конвейер. Способ регулирования скорости ленты конвейера реализуют следующим образом

• Название: Способ регулирования скорости ленты конвейера реализуют следующим образом
• Дата: 01.04.2019
• Размер: 290.43 Kb.
• Имя файла: конвейер.docx
• Тип: Документы; #72160

Способ регулирования скорости ленты конвейера реализуют следующим образом.

После включения конвейера производят непрерывное измерение скорости V ленты 1 и поступающего на ленту 1 груза 2. Вследствие изменения натяжения по длине ленты 1 скорость ленты 1 также изменяется по ее длине. Для обеспечения точности регулирования скорость V ленты 1 замеряют в месте загрузки 3 конвейера с помощью датчика скорости 4. Количество поступающего на ленту 1 груза 2 замеряют с помощью датчика грузопотока 5. Сигналы датчика скорости 4 и датчика грузопотока 5 по кабельным каналам 6 и 7 поступают в блок управления 8. Блок управления 8 соединен с линией 9 подвода электроэнергии, а также соединен кабелем 10 с электроприводом, приводящим в движение приводной барабан 11 конвейера. Лента 1 опирается на ролики 12 и охватывает приводной 11 и натяжной 13 барабаны.



Блок управления 8 непрерывно сопоставляет значения поступающего на ленту 1 грузопотока q_in (кг/с) и приемной способности конвейера q_out (кг/с). Приемная способность конвейера q_out зависит от текущей скорости V ленты 1 в месте загрузки 3 и номинальной погонной нагрузки ψ (кг/м) конвейера.

q_out=ψ·V

Величина номинальной погонной нагрузки ψ является конструктивной характеристикой конвейера и обеспечивает его нормальную работу без просыпания груза 2.

ψ=q_n/V_n

Если значение поступающего на ленту 1 грузопотока q_in превышает значение приемной способности конвейера q_out, то необходимо увеличение скорости V ленты 1 для нормальной работы конвейера без просыпания груза 2. Вследствие неравномерности загрузки конвейера значение q_inизменяется непрерывно, но блок управления 8 ускоряет движение приводного барабана 11 и ленты 1 только, если значение q_in превысило значение q_out. Это позволяет избежать непрерывного регулирования скорости ленты 1 и постоянной работы конвейера в переходном (динамическом) режиме.

Блок управления 8 для выравнивания значений q_in и q_out увеличивает скорость V ленты 1 на величину q₁/ψ в течение времени Δt₁ так, чтобы ускорение ленты не превысило допустимую величину а₁ (м/с), обеспечивающую нормальную работу конвейера без рывков и поломок. Для этого значение времени Δt₁ соответствует неравенству Δt₁≥q₁/ψ·a₁.

Величина q₁ составляет долю номинальной производительности конвейера Q и определяет периодичность регулирования скорости V ленты 1. Величина q₁ подбирается эмпирически или рассчитывается на основании стохастических характеристик поступающего на ленту 1 грузопотока q_in. С увеличением величины q₁ сокращается интенсивность регулирования скорости ленты 1, но снижается энергоэффективность конвейера.

Если значение поступающего на ленту 1 грузопотока q_in меньше значения приемной способности конвейера q_out=ψ·V, то необходимо снижение скорости V ленты 1 для нормальной работы конвейера с полной загрузкой ленты 1. Блок управления 8 замедляет движение приводного барабана 11 и ленты 1 только, если значение q_out превысило значение q_in на величину q₂. Это также позволяет избежать непрерывного регулирования скорости ленты 1 и постоянной работы конвейера в переходном (динамическом) режиме. Величина q₂ определяет периодичность регулирования скорости V ленты 1 при снижении грузопотока q_in и подбирается эмпирически или рассчитывается на основании стохастических характеристик поступающего на ленту 1 грузопотока q_in. С увеличением величины q₂ сокращается интенсивность регулирования скорости ленты 1, но снижается энергоэффективность конвейера. Возможно равенство значений q₁=q₂.

Блок управления 8 для выравнивания значений q_in и q_out снижает скорость V ленты 1 на величину q₂/ψ в течение времени Δt₂ так, чтобы замедление ленты не превысило допустимую величину а₂ (м/с), обеспечивающую нормальную работу конвейера без рывков и поломок. Для этого значение времени Δt₂ соответствует неравенству Δt₂≥q₂/ψ·a₂.

Если величина поступающего грузопотока q_in находится в диапазоне значений от q_out-q₂ до q_out(q_out-q₂≤q_in≤q_out), то блок управления 8 поддерживает движение ленты 1 с постоянной скоростью, т.е. оставляет текущее значение скорости V ленты 1 без изменения.

Если поступающий грузопоток q_in (вследствие неисправности оборудования) превышает максимальную приемную способность конвейера q_max=(1,05…1,08)q_n, такой режим работы конвейера недопустим, так как груз 2 просыпается. В этом случае загрузку конвейера прекращают без изменения текущей скорости ленты 1.

На фиг. 2 приведен пример изменения поступающего грузопотока q_in и скорости V ленты 1 во времени t. График поступающего грузопотока q_in показывает монотонное увеличение q_in от 0 до номинального значения q_n при изменении времени t от 0 до t₄, а также монотонное уменьшение q_inот номинального значения q_n до 0 при изменении времени t от t₄ до t₇.

В данном примере блок управления 8 конвейера настроен на четырехступенчатый режим увеличения скорости V ленты 1 от 0 до номинального значения V_n и трехступенчатый режим снижения скорости V ленты 1 от номинального значения V_n до 0. При этом величина q₁ равна четверти номинального значения Q_n, т.е. q₁=Q_n/4. Величина q₂ равна трети номинального значения Q_n, т.е. q₂=Q_n/3.

Четырехступенчатый режим увеличения скорости V ленты 1 позволяет увеличивать скорость V ленты 1 на величину V₁, равную четверти номинальной скорости V_n.

V₁=q₁/ψ=V_n/4

Трехступенчатый режим снижения скорости V ленты 1 позволяет уменьшать скорость ленты 1 на величину V₂, равную трети номинальной скорости V_n.

V₂=q₂/ψ=V_n/3

Согласно графику фиг. 2 при 0≤t≤t₁ поступающий грузопоток q_in не превышает величины q₁, и лента 1 движется со скоростью V=V₁. При этом приемная способность конвейера q_out=ψ·V₁=q_n/4.

При t>t₁ поступающий грузопоток q_in превышает величину q_out (q_out=q_n/4), и блок управления 8 увеличивает скорость V ленты 1 согласно заявляемому способу на величину q₁/ψ в течение времени Δt₁. Таким образом, в течение интервала времени t₁+Δt₁≤t≤t₂ лента 1 движется со скоростью V=2V₁.

Аналогично при последующем возрастании поступающего грузопотока q_in блок управления 8 увеличивает скорость V ленты 1 в моменты времени t₂ и t₃ ступенчато до величин 3V₁ и V_n соответственно.

Согласно графику фиг. 2 при t₃≤t≤t₅ поступающий грузопоток q_in находится в диапазонах значений от 3q₁ до q_n и от q_n до 2q₂. При этом блок управления 8 согласно заявляемому способу сохраняет скорость ленты 1 V=V_n без изменения.

При t>t₅ поступающий грузопоток q_in становится меньше приемной способности конвейера q_out (q_out=q_n) на величину q₂, и блок управления 8 уменьшает скорость V ленты 1 согласно заявляемому способу на величину q₂/ψ в течение времени Δt₂. Таким образом, в течение интервала времени t₅+Δt₂≤t≤t₆ лента 1 движется со скоростью V=2V₂. Аналогично при последующем уменьшении поступающего грузопотока q_in блок управления 8 уменьшает скорость V ленты 1 в момент времени t₆ до величины V₂.

Источники информации

1. Онищенко Г.Б. Электрический привод / Г.Б. Онищенко М.: Издательский центр «Академия», 2006. - с. 73-75.

2. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. - М.: Машиностроение, 1983. - с. 94-97.

1. Способ регулирования скорости ленты конвейера, включающий измерение скорости ленты и поступающего грузопотока q_in, изменение скорости ленты путем управления приводом конвейера, отличающийся тем, что скорость ленты измеряют в месте загрузки и осуществляют одно из следующих действий:
увеличивают скорость ленты на величину q₁/ψ в течение времени Δt₁, если поступающий грузопоток q_in превышает приемную способность конвейера q_out, где q₁ - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при увеличении скорости, ψ - номинальная погонная нагрузка;
и уменьшают скорость ленты на величину q₂/ψ в течение времени Δt₂, если поступающий грузопоток q_in меньше приемной способности конвейера q_out, на величину q₂, где q₂ - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при уменьшении скорости;
и оставляют скорость ленты без изменения, если величина поступающего грузопотока q_in находится в диапазоне значений от q_out - q₂ до q_out,
и прекращают загрузку конвейера без изменения скорости ленты, если поступающий грузопоток q_in превышает максимальную приемную способность конвейера q_max.

2. Способ регулирования скорости ленты конвейера по п. 1, отличающийся тем, что время Δt₁≥q₁/ψ·a₁, где q₁ - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при увеличении скорости, ψ - номинальная погонная нагрузка, а₁ - допустимое ускорение ленты.

3. Способ регулирования скорости ленты конвейера по п. 1, отличающийся тем, что время Δt₂≥q₂/ψ·a₂, где q₂ - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при уменьшении скорости, ψ - номинальная погонная нагрузка, а₂ - допустимое замедление ленты.

http://www.findpatent.ru/patent/260/2600404.html
© FindPatent.ru - патентный поиск, 2012-2019





В статье рассматриваются вопросы автоматической регулировки скорости ленточного конвейера путем применения частотно-регулируемого привода

В угольной промышленности ленточные конвейеры являются одним из наиболее распространенных средств транспортировки угля. Грузопоток из лавы не является постоянной величиной, вследствие чего значительную часть времени конвейер работает с неполной загрузкой. Мощность приводных двигателей конвейеров достигает сотен киловатт, поэтому улучшение энергетических показателей привода позволит уменьшить расходы на электроэнергию. Для решения этой задачи целесообразно регулировать скорость движения ленты в зависимости от грузопотока [1].

Рассмотрим такую систему автоматического управления – блок стабилизации погонной нагрузки на ленту конвейера (БСПН) (Рисунок 1).



Рисунок 1 – Структурная схема САУ

Для стабилизации погонной нагрузки на ленту конвейера необходимо проводить 2 измерения: измерение скорости и массы погруженного угля.

Сигнал с датчика веса ДВ и датчика скорости ДС поступает на БСПН. Питание схемы осуществляется с искробезопасного блока питания. Датчик скорости подключен к схеме через согласующее устройство. В качестве средства измерения скорости используется датчик ДКС. В блоке размещена согласующая схема, которая выполняет функцию преобразования – с датчика снимается не уровень сигнала, а его частота, что обеспечивает большую защищенность от помех. Так же обеспечивается понижение уровня напряжения с датчика скорости и гальваническая развязка его присоединения к БСПН. Датчик веса располагается на предыдущем конвейере, это дает возможность быстрее реагировать на изменения грузопотока. В условиях угольной шахты рекомендуется использовать тензорезистивные датчики веса, они являются более надежными средствами измерения, а так же просты в обслуживании и эксплуатации по сравнению с оптическими и гидравлическими датчиками.

БСПН обрабатывает сигналы с датчиков и через интерфейс RS-485 выдает регулирующее воздействие на преобразователь частоты ПЧ, к которому подключен электродвигатель привода конвейера. Для контроля работы устройства в блоке присутствует жидкокристаллический индикатор, на который выводится информация о скорости и производительности конвейера.

Количество угля на ленте, т.е. масса поступающего груза, является изменяющимся параметром, а скорость – регулируемым. Блок стабилизации погонной нагрузки на ленту конвейера совместно с преобразователем частоты должен поддерживать постоянство коэффициента отношения грузопоток/скорость:



где q_r – масса угля на одном погонном метре ленты предыдущего конвейера;

v – скорость текущего конвейера.

Для настройки устройства необходимо знать технические характеристики конвейеров: номинальную скорость текущего конвейера, и q_r при номинальной производительности предыдущего конвейера:



где Q – производительность предыдущего конвейера,

g = 9,8 м/с² – ускорение свободного падения,

v – скорость текущего конвейера.

При уменьшении поступления угля на ленту конвейера q_r уменьшается, вследствие чего коэффициент k тоже уменьшается. БСПН регистрирует изменения и плавно регулирует скорость, пока k не достигнет требуемого значения.

Для управления и безопасной работы конвейер должен быть подключен к аппаратуре автоматизированного управления. В БСПН предусмотрена совместная работа с комплексом АУК.1М. Необходимо обеспечить имитацию датчика скорости, так как реле скорости комплекса АУК.1М отключит конвейер при снижении скорости ниже 75% от номинальной [2]. Для этого на вход датчика в комплексе подается уровень напряжения соответствующий номинальной скорости конвейера.

При сравнении моделирующих программ видно, что их модульная структура практически неизменна:

Управление конвейером осуществляется с пульта аппаратуры АУК.1М. Сигнал о запуске/остановке поступает на БСПН, откуда подается соответствующая команда на преобразователь частоты, который управляет электроприводом конвейера.

Таким образом, регулировка скорости движения тягового органа в зависимости от грузопотока позволит увеличить эффективность использования ленты, повысить срок её службы, а так же снизить энергопотребление, что немаловажно в условиях низкой рентабельности шахт.