Построение системы диагностики конвейерного транспорта

вой регистрации и обработки сигналов. Впервые получена структура модели двигателя, отражающая алгоритмы выделения ортогональных составляющих токов, которая используется в современном преобразователе частоты. Произведена качественная оценка намагничивающей и моментной составляющих токов по сигналам первичной информации - току двигателя и углу поворота ротора. Экспериментально подтверждено, что функция «кинетическое буферирование» поддерживает ток намагничивания двигателя и выпрямленное напряжение преобразователя на постоянном уровне в течение кратковременных просадок питающего напряжения.

Список литературы

1. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. Иваново: Ивановский государственный энергетический университет, 2008. 298 с.

T. Hramshin, G. Kornilov, V. Rovneiko, A. Murzikv

Research of frequency-regulated asynchronous electric drives in vitro

Specification of power electronic and measurement parts of laboratory bench is shown for investigation variable frequency drive. The structure scheme of induction motor model with transformation alternative current towards two orthogonal components is presented. An analysis the operation variable frequency drive during short-time supply voltage decrease is performed.

Keywords: adjustable electric drives, are hot galvanization, an impellent mode, the frequency converter.

Получено 06.07.10

УДК 62-83:621/.69

М.С. Черемушкина, канд. техн. наук, ассист., (812) 328-84-69, cheremushkina-ms@yandex.ru,

В.А. Соловьев, канд. техн. наук, ассист.,

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА

Обоснована необходимость построения системы контроля и управления ленточным конвейером, как восстанавливаемым техническим объектом. Рассмотрены средства и структура системы диагностики конвейерного транспорта. Ключевые слова: конвейерные линии, грузопоток, перегрузочный пункт, лента.

Главенствующей тенденцией в развитии транспортных систем на угольных шахтах является переход на их полную конвейеризацию. При

этом создается сплошной грузопоток, прерывание которого из-за отказа главного (магистрального) конвейера, по существу, приводит к остановке шахты на период ликвидации этого отказа.

Ленточный конвейер - это технический объект средней сложности, как по своей структуре, так и по выполняемой функции - линейное перемещение сыпучего груза. Однако группа конвейеров на горизонте шахты, формирует уже достаточно сложную техническую систему, содержащую в себе не только отдельные конвейеры с различными характеристиками, но и перегрузочные узлы (аккумулирующие бункера), прерывающие грузопоток и усложняющие технологический процесс. Эта транспортная система является восстанавливаемой или обслуживаемой.

С увеличением времени эксплуатации конвейерной линии ее надежность снижается в сравнении с проектной вследствие амортизации узлов и деталей конвейеров и перегрузочных пунктов, что не учитывается при проектировании конвейерных линий. С увеличением времени эксплуатации конвейерной линии растет число ее отказов, возрастают расходы на восстановление ее работоспособности, увеличиваются простои конвейерных линий и связанные с этим потери добычи угля. Так, например, за период 1997-2001 гг. простои конвейерных линий на шахтах ОАО «Воркута-уголь» увеличились в 6,65 раза (с 340 до 2260 ч), а потеря добычи угля по этой причине - почти в десять раз (с 35,9 до 343 тыс.т).

Такое же положение с эксплуатацией подземных конвейерных систем наблюдается и на других шахтах России. Поэтому исследование и разработка методов и технических средств обеспечения необходимого уровня надежности горной техники и, в частности, ленточных конвейеров представляет собой весьма актуальную задачу [1].

На эффективность эксплуатации конвейерных линий решающее влияние оказывает их надежность: при отказах конвейеров или перегрузочных пунктов уменьшается пропускная способность транспортной системы из-за уменьшения машинного времени работы конвейеров.

В общем случае методы повышения надежности могут быть сведены к следующим основным:

- резервированию системы;

- уменьшению интенсивности отказов системы;

- сокращению времени непрерывной работы;

- уменьшению среднего времени восстановления.

Время восстановления оказывает существенное влияние на коэффициенты надежности: коэффициент готовности, коэффициент вынужденного простоя, коэффициент профилактики. Уменьшить среднее время восстановления можно, уменьшив число отказов и сократив время, потребное на ремонт системы.

Для практики наиболее важным показателем является значение коэффициента готовности конвейера Кг (таблица).

Значения показателей надежности ленточного конвейера

Фактическое среднее время, ч Расчетный ко-

№ Оборудование, вид отказа Наработка на Восстановление, эффициент го-

отказ, Тв Т 0 товности

1 Соединительная муфта 366 9 0,976

2 Тормоз 283 3 0,990

3 Редуктор 433 4 0,991

4 Приводной барабан 200 4 0,980

5 Отклоняющий барабан 230 3,52 0,985

6 Роликоопоры 92 1,3 0,986

7 Натяжная станция 46 0,35 0,992

8 Разгрузочное устройство 50 0,3 0,994

9 Гидромуфта 275 5,45 0,981

10 Электродвигатель 10000 4 0,9996

11 Датчик скорости 105 0,25 0,998

12 Датчик схода ленты 100 0,25 0,998

13 САУ 8000 0,41 0,9999

14 Лента 47,25 7,14 0,581

15 Бункер аккумулирующий 284 1 0,996

16 Опора скольжения 270 1 0,996

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в настоящее время ленточные конвейеры имеют очень низкий коэффициент готовности и главную роль в этом играет конвейерная лента.

Наибольшее количество простоев связано с отказами из-за порывов конвейерных лент, их аварийного ремонта и ремонта стыковых соединений. Поскольку наиболее дорогим элементом ленточного конвейера является лента необходимо обеспечить снижение интенсивности износа конвейерных лент, что можно, в частности, достичь путем:

- выбора оптимального режима работы конвейера и эксплуатации конвейерной ленты и применения автоматического контроля за его соблюдением;

- создания и внедрения системы диагностики состояния конвейера в процессе эксплуатации.

Главными методами достижения поставленной цели являются:

- установление частого или непрерывного контроля для потенциально ненадежного оборудования, эксплуатация которого возможна продолжительное время, с целью своевременного его отключения по достижении установленных пределов контролируемых параметров;

- своевременный вывод оборудования из эксплуатации для проведения предупредительного ремонта в соответствии не с планом, а с объективными показаниями с целью полного или частичного восстановления ресурса.

Для диагностики и управления работой ленточных конвейеров на них устанавливают следующие датчики:

- остановка ленты конвейера, вызванная ее поперечным разрывом или пробуксовкой на приводном барабане, контролируется датчиком скорости, устанавливаемым на ленте вблизи приводного барабана. Устройство снабжено узлом аварийного отключения конвейера из любой точки по его трассе;

- датчики контроля бокового схода ленты устанавливают у приводной и натяжной станции конвейера;

- датчик контактного типа контролирует переполнение погрузочного устройства конвейера, обеспечивая автоматическую остановку конвейерной линии для предотвращения завала грузом неисправного конвейера;

- в последние годы помимо датчика скорости ленты, срабатывающего при возникновении ее пробуксовки на приводном барабане, ленточные конвейеры оснащают температурными устройствами контроля пробуксовки. Проскальзывание ленты по барабану вызывает их быстрое нагревание, что может стать причиной возгорания конвейерной ленты. Устройство для температурного контроля пробуксовки устанавливают на приводном барабане;

- для отключения конвейерных линий при завале мест перегрузки, а также для контроля уровня заполнения бункеров используются электродные датчики совместно с высокочувствительным реле, реагирующим на сравнительно малые токи, обусловленные проводимостью материала.

Также важно обеспечить автоматический контроль производительности ленточных конвейеров, позволяющий: вычислить массу груза, доставленного конвейером или конвейерной линией за отчетный период времени; строго дозировать подачу груза на технологические аппараты или загрузочные бункера; учитывать интенсивность подачи груза для автоматического управления работой всей транспортной системой в заданном режиме.

Для ленточных конвейеров следует предусматривать применение приводных и бесприводных скребков и щеток для очистки ленты от штыба. Накопление штыба под холостой ветвью конвейера может вызвать пожар, поскольку штыб блокирует вращение роликов, и они нагреваются в результате трения о ленту. В настоящее время существуют оптоволоконные кабели, чувствительные к местному нагреву и позволяющие по длине конвейера производить измерения температуры, обнаруживать и индицировать места перегрева. Такие устройства должны найти массовое применение на ленточных конвейерах шахт.

Диагностика поперечного порыва (обрыва) ленты удовлетворительно обеспечивается существующим комплексом технических средств. Частичный поперечный порыв и продольный порыв (разрыв) пока диагностируются недостаточно удовлетворительно. Для диагностирования нарушения целостности в момент его возникновения, а не в момент прохождения через контрольный пункт, как в современных системах, требует-

ся использование имеющихся в производстве лент специальной конструкции, в которой закладка средств отбора информации проводниковых петель производится на стадии изготовления ленты.

Управление конвейерной линией следует осуществлять с помощью программируемых контроллеров, объединенных в контроллерную сеть.

Для ленточных конвейеров целесообразно использовать привода с частотным регулированием скорости [2]. Поддержание постоянной загрузки ленты при переменной скорости ее движения, пропорциональной интенсивности поступления груза, снижает износ ленты и роликов, стабилизирует загрузку приемных бункеров, способствует экономии электроэнергии, затрачиваемой на транспортирование груза. Для измерения интенсивности загрузки конвейеров следует устанавливать конвейерные весы. Используемые на отечественном рынке однороликовые платформенные весы могут обеспечить требуемую точность технологического взвешивания в широком диапазоне нагрузки.

Эффективными средствами управления процессом добычи и транспортировки могут стать размещаемые на конвейерных лентах золомеры и влагомеры. На базе показаний золомеров имеется возможность организовывать шихтовку, усреднение, стабилизацию зольности транспортируемого угля. Показания влагомеров позволяют уточнить реальный объем выдаваемой горной массы.

Вычисление требуемых скоростей лент и плавное их регулирование могут обеспечиваться контроллером в сочетании с частотно регулируемыми приводами. Кроме того, контроллерная сеть позволяет эффективно контролировать под землей положение вентиляционных и противопожарных дверей, а также мест, защищенных от несанкционированного доступа, включая дверцы шкафов с оборудованием.

Применение контроллеров и регулируемых электроприводов, и построение на их основе системы диагностики, должно увеличить объем информации, поступающий автоматически из забоя горному диспетчеру.

Затраты времени и средств на диагностирование окупаются в несколько раз в результате снижения трудоемкости и затрат на проведение текущих и капитальных ремонтов электрооборудования, так как ремонты проводятся не периодически по заранее составленным графикам, а только при необходимости. Кроме того, при введении диагностирования в процессе эксплуатации снижается количество постепенных отказов электрооборудования, т.е. повышается надежность его работы. Например, в ОАО «Воркутауголь» общий размер капиталовложений на техническое перевооружение и капитальный ремонт в 2006 г. составил 91 500 тыс.руб. Реальная экономия от незапланированных потерь за счёт снижения аварийности с приводными блоками в 2006 г. составила 41 666 тыс.руб. [3].

Список литературы

1. Хачатрян С. А. Проблемы надежности конвейерного транспорта угольных шахт. СПб. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). 2004, 182 с.

2. Козярук А.Е., Рудаков В.В. Совершенствование систем электропривода конвейерного транспорта // Горное оборудование и электромеханика 2009 №4. С. 23-27.

3. Соболев В.В., Артеев В. А. Выбор системы транспорта для проектируемой шахты "Воркута" // Тр. 5-й межрегион. научно-прак. конф. «Освоение минеральных ресурсов Севера. Проблемы и решения», 2007.

M. Cheremushkina, V. Soloviev

Construction of system of diagnostics of conveyor transport

Theoretically substantiated necessity of construction of monitoring and control systems for tape conveyor, as restored technical object is proved. Means and structure of diagnostics system of conveyor transport are considered.

Keywords: conveyor lines, goods traffic, reloading point, tape.

Получено 06.07.10

УДК 62-83:621/.69

Н.В. Швидченко, старший преподаватель, (3519) 22-72-79, shvinikolai@yandex.ru,

С.И. Лукьянов, д-р техн. наук, проф., проректор,

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ОТВОДЯЩЕГО РОЛЬГАНГА ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ 2000 ОАО «ММК»

Разработана математическая модель электропривода секции отводящего рольганга стана 2000 листопрокатного цеха №10 ОАО «ММК». С помощью модели на стане 2000 листопрокатного цеха №10 ОАО «ММК» проведены исследования скоростных режимов электроприводов роликов отводящего рольганга. Разработаны технологические требования к электроприводу роликов отводящего рольганга с позиции снижения интенсивности износа бочек роликов. Разработаны функциональная схема и алгоритмы управления электроприводами роликов отводящего рольганга.

Ключевые слова: исследования скоростных режимов электроприводов роликов отводящего рольганга, технологические требования, функциональная схема и алгоритмы управления электроприводами роликов.

Отводящий рольганг (ОР) непрерывного широкополосного стана горячей прокатки (НШСГП) предназначен для транспортирования горяче-