[發明專利]一種智能化選煤模擬實驗室

有效

• 申請號: 202011315520.3
• 申請日: 2020-11-21
• 公開（公告）號: CN112382190B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 李振;張玉剛;于偉;劉莉君;屈進州;于躍先;張寧寧;楊超
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02;G06F16/2458;G06V40/16;G06V20/52;G06K17/00;G06Q10/08;G06Q10/10
• 代理公司: 西安新創通知識產權代理事務所(普通合伙) 61267
• 代理人: 線飛祥

1.一種智能化選煤模擬實驗室，其特征在于，包括：用于模擬工業設備的設備模擬裝置（100）和用于控制、管理設備模擬裝置（100）的實驗室管理平臺（200）；

所述實驗室管理平臺（200）包括數據采集裝置（210）和控制主機（220），所述數據采集裝置（210）與設備模擬裝置（100）相連接且用于采集設備模擬裝置（100）自身數據和外部數據，所述控制主機（220）與數據采集裝置（210）相連接且用于收集數據采集裝置（210）采集的數據并對數據進行處理；

所述設備模擬裝置（100）為模擬膠帶輸送機（110）；

所述模擬膠帶輸送機（110）包括第一傳送帶（111）、第二傳送帶（112）、第三傳送帶（113）、第四傳送帶（114）、視覺識別裝置（115）、自動分揀裝置（116）和控制柜（117），所述第一傳送帶（111）、第二傳送帶（112）、第三傳送帶（113）、第四傳送帶（114）依次首尾相接且圍成一個矩形框，所述視覺識別裝置（115）設置在第三傳送帶（113）的上方，所述自動分揀裝置（116）設置在第三傳送帶（113）的上方，

所述第一傳送帶（111）、第二傳送帶（112）、第三傳送帶（113）和第四傳送帶（114）上均設置有膠帶輸送機保護裝置（118）和控制模擬膠帶輸送機（110）停止的拉線開關（119）；

所述膠帶輸送機保護裝置（118）包括防滑保護裝置、堆煤保護裝置、防跑偏保護裝置、溫度保護裝置、煙霧保護裝置、超溫自動灑水保護裝置、張緊力下降保護裝置、防撕裂保護裝置；

所述控制柜（117）分別與第一傳送帶（111）、第二傳送帶（112）、第三傳送帶（113）和第四傳送帶（114）相連接且用于控制第一傳送帶（111）、第二傳送帶（112）、第三傳送帶（113）和第四傳送帶（114）單動或者聯動，所述控制柜（117）與視覺識別裝置（115）相連接且用于控制視覺識別裝置（115）對傳送帶上的物料進行識別，所述控制柜（117）與自動分揀裝置（116）相連接且用于控制自動分揀裝置（116）對傳送帶上的物料進行分揀；

所述數據采集裝置（210）與模擬膠帶輸送機（110）連接且用于采集模擬膠帶輸送機（110）自身數據和外部數據，

所述模擬膠帶輸送機（110）的自身數據包括：模擬膠帶輸送機（110）電機的電流電壓及溫度信息、膠帶輸送機保護裝置（118）的保護信息、控制柜（117）的控制指令信息和視覺識別裝置（115）采集的物量信息，

所述模擬膠帶輸送機（110）的外部數據包括：模擬膠帶輸送機（110）周邊環境的溫度信息、噪音信息，模擬膠帶輸送機（110）的震動信息，

所述周邊環境的溫度信息和噪音信息通過固定設置在模擬膠帶輸送機（110）周邊環境中的溫度傳感器和噪音傳感器采集或者通過設置在可行走機器人身上的溫度傳感器和噪音傳感器采集，

所述模擬膠帶輸送機（110）的震動信息通過設置在模擬膠帶輸送機（110）上的震動傳感器采集；

所述設備模擬裝置（100）為煤水實驗裝置（120）；

所述煤水實驗裝置（120）包括混合桶（121）、儲水桶（122）、泵（123）、輸送管道（124）、第一壓力傳感器（125-1）、第二壓力傳感器（125-2）、流量計（126）、重力分選管（127）、入料閥（128）、第一返水閥（129-1）和第二返水閥（129-2），

所述混合桶（121）的出料口通過輸送管道（124）與泵（123）的進水口相連通，所述泵（123）的出水口通過輸送管道（124）分別與重力分選管（127）的進料口相連通、與儲水桶（122）相連通、與混合桶（121）相連通，所述重力分選管（127）的輕質物料出口和重質物料出口均通過輸送管道（124）與混合桶（121）的入料口相連通，所述重力分選管（127）的出水口通過輸送管道（124）與儲水桶（122）相連通，所述入料閥（128）設置在混合桶（121）與泵（123）的進水口之間的輸送管道（124）上，所述第一返水閥（129-1）設置在泵（123）與儲水桶（122）之間的輸送管道（124）上，所述第二返水閥（129-2）設置在泵（123）出水口與混合桶（121）之間的輸送管道（124）上，所述第一壓力傳感器（125-1）和第二壓力傳感器（125-2）依次設置在泵（123）與重力分選管（127）之間的輸送管道（124）上，所述流量計（126）設置在重力分選管（127）與儲水桶（122）之間的輸送管道（124）上，所述混合桶（121）和儲水桶（122）上均設置有液位計（131）；

所述入料閥（128）、第一返水閥（129-1）和第二返水閥（129-2）均為電動閥門；

所述混合桶（121）內的物料為水和用于模擬選煤廠原煤的不同大小的塑料顆粒，所述塑料顆粒的密度大于水；

所述設備模擬裝置（100）為用于模擬煤炭浮沉實驗的浮沉實驗裝置（140）和或自動搬運及分揀裝載裝置，

所述設備模擬裝置（100）為智能倉儲裝置（150），所述智能倉儲裝置（150）包括：倉儲管理主機、報警推送模塊、識別標簽和掃描儀，所述識別標簽設置在需要倉儲的物料上，所述掃描儀與倉儲管理主機連接且用于通過掃描識別標簽獲取識別標簽對應的物料信息并對物料信息做進庫或出庫標記，所述報警推送模塊用于讀取倉儲管理主機內存儲的物料信息，當物料數量低于或高于報警推送模塊內的預設值時，報警推送模塊發出報警信息并將報警信息推送給控制主機（220），所述控制主機（220）與倉儲管理主機連接且用于讀取倉儲管理主機內的物料信息和物料對應的位置信息；

所述設備模擬裝置（100）為自動裝載裝置（160），所述自動裝載裝置（160）包括火車模型、運行平臺、車號識別器、視覺識別、自動裝載裝置控制器和觸摸屏控制界面，所述火車模型設置在運行平臺上，所述運行平臺上設置有模擬車站，所述車號識別器和視覺識別設置在所述模擬車站上且用于對進出所述模擬車站的火車模型進行識別，所述自動裝載裝置控制器與火車模型連接用于控制火車模型在運行平臺運行，所述自動裝載裝置控制器與車號識別器及視覺識別連接用于獲取車號識別器和視覺識別識別的火車模型進出所述模擬車站的信息并將獲取的進出站信息生產報表，所述觸摸屏控制界面與自動裝載裝置控制器連接用于將觸摸屏控制界面接收的用戶控制指令傳輸給自動裝載裝置控制器，自動裝載裝置控制器按照指令控制火車模型進出所述模擬車站及裝載；

所述設備模擬裝置（100）為UWB定位裝置（170），所述UWB定位裝置（170）包括：UWB基站（171）、定位標簽（172）和定位控制主機（173），所述UWB基站（171）設置在實驗室室內的天花板上，所述定位標簽（172）設置在實驗人員身上和設置在設備模擬裝置（100）上，所述定位控制主機（173）與UWB基站（171）連接且定位控制主機（173）通過UWB基站（171）獲取定位區域內的所有定位標簽（172）的位置信息并記錄定位標簽（172）的移動軌跡，所述定位控制主機（173）對對應定位標簽（172）設置有電子安全圍欄，對應定位標簽（172）的位置超出所述電子安全圍欄時，定位控制主機（173）發出報警信息；

所述設備模擬裝置（100）為巡檢機器人裝置（180），所述巡檢機器人裝置（180）包括機器人（181）、磁條導線（182），所述磁條導線（182）設置在實驗室的地上，所述機器人（181）內部設置有用于監測周圍環境溫度、濕度和噪音的環境監測模塊、用于確定位置和行走軌跡的定位模塊、與磁條導線（182）配合的行走引導模塊、通訊模塊和執行機構，所述定位模塊與UWB基站（171）連接用于確定機器人（181）位置，所述巡檢機器人裝置（180）通過通訊模塊與控制主機（220）通訊連接，所述執行機構為機械手臂且用于送電關電操作。

2.按照權利要求1所述的智能化選煤模擬實驗室，其特征在于，所述智能化選煤模擬實驗室還包括移動控制端（300）、云服務器（310）和顯示裝置（320），所述移動控制端（300）與控制主機（220）通訊連接用于通過控制主機（220）控制設備模擬裝置（100）和獲取數據采集裝置（210）采集的數據，所述移動控制端（300）與云服務器（310）通訊連接用于發送控制請求，所述控制主機（220）與云服務器（310）通訊連接用于將設備模擬裝置（100）運行信息和數據采集裝置（210）采集的數據傳遞給云服務器（310）進行備份和分析，所述顯示裝置（320）與云服務器（310）通訊連接用于將數據和數據分析結果顯示給用戶；

所述數據采集裝置（210）還包括對實驗人員人臉信息、指紋信息、學號信息、進入實驗室體溫信息、離開實驗室體溫信息、進入實驗室時間信息和實驗室停留時間信息的采集；

所述控制主機（220）還包括考勤管理模塊、安全管理模塊和做業務管理模塊，所述考勤管理模塊通過數據采集裝置（210）獲取的實驗人員人臉信息、指紋信息、學號信息、進入實驗室體溫信息、離開實驗室體溫信息、進入實驗室時間信息和實驗室停留時間信息對實驗人員進行考勤管理并生成報表，所述安全管理模塊與UWB定位裝置（170）連接獲取定位控制主機（173）發出報警信息并根據報警信息控制設備模擬裝置（100）停止，所述做業務管理模塊與云服務器（310）連接將實驗作業過程的數據傳輸給云服務器（310）備份存儲。