黄志友

摘要：基于带式输送机构建矿石等物料运输的智能控制系统，可以促进产业升级，提高生产效率并降低劳动强度。提出了一种带式输送机智能控制系统架构方法，描述了系统架构中的智能带式输送机、地面综合服务站、知识领域库和信息融合器等组件的功能，探索采矿业智能化的新途径。

关键词：带式输送机;智能控制;系统架构

0  引言

带式输送机广泛应用于矿石等物料输送，其张紧装置是输送机正常启动、运行的核心部件，它的自动化控制平水决定着矿石开采运输效率。当前我国铜矿等多分布在偏远山区，区域广阔且矿井深长，每个矿区同时有多台带式运输机在协同工作，带式输送机的运送负载、运行工况和工作环境等变化范围较大，这使得带式输送机必须具备大运量、长距离、井下高可靠性和大功率等性能，对张紧装置的控制提出了更高的要求[1]。

带式输送机的控制系统从基于固定力控制的自动控制，逐步发展成现代普遍采用的自适应控制，自适应控制有效提高了自动化水平，提升了控制效率。但是自适应控制是基于传感器数据的参数的反馈控制，对复杂多变的环境和自动故障处理方面存在不足，急需新的控制理念优化目前的自适应控制系统。本文提出应用人工智能技术，构建带式输送机智能控制系统，通过智能调节张紧装置张紧力的，实现带式输送机的智能控制，提高矿石开采等输送经济效率。

1  带式输送机智能化的意义

1.1 提高智能化水平，促进产业升级

智能控制系统的是以知识和经验为基础的拟人控制系统，具备感知和认知、在线规划和学习、推理决策和多执行机构协同等能力[2]。带式输送机张紧装置通过智能控制，能按照人给定的指令集自选或自编程序去适应环境，自动完成复杂的控制工作，并将执行的控制指令，环境参数和执行响应情况记录下来，融入专家决策系统，由控制系统自学习与提升。智能控制融合应用了移动互联网、大数据、云计算、物联网等新技术，是智能化和产业升级的重要标志。

1.2 提高生产效率，降低劳动强度

智能控制是人工智能重要的应用领域，推动着控制技术的变革和发展。智能控制将人的经验知识直接应用于控制过程，并不断自学习积累，实现在无人干预的情况下自主地驱动智能设备实现自动控制，达到控制目标的，是多源信息融合、人工智能、信息网络和控制论等学科的交叉。通过人与智能设备的协同合作，扩大、拓展，智能控制系统可以部分取代人工在控制过程中的脑力或体力劳动。

2  智能控制系统构架

带式输送机智能控制系统是由带式输送机和应用专家共同组成的人机一体化智能系统，它在控制过程中能进行智能执行控制活动，完成分析、推理、判断、构思和决策等。带式输送机智能控制系统由带式输送机、人机交互计算机、决策数据库、通信网络和各类知识领域库组成。在带式输送机智能控制系统建设时，可将决策数据库、人机交互计算机和知识领域库等集成到地面综合服务站，构建的带式输送机智能控制系统架构如图1所示。

图1中矩形框为智能控制系统的实体设备，柱形框为虚拟知识领域，典型的知识领域有故障知识库和决策知识库等。实心箭头表示控制系统运行的数据流，空心箭头示意网络通信链路。椭圆框表示智能控制系统执行的分析、处理、运算和控制等操作过程。主要组件的功能如下：

2.1 带式输送机

基于智能控制系统的带式输送机是一种智能化的设备，通过传动电机和张紧装置等完全自主控制，可以在不需要人工指令的帮助下完全自主地完成输送任务。完整的智能带式输送机具备的能力包括自身状态的监控、环境信息的收集、数据的分析及做出相应的响应。

2.2 地面综合服务站

地面综合服务站是带式输送机智能控制系统的重要组成部分，完成对智能带式输送机、物料及数据链的状态监视和操作控制[3]。地面综合服务站通过远程数据链路与智能带式输送机实现互联互通，通过地面综合服务站中的人机界面，使操作员实现对智能带式输送机工作状态、皮带载荷状态的规划、监视，并实现必要时的干预和决策。

2.3 知识领域库

知识领域库是智能控制系统高效运行的数据支撑和决策基础，主要包括故障知识库和决策知识库。带式输送机在多变的环境条件下工作，其故障具有多样性和复杂性。故障识别是故障专家知识库的构建并知识规则化，在自身复杂系统及外部复杂环境下的故障检测，并针对检测的故障依据故障专家知识库进行故障识别，按照预设的评判体系决策。智能控制决策知识中专家系统知识全面性与准确性，决策指令的可靠性与可信度，评判标准的逻辑合理性时效性与可执行性和评判规则与决策结果等是智能控制决策的难点[4]。

2.4 信息融合器

信息融合器是完成多源信息融合处理和分析的设备。传统的數据处理和传输方法很难满足带式输送机智能化需，要充分利用多源信息复用机制，将来自不同信源的大容量信息在地面综合服务站构建混合数据流并时时复用。采用多源信息处理架构设计，利用带式输送机上所有传感器获取运行状态信息，而后通过有线或无线接入至地面综合服务站，完成运行信息检测及特征提取，在领域知识的指导以及相关数据库支持下，运用信息融合算法，实现状态监测与识别信息的显示，以及输送任务的监控和引导。

3  展望

智能控制系统应用是人工智能技术从理论走向工程应用的必由之路，加快推进智能控制系统在各行业的应用拓展是面向未来科技，服务于经济建设的重要重要举措。针对铜矿等开采作业特点，可以以带式输送机的控制为切入点，探索构建矿石开采业远程的应用型的能控制系统，加速产业升级与转型。

参考文献：

[1]杨张利.农机作业履带式行走张紧系统的自适应控制策略[J].重庆理工大学学报，2019（4）：156-160.

[2]杨洋.带式输送机液压张紧自适应控制系统[D].西安：西安科技大学，2018.

[3]宋伟.井下皮带输送机运行状态在线监测系统[D].青岛：青岛科技大学，2014.

[4]温晓磊.港口皮带输送机液压张紧装置可靠性研究[D].秦皇岛：燕山大学，2018.