物联网技术在煤炭远程运销管理中的研究与应用

系统与许厂煤矿原有综合自动化系统、地磅称重防作弊、视频监控系统相互配合，利用物联网技术，实现远程自动装车控制，杜绝车 辆称重作弊、煤种作弊，有效提高煤炭运销现场管理水平，提高工作效率。

一、系统现状分析

淄矿集团许厂煤矿地销煤通过运载卡车进行运输，整个装运环节分 为进大门、过空车、装煤、过重车、出大门五大部分。针对近几年地磅 称量过程中出现的种种作弊手段，许厂煤矿在国内率先使用智能地磅称重管理系统，杜绝称重作弊现象，基本解决了称重系统稳定性的问题。

随着许厂煤矿地销煤的比重在逐年递增,煤炭称重管理任务日益加 重。原有的地磅称重装车管理系统的不足之处逐步暴露：

原有的称重软件只对车辆过磅过程进行管理，而装车环节没有涉 及，无法对车辆装载何种煤种做出有效的管理，经常出现买差煤装好煤 的情况。由于缺乏防作弊技术措施，车主使用各种作弊手段企图谋取不 法的经济利益，既有装车司机内部作弊、也有外来司机作弊、更有司机 与装车员串通作弊的现象屡禁不止，甚至出现装车司机受到殴打的情 况。这种现象已严重干扰了企业的正常生产经营秩序，给企业财务收入 造成的损失少则几十万多则几百万。

同时全国各级政府正在大力开展车辆超限超载专项整治工作，对全 国煤炭生产和经营企业的计量装载情况进行全面检査，从源头上控制超 限装载，一旦发现超限装载情况对煤炭生产和经营企业和车主都要进行 严厉处罚。作为车主，为了确保自身经济利益，降低成本，既不想超载， 也不希望少装。因此车主在装煤之后，需要到重车磅过磅，如果少装， 车主会到煤场加煤，如果多装，又需要到煤场卸煤，来回折腾很多次， 煤场本身就场地较为狭小，非常容易堵车，严重影响煤炭生产和经营企 业的正常生产秩序。

物联网技术一个重要的技术特征是在现有信息化网络的基础上,借 助于RHD技术和传感技术，去实现对物体的设别、跟踪和控制，实现 对生产流程的追述和问责。例如，邮包的全称跟踪，食品生产过程的追 述，蔬菜从种植、运输、销售全过程的监控等等应用，都是物联网的具 体应用。这些事例表明，对于移动物体，物联网在追踪和监控方面比传 统技术更具有优势。在煤矿的汽车装运生产作业过程中，汽车作为一个 流动的物体，从空车过磅、选择不同的煤种进行装运、重车过磅，到领 路条出矿的各个环节中，都是生产作业的主要信息来源和主要监控对 象。如利用物联网技术对汽车进行作业设别、跟踪和历史记录査询，并 辅之自动控制技术、信息化技术及图像监视技术，即可实现煤炭汽车装 运的防作弊、自动定量、定煤种装车作业。

检索资料表明，目前国内外还没有完整的具有车辆设别、定量装车 等综合功能的煤炭汽运监控系统，为此开发该系统，对汽车装载过程进 行整体控制，有效提高了煤炭运销现场管理水平，大大提高了工作效率。

二、主要研究工作

本项目的主要目标为完成煤炭装车管理系统，与许厂煤矿原有综合 自动化系统、地磅称重防作弊、视频监控系统相互配合，利用物联网 技术，实现远程自动装车控制，杜绝车辆称重作弊、煤种作弊，有效提 高煤炭运销现场管理水平，提高工作效率。

(一）利用RFID技术进行车辆身份设别，通过磅房、装车点安装 的设别装置，全程跟踪车辆的作业流程。

(二）实现与集控室的环网通讯，从运销管理系统自动获取车辆装 载煤种信息，并与装车设备（给煤机、胶带、皮带秤等）控制装置闭锁， 实现车辆与煤种关联、销售数量与车辆吨位和装车数量关联，避免煤种 错装和超载。

(三）显示车辆信息，如煤种、皮重、预定装载净重、预定装载毛 重信息等，直接显示在集控室上位机显示屏上。

(四）自动控制现场给煤机，装载司机在集控室远程控制煤炭装载， 保障员工人身安全，杜绝装车人员与司机勾结作弊。

(五）实现网络数据发布，管理人员可随时查询装车情况。与公共 网络接口设置硬件防火墙，杜绝网络攻击。

三、关键技术

(一）解决车辆设别、跟踪，及销售数据、装车控制系统的数据（信 息）关联。

(二）解决各装载点工业控制器与集控室远程通讯问题，实现数据 的实时通讯，方便装车人员远程控制煤炭装载。

(三)实现工业控制器与现场设备通讯，解决接口兼容问题。

(四）现场设备控制及工作状态采集，实现远程控制。

(五）作业操作与实时图像的采集和存储。

四、采用的研究、实验方法和技术路线（包括工艺流程） 综合多种技术理论知识建立煤矿煤场装车智能远程监控系统，系统总体结构图如下图所示.

由于给料工作环境恶劣，污染严重，故对控制产品提出了较髙要求。 充分考虑到了现场环境的恶劣性，把可靠性、稳定性指标放在首位，采 用西门子公司PLC对给料机进行自动控制。

系统所有PLC通过光纤工业以太网与上位机互联，实现对煤仓给 料机、皮带给料机远程集中控制。通过RFID智能卡读写器，对需要装 车的车辆进行智能卡i只别，通过唯一的智能卡ID号从地磅称重防作 弊系统自动获取车辆装载煤种信息，如煤种、皮重、预定裝载净重、预 定装载毛重信息等，直接显示在集控室上位机显示屏上。系统自动核对 本装车点煤种信息，防止错装，杜绝装车过程中的作弊行为。

汽车开始装车后，重量传感器数据自动显示在上位机显示屏上，上 位机同时显示已装载毛重、预定装载净重、预定装载毛重。系统自动核 对已装载毛重和预定装载毛重，通过PLC控制电机开停，达到精确定 量装车0的。每个装车点加装铃声和声光报警装置，通过铃声和声光进 行沟通。

系统实现了煤炭给料过程的定量自动控制，大大提高了给料速度， 一个操作员可以同时控制好几个给料机，大大提高了劳动生产率；同时 由于采用了智能卡识别技术和远程集中控制技术，杜绝了装车过程中的 作弊现象；采用了 PLC控制技术，对给料过程可以进行更为精确的自 动控制。

系统具体控制流程如下：

1.司机根据提示将车辆停到指定位置。

2.操作员通过现场已有的摄像头看到车辆到位，按下扫描按钮， RFID天线扫描车号，通过唯一的ID号从地磅称重防作弊系统自动获 取车辆装载煤种信息，如煤种、皮重、预定装载净重、预定装载毛重信

息等。系统自动核对本装车点煤种信息，防止错装，杜绝装车过程中的 作弊行为。

3.读卡器读取的信息直接显示集控室上位机上，PLC记录车辆信息。

4.系统确认后，汽车开始装煤，重量传感器数据自动显示在集控 室上位机上。皮带机装车时系统自动核对已装载毛重和预定装载毛重， 通过PLC控制电机开停，达到精确定量装车目的。

5.每个装车点加灯光报警装置，通过铃声和声光进行沟通。

五、结束语

系统实现了煤炭给料过程的定量自动控制，大大提高了给料速度， —个操作员可以同时控制好几个给料机，大大提高了劳动生产率；同时 由于采用了智能卡识别技术和远程集中控制技术，杜绝了装车过程中的 作弊现象；采用了 PLC椁制技术，对给料过程可以进行更为精确的自 动控制。装车系统与许厂煤矿原有煤炭运销管理信息系统、汽车衡称重 防作弊系统相互配合，对汽车进大门、过空车、装煤、过重车、出大门 五大环节进行整体控制，有效提高了煤炭运销现场管理水平，大大提高 了工作效率。以年多装运10000吨煤计，每年可新增产值100万元。

另外，装运过程排除人了为因素和操作员的直接参与，既防止了串 通作弊，又保障了工作人员的安全，故系统实施具有良好的社会效应， 具有推广意义。