OTT‑BELT 智能皮带机安全运行监测平台解决方案

摘要

矿山、电厂、水泥建材、港口、煤化工企业大量带式皮带输送机承担散料输送核心任务。皮带机长期高负荷运行，跑偏、纵向撕裂、打滑、堆料堵料、托辊超温冒烟、异物侵入、人员越界等故障频发。传统依靠人工沿线巡检，巡检间隔长、劳动强度大、粉尘噪音环境作业风险高；传统开关量保护仅故障发生后触发停机，无法提前预判隐患；故障发生后缺少完整数据记录，故障溯源困难，一旦发生撕裂、起火事故，直接造成非计划停机、皮带巨额损毁，甚至引发安全事故。山东一二三物联网 OTT‑BELT 智能皮带机安全运行监测平台解决方案，采用多源感知 + AI 边缘视觉 + 物联网平台融合架构；集成温振传感器、激光撕裂检测、AI 防爆视觉相机、速度打滑检测、烟雾堆煤传感器；实现皮带机 7×24 小时不间断在线监测，提前识别早期隐患，故障精准定位，分级告警，联动就地联锁保护；支持公有云、私有化部署，可对接 PLC、SCADA、MES 系统，变 “事后故障停机” 为预测性安全运维，降低皮带损毁风险，减少非计划停机损失，满足矿山、建材、电厂皮带输送安全管控要求。

一、项目背景与行业痛点

带式皮带输送机是矿山、选煤厂、火力电厂、水泥、港口散料输送的核心装备。皮带机运行环境粉尘大、重载连续运转，跑偏、纵向撕裂、堵料堆煤、托辊轴承过热、打滑、异物刺入、人员违规闯入等故障时有发生，给生产带来重大威胁，传统运维模式面临四大核心痛点：

1. 人工巡检风险高、隐患发现滞后
   皮带廊道距离长，现场粉尘、噪音大，人工徒步巡检劳动强度高，作业存在安全风险；巡检属于周期性快照检查，两次巡检之间的早期隐患无法捕捉；微小撕裂、托辊缓慢升温很难肉眼识别，等到表象明显，故障已经扩大，极易造成皮带大面积撕裂损毁，单次皮带维修更换成本可达数十万，同时引发全线非计划停机。
   
2. 传统开关量保护，只有故障发生才动作，无预警能力
   老式皮带机保护装置大多是开关量输出，只有故障已经实际发生才触发停机保护，没有早期预警能力；不能采集连续变化过程数据，无法做趋势分析，不能预判故障发展趋势；误报、漏报现象突出，故障点位定位模糊，排查耗费大量时间。
   
3. 故障缺少全过程数据，溯源分析困难
   故障报警之后没有同步留存视频画面、温度振动、速度时序数据；发生撕裂、冒烟事故后，只能依靠人员现场回忆，缺少客观数字化记录，故障根因分析、事故复盘缺少有效依据。
   
4. 系统孤岛，无法联动生产业务
   各类保护装置独立分散，数据互不互通；告警信号无法上传上位管理平台；难以对接 PLC/SCADA/MES，告警不能联动运维工单；缺少集团多厂区集中统一监管能力，多皮带机集群管理难度大。
   

行业亟需一套融合多源传感与 AI 机器视觉的智能皮带机监测解决方案，实现隐患提前预警、故障精准定位、告警联动保护、数据完整归档，实现皮带输送机预测性安全运维。

二、系统整体架构

OTT‑BELT 智能皮带机安全运行监测平台解决方案采用感知采集层‑边缘计算层‑平台能力层‑业务应用层四层融合架构，支持就地联锁保护 + 云端平台管控，适配新建皮带机项目，也可对存量皮带输送系统做智能化升级改造。

2.1 感知采集层（多源感知硬件）

多类型感知硬件协同采集皮带机全维度运行状态：

1. 物理传感类：托辊滚筒温振传感器、速度打滑检测传感器、堆煤堵料传感器、烟雾传感器、急停开关；
2. 激光检测类：激光纵向撕裂检测模块，识别皮带表面裂纹、异物刺入；
3. AI 视觉感知类：防爆 AI 边缘视觉相机，识别皮带跑偏量、物料堆料、大块异物、人员越界闯入、皮带表面破损；

硬件适配矿山、电厂粉尘潮湿恶劣工况，具备防爆、防尘防水防护等级；存量原有保护开关量信号可接入利旧，降低改造成本。

2.2 边缘计算层（边缘网关 / AI 边缘盒子）

边缘网关、AI 边缘计算盒子完成多协议解析；AI 相机在边缘侧完成图像推理，不需要把全部视频流上云，降低带宽压力；实现本地联锁逻辑判断，重大故障就地输出开关量联锁停机信号，不依赖网络；具备断网缓存，网络恢复后补传时序数据、告警快照、抓拍图片，保障现场网络波动场景数据不丢失。

2.3 平台能力层：OTT‑BELT 智能皮带机监测平台

平台作为管控中枢，包含皮带机设备台账管理、AI 模型管理、时序数据库存储、多级告警引擎、故障快照与视频回放、趋势分析、运维工单引擎、报表统计、集团多级权限、标准化开放 API 接口。支持公有云开箱即用、私有化本地部署。

2.4 业务应用层（多终端交互）

1. 监控大屏：皮带机集群总览大屏，每条皮带运行状态、健康指数、告警统计直观展示；支持皮带机工艺组态画面；
2. Web 管理后台：设备档案、参数配置、历史曲线、告警记录、故障图片视频回放、报表导出；
3. 移动端小程序 / APP：手机接收告警消息，查看故障抓拍图片，派发运维工单；
4. 对外对接：API 对接 PLC、SCADA、MES、集团安环管理平台，告警联动运维工单。

三、系统核心功能

3.1 多维度 7×24 小时在线综合监测

融合物理传感器 + AI 机器视觉，全方位采集皮带机运行状态：皮带跑偏、纵向撕裂 / 表面破损、打滑超速、堆煤堵料、托辊 / 滚筒温度振动、烟雾火情、大块异物、人员越界闯入；实时输出连续模拟量数据，不只是简单开关量信号，能够捕捉故障早期微小变化趋势。

3.2 AI + 激光双重撕裂识别，故障精准定位

激光撕裂检测 + AI 视觉双重识别机制；识别皮带裂纹、异物刺入、纵向撕裂，输出故障发生精确位置米标；故障同步抓拍图片、截取短视频快照，保存现场证据，便于快速排查复盘，降低漏报误报概率。

3.3 多级告警 + 就地联锁双重保护

告警分为提示预警、重要告警、紧急故障三级；早期隐患做预警推送，给运维预留处置窗口；达到紧急故障阈值，边缘侧就地输出联锁停机信号，网络中断情况下本地保护逻辑依然有效；告警支持平台弹窗、小程序、短信多渠道推送；告警记录附带时序曲线、抓拍快照。

3.4 运行趋势分析与故障回溯

完整存储温度、振动、速度、跑偏量全量时序数据；生成设备健康度变化曲线，分析托辊老化、皮带磨损演变过程；故障发生后一键调取对应时间段历史数据 + AI 抓拍图片视频，完整支撑事故复盘根因分析。

3.5 设备台账与运维工单闭环管理

建立每一条皮带机完整电子台账，记录设备参数、巡检、维修、更换历史；告警事件自动生成运维工单，实现派发、接单、现场处置、结果回填、归档全流程闭环；维修记录与故障记录相互关联，沉淀设备运维知识库。

3.6 皮带机集群可视化组态大屏

组态可视化总览界面，接入厂区全部皮带输送设备；不同颜色标识设备正常、预警、故障停机状态；统计故障类型、故障频次，帮助运维人员识别高频故障点位，指导预防性检修计划制定。

3.7 集团多级权限与开放 API 对接

支持集团‑厂区‑车间多级组织架构，精细化权限隔离；提供标准化 API 接口，可对接 PLC、SCADA、MES、安环监管平台；支持数据转发至上级监管系统，消除信息孤岛。

四、硬件配置选型参考

部署方案分为两种模式：①存量改造：利旧原有开关量保护装置，新增 AI 视觉、温振、激光检测感知设备；②新建项目：整套多源感知硬件 + 边缘 + 平台一体化部署。

五、典型落地应用场景

场景 1：矿山 / 选煤厂皮带输送机监测

井下 / 地面主运输皮带、配煤皮带，廊道距离长，粉尘大；实现撕裂、跑偏、托辊超温、异物、人员闯入综合监测；本地联锁保护，集团平台集中监管，减少人工下廊道巡检频次，规避人身作业风险。

场景 2：火力发电厂输煤皮带系统

输煤廊道多条皮带集群，防范皮带撕裂、托辊过热冒烟起火风险；7×24 小时监测，故障快照留存，对接电厂 SIS/MES 系统，纳入电厂安环管控体系。

场景 3：水泥建材、砂石骨料生产线皮带机

原料输送、成品转运皮带，物料冲击大，易发生堵料、撕裂；提前识别隐患，减少非计划停机对整条生产线的影响。

场景 4：港口散料码头皮带输送系统

长距离露天皮带，环境复杂；多皮带集群统一管控，异常告警及时推送，降低皮带重大损坏风险。

六、方案实施价值

✅ 隐患提前预警，变事后停机为预测性维护

不只做故障后停机保护，捕捉早期微小异常，给运维预留检修窗口，大幅降低皮带撕裂损毁、起火重大事故概率，节约皮带更换巨额成本。

✅ 降低人工巡检压力，规避现场作业风险

7×24 小时在线监测，减少人员进入粉尘、噪音皮带廊道巡检频次，降低人员现场作业安全风险。

✅ 故障精准定位，完整快照回溯，提升处置效率

故障附带米标位置、抓拍图片视频、时序曲线，不用全线排查，缩短故障处置时间，完整支撑事故复盘分析。

✅ 就地联锁 + 云端平台双重保障

边缘侧本地独立完成联锁停机，不依赖外网网络；平台实现集中监管、工单闭环，兼顾现场安全保护与数字化管理。

✅ 兼容存量改造，对接现有业务系统

原有开关量保护装置可以利旧，减少硬件替换投入；API 对接 PLC、SCADA、MES，融入企业现有生产安环业务流程，支持集团多厂区统一监管。

总结：山东一二三物联网 OTT‑BELT 智能皮带机安全运行监测平台解决方案，采用多源传感 + AI 边缘视觉 + 物联网平台四层融合架构；融合温振传感、激光撕裂检测、AI 防爆视觉、速度烟雾堆煤感知；实现皮带跑偏、撕裂、打滑、堵料、托辊超温、人员越界 7×24h 综合监测；支持本地联锁停机保护，故障快照视频回溯，运维工单闭环；公有云 / 私有化部署，对接 PLC/SCADA/MES，面向矿山、电厂、水泥建材、港口，实现皮带输送机从故障被动保护向预测性安全运维升级，降低重大设备损坏与安全事故风险。