低非计划停机时间。
四十它强化了安全生产的保障能力。皮带撕裂引发的火灾、跑偏导致的物料洒落与设备磨损、剧烈振动诱发的机械故障,都是潜在的安全隐患。AI监测系统如同一个不知疲倦的安全哨兵,将风险遏制在萌芽状态。

AI摄像机对煤矿皮带故障的在线监测,并非遥不可及的概念,而是已经落地生根、产生实效的工业智能化应用。它用精准的“视觉”弥补了传统监测手段的不足,用稳定的“智能”守护着矿山运输线的安全与流畅。

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