• 系统设计由来

煤炭是我国的主要能源，煤炭产业是国家的支柱产业。为使煤炭资源科学开发利用，促进煤炭工业的可持续发展，根据国家安全监督管理总局的《煤炭产量远程监测系统通用技术要求》，结合我公司多年来在矿山计量管理行业丰富经验，我公司在成功研制开发“煤炭产量远程监测系统”的基础上，应矿方管理需求推出了“煤矿智能称重管理控制系统”

   “煤矿智能称重管理控制系统”又名“全自动防作弊智能称重管理远程监控系统”，该系统是利用信息管理、计算机网络、工业自动化及计量监控等技术对矿井煤炭产量及销售数据进行采集和实施远程动态监控管理的系统工程。具有远距离实时监测煤炭产量和销量、工作异常报警、皮带状态监测、视频监控、人机对话、统计、显示、存储和查询等功能。

系统终端采用B/S开放式结构，使煤炭生产全过程置于严密监控之下，以高度的智能化和集成化，为煤炭企业生产经营管理、行业监督管理提供可靠的依据，为煤炭产业转型发展、健康发展奠定了坚实基础。

• 本系统由四部分组成：　

1、煤炭产量远程监测系统

  1.1 矿井产量监测装置

  1.2 防作弊管理系统

  1.3 远程监测处理系统

2、筒仓快速定量装车系统

  2.1 给料输送管理系统

  2.2 计量监测控制系统

  2.3 语音提示系统

  2.4 LED屏显系统

3、全自动无人值守防作弊汽车衡称重管理系统

  3.1 汽车衡称重管理系统

3.2车牌抓取输入系统

3.3 红外对射光幕控制系统

3.4 语音提示报警系统

4、智能称重管理控制系统

  4.1称重联网管理控制软件

4.2系统异常、防作弊报警系统

  4.3数据传输系统

  4.4数据集中显示控制系统（监控图像、过车称重信息）

• 系统各部分介绍

1、煤炭产量远程监测系统

煤炭产量监控系统完全按照国家安全生产监督管理总局发布的《通用技术要求》设计，采用B/S方式，并具有开放性，能为第三方读取数据提供软件接口和通信协议，在国内率先取得煤安认证。

煤炭产量监控系统主要由现场监测装置、井上主站及监控中心三部分组成，系统结构图如图1-1所示。现场监测装置将采集到的皮带重量，皮带速度和开关量等数字信号以及现场设备运行的图像信号分别通过阻燃信号线和矿用阻燃同轴电缆线实时传送给井上主站，井上主站将接收到的监测数据通过煤炭专网上传送给监控服务器，监控中心通过浏览器访问监控服务器查看监测数据，并可通过访问固定IP的网络硬盘录像机来实时查看现场设备运行画面。

                         图1-1 系统结构图

图1-2 系统原理框图

 图1-2为系统的原理框图，如图所示，现场监测装置安装在煤矿井下或主井口处，其中矿用稳压电源用于向分站供电，称重传感器用于采集重量信号，该重量信号为模拟信号。速度传感器用于采集速度信号，该速度信号为数字信号。分站首先通过AD芯片将称重传感器采集到的模拟重量信号转换为数字信号，然后将给该数字信号，速度传感器的速度信号以及4路开关量信号进行打包，之后通过阻燃信号线上传到安装在井上主站的接口，分站具备远达20公里的信号传输距离。隔爆摄像仪用于监控现场设备的工作情况，并将采集到的高清画面实时上传到安装在井上主站的网络硬盘录像机里。

主站安装在机房或调度室，其中不间断电源用于向主站以及现场监测装置中的各个设备提供纯净的220V/50Hz的交流电，同时在停电情况下，不间断电源可维持系统运行4小时。接口用于接收分站传来的数据包，并对该数据包进行处理，然后发送给称重显示控制器，称重显示控制器将接口传输来的实时数据，进行显示，并通过煤炭专网进一步上传到监控服务器。在主站旁安装一台吸顶球形摄像头，用于监控主站的工作情况，其监控画面和由安装在现场的隔爆摄像仪传送回来的监控画面由网络硬盘录像机统一管理。监控中心可通过网络直接访问网络硬盘录像机中的监控录像。

以上为煤炭产量监控系统的基本工作原理。系统用于煤矿井下或主井口的设备为本安或本安兼隔爆类型，满足煤矿安全要求。

系统主要功能：

1.2.1监测与处理

在监测与处理方面，系统具备如下功能：

（1）煤炭产量监测、处理、存储、查询、显示、打印功能

（2）严重超产报警功能

（3）系统工作状态监测、处理、显示、打印、存储、查询和报警功能，如：设备外壳开启状态；称重显示控制器调整参数状态；电源供电状态；输煤异常状态和通信异常/正常状态。

（4）输煤设备状态监测、处理、显示、打印、存储和查询功能，如：输煤设备的开/停状态及时刻；输送机运行时间。

1.2.2存储

系统可存储如下方面的参数：

（1）系统初始化参数，如：煤矿（井）；年生产能力及单位；月产量计划及单位；日产量计划及单位；时产量计划及单位；原煤／毛煤折算系数；皮带秤；安全标志(MA)编号；计量仪器年检证书编号（含有效期）和修改日期。

（2）系统每小时的产量数据，如：煤矿（井）；时间（年、月、日、时）；产量和单位。

（3）系统工作异常情况的参数，如：设备开启/闭合时刻及状态；设备停电/恢复时刻及状态；通信异常/正常时刻及状态；不间断电源供电状态和主站网络异常/正常状态。

• 严重超产数据：煤矿（井）；时间（年、月等）；产量；单位；生产能力（产量计划）和产能比。

1.2.3查询

          可通过如下途径查询煤炭产量的相关参数：按煤矿查询；按出煤井查询；按市、县或集团公司查询；按计量仪器查询；按时间查询（按年、按月、按日等）；按严重超产查询；按超产查询和按系统工作异常查询等。

1.2.4显示

   系统可显示如下方面的内容：

（1）提示信息

（2）实时参数列表。显示内容包括：日期及时间、煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、当年产量、当月产量、当天产量、当天每班产量、系统工作状态及时刻、最后一次严重超产产量、产能比及时间。

（3）严重超产信息。系统能根据所选择的查询时间，将查询时间内超产的全部煤矿、累计超产月数（天数）、每次超产产量、产能比及时间等调出并列表显示。严重超产显示应包括严重超产按年显示、严重超产按月显示。

1. 严重超产按年显示内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、单位、年产量、年产能比、严重超产月数、每次超产产量、产能比及时间。
2. 严重超产按月显示内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、月产量、月产能比、严重超产天数、每次超产产量、产能比及时间。

（4）超产信息。系统能根据所选择的查询时间，将查询时间内超产的全部煤矿、累计超产月数（天数）、每次超产产量、产能比及时间等调出并列表显示。超产显示包括超产按年显示、超产按月显示。

1. 超产按年显示内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、单位、年产量、年产能比、累计超产月数、每次超产产量、产能比及时间。
2. 超产按月显示内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、月产量、月产能比、累计超产天数、每次超产产量、产能比及时间。

（5）产量信息。系统能根据所选择的查询时间、煤矿等，将查询时间内的累计产量和单位时间内产量调出，并列表显示。产量查询显示包括产量按年查询显示、产量按月查询显示、产量按日查询显示。

1. 产量按年查询显示内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、单位、年产量、年产能比、月产量、月产能比等。
2. 产量按月查询显示内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、月产量、月产能比、日产量、日产能比。
3. 产量按日查询显示内容包括；煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、日产量、日产能比、时产量、时产能比。

（6）系统具有工作异常显示功能

系统能根据所选择的查询时间，将查询时间内系统累计工作异常次数、累计工作异常时间、每次工作异常状况及时间调出并列表显示。显示内容包括：煤矿、累计次数、累计时间、每次状况、每次累计时间、每次起止时刻。

（7）产量柱状图信息。系统能将产量用直方图直观显示。坐标竖轴为产量，横轴为时间。图中标明煤矿、生产能力、产量、时间等。柱状图设置了游标，游标所到之处对应产量、时间等。产量柱状图显示包括年产量柱状图、月产量柱状图、日产量柱状图、当前产量柱状图。

a)年产量柱状图如图1-3所示。

                         图1-3 年产量柱状图

      b)月产量柱状图如图1-4所示

图1-4  月产量柱状图

c)日产量柱状图如图1-5所示。

图1-5  日产量柱状图

d)当前产量柱状图如图1-6所示。

图1-6  当前产量柱状图

（8）模拟图。系统可显示输煤皮带和计量仪器位置模拟图并在在计量仪器相应位置显示产量。同时系统可根据实时监测到的开关量状态，实时显示输煤皮带和计量仪器的工作状态。

（9）自检模拟图。

监测装置、监控中心、通信线路的模拟图形以及监测装置的工作状态。

1.2.5报警

系统可在异常情况执行如下报警动作：

（1）在严重超产、或系统工作异常时，系统发出声光报警信号

（2）当严重超产、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，点击后关闭

（3）当严重超产、或系统工作异常时，相关数值、文字、图符等用红色显示，或红色显示加闪烁

1.2.6打印

（1）系统具有报表、柱状图、模拟图、初始化参数召唤打印功能（定时打印功能可选）。报表包括：产量报表、严重超产报表、超产报表、系统工作异常报表

（2）产量报表包括产量年报表、产量月报表和产量日报表

1. 产量年报表打印内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、单位、年产量、年产能比、月产量、月产能比等。
2. 产量月报表打印内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、月产量、月产能比、日产量、日产能比等。
3. 产量日报表打印内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力(产量计划)、日生产能力(产量计划)、时生产能力(产量计划)、单位、日产量、日产能比、每小时产量及时产能比等。

（3）严重超产报表包括严重超产年报表和严重超产月报表

1. 严重超产年报表包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、单位、年产量、年产能比、累计超产月数、每次超产产量、产能比及时间。
2. 严重超产月报表包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、月产量、月产能比、累计超产天数、每次超产产量、产能比及时间。

（4）超产报表包括超产年报表、超产月报表等

1. 超产年报表内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、单位、年产量、年产能比、累计超产月数、每次超产产量、产能比及时间。
2. 超产月报表内容包括：煤矿、年生产能力、月生产能力（产量计划）、日生产能力（产量计划）、单位、月产量、月产能比、累计超产天数、每次超产产量、产能比及时间。

（5）系统工作异常报表内容包括：煤矿、累计次数、累计时间、每次状况、累计时间、起止时刻。

1.2.7人机对话功能

系统具有人机对话功能 ，以便于系统生成、参数修改、功能调用、图形编辑等。具有操作权限管理功能，对参数设置和修改等使用密码操作，并具有操作记录。具有在任何显示模式下，均可直接进入所选的列表显示、模拟图显示、打印、参数设置、页面编辑和查询方式。

1.2.8自诊断功能

系统具有自诊断功能。当系统中计量仪器等设备发生故障时，报警并记录故障时间和故障设备，以供查询及打印。

1.2.9双机热备功能

系统具有自动双机备用功能。当工作主机的故障，自动更换至已通电待用的备用主机，使备用主机投入正常工作。

1.2.10数据备份功能

系统具有数据备份功能。

1.2.11备用电源

系统具有备用电源。备用电源能够保证系统在外部停电的状态下正常工作2小时以上。

1.2.12视频监视功能

系统具有视频监视功能，能存贮相关图像。

1.2.13计算功能

系统应具有原煤／毛煤折算、各种煤炭基金和税费等计算功能。

1.2.14数据加密功能

系统具有数据加密功能。

1.2.15时钟同步

系统具有人工校准时钟同步功能。

1.2.16其他功能

除上述功能外，系统还具有软件自监视功能；软件容错功能；实时多任务功能等等。

2、筒仓快速定量装车系统

筒仓快速装车系统用于筒仓定量装车的智能控制系统。该系统集成了PLC、高性能工业控制仪表，安全可靠，使用方便，是用于煤矿企业定量装车监控的理想设备。

系统主要由电液动平板阀、拖料式皮带秤给料机、导料槽、定量给料控制器、PLC、变频器、重量显示大屏、视频系统以及语音系统组成。系统可通过旋钮和按钮方便的设定装料量，可通过大屏实时显示当前的已装载量，可通过视频系统实时监视装载情况，并可通过语音系统对装载行为进行指挥。系统在自动控制状态时，只需在装载开始时设定好目标值即可，当装载量到达这个预设的值时，系统会自动停止下料，这将极大的减少装载耗用的时间。