Способ управления разветвленной конвейерной системой с бункерами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 11950628(22) Заявлено 131080 (21) 2991708/27-11 РМ Кз с присоединением заявки М 9 В 65 6 47/19 Государственный комитет ССС Р по делам изобретений и открытий(23) Приоритет 3 УДК 621. 86 .067(088,8) Опубликовано 150882, Бюллетень М 9 30 Дата опубликования описания 150882 В.М. Ротенберг, И,П. Коновалова, А .А . Глива аКийЕ.К. Травкин, В.Е. Богин и Д.С. Златопольск 4,тФ(72) Авторы изобретения Государственный проектно-конструкторский и научноисследовательский институт по автоматизации угольнойпромышленности(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗВЕТВЛЕННОЙ КОНВЕЙЕРНОЙ СИСТЕМОЙ С БУНКЕРАМИ Изобретение относится к управлению, конвейерным транспортном сыпучих материалов, в частности в угольной и горнорудной промышленности.Известен способ управления разветвленной конвейерной системой с бункерами, при котором измеряют производительность конвейера на каждом ответвлении, пропорционально ей задают производительность подачи сыпучего материала с каждого ответвления на магистральные конвейеры и поддерживают заданную производительность путем регулирования интенсивности разгрузки бункеров ( 1.Недостатком известного способа является снижение пропускной способности системы из-эа того, что управляющие воздействия отрабатываются по интенсивности грузопотоков, уже поступивших к магистральной линии, беэ учета вероятного изменения ситуации в ближайшее время, например, может интенсивно разгружаться бункер ответвления, на котором добыча будет через несколько минут прервана для проведения подготовительно-заключительных операций, и может менее интенсивно разгружаться бункер ответвления, на которое. через некоторое время должно начаться интенсивное поступление материала, даже в случае,если этот бункер уже в значительной 5 мере заполнен; весь поток направляютчерез бункеры, а это приводит к повы-,шенному иэмельчению и снижению качества.сыпучего материала.Кроме того, при известном способедля полного использования пропускнойспособности головного магиотральногоконвейера промежуточные конвейеры ипитатели устанавливают столь же высокой производительностью, т.е. излишней установленной мощностью и металлоемкостью.Цель изобретения - повышение про"пускной способности системы, срокаслужбы бункеров, снижение энергозат"рат и металлоемкости механизмов.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу управления разветвленной конвейерной системой сбункерами, при котором измеряют производительность конвейера на каждомответвлении, пропорционально ей задают производительность подачи сыпучего материала с каждого ответвленияна магистральные конвейеры, и поддер"живают заданную производительностьпутем регулирования интенсивности950628 Те = Ф 4 Уюе ЖР ргитегм жг м жтон.5 Й Чевк. ррйт/цу 7ВЮ: И 1атоУ.ЮРУ //Ч фиг 3 ЯИ зим. еяЬк Я 7 гащре фов ЦЬе Составитель Н.Никитина .Редактор Е. Лазуренко Техред М.Рейвес Корректор О. Билак исно мнтета СССР крытий кая наб.,филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная,5877/22 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж-Зразгрузки бункеровпроизводительность измеряют в таких точках конвейера каждого ответвления, от которых продолжительность транспортирования материала до бункера одинакова и равна наименьшему значению продолжительности из всех ответвлений, измеряют сред нюю производительность каждого ответвления за это наименьшее время транспортирования, а производительность подачи сыпучего материала с каждого ответвления на магистральную линию задают на основании оптимального значения производительности, равного произведению пропускной способности головного магистрального конвейера на отношение средней производительности данного ответвления к сумме средних значений производительности всех ответвлений, при этом сравнивают наибольшее из оптимальных значений производительности ответвления с пропускной способностью последующих магистральных конвейеров, и, если выше пропускная способность, задают производительность подачи сыпучего материала с этого ответвления, равную оптимальному значению, а если выше оптимальное значение, то наименьшую из величин пропускной способности последующих конвейеров задают как производительность пода- чи сь 1 пучего с данного ответвления, затем последовательно выполняют эту операцию сравнения для остальных ответвлений, после этого .сравнивают фактическую производительность потока материала, поступающего по ответвлению к магистральной линии, с принятым заданным значением производительности подачи материала с ответвления и направляют в обход бункера поток материала, не превышающий заданного, и в бункер - поток материала, превышающий заданный, а производительность разгрузки бункера поддерживают равной разности между заданйой производительностью ответвления и производительностью потока направляемого в обход бункера.На фиг. 1 представлена схема разветвленной системы конвейерного транспорта с бункерами на ответвлениях; на фиг, 2 - график подачи сыпучего материала на все ответвления на фиг, 3-6 - диаграммы распределения потоков соответственно с ответвлений на магистральные конвейеры,П р и м е р, На шахте к конвейерам 1-4 уголь транспортируется от четырех лав пб четырем ответвлениям 5-8, на каждом из которых установлено различное количество конвейеров разных типов. Подача угля с ответвлений на магистральную линию может осуществляться либо непосредственно с помощью перегрузочных устройств 9-12 соответственно, либо через устройства 13-16 и бункеры 17-20с регулируемыми питателями 21-24,, На ответвлениях установлены конвейерные весы 25-28, Все перечисленныеустройства связаны с аппаратом управления конвейерной системой. Для регулирования режима работы конвейернойсистемы по предлагаемому способуиспользуют следующие параметры: пропускная способность конвейеров ответ влений 5-8 и питателей 21-24 по500 т/ч, при этом ответвление 7 является самым коротким по продолжительно ти перемещения угла от лавы добункера, общая длина конвейеров это го ответвления - 1200 м, скоростьленты - 2 м/с, пропускная способностьконвейера 1 и питателя 21-500 т/ч,конвейера 2 и питателя 22-700 т/ч, конвейера 3 и питателя 23 - 1000 т/ч,конвейера 4 и питателя 24-1500 т/ч,Все бункеры 17-20 загружены не доверхнего уровня. Во всех четырехлавах горно-геологические условияприблизительно одинаковы, так 25что ведет разработка пластов одинаковой мощности, лавы имеют одинаковую длину и оснащены одинаковымизабойными комплексами.Цикл работы каждой лавы состоитиз нескольких этапов, связанных сосновным (рабочим) ходом комбайна,при котором производительность составит Ф 500 т/ч в течение 1 ч, концевыми работами в лаве 50 т/ч в течение 0,2 ч и обратным ходом комбайна 35 ( зачистной лавы ) - 300 т/ч в течение0,5 ч. Цикл работы в различных лавахсдвинут по фазе, фактическое поступление угля на все четыре ответвленияпредставлено графиком (фиг. 2).40 Сущность предлагаемого способа управления конвейерной системой состоитв том, что уголь распределяют с ответвлений на магистральную длину сучетом не только интенсивности ужепоступившего к этой линии потока, нотакже з начений интенсивности ожидаемого поступления за определенный период, в течение которого получаютопережающую информацию. Это достигается, благодаря следующей совокупности операций.Определяют постоянный для даннойсистемы параметр "время опережения"управляющего воздействия как наименьшую в системе продолжительность транспортирования угля по ответвлению,т,е. от лавы до бункера, на ответвлении 7 эта величина составляет(1200 м, 2,0 м/с)-600 с = 0,16 ч. Параметр "время опережения" задают в 60 блоке управления 29. После включенияконвейеров ответвлений непрерывно измеряют производительность конвейера. на каждом ответвлении в той точке,откоторой продолжительность транспорти рования угля до бункера равна "времени опережения", для чего именно в этом месте устанавливают конвейерные весы 25-28 в простейшем случае при одинаковой скорости конвейерной ленты на ответвлениях все весы 25-28 должны быть расположены на одинаковом расстоянии от .соответствующего бункера, равном длине самого короткого ответвления 7 (1200 м). Например, в данный момент, соответствующий отметке Т = 0,35 ч на графике для ответвления 5 (фиг. 2, толстая линия), измерена производительность 500 т/ч, в связи с опережающей установкой конвейерных весов такой поток придет к магистральной линии только через 0,16 ч. Фактически поступил уже к 15 магистральной линии поток, продолжительность которого была изменена на 0,16 ч до данного момента, т.е. на отметке с - 0,35 - 0,16 = 0,19 ч (тонкая линия), этот поток составля- ;щ ет 50 т/ч. Таким образом, к данному моменту получают информацию о всех значениях производительности потока за период .опережения от 0,19 до 0,35 ч. Интегрируя эти значения с по мощью блока 29 управления, непрерывно измеряют среднюю производительность каждого ответвления за "время опережения". Далее с помощью вычис-. лительного устройства в блоке 29 определяют оптимальное значение производительности подачи угля с каждого ответвления на магистральную линию равным произведению пропускной способности головного магистрального конвейера на отношение средней про- З 5 изводительности данного ответвления к сумме средних значений производительности всех ответвлений.В табл. 1 представлены измеренные значения средней производительности 40 ответвлений и оптимальные значения производительности подачи с ответвления на магистральную линию - для пяти последовательных моментов времени Т -Т, когда осуществляется отработка регулирующих воздействий ( факти 5 чески регулирование производится непрерывно) . Эти моменты (фиг, 2) отмечены, соответственно, толстыми линия- ми:сплошной, пунктирной, пунктирной с точкой, сплошной с крестиками и пунктирной с двумя точками, а тонкими линиями такого же вида отмечены моменты, более ранние по отношению к данному моменту на "время опережения", Измерение средней производительности осуществляют путем интегрирования значений мгновенной производительности эа "время опережения" и деления интеграла на это время, Например, для первой строки табл.1 ц) момент Т = 0,35 ч, ответвление 5) операция измерения условно представлена как получение средней величины производительности для двух интервалов общей продолжительностью 65 0,16 ч: 50 т/ч на протяжении 0,11 ч и 500 т/ч на протяжении 0,05 ч, в среднем 191 т/ч. Для этого же момента на ответвлении 6 12-я строка) производительность оставалась постоянной 300 т/ч (операция измерения и интегрирования в табл1 условно не показана, хотя она производиласьточно так же как для ответвления 5),Оптимальная производительность потока с ответвления на магистральную линию определена на основании указанной выше пропорции, например, в 1-й строке это значение составляет 236 т/ч как произведение средней величины грузопотока 191 т/ч на отношение пропускной способности головного конвейера 1500 т/ч к сумме средних значений производительности всех ответвлений 1210 т/ч.Номера 5-8, характеризующие от- ветвленияфиг, 3-6) указаны в скобках, так как эти номера относятся к ответвлениям и лишь условно могут характеризовать ответвление в целом. Оптимальный грузопоток с каждого ответвления ( значения указаны в табл, 1) показан йа вертикальных прямоугольниках, а соответствующая часть грузопотока на каждом магистральном конвейере отмечена горизонтальными прямоугольниками, заштрихованными так же, как и вертикальные ширина прямоугольника соответствует интенсивности грузопотокаЗадача , распределения состоит в том, чтобы не только полностью использовать пропускную способность головного магистрального конвейера 4 (т,е. в наибольшей степени разгрузить всю транспортную систему, но и преимущественно разгрузить наиболее нагруженные ответвления.Согласно предлагаемому способу сравнивают с помощью блока управления 29 наибольшее из оптимальныхзначений производительности ответвления (568 т/ч ) с пропускной способностью последующих за этим ответвлением магистральных конвейеров (1500 т/ч для конвейера 5). Пропускная способность больше, чем оптимальное значение, на 1500-568 = 932 т/ч, задают производительность подачи угля с этого наиболее нагруженного ответвления, равную оптимальному значению 568 т/чна диаграмме конвейера 4 первым представлен этот грузопоток 568 т/ч ответвления 8) .Далее выполняют эту операцию сравнения для ответвления 5 с наибольшим из остальных оптимальных значений производительности 535 т/ч. Это значение сравнивают; для конвейеров 1-3, расположенных перед ранее выявленным более нагруженным ответзлением 8 с максимальной пропускной способностью этих конвейеров: 500, 700 и 1000 т/ч для конвейеров 4, располо 950628женных после указанного наиболее на". груженного ответвления с ранее полученным избытком 932 т/ч пропускной способности этого конвейера по сравнению с суммой уже принятых заданных значений производительности потока с предыдущего отнетвления. Поскольку оптимальная производительность потока с ответвления 535 т/ч выше пропускной способности хоть одногб из этих конвейеров, то наименьшую из этих величин (500 т/ч) задают как производительность подачи угля с заданного ответвления 5, т.е. с этого ответвления будут принимать на магистральную линию поток не с оптимальной, а несколько заниженной ин тенсивностью. Этот грузопоток 500 т/ч представлен первым на диаграммах магистральных конвейеров 1-3 и вторым (после 568 т/ч) на диаграмме конвейера 4, причем получен избыток Щ пропускной способности конвейеров по сравнению с суммой уже принятых заданных значений производительности грузопотоков с предыдущих ответвлений 5 и 8: 700-500 = 200 т/ч, 1000- 500 = 500 т/ч, 1500-(568+500)432 т/ч.Затем повторяют такую же операцию сравнения для ответвления б с наибольшим из остальных оптимальных значений производительности 340 т/ч. Это значение сравнивают: для конвейерон 2-4, расположенных после ранее выявленного более нагруженного ответвления 5 с ранее полученным избытком пропускной способности каждого конвейера по сравнению с суммой уже принятых заданных значений производительности грузопотока с предыдущих ответвлений 5 и 8, Поскольку оптимальная производительность грузопо тока с ответвления 6-340 т/ч выше хоть одного из укаэанных избыткон пропускной способности, то наименьший из этих избытков 200 т/ч задают как производительность подачи угля с ответвления б. Этот грузопоток 200 т/ч представлен на диаграммах конвейеров 2-4, причем получен следующий избыток пропускной способности конвейеров: 1000-(500+200)300 т/ч, 1500-(568+500+200)232 т/ч.Наименее нагруженным в данный момент является ответвление 7 (оптимальная производительность 57 т/ч 1 Это значение сравнивают с ранее полученным избытком пропускной способности последующих конвейеров 3 и 4 (300 и 232 т/ч ), Поскольку значения избытка пропускной способности превышают 57 т/ч, то задают производи- О тельность подачи угля с ответвления 7, равную оптимальному значению 57 т/ч, Этот грузопоток также представлен на диаграммах конвейеров 3 и 4, на которых остался следующий резерв пропускной способности:1000-(500+200+57) = 243 т/ч,1500-(568+500+200+57) = 175 т/чЗатем также с помощью блока управления 29 сравнивают пропускную способность головного магистральногоконнейера (1500 т/ч) с суммой предва"рительно установленных заданных значений производительности всех ответвлений. Сумма оптимальных значенийпроизводительности подачи угля совсех ответвлений по самому принципуопределения этих значений, всегдаравна пропускной способности головнсго магистрального конвейера. Однако значения заданной производительности могут оказаться меньше соответствующих оптимальных значений,как в приведенном примере на ответвлениях 5 и 6. Вместе с тем желательно использовать пропускную способность головного конвейера полностью,чтобы максимально разгрузить транспортную систему. Для этого соответственно корректируют значения заданной производительнсти. В рассмотрен(йом примере сумма предварительноустановленных заданных значенийсоставляет 500+200+57+568 = 1325 т/ч,она оказалась меньше, чем 1500 т/ч, приэтом резерв пропускной способностисоставляет 175 т/ч, На эту величинукорректируют заданное значение производительности тех ответвлений, послекоторых все магистральные конвейерыимеют соответствующий резерв пропускной способности. В данном примерепосле ответвлений 7 и 8 оба магистральных конвейера 3 и 4 имеют резервпропускной способности,т.е. можнобыло бы увеличить заданную производительность подаЧи груза с любого изэтих ответнлений, Однако оптимальноповышенную производительность задатьс ответвления 8, так как в данный момент оно нагружено значительно больше, чем ответвление 7, Поэтому задаютпроизводительность ответвления 8 на175 т/ч большей, доводя до 568+175- 743 т/ч, После такой корректировкисумма заданных значений производительности всех ответвлений равна пропускной способности головного магистрального конвейера, т,е. она будетиспользована полностью. В рассмотренном примере эффективность предложенных приемов по распределению грузопотоков проявляется в том, что если бы задать производительность подачи угля с отнетнления б на магистральныйконвейер З,равной оптимальному значению 340 т/ч, то йри пропускной способности этого конвейера 700 т/ч на него можно было бы еще принять только 360 т/ч с конвейера 1, т.е. с ответвления 5, хотя это ответвление нагружено значительно больше, чем ответвление б.950628 Т = 0,35 ч с ответвления 7 фактичес кй поступающий поток, измеренный в момент г - 500 т/ч превышает задан 1ный 272 т/ч, поэтому поток 500 т/ч через устройство 15 направляют в бункер 19, и производительность раз" грузки бункера поддерживают с помощью питателя 23 равной 272 т/ч,Только в трех из пяти моментов распределения потоков (Т,Т 9 и Т) и только на одном- двух из четырех ответвлений в каждый их этих моментов уголь подают в бункер, т.е. .более 70 общей массы транспортируемого угля направляют в обход бунке,ров, благодаря чему уменьшается из"мельчение и лучше сохраняется качест. о угля, а также уменьшается износ бункеров, К этому же в тех случаях, когда уголь направляют в бункер, именно этот бункер и разгружают достаточно интенсивно, а небольшое накопление угля в нем вполне допустимо, потому что в ближайшее время с данного ответвления поток уменьшится.С другой стороны, интенсивно разгружаются бункеры тех ответвлений, с которых уже поступает или скоро поступит значительный грузопоток: Т - ответвления 5, 7 и 8; Т 2 - ответвления 5 и 8; Т 9 - ответвленйя 6 и 8; Т 4 - ответвления 7 и 8; Т 5 - ответвления 5-7. При этом головйой магистральный конвейер всегда загружен полностью. Таким образом, достигается высокая пропускная способность системы.Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает и то преимущество,что хвостовые магистральные конвейеры 1-3, а также все питатели 17-20 могут быть менее производительными, чем головной конвейер 4, что означает снижение установленной мощности и металлоемкости механизмов. Благодаря предлагаемому способу, также значительно улучшается организация работы конвейерной системы за счет снижения просто ев производственных звеньев на входе ответвлений. Таблица 1 ЮОтветвле ние Моментрегулирования пото ков, ч Средняя производительностьответвления за "время опереженияф Значение, т/ч перация измерени перация вычи ления(50010,16 19 23 1500001210 0 О,2191500 1210 21 Распределение грузопотоков на ма,гистральные конвейеры для моментов Т -Т отражено в табл, 2, как и последующие операции установления режима загрузки-разгрузки бункеров.По предлагаемому способу после окончательного установления заданно" го значения производительности каждого ответвления распределяют эту производительность на два возможных потока: из бункера и в обход бункера. Для этого сравнивают с помощью блока управления 29 фактическую производительность потока угля, поступающего по ответвлению к магистральной линии в данный момент, спринятым заданным значением подачи ма-15 териала с ответвления. Например, в момент регулирования Т = 0,35 ч с ответвления 5 (или 6) фактически поступает к магистрали поток, измеренный раньше на "время опережения", щ т.е. в момент с , а именно 50 т/ч (соответственно 300), Это меньше,чем заданная производительность 336 т/ч (373). Если поток угля не превышает заданного, его направляют в обход бункера через устройство 9 (10) непосредственно на конвейер 1 (2). С помощью блока управления 29 и системы регулирования питателей 21 (22) производительность разгрузки бункеров поддерживают равной разности между заданной производительностью подачи угля с ответвления на магистральную линию и производительнбстью потока, направляемого в обход бункера, например, для момента Т = 0,35 ч производительность питателя 21 устанавливают как разность между заданной производительностью 236 т/ч и производительностью потока 50 т/ч, направляемого через 4 устройство 9 в обход бункера. Если фактически в данный момент поступает поток, превышающий заданный, то этот поток направляют в бункер, а разгружают бункер с заданной произ водительностью, например в моментптимальное значениероизводительностиодачи угля с ответвлием950628 12 Продолжение табл,1 Ответвление 5001500 1210 500 620 Всего 1210 1500 4721500 1322 535 15003001322 Т = 0,45 б 300 340 501500 1322 50 57 500 5001500 1322 568 Всего 1322 1500 15005001272 500 590 1441500 1272 170 1Т = 0,55 7(500,11 + 300 0,05) 128Р 1281500 1272 150 5001500 1272 500 590 Всего 1272 1500 5001500 1334 500 562 501500.1334 50 56 Т = 0,65 2841500 1334 320 5001500 1334 500 562 Всего 1334 1500 50015001631 500 460 Моментрегулированияпотоков, ч Средняя производительностьответвления за "время опережения" Операция измерения Значение,т/ч 5 0-16 (500,01 + 50010,15) 472 1 б б (300 0,06 + 50 0,10) 144 1 17 16 (50 0,01 + 300 0,15) 284 Оптимальное значениепроизводительностиподачи угля с ответвле-.нием Операция вычис- Значеления ние,т/ч950628 13 Ответвление Ойерация вычисления 3311500 1631 Т = 0,75 303 3001500 1631276 300 5001500 1631 500 460 1500 Всего 1631 Моментрегулированияпотоков, ч Средняя производительность ответвления за время опережения" Операция измерения Значение,т/ч 6 -д (50 0,06 + 500 ф 0,10) 3311 Продолжение табл, 1 Оптимальное значение . производительности подачи угля с ответвле- нием Значение,т/чформула изобретения Способ управления разветвленной конвейерной системой с бункерами, заключающийся в том, что измеряют производительность конвейера на каждом ответвлении, пропорционально ей задают производительность подачи сыпучего материала с каждого ответвления на магистральные конвейеры, и поддерживают заданнуюпроизводительность путем регулирования интенсивнос. ти разгрузки бункеров, о т л и ч а ющ и й с .я тем, что, с целью повышения пропускной способности системы, срока службы бункеров, снижения энергозатрат и металлоемкости механизмов,производительность измеряют в таких точках конвейера каждого ответвления, от которых продолжительность транспортирования материала до бункера одинакова и равна наименьшему эначе нию продолжительности иэ всех ответвлений, измеряют среднюю производительность каждого ответвления за это наименьшее время транспортирования, а производительность подачи сыпучего д материала с каждого ответвления на магистральную линию задают на основании оптимального значения производительности, равного произведению пропускной способности головного магистрального конвейера на отношение средней производительности данного ответвления к сумме средних значений производительности всех ответвлений,при этом сравнивают наибольшее иэ оптимальных значений производительности ответвления с пропускной способностью последующих магистральных конвейеров и, если выше пропускная споеобность, задают производительностьподачи сыпучего материала с этого ответвления, равную оптимальному значению,и если выше оптимальное значение, то наименьшую из величин пропускной способности последующих конвейеров задают как производительностьподачи сыпучего материала с данногоответвления, затем последовательновыполняют эту операцию сравнения дляостальных ответвлений, после чегосравнивают фактическую производительность потока материала, поступающегопо ответвлению.к магистральной линии,с принятым заданным значением производительности подачи материала с ответвления и направляют в обход бункера поток материала, не превышающийзаданногои в бункер - поток материала, превышающий заданный, а производительность разгрузки бункера поддерживают равной разности между заданнойпроизводительностью ответвления и производительностью потока, направляемого в обход бункера;Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 650901, кл. В 65 С 47/19, 1977.