皮带机保护自动纠偏系统
带式输送机作为一种连续运输机械，以其连续运行、运输能力大、耗电量低、运行平稳、对物料的破碎小、易于自动控制被广泛应用于钢铁矿料运输中。但是由于钢铁高炉安全不可间断性，特别是现场矿料运输条件恶劣，输送带成本占整机成本比例之多，价格昂贵一旦发生撕带，价值数十万甚至数百万的输送带就会严重毁坏，给高炉安全生产带来极大的直接和间接经济损失，带式输送带纵向撕裂和跑偏自动纠偏系统的研究就显得极为重要。一般高炉现场皮带机是钢绳芯输送带，在输送带内部纵向布置了许多钢丝绳，增加其抗拉强度，有效抑止了输送带的横向撕裂，但是输送带的纵向强度没有得到改善，使得纵向撕裂事故常有发生。
皮带机输送带产生纵向撕裂的主要原因有以下几个方面:
1、输送带发生跑偏导致的撕裂输送带在运行的过程中，当一侧发生偏移较大时，就会在这一侧形成折叠或褶皱，输送带就会受到不均匀的拉力而被刮伤或划伤，造成输送带撕裂。
2、输送带上矿料的卡压导致的撕裂；该情况一般发生于下料口溜槽的下部。因为溜槽的前沿与输送带之间的距离是有限的，而且输送带下面的缓冲托辊是间隔分布的，承载力的强度也是不均匀的。当所运矿料一侧的长度超过了这个距离时，容易使大块的矿料卡在皮带机输送带和下料口溜槽的前沿之间，进而造成输送带撕裂。
3、矿料里的异物划伤撕裂。这种撕裂一般也发生于下料口溜槽的下部，比如由长且尖利的异物造成的划伤。如果进入溜槽的异物尺寸过大而不能通过时，异物就会卡在溜槽的下部，当输送带运行时可能发生撕裂；
为了有效的保护皮带机的安全运行，下面从AI自动化角度来阐述对皮带机防撕裂和跑偏自动纠偏的安全保护解决方案。
纠偏系统方案描述：
我司自主研发的激光视频流AI检测技术结合外置安全检测传感器以及和皮带机主PLC控制系统综合双闭环安全连锁控制来实现对皮带机的防撕裂保护和皮带跑偏的自动纠偏。
2.1皮带机跑偏自动纠偏子模块
皮带机跑偏自动纠偏子模块，在皮带机下料口前端大约5-10米之间安装LMS系列激光扫描仪，系统在现场工控机据面扫激光采集的图像来处理所得到皮带运输物料的激光视频流图像，根据智能AI算法计算判断出所运行的皮带基于两侧标志线的跑偏量和物料的重心位置，如果超过一定阈值通过TCP/IP以太网通讯输出信号给皮带机PLC系统，同时结合安装在皮带机前段/中端/末端的机械保护开关来实现双闭环检测进而控制皮带跑偏的自动纠偏保护和报警、停机等安全保护功能。激光参考安装图和皮带跑偏自动纠偏扫描图如下：
皮带跑偏纠偏激光参考安装图
激光扫描仪的技术特性：
即使在远距离时仍保证可靠和精确;
高性能、高效率的 2D LiDAR 传感器，其测量范围可达 80 m；
具有高角度分辨率的激光脉冲确保高分辨率
凭借多重回波技术，即使是在不利的环境条件下，也能确保出色的性能
防护等级 IP 67 的紧凑型外壳、室外设备的集成加热装置和防灰尘的雨刷装置；可在低温条件下进行测量；
低功率消耗、快速信号处理
多个输入端和输出端、可同步多个传感器
用于测定散装物料重心的集成功能
结构坚固，适合于严苛的环境条件
2.2皮带机防撕裂子模块
在非工作面底面安装带防尘罩和雨刷器（根据图像模糊度触发雨刷器的控制）的LMS系列激光扫描仪，通过面扫图像来采集皮带潜在的撕裂点或面图像，根据激光AI滤波算法（参见下图）计算出一定的潜在撕裂点面，当达到阈值时输出信号给皮带机PLC系统，PLC系统结合皮带机撕裂量安全点来判断是否停机。如果需要停机，在停机后根据皮带机惯性停机数据，系统给出撕裂大致位置、撕裂长度、撕裂原因等，方便操作人员快速查找撕裂位置和撕裂原因。
在下料口导料槽处安装堵料检测开关，同时结合跑偏纠偏激光扫描系统，当系统扫描皮带机检测到尖锐物品时输出应急信号给皮带机的PLC控制系统进行双闭环控制并判断是否报警或停机。
2.3完善现场皮带机的CCTV监控系统
在高炉皮带机相关运行区域和工作区域增加高清防尘带以太网通讯的IP监控设备从而实现皮带机入料口和导料槽区域进行监控跟踪。 具体数量和安装信息可以由客户高炉皮带机现场情况和运行区域位置等来确定。具体功能如下：
对皮带机机构各关键保护区域和运行区域的入料口/导料槽通道进行监控；
对整个皮带机进行监控；
在中控管理室可以多画面显示，可对所有皮带机保护画面进行切换，确保对各个保护区域进行跟踪监控； 通过硬盘录像机，对视频画面进行存储（存储时间 １个月），可对视频画面进行调用回放。
