автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизация конвейерного транспорта со изменяющейся продуктивностью

Міністерство освіти і науки України Криворізький технічний університет

Савицький Олександр Іванович Су? <

П УДК 622.64.2:62-52

Автоматизація конвеєрного транспорту зі змінною продуктивністю

Спеціальність: 05.13.07 - “Автоматизація технологічних

процесів”

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

РГ6 оя

і 'і НОЛ '¿НОВ

Кривий Ріг - 2000

Дисертація с рукопис

Робота виконана в Криворізькому технічному університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - Доктор технічних наук, професор,

Назаренко Володимир Михайлович.

Криворізький технічний університет, завідувач кафедрою інформатики автоматики і систем управління.

Офіційні опоненти:

Доктор технічних наук, доцент, Моркун Володимир Станіславович Криворізький технічний університет, начальник Науково-дослідницьі то комплексу.

Кандидат технічних наук, Стадник Микола Іванович. Інститут Дондіпровуглемаш (м. Донецьк), замісник директора з науки

Провідна організація -

Науково-виробнича корпорація “Київський інститут автоматики” (Державний комітет промислової політики України та НАН України м. Київ)

Захист відбудеться “¡Р “ ■!{ 2000р. о /•/.(ХУодині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д09.052.03 у Криворізькому гехнічш університеті за адресою: 50099, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Криворізького технічного університету (50099, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37).

Автореферат розісланий "~22<" і О_______2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради ^

кандидат технічних наук, доцент М. П.Тиханський

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Конвеєри важкого типу, як безперервний ранспорт, потребують стабільної продуктивності. Але як показали ослідження багатьох авторів, завантаження конвеєрів дуже сутєво мініоється (до 50% проектної величини). При цьому велика кількість енергії, ка витрачається на процес транспортування використовується епродуктивно. Автоматизація є одним із основних резервів підвищення фективності використання конвеєрного транспорту, зниження нергоспоживання. Підвищене енергоспоживання зумовлене рядом причин. )сковними є такі : змінна продуктивність конвеєра, недовершені методи озрахунку потужності приводів, а також відсутність керуючих пристроїв, що ційснюють регулювання процесу транспортування з найменшими нерговитратами. Це приводить до завищення встановленої потужності в 1,5,8 рази і, як наслідок, - до некоректно вибраних і розрахованих онструктивних параметрів конвеєра. Існуючі ж системи керування не ирішуготь ці проблеми. Основним недоліком систем автоматичного ерування стрічковими конвеєрами є відсутність єдиного критерію й лгоритму управління, який забезпечує максимально-можливу ефективність ранспортування, а також недосконалість способів і пристроїв, що дійснюють завантаження конвеєра. Внаслідок чого конвеєри, не оснащені егульованим приводом і пристроями регулювашія швидкості й ївантаження стрічки, недовикористовуються по продуктивності на 60% і отужності приводу на 40-50%. Таким чином, визначення більш довершених ритеріїв і алгоритмів керування, іцо дозволяє підвищити ефективність «користання працюючого конвеєра, а також розробка методів компенсації івищеної потужності приводу є актуальною задачею.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Для підготовки даної дисертаційної роботи, базовими стали аступні науково-дослідницькі роботи, з відповідними номерами державної еєстрації : 1) № 80024265; 2) № 81028845; 3) № 018400489;

) № 01850037468. У цих роботах автор особисто виконував розробку та ипробування систем автоматизації на базі регульованого приводу конвеєра, пя отримання економічних режимів їх експлуатації.

Робота також виконувшіася у відповідності з такими цільовими змплексними науково-технічними програмами: «Автоелектропривод» (наказ Іінвузу УРСР №189 від 28.04.81), «Енергокомплекс» (програма АН УРСР, ?86 р.), «Розвиток Кривбасу в ринкових умовах» і державної науково-:хнічної програми 5.56.6., «Ресурсозберігаючі електротехнічні системи» 991 р.).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищенні ефективності процесу транспортування шляхом автоматизації важкоп конвеєра для умов змінної продуктивності, з використанням інтегральногс показника якості функціонування конвеєра, як основного критерію системі керування, для мінімізації енергетичних та матеріальних витрат.

Для цього поставлені наступні задачі:

♦ виконати аналіз існуючих систем і критеріїв автоматичнок керування важкими стрічковими конвеєрами;

♦ встановити залежності з окремих економічних показників т; інтегрального критерію якості експлуатації від параметрі! приводу конвеєра і коефіцієнта навантаження;

♦ розробити математичну модель оптимізації функціонувати конвеєра по інтегральному критерію в динамічних режимах;

♦ сформулювати принцип і розробити узагальнений алгоритм що підтримує максимальний інтегральний критерій враховує пріоритетність відповідного критерію для дано ситуації;

♦ розробити технічні пристрої для реалізації запропонованії? алгоритмів.

Методи дослідження. Для постановки і вирішення задач } роботі використано: аналіз літературних джерел і узагальнення раніїш зроблених досліджень, виявлення залежностей ПОЗИЦІЙНИХ (миттєвих) Т< окремих інтегральних критеріїв від коефіцієнта навантаженні конструктивних параметрів конвеєрів методом аналізу шістнадцяті різноманітних по конструкції тилів таких транспортних одиниць, при цьом) проведено вибір алроксимуючих функцій з оцінкою дисперсій відхилень оптимізація всієї системи проведена методом багатокритеріальногс розрахунку ефективності складних систем для формування глобальногс інтегрального критерію керування з виділенням критеріїв переваги прийнятий метод суперпозиції для оцінки дій складових систем моделюванні з застосуванням ЕОМ, перевірки за допомогою експерименту дозволилі розробити вимоги до формування завдання на прискорення під чаї динамічних процесів; розробка математичної моделі системи потребувал; застосувати операторні і численні методи опису та рішень диференційниз рівнянь.

Міра достовірності наукових результатів. висновки підтверджуються задовільною збіжністю результатів теоретичних експериментальних досліджень на всіх етапах робіт з похибкою, яка н< перевищує 15 %.

Наукова новизна одержаних результатів:

[.Удосконалено залежності зміни встановленої потужності, ККД, прискорення, коефіцієнта динамічності, коефіцієнта потужності від швидкості конвеєра з урахуванням конструктивних параметрів транспортної установки і коефіцієнта недовантаження, визначено дисперсію оцінки означених показників, експоненціально-логарифмічний характер цих залежностей та межі їх застосування.

2.Дістав подальший розвиток інтегральний критерій якості конвеєра, який відрізняється тим, що розроблений для умов застосування його в системі керування конвеєром, коли враховуються особливості конструкції конвеєра і режимів роботи при комплексній зміні трьох параметрів: продуктивності, швидкості стрічки, кількості приводних двигунів.

3.Дістала подальший розвиток модель ідентифікації динамічних параметрів системи керування конвеєром за рахунок моделювання енергетичних витрат на процеси регулювання, яке викрило напрямок їх зменшень внаслідок формування розвитку прискорень по трикутній або трапецевидній формам.

Практичне значення одержаних результатів В розвиток наукових положень розроблено узагальнений алгоритм керування конвеєром за інтегральним критерієм, відмінний тим, що для його здійснення встановлена пріоритетність відпрацьовування керуючих впливів при змінах вхідного вантажопотоку в такому порядку :

- формування Б - подібних характеристик розвитку зусиль у стрічці в пуско-гальмівних режимах;

- стабілізація номінального тягового зусилля при максимальній швидкості стрічки;

- підтримка номінального лінійного завантаження при швидкості стрічки, що змінюється;

- обмеження до мінімально необхідного значення кількості працюючих двигунів приводу, швидкості та натягу стрічки.

Результати дисертаційної роботи використані під час впровадження :истем автоматичного керування: із застосуванням широтно-імпульсних модуляторів (ШІМ) у ланцюгу ротора асинхронного двигуна конвеєра №13 шахти №2 ім. Артема (1979р.); по схемі асинхронного вентильного каскаду АВК) конвеєра К2 дробильної фабрики Михайлівського ГЗК, яка була здана Міжвідомчій комісії (1983 р.); похилих конвеєрів №3, №13 вугільного розрізу :<Восточньій» ПО «Екибасгузуголь», (1988 р.); конвеєром №50 на розрізі хБерезовский» ПО «Красноярскуголь», (1989 р.); дослідного зразка САУ живильників тракту середнього та дрібного подрібнення Полтавського ГЗК, '1992 р.).

Запропоновані принципи керування стрічковим конвеєром ввійшли у розроблені методичні вказівки «Методика розрахунку характеристик режимів роботи автоматизованого стрічкового конвеєра з регульованим приводом» (в розділі 5 «Режими роботи приводу зі змінною швидкістю транспортування»), які передані BO НКМЗ.

Матеріали дисертаційної роботи використані в робочих проектах ВО "Азовмаш" (м. Маріуполь) і НКМЗ (м. Краматорськ), а також у навчальних робочих планах по дисциплінам для спеціальностей 7.092208, 7.091401 у Криворізькому технічному університеті.

Особистий внесок здобувана. Власний внесок автора в роботах, згідно з вказаною нумерацією в кінці автореферату, опублікованих разом з співавторами, полягає в наступному. 1.У поданні розвитку систем керування конвеєром з чітким напрямком до більш економічних по витратам, на прикладі систем, розроблених за участю автора. 2.Запропонував методи які покращують енергетичні показники імпульсного електропривода, зокрема ЬЖД. 3. Розробка принципів вибору системи керування приводом з неповним завантаженням стрічки конвеєра. 4.Розробка принципів економії енергії за рахунок інвертування в широтно-імпульсному ланцюзі керуючого пристрою.

5.Розробка загального алгоритму роботи системи керування по критерію мінімума витрат під час пуску. 7.Розробка математичної моделі ідентифікації і функціонування за умов неповної загрузки конвеєра. 8.Розробка принципів керування конвесром за допомогою системи з мікропроцесорною апаратною частиною. 9.Розробка принципів керування конвеєром з неповним діапазоном зміни швидкості за умов мінімізації масогабаритних показників системи.

ІО.Розробка принципів керування живлювачами, які завантажують стрічку конвеєра. 11.Розробка принципів керування , які дозволяють зменшити витрати матеріалу', що транспортується. 12.Встановив залежності експлуатаційних показників важких стрічкових конвеєрів від лишків поставленої потужності двигунів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені у доповідях більше, ніж на 20 наукових конференціях, нарадах, семінарах, секціях вченої і технічної рад, у тому числі на п'ятій Всесоюзній науково-технічній конференції по кар'єрному транспорту (м. Свердловськ, 1984 p.), International Conference “Dynamice of mining maeb’nes” (Gliwice, 1989), науково-технічній конференції «Техніко-економічні проблеми оптимізації режимів електроспоживання промислових підприємств (м. Челябінськ, 1991 р.)», Всесоюзній науково-технічній конференції «Розробка методів і засобів економії електроенергії у електричних системах і системах електропостачання промисловості й транспорту» (м. Дніпропетровськ, 1990 p.), технічній нараді при Головному

інструкторові гірничорудного обладнання ВО НКМЗ (м. Краматорськ, 1998 з.), міжнародній науково-технічній конференції «Комп'ютерні технології у іавчанні, наукових дослідженнях і промисловості» (м. Дніпропетровськ, 1998

з.), міжнародній науково-технічній конференції «Сучасні проблеми і терспективи розвитку гірничої механіки» (м. Дніпропетровськ, 1999 р.), іругому міжнародному сімпозіуму «Якість-99» (м. Ялта, 1999).

Публікації. По темі дисертаційної роботи опубліковано ЗО робіт, у тому числі 16 авторських свідоцтв (АС), з них основних робіт 12, з яких і - АС.

Структура і об'єм роботи. Дисертація представлена у вигляді )сновного тексту на 170 сторінках машинописного тексту і складається з іступу, 5 розділів, висновків, бібліографії з 99 найменувань, 42 рисунків, 4 таблиць і 16 додатків на 101 сторінці.

Основний зміст роботи.

У першому розділі зроблено огляд і аналіз наукових робіт іітчизняних і зарубіжних авторів по темі досліджень указаного напрямку. Іитаннями підвищення ефективності роботи стрічкових конвеєрів, ідосконалення систем автоматичного управління займалися: Солод Г. І., ІІахмейстер Л. Г., Дмитрієв В. Г., Лобачова А. К., Гойхман В. М.,

Іермалих В. М., Назаренко В. М., Д’яков В. А., Біліченко II. Я.,

Гмирнов В. К., Монастирський В. Ф., Медведєв А. Е., Димшиц Т. А., Іодьомщиков А. Н., Волотковський В. С., Іончиков А. М., Сокотнюк Ю. А., їфіменко Л. 1., Ткачев В. С., Тиханський М. П., Садовий О. В.,

Ламалига В. М., Стадник М. І. та ін.

Вищезгаданими авторами розглядалися окремі задачі аналізу

(инамічних процесів у елементах конвеєра, підвищення надійності, юліпшення економічних показників функціонування конвеєра тощо. У них ірацях розроблена теорія керування стрічковим конвеєром з окремими мінними параметрами, оптимізація режимів з використанням шківа тертя, іатематична модель вантажопотоків.

На основі огляду різних джерел інформації в області, визначеній ;аними дослідженнями, встановлено, що зменшення наслідків від :едовантаження важких конвеєрних установок різними методами, приводить ,о поліпшення їх економічних показників.

Більшість авторів досліджували нерегульований привод, а це звужує южливості по ефективному його використанню. Так для конвеєрів довжиною

о 800 м з швидкістю стрічки 3,6 м/с, при недовантажені 30-50%, економія лектроенергії, при регулюванні швидкості, становить 7,5-15%, а для онвеєрів довжиною 1000-1500 м - 15-27%.

Встановлено, що найбільш прийнятною системою керування можі бути система, основана на застосуванні керуючих логічних пристроїв регуляторів, які в комплексі підтримують ефективність функціонуванні конвесра. Для створення алгоритму керування основою можуть служиті інтегральні показники якості функціонування конвеєра.

Істотна різноманітність конструктивних особливостей, великг потужність приводів, масивність рухомих і стаціонарних частин конвеєри важкого типу зумовлюють застосування для цих досліджень методії математичного моделювання з подальшим аналізом на ЕОМ.

У зв'язку з цим, на відміну від раніше проведених досліджень, ) роботі розроблена система автоматичного керування важким стрічковий кошесром за інтегральним критерієм ефективності функціонування : мінімальними витратами на транспортування.

У другому розділі розглянуті показники керування та функціонуванню стрічкового конвеєра, дана характеристика впливу їх на техніко-економічн} характеристику роботи конвеєра.

Аналіз показав доцільність проведеного дослідження залежностей окремих відносних показників конвеєра від коефіцієнта завантаження і завищеної потужності приводу конвеєра, оскільки облік цих чинників у гаком} вигляді до цього часу не проводився.

Застосування системи керування швидкістю конвеєра,

завантаженням і натягненням конвеєрної стрічки викликало необхідність додаткових досліджень залежності статичних, динамічних і енергетичних параметрів приводу від встановленої потужності двигунів і, як наслідок, першого наукового положення.

У цьому розділі була отримана залежність формування встановленої потужності приводу при зміні завантаження конвеєра, що дозволило виробити рекомендації по застосуванню безперервного керування

швидкістю та дискретного регулювання потужності приводу (включення і відключення окремих двигунів).

Ш¥ = («, - АГ„)/ЛГ = (І- К,X* +1)"‘. (І)

лг=(2,725-е,[і+Н(С, .¿-ш'Г }/((?„ +2дг)У), (2)

де N. N1, - потужність црквода конвеєра, відповідно, прое:о на, необхідна,

змінна під час регулювання швидкості, К1=КВКП/К)1 - коефіцієнт

завантаження; (¿)р - продуктивність конвеєра; Ь, Н, V - довжина, висота та швидкість конвеєра; С5, ю' - коефіцієнти, відповідно, конструктивний та

опору руху; qpB> 9рн, qл - лінійне завантаження, відповідно, верхніх та нижніх роликів, стрічки.

На рис.1 показані залежності (1), данні для яких використовувалися з 16 конвеєрних установок різних типів. Залежності (1) на рис.1 виконані суцільними лініями, апроксимовані та показані пунктирними лініями. Апроксимація інтервалу для горизонтальних конвеєрів зроблена залежністю: №= -42,35К1+42,08, для похилих -И= -12,1К[ 1-11,68.

Доцільність дискретного регулювання потужності приводу важкого стрічкового конвеєра виникає при постійному недовантаженні більш ніж на 40-50%, а для довгих конвеєрів (Ь>1000 м) - 50-60%. Крім того, отримані залежності дозволили оцінити вплив встановленої потужності приводу на його енергетичні та економічні показники. Проведені дослідження показали, до прийнята практика вибору завищених коефіцієнтів запасу по шродуктивності (до 1.6) і по потужності електроприводу не виправдовується з економічної точки зору, тому що ростуть питомі витрати на стрічку й електроенергію.

N. %

Рис. 1 Залежності відносної різниці витрат потужності нерегулюємого та регулюємого по швидкості привода від коефіцієнта Кі 1 - нахилені конвеєри; 2 - горизонтальні конвеєри;

У третьому розділі показано, що розширення обсягу специфічних ¡имог, зумовлених особливостями застосування автоматизованої системи :ерування, викликало необхідність розробки математичної моделі оптимізації

функціонування конвеєра по комплексному показнику ефективності, відмінної тим, що за такий показник прийнято інтегральний критерій, іцо враховує особливості режимів роботи при зміні вантажопотоку, швидкості, кількості привідних двигунів, іцо й обумовило друге наукове положення.

Математична модель, що пропонується, включає визначення залежності енергоємності конвеєра, як інтегрального показника якості від інтенсивності вантажопотоку:

&к, =(*,-к,и)-к;'„ =(іс,--іЬ-' + 0". <3>

де у=1/Х, К3,КЗН - показники енергоємності поточного режиму та номінального.

При порівнянні показників енергоємності конвеєрів з нерегульованою і регульованою швидкістю треба враховувати, що маса перевезеного вантажу і в тому, і в іншому випадку береться така ж.

Зручною формою для аналізу енерговитрат у порівнянні з нерегульованим електроприводом є відносний показник

йл,г=(к,-кЛкзг, т

де К3р ,К3 - показники енергоємності для регульованого і нерегульованого приводів. Ця залежність представлена на рис.2.

Найбільш прийнятним оцінним показником при керуванні є інтегральний показник, що включає в себе матеріальні й енергетичні витрати. Він також виражений у відносній формі, що полегшує його застосування

ДЗ, =(^-'-і).[і+(у-'+і)-І| (5)

Отримана математична модель функціонування, яка дозволяє оцінити зміни показника енергоємності, при зміні завантаження стрічки конвеєра, порівняти енерговитрати на транспортування при варіантах виконання електроприводу з регульованою і нерегульованою швидкістю. Як видно із залежності (5), що приведена на рис.З, показники енергоємності конвеєрів зменшуються у більшій мірі при застосуванні регульованого приводу на горизонтальних конвеєрах. Верхнім кордоном зони І, є залежність, розрахована для параметрів конвеєра довжиною Ь=1424 м з швидкістю транспортування У=4,4 м/с. Для зони 1 нижня межа відповідає висоті підйому Н=41 м і V:л =3,15 м/с, а верхня Н=25 м, =3,15 м/с.

Розглянуто енергетичний баланс конвеєрної установки, який дозволяє зробити всебічний аналіз основних складових енерговитрати, оцінити їх питому вагу в загальній сумі витрат. Рекомендовано під час регулювання швидкості, з метою економії енергії, гальмування проводити в режимі

гамовибігу, а прискорення - з максимальним моментом приводу, який для важких конвеєрів дорівнює 1,3 Мр}, відносно встановленої потужності

двигунів головного приводу.

При цьому для підтримки номінальної величини лінійного іавантаження стрічки під час гальмування здійснюється перерєгулювання швидкості на нижньому кордоні регулювальної характеристики, Таким іином, обмежується момент приводу до величини перевантаження та зеличини швидкості до 0,9 0,95 Ут|п. Мінімальна швидкість Ут;п

розраховується як пропорційна величина стосовно вантажопотоку.

Використання приводу, який регулюється з силовими тиристорними перетворювачами потребує спеціфічних способів економічного керування. Специфічність ця полягає в їх різних конструктивних типах, та в наявності 50Н з низьким ККД.

Рис.2 Відносне зменшеній показника енергоємності у порівнянні з иеоегулюємим електооприводом 1 - горизонтальні конвеєри; 2 - похилі конвеєри;

Іри цьому розглянуті питання стосуються підвищення ККД, коефіцієнта ютужності, що суттєво впливають на енерговитрати.

У четвертому розділі проведено аналіз отриманої моделі функціонування і залежностей, розрахованих для основних типів конвеєрів з »егульованим приводом, який дозволив розробити принципи керування ивидкістю транспортування, розподілом тягового зусилля, натягненням :трічки, що і визначило третє наукове положення, а саме: розроблена модель

ідентифікації динамічних параметрів системи керування конвеєром з урахуванням моделювання енергетичних витрат на процеси регулювання, яке викрило напрямок їх зменшень внаслідок формування розвитку

Рис.З Залежності перевищення відносних витрат на стрічку те електроенергію нерегулюємого і регулюємого електроприводів

1 - горизонтальні конвеєри; 2 - похилі конвеєри;

прискорень по трикутній формі.

За умов регулюваня потужності приводу в функції завантаження конвеєра можуть включатися і відключатися окремі двигуни приводу. При відключенні одного з двигунів ті, що залишилися, отримують різке збільшення моменту навантаження. Зроблено висновок про необхідність синтезу спеціальної системи керування зовнішніми суміжними механізмами при включенні (відключенні) окремих двигунів приводу конвеєра. Причому вимоги до цієї системи повинні враховувати перехідні процеси або, принаймні, екстремальні точки характеристик них процесів. На рівні малих проміжків часу існують явища, які можуть викликати аварійні ситуації, такі як руйнування ізоляції двигуна, їх теж необхідно враховувати.

Застосування силових перетворювачів для регулювання швидкості двигунів безумовно питомо вирішує проблему економії енергії, але водночас призводить і до незначних витрат. Обумовлюється це присутністю вищих гармонійних струму й напруги. Під час моделювання з’ясовано, що витрати від цього явища можуть сягати 2-^9% потужності навантаження. Ці ж

результати були отримані й під час випробувань системи керування з АВК (3,5%).

Крім цього, моделювання показало, що під час регулювання швидкості існують витрати на інерційні навантаження, тертя внутрішні в стрічці в підшипниках та тертя і перекатувашія матеріалу, що транспортується.

Вибір відповідних способів керування під час регулювання швидкості може суттєво знизити всі ці витрати енергії під час динамічних процесів. Отримані вимоги до системи під час зниження швидкості за умов Мд=0 для нахилених конвеєрів від зворотнього ходу стрічки.

У п'ятому розділі проведені дослідження згідно з методом багатокригеріального розрахунку для різних технологічних ситуацій, які дозволили розробити принципи синтезу систем керування при використанні окремих критеріїв і сформулювати принципи на основі комплексного показника ефективності. Вони лягли в основу узагальненого алгоритму керування конвеєром за комплексним критерієм, як розвиток вище приведені« наукових положень, який відрізняється тіш, що пріоритетність керування встановлена в такому порядку: 1) формування Б-подібних характеристик розвитку зусиль у стрічці в пускогальмівних режимах; 2) стабілізація номінального тягового зусилля при максимальній швидкості стрічки; 3) підтримка номінального лінійного завантаження при швидкості стрічки, що змінюється; 4) обмеження до мінімально-необхідного значення кількості працюючих двигунів приводу, швидкості й натягнень стрічки.

На основі сформульованих принципів розроблені алгоритм (рис.4) і структура системи (рис.5), що забезпечують керування конвеєром з використанням комплексного показника ефективності та пріоритетного критерію.

Керування конвеєром з застосуванням середнього арифметичного показника якості САПК здійснюється після оцінки та вибору пріоритетного параметру, функції керування та його аргументу. Узагальнений алгоритм такого керування показано на рис.4. У блоці 6 виконується програма підтримки тягового зусилля Рт=Рн=соП£І за умови У=Ун=сопзІ. У блоці 7 виконується програма підтримки швидкості в функції вхідного вантажопотоку. Блок 8 виконує оцінку необхідної кількості двигунів приводу. У блоці 9 проводиться оцінка й підтримка необхідного натягу стрічки.

На рис. 5 показана система керування лінією з 3 конвеєрні, де коефіцієнти Кі, К2, Кз конвеєрів являють собою відношення поліномів, залежних від конструктивних особливостей конвеєра. Системи керування конвеєрами СУ1, СУ2, СУЗ виконані на основі регуляторів Сміта з

поліноміальною частиною Кі'*, «2"', Кз-'. Задатчики інтенсивності перед СУ 1, СУ2, СУЗ не показані.

Рис.4 Узагальнений алгоритм керування по ідеології інтегрального критерію

завантаження.

1 ^

1.3

Для формування процесу та параметрів пуску конвеєра в залежності від величини коефіцієнта динамічності Кд розроблений спосіб пуску з

плавним розгоном у всьому діапазоні за рахунок послідовного включення резистора та проти-ЗДС в ланцюг ротору, і пристрій для його реалізації, який забезпечує безступінчату зміну моменту у всьому діапазоні частоти обертів двигуна.

Крім цього розроблено ще ряд технічних рішень, які підтверджені авторськими свідоцтвами і патентами та впроваджені в проекти і діючі конвеєрні установки. Окремі положення увійшли до методичних вказівок «Методика розрахунку характеристик режимів роботи автоматизованого стрічкового конвеєра з регульованим приводом».

Висновки.

У дисертації викладені науково-обгрунтовані технічні рішення, впровадження яких додає свій внесок у розвиток конвеєрного транспорту, що полягає в дослідженні та розробці комплексного показника ефективності. На його основі сформульовані принципи й розроблені алгоритми керування конвеєром при використанні окремій критеріїв, що дозволяє керувати пуском, завантаженням і швидкістю, а, отже, розподіляти навантаження на стрічці та між двигунами, при цьому забезпечувати кращі показники ефективності роботи конвеєра. Взагалі по роботі можна зробити такі висновки.

І. Результати проведених автором досліджень різних типів конвеєрів у вигляді залежностей, маючих експоненціально-логарифмічний характер, відносних значень їх окремих показників якості від параметрів конвеєра та загального аргументу - коефіцієнта навантаження, дозволяють оцінити економічність процесу транспортування в умовах випадкового завантаження. Крім цього, отримані результати можуть служити керівництвом до зизначення спрямованості проведення й рівня автоматизації; дозволяють зазначити параметри для синтезу систем керування по підтримці заданих токазників якості.

2. У роботі доведено, що при синтезі систем керування конвеєром по мінімуму витрат необхідно користуватися критеріями оптимізації, >снованими на інтегральних показниках якості, заздалегідь перетворених для ціх цілей таким чином, щоб враховувати зміни швидкості, вантажопотоку, ;ількість приводних двигунів. Даний підхід до вибору критерію оптимізації юзволяє автоматично враховувати міру збитку, що проводиться по більш ¡агомим показникам якості, які входять до узагальненого (інтегрального) юказника.

3. На основі математичного моделювання і експериментального випробування та закономірностей зміни динамічних, енергетичних показників, витрати матеріалу для режиміь з постійною і змінною швидкістю конвеєра, автором визначені зони економічного і безаварійного функціонування системи керування.

4. Доведено, що для підтримки максимального значення інтегрального показника якості керування в режимі пуску та гальмування необхідно, під час пуску від нульового значення швидкості, формувати керуючу дію яка підтримує Б-подібну форму розвитку тягового зусилля, а для пускогальмівних режимів від усталеного значення швидкості — трикутну або трапецевидну форум.

5. Доведено, що для підтримки максимального значення інтегрального показника якості керування, за відсутністю обмежень з рівня вхідного вантажопотоку, другою пріоритетною впливовою дією є стабілізація номінального тягового зусилля, за умовою підтримки максимального рівня швидкості конвеєра. Досягається це за рахунок дотримання максимальної продуктивності живильників.

6. Установлено, що за умов безперервності вантажопотоку, але відсутності номінального його значення, підтримування максимального значення інтегрального показника якості, можливо завдяки використання третьої пріоритетної впливової дії - зміни швидкості стрічки для підтримки номінального лінійного завантаження.

7. Установлено, в умовах дискретизації вантажопотоку і неможливості стабілізації постійного лінійного завантаження стрічки, за рахунок зміни її швидкості, підтримка максимального значення інтегрального показника якості, можлива завдяки застосуваншо четвертої комплексної впливової дії, яка обмежує до мінімально необхідного значення три параметри: кількість працюючих двигунів приводу, швидкість та натягнення стрічки.

Список основних опублікованих робіт.

1. Назаренко В. М., Сокотшок Ю. А., Савицкий А. И. Автоматизация конвеєрного транспорта на горнорудных предприятиях в СССР и за рубежом: М., 1987. ( Обзорная информация. Институт «Черметиннформация». Сер. Промышленный транспорт. Вып.2. 19с.)

2. Назаренко В. М., Бурычка М. П., Савицкий А. И. Повышение КПД регулируемого привода конвейера с широтно-импульсным регулированием скорости П Известия ВУЗов . Горный журнал. - 1982. -№ 4. - С.79-82.

3. Назаренко В. М., Калашников Ю. Т., Шолтыш В. П., Савицкий Л. И. Тиристорные преобразователи в электроприводах мощных ленточных конвейеров // Промышленный транспорт. - 1986. - № 7, - С.28-30.

4. Назаренко В. М., Калашников Ю.Т., Савицкий А. И. Повышение энергетических характеристик привода с импульсным регулированием скорости // Автоматизированный электропривод / Под. ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г.Юнькова. - М.Энергоатомиздат, 1986. - С. 86-89.

5. Назаренко В. М., Сокотиок Ю. А., Савицкий А. И. Система управления регулируемым приводом тяжелых ленточных конвейеров // Горная электромеханика и автоматика - 1985. -№46. - С.84-90.

6. Савицький O.I. Опис енергетичного балансу руху елементів конвеєрів, ідо використовуються в залізорудній промисловості // Відомості Академії гірничих наук України-№1 - 1999. — С. 16-18.

7. Основные факторы оценки режимов работы конвейерного транспорта / Савицкий А. И. Алистратенко Ю. В., Чубаров В. А., Смирнова Н.В., Курганов И.Б. //. Сборник научных трудов Национальной горной академии Украины №4 - Днепропетровск- 1998. - С. 106-110.

8. Назаренко В. М., Савицкий А. И. Сокотніок Ю. А., Теплякова Н.П. Об автоиатизации конвеєрного транспорта // Промышленный транспорт -1985.-№12.-С.16-18.

9. A.C. 1159847 СССР, МКИ В 65 G 43/00. Устройство для управления подъемно-транспортной установкой / В.М. Назаренко, Ю.А.Сокотнюк, А.И.Савицкий (СССР).- №3672830; Заявлено 15.12.83; Опубл. 07.06.85; Бюл. №21,- 6с.

10. A.C. 1433883 СССР, МКИ В 65 G 43/08. Способ автоматического управления загрузкой конвейера / В.М.Назаренко, Н.В.Дембицкая,

A.И.Савицкий, В.С.Миткин. (СССР).- №4095734; Заявлено 18.07.86; Опубл. 30.10.88; Бюл. №40,-Зс.

11. A.C. 1095545 СССР, МКИ В 65 G 48/00. Устройство для управления конвейерной линией /В.М.Назаренко, А.И.Савицкий, Ю.Т.Калашников,

B.П.Шолтыш, С.И.Крошкэ, В.А.Кизим. (СССР).- №3503994; Заявлено 22.10.82; Опубл. 01.02.84; Бюл. №22,- 4с.

12. Назаренко В.М., Савицкий А.И. Влияние излишней установленной мощности электропривода на эксплуатационные показатели тяжелых ленточных конвейеров.-Киев,1985.-21с.-Рук. Деп. в УкрНИИНТИ 27.05.85, №1144- Ук-85-Деп.

Анотація.

Савицький О. І. Автоматизація конвеєрного транспорту зі змінною іродуктивністю. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 - Автоматизація технологічних процесів. Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2000.

У науковій роботі знайдені закономірності й засоби керування натягом стрічки, приводом конвеєра і живлювачами з метою мінімізації енергетичних

і матеріальних затрат. Зроблена оцінка у відносних одиницях впливу конструктивних показників різноманітних конвеєрів на енергетичні характеристики під час сталих і перехідних процесів.

Запропоновано оптимальний спосіб керування з урахуванням реалізації S-подібної характеристики моменту приводу, для забезпечення зберігаючого режиму роботи за наявності люфтів у трансмісії.

Розроблені алгоритм і система керування, що реалізують принципи керування з мінімальними затратами на основі використання інтегрального критерію якості конвеєра. Проведено аналіз промислових випробувань на конвеєрних установках різноманітного типу.

Ключові слова: інтегральний показник якості, система керування конвеєром, економія енергії та матеріалів.

Аннотация.

Савицкий А. И. Автоматизация конвейерного транспорта с изменяющейся производительностью. — Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 -Автоматизация технологических процессов. Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2000.

В научной работе на основании анализа процесса транспортирования конвейерными установками найдены закономерности и способы управления натяжением, приводом конвейера и питателями с целью минимизации энергетических и материальных затрат.

На основе рассмотренных источников информации и практического изучения действующих установок транспортирования определена актуальность данных исследований. Дополнительные исследования были направлены на изучение влияния отдельных показателей на интегральный показатель качества.

Произведена оценка влияния конструктивных показателей различных конвейеров из типового ряда на энергетические показатели при недогрузке конвейера. Оценка производилась в относительных единицах, что позволяет применять полученные зависимости для любых типов конвейеров. С этой же целью зависимости для отдельных типажей аппроксимированы обобщающими функциями.

Показаны возможность и методы применения интегрального показателя для синтеза систем управления с минимальными затратами.

Сделана оценка энергетических затрат во время переходных процессов с применением различных систем управления. Предложен оптимальный способ управления с учетом реализации 8-образной характеристики изменения момента привода, для обеспечения щадящего режима работы при наличии люфтов в трансмиссии.

Предложен алгоритм и система управления, реализующие принципы управления с минимальными затратами на основании использования интегрального критерия качества конвейера. Разработаны алгоритмы и подсистемы для управления отдельными параметрами и реализаций отдельных функций, обуславливающих безаварийную работу системы. Проведен анализ промышленных испытаний, внедрений, выполненных автором научных разработок. Испытания проводились на конвейерных установках различного типа. Анализ показал достаточную сходимость научных и практических результатов.

Ключевые слова: интегральный показатель качества, система

управления конвейером, экономия энергии и материалов.

Annotation.

Savickiy A. I. Automation conveyor of transport with changing productivity attached to unstationary ribbon loading. - Manuscript. Thesis on competiton of the scientific degree of the candidate of engineering sciences on speciality 05.13.07 -Automation of techonologica! processes. The Kriviy Rig Technical University, Kriviy Rig, 2000.

In the scientific work regularities and operation means for conveyor tension Delt, drive and feeders were found with the purpose of power and material expenditures minimization of the base of analysis of conveyors transportation process.

Influence of design rates of different conveyor types on power rates.The jptimal mean of Jinking was offered considering realization of S-form ;haracteristics of drive moment changing, for securing get-home engine operation ty presence of backlashes in transmissio.

An algorithm in linking system was offered implementing linking principles vith minimum expenditures on base of using the complex criteria for conveyor juality. There has been made analysis of industrial tests conducted by the author. Conveyors of different types have been tested.

Key words: integral quality rates, conveyor linking system, energy and materials saving.