Эффективность эксплуатации ленточного конвейера в зависимости от алгоритмов регулирования скорости ленты

Поскольку шахтные потоки угля носят случайный характер, то для повышения эффективности использования транспортирующего груз ленточного конвейера рационально согласовать скорость движения ленты с величиной поступающего на нее груза. Выполнена оценка качества регулирования скорости при различных алгоритмах. Для дискретного регулирования оценена доля загрузки конвейера. Рассмотрено различное количество уровней переключения скорости, и для каждого случая определена погонная нагрузка q(t) конвейера и ее расхождение с номинальным значением qном. Для непрерывного регулирования выявлена величина средней квадратичной ошибки, возникающей в результате расхождения текущей скорости движения ленты с максимальной скоростью, пропорциональной величине грузопотока. Эти расчеты выполнены для двух случаев: если спектральная плотность случайного грузопотока описывается нормальным законом распределения и усеченно-нормальным. Рассмотрен вопрос энергоэффективности использования систем регулирования скорости ленты. Выявлено, что наибольшая эффективность достигается в том случае, если грузопоток является прерывистым процессом, который состоит из чередующихся периодов поступления угля и его отсутствия, а длительность этих периодов случайна. Здесь снижение энергозатрат на транспортировку полезного ископаемого может достигать 12% для трехуровневого регулирования, 13% для четырехуровневого регулирования и 15% — для непрерывного регулирования. Показано, что экономия электроэнергии возрастает, если есть значительные по длительности периоды отсутствия — в эти периоды велик выигрыш от движения ленты на малой скорости. Полученные решения могут быть применены для синтеза системы управления, регулирующей скорость магистрального конвейера.

Ключевые слова: дискретное регулирование скорости, оптимальные уровни переключения скорости, непрерывное регулирование скорости, средняя квадратичная ошибка регулирования, энергетическая эффективность регулирования, экономия электроэнергии.
Как процитировать:

Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Эффективность эксплуатации ленточного конвейера в зависимости от алгоритмов регулирования скорости ленты // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 11. – С. 128–139. DOI: 10.25018/02361493-2020-11-0-128-139.

Благодарности:
Номер: 11
Год: 2020
Номера страниц: 128-139
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.647.21
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-11-0-128-139
Дата поступления: 24.02.2020
Дата получения рецензии: 28.04.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.10.2020
Информация об авторах:

Дмитриева Валерия Валерьевна — канд. техн. наук, доцент, РГУ Нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, e-mail: dm-valeriya@yandex.ru,
Сизин Павел Евгеньевич — канд. физ.-мат. наук, доцент, ИБО НИТУ «МИСиС», e-mail: mstranger@list.ru.

 

Контактное лицо:

Сизин П.Е., e-mail: mstranger@list.ru.

Список литературы:

1. Дьяченко В. П. Методы описания величины случайного грузопотока ленточных конвейеров горных предприятий на основе ее эмпирических распределений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2007. — № 3. — С. 287—289.

2. Прокуда В. М., Мишанский Ю. А., Проценко С. Н. Исследование и оценка грузопотоков на магистральном конвейерном транспорте ПСП «Шахта «Павлоградская» ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» // Гірнича електромеханіка та автоматика. — 2012. — № 88. — С. 107—111.

3. Галкин В. И. Конструктивные особенности ленточных конвейеров с пространственной трассой для транспортирования сыпучих материалов // Горная промышленность. — 2018. — № 1. — С. 84—86.

4. He D., Pang Y., Lodewijks G., Liu X. Healthy speed control of belt conveyors on conveying bulk materials // Powder Technology. 2018. Vol. 327. Pp. 408—419. DOI: 10.1016/j. powtec.2018.01.002.

5. He D., Pang Y., Lodewijks G. Speed control of belt conveyors during transient operation // Powder Technology. 2016. Vol. 301. Pp. 622—631. DOI: 10.1016/j.powtec.2016.07.004.

6. Li Zh., Zeng F., Yan C., Wang J., Tang L. Design of belt conveyor speed control system of «Internet+» / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 563. No 4. DOI: 10.1088/1757-899X/563/4/042088.

7. Bebic M., Ristic L. Speed controlled belt conveyors: drives and mechanical // Advances in Electrical and Computer Engineering. 2018. № 1. Pp. 51—60.

8. Дмитриева В. В. Разработка и исследование системы автоматической стабилизации погонной нагрузки магистрального конвейера. Диссертация на соискание ученой степени канд. тех. наук. — М., 2005. — 162 с.

9. Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Определение величин и числа оптимальных уровней переключения скорости движения ленты конвейера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 6. — С. 147—155. DOI: 10.25018/0236-14932019-06-0-147-155.

10. Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Непрерывное регулирование скорости ленточного конвейера в случае усеченной спектральной плотности грузопотока // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 2. — С. 130—138. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-2-0-130-138.

11. Шахмейстер Л. Г., Дмитриев В. Г., Лобачева А. К. Динамика грузопотоков и регулирование скорости ленточного конвейера. — М.: изд. МГИ, 1974. — 45 с.

12. Мерцалов Р. В. Исследования подземных грузопотоков и установление способов повышения эффективности использования шахтных конвейеров. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. — М., 1968.

13. Разумный Ю. Т., Заика В. Т., Прокуда В. Н. Формирование характеристик потока угля конвейерного транспорта по данным моделирования грузопотоков из очистных забоев // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. — 2013. — № 2 (15). — С. 201—206.

14. Реутов А. А. Патент № 2600404. Способ регулирования скорости ленты конвейера. 2015.10.14.

15. Солодовников В. В., Плотников В. Н., Яковлев А. В. Теория автоматического управления техническими системами: учебное пособие для вузов. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1993. — 492 с.

16. Дмитриев В. Г., Вержанский А. П. Основы теории ленточных конвейеров. — М.: Изд-во «Горная книга», 2017. — 590 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.