Исследование и разработка САР скорости ленты конвейера КЛ5250 для экскаватора ЭРШР Д 5250 (стр. 4 из 11)
1.5 Выводы и предложения по реализации исследований принципов управления
Задача выбора параметров системы конвейерного транспорта сводится к установлению рационального критерия управления конвейерной линией. Рациональным критерием (причем наиболее полным Критерием, т.к. он учитывает максимальное количество параметров, оказывающих влияние на конвейерную линию) следует считать критерий, обеспечивающий наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки.
При создании рационального критерия управления учитывают оптимальные критерии управления каждым из конвейеров при конкретной технологической ситуации, учитывающие такие параметры как уровень загрузки, уровень скорости, уровень натяжения, распределение тяговых усилий между приводными барабанами их взаимовлияния, центрирование ленты, работоспособности элементов.
Рассматривается оптимальный режим, обуславливаемый влиянием горнотехнических параметров горной массы, снижающий потери транспортируемого материала, а также технологические схемы, оказывающие влияние на работу конвейерной линии. Решение этой задачи целесообразно выполнять, используя средства микропроцессорной техники. Поскольку конвейерная линия по своей структуре является двухуровневой (1-й уровень - отдельный конвейер, 2-й уровень - ряд конвейеров, объединенных в линию), то целесообразно проектировать и двухуровневую систему автоматизированного управления конвейерной линией. Нижний уровень - это система автоматического управления, выполняющая задачи оптимизации работы отдельного конвейера в линии, учитывающие конструктивные особенности конвейера (ширину ленты, производительность, скорость, уровень натяжения, распределения тяговых усилий), а также на динамику в нестационарных режимах. Применение быстродействующей микропроцессорной техники позволит кроме решения этих задач решить задачу днагностирования технического состояния отдельных элементов конвейера. Большой объем оперативной памяти дает возможность производить учет времени простоев и производительной работы с целью оптимального планирования планово-предупредительных ремонтов и сокращения аварийных ремонтов.
Верхний уровень - это автоматизированная система управления конвейерной линией. В ее функции входит выполнение следующих задач. Определение рационального критерия управления при оценке всех параметров. Выдача управляющего сигнала для отработки этого критерия каждому из конвейеров линии. Режим слежения за выполнением выданного задания. Выполнение диспетчерской и информационной функции.
Известные технические решения (аппаратура типа "ЦИКЛ","Поток" и др.) осуществляют дистанционное управление, диспетчеризацию, защиту и блокировки. Функции регулирования эти системы не выполняют. Не решается вопрос рационального управления.
Для решения этого вопроса следует рассмотреть возмущающие воздействия, оказывающие влияние на работу конвейерной линии, оценить их влияние, выявить взаимосвязи этих воздействий, а также определить цели, стоящие перед проектировщиками конвейерных линий.
1.6 Постановка задач на исследование
В квалификационной работе магистра необходимо выявить самый рациональный критерий, обеспечивающий наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки. Все критерии преследуют цель уменьшения затрат на транспортирование, что влечёт за собой увеличение производительности и снижение расхода электроэнергии. Снижение расхода электроэнергии особо важно, так как мощности очень велики, и это позволит существенно снизить себестоимость транспортировки.
Необходимо также смоделировать динамические процессы в ленточном конвейере и на модели провести исследования этих процессов при использовании регулируемого и нерегулируемого приводов ленты конвейера. В результате этого исследования нужно получить зависимость уменьшения приведенных затрат при использовании регулируемого привода.
В процессе выполнения квалификационной работы магистра необходимо дать технико-экономическое обоснование выполненной работе, рассчитать годовой экономический эффект, который можно получить от внедрения средств модернизации конвейера серии КЛ5250.
Также нужно изучить условия труда на рабочем месте обслуживающего персонала конвейера, провести критический анализ опасных и вредных производственных факторов в горнорудном производстве, изучить вопросы охраны труда и техники безопасности.
При анализе возможных решений самым рациональный решением, обеспечивающим наименьшие приведенные затраты на транспортирование при надежной реализации плановой нагрузки, является использование регулируемого привода движения ленты.
Таким образом, основной задачей проектирования является исследование процесса транспортирования при использовании регулируемого привода движения ленты.
Исследования проводятся при помощи модели, которая реализует динамику конвейера.
конвейер груз динамический автоматизация
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНВЕЙЕРА НА ЕГО ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Правильный учет динамических процессов протекающих в конвейере является одним из основных факторов определяющих их работоспособность, надежность и экономичность. Если представить ленточный конвейер в виде структурной схемы, то динамические характеристики могут быть исследованы известными методами теории автоматического регулирования.
2.1 Непрерывное регулирование скорости ленты конвейера
Непрерывное регулирование скорости ленты конвейера предполагает использование замкнутой системы автоматического регулирования, которая должна состоять из датчиков величины грузопотока и скорости ленты в месте загрузки, элемента сравнения, усилителей, исполнительного устройства (привода), объекта регулирования и др.
В качестве датчика грузопотока используется телевизионный датчик объемной загрузки ленты, для определения скорости ленты применяется корелляционный метод с использованием вибродатчиков, объектом регулирования является конвейер, исполнительным органом – привод совместно с тиристорным преобразователем. Корректирующие устройства реализованы в микропроцессорной системе управления.
 |
Рисунок 2.1 Укрупненная схема системы непрерывного регулирования
Задача состоит в том, чтобы по заданным характеристикам грузопотока Q(t), (рисунок 2.1) поступающего на конвейер, определить параметры замкнутой системы регулирования, при которых функция, получаемая на выходе этой системы [напряжение UVx, пропорциональное скорости ленты в месте загрузки Vx(t)], наилучшим образом аппроксимировала функцию, которую желательно получить [напряжение UVзаг, пропорциональное скорости ленты в месте загрузки Vзаг(t)], т.е. определить оптимальную динамическую систему регулирования по скорости (рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 Структурная схема системы регулирования
Чтобы эта задача приобрела точную количественную формулировку, необходимо установить, что следует понимать под наилучшей аппроксимацией скорости, которую желательно получить на выходе динамической системы.
Вследствие случайного характера скорости, получаемой на выходе, условия наилучшего её приближения к желаемой величине должны иметь вероятностный характер. Например, можно считать наилучшим приближением такое, при котором в определённой области изменения аргумента вероятность того, что разность между аппроксимируемой Vзаг(t) и аппроксимирующей Vx(t) скоростями, большая по абсолютной величине некоторого заданного значения e, имела бы наименьшую величину. Наилучшим приближением можно считать и такое, при котором математическое ожидание абсолютной величины разности между ординатой заданной скорости и ординатой аппроксимирующей её скорости было бы минимальным. Наконец, можно потребовать, чтобы условию минимума удовлетворяло математическое ожидание квадрата этой разности.
2.1.1 Математическое описание непрерывного регулирования скорости
Перечисленным выше трем условиям наилучшего приближения функции Vx(t) и функции Vзаг(t) можно придать следующую математическую форму. Для обеспечения минимальной вероятности отклонения скорости ленты конвейера в месте загрузки от скорости, пропорциональной грузопотоку больше заданной величины e, необходимо, чтобы