帶式輸送機(jī)節(jié)能優(yōu)化方法探究與對(duì)應(yīng)措施
發(fā)布日期:2024-08-30 08:51:42
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,帶式輸送機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,通常是用于物料、物件的傳送,具有較高的輸送量和輸送距離,在電力、港口、煤炭等行業(yè)作用顯著,尤其是在煤炭領(lǐng)域,已經(jīng)成為了最為重要的傳輸設(shè)備。 在上個(gè)世紀(jì)九十年代以來(lái),我國(guó)帶式輸送機(jī)在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上逐步的進(jìn)行了自主研發(fā),截止到目前我國(guó)的帶式輸送機(jī)在輸送量和輸送距離上都有了很大的提升。 但是在運(yùn)行過(guò)程中,由于各方面原因,帶式輸送機(jī)在能耗上普遍存在浪費(fèi)的情況,這與我國(guó)綠色發(fā)展的理念是不符的,因此針對(duì)帶式輸送機(jī)節(jié)能優(yōu)化方法的研究具有十分重要的意義。 1、帶式輸送機(jī)能耗概述 工業(yè)生產(chǎn)中,帶式輸送機(jī)的組成部分包括輸送帶、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及滾筒、減速器、托輥、張緊結(jié)構(gòu)、制動(dòng)結(jié)構(gòu)等。輸送帶以閉合的方式分別繞過(guò)驅(qū)動(dòng)滾筒和換向滾筒,托輥在上輸送帶和下輸送帶中起到支撐作用,拉緊結(jié)構(gòu)主要是提供拉力。生產(chǎn)中,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將扭矩傳遞給輸送帶,牽引輸送帶運(yùn)動(dòng),完成物料的運(yùn)輸。 通常情況下帶式輸送機(jī)的運(yùn)送量都相對(duì)較多,因而在生產(chǎn)的成本構(gòu)成中能源消耗就成為了一個(gè)重要方面。通常帶式輸送機(jī)都是利用電動(dòng)機(jī)來(lái)作為動(dòng)力輸出的,設(shè)備的各個(gè)部位都存在著阻力,包括基本阻力、傾斜阻力、附加阻力和特殊阻力4種。 其中,基本阻力主要是存在于皮帶、托輥,以及物料之間的摩擦力;傾斜阻力則是來(lái)自于設(shè)備傾斜導(dǎo)致的物料的重力分量所產(chǎn)生的阻力;附加阻力則是來(lái)自于物料落在皮帶上,因?yàn)樽陨頉](méi)有速度同具有一定速度的皮帶產(chǎn)生摩擦產(chǎn)生的阻力,以及皮帶被下落的物料壓彎產(chǎn)生變形恢復(fù)過(guò)程中產(chǎn)生的阻力;特殊阻力一般都是在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修、改造、升級(jí)過(guò)程中產(chǎn)生的各類阻力。 有研究表明,在保證一定輸送距離的前提下,帶式輸送機(jī)的阻力主要是來(lái)自于基本阻力和傾斜阻力。 現(xiàn)階段,我國(guó)各類生產(chǎn)中帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)通常都是保持勻速狀態(tài),無(wú)法依據(jù)裝載量的大小進(jìn)行變化,這時(shí)如果因?yàn)橥饨鐥l件引起生產(chǎn)計(jì)劃的變化,導(dǎo)致裝載量少,甚至是空載的情況下就會(huì)造成大量能源的浪費(fèi)。 因此,實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)輸送速度與裝載量之間的動(dòng)態(tài)調(diào)整是實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)節(jié)能優(yōu)化的關(guān)鍵一環(huán)。 2、帶式輸送機(jī)節(jié)能優(yōu)化方法分析 要實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的節(jié)能優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)輸送速度與裝載量之間的動(dòng)態(tài)調(diào)整就首先要在方法論上進(jìn)行探索,找到基本的方向。 2.1 輸送速度、裝載量和功率的關(guān)系分析 上文介紹到帶式輸送機(jī)的能耗主要是來(lái)自于各類阻力,尤其是基本阻力和傾斜阻力。正是由于阻力的存在,帶式輸送機(jī)在保持勻速的狀態(tài)下,隨著裝載量的增加,阻力不斷增加,功率也是逐步增加;而在保持裝載量不變的情況下,輸送速度越快,阻力和功率也就越大。 在設(shè)備的最初設(shè)定上,通常都會(huì)進(jìn)行最大化的峰值設(shè)計(jì),而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,帶式輸送機(jī)并不是要時(shí)刻都保持在峰值狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),因而就導(dǎo)致了在生產(chǎn)中帶式輸送機(jī)帶速超過(guò)需求,浪費(fèi)能源。 2.2 運(yùn)用模糊控制理論調(diào)節(jié)速度和裝載量 所謂模糊控制理論,就是利用數(shù)學(xué)原理和機(jī)器語(yǔ)言來(lái)建立一種模糊的、非具體的邏輯關(guān)系,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)實(shí)物的控制。帶式輸送機(jī)速度對(duì)于能耗有著較為顯著的影響,所以依據(jù)生產(chǎn)情況對(duì)帶式輸送機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)能耗的降低。 而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就需要通過(guò)模糊控制理論,在帶式輸送機(jī)的功率、怠速、帶速和運(yùn)量之間建立模糊關(guān)系,并利用模糊控制器實(shí)現(xiàn)上述參數(shù)之間的協(xié)調(diào)一致,讓帶速在滿足生產(chǎn)需要的前提下,最大可能的降低對(duì)能源的消耗。模糊控制是基于計(jì)算機(jī)理論的,具體應(yīng)用時(shí)需要相關(guān)計(jì)算機(jī)程序,如PLC技術(shù),通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行在線程序編寫(xiě),實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的自動(dòng)化控制。 3、帶式輸送機(jī)節(jié)能優(yōu)化的具體措施 3.1 裝載量控制 裝載量控制是實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)節(jié)能優(yōu)化的重要途徑。在帶式輸送機(jī)生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段,就應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際優(yōu)化器最佳裝載量,并在使用說(shuō)明中明確,保證操作人員在操作過(guò)程中都?jí)驕?zhǔn)確掌握最佳裝載量。 同時(shí),在生產(chǎn)過(guò)程中,帶式輸送機(jī)的使用也要按照說(shuō)明對(duì)裝載量進(jìn)行控制,當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸送帶裝載量過(guò)高時(shí)要適當(dāng)減少,當(dāng)裝載量較少時(shí)可以考慮運(yùn)輸類似物料,但要保證人員監(jiān)管,確保裝載量適中。通過(guò)對(duì)運(yùn)量的控制,達(dá)到阻力最小化,達(dá)到能源使用的最大化。 3.2 設(shè)置速度調(diào)節(jié)裝置 可以利用模糊理論來(lái)調(diào)控輸送速度,實(shí)現(xiàn)裝載量與速度的最佳匹配。在對(duì)帶式輸送機(jī)速度進(jìn)行調(diào)整時(shí),第一要明確裝載量,在此基礎(chǔ)上根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整速度,以達(dá)到裝載量與帶速的平衡。 而在利用PLC進(jìn)行編程中,要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)公式和實(shí)驗(yàn),不能隨意進(jìn)行,且對(duì)于速度的調(diào)整范圍應(yīng)當(dāng)有限定,逐步的進(jìn)行調(diào)整,切忌突然增大或者是減小皮帶速度。該系統(tǒng)一般包括三個(gè)結(jié)構(gòu),分別是檢測(cè)結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),通過(guò)該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)帶式輸送機(jī)帶速的在線監(jiān)控。
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