[发明专利]一种考虑疲劳破坏的带式输送机速度调节方法

说明书

本发明公开了一种考虑疲劳破坏的带式输送机速度调节方法，布置流量传感器和光电编码器，获得单位时间内的平均流量、获得输送带的单位时间内的平均带速；拟合带式输送机能耗；计算单位时间内的平均能耗效率，计算平均最佳速度；建立调速目标函数；通过调速目标函数计算v_调节(t)和a_调节(t)，通过v_调节(t)和a_调节(t)对输送机的带速进行调节。本发明自动化程度高，在一定程度上节约了资源和能源，延长了设备使用寿命。能够科学有效实现带式输送机自适应调速控制，且降低设备的磨损，延长输送带使用寿命，自动化程度高、节约了资源和能源，延长设备使用寿命。

技术领域

本发明属于带式输送机控制技术领域，具体涉及一种考虑疲劳破坏的带式输送机速度调节方法。

背景技术

带式输送机的功能主要是输送散状物料或者成件物品，其主要特点是输送距离远、装载量大，在港口领域有着非常广泛的应用。散货港口作为现代港口主要类型之一，主要输送煤炭、矿石等能源及原材料，根据散货输送的特点，带式输送机以其特有的远距离、高速度、自动化输送能力，成为散货港口物料输送最理想的设备。然而，随着我国货运码头规模与集约程度不断增高，带式输送机系统常常会出现因选配电机冗余度大、恒速运行而导致系统在空载和轻载情况时能耗浪费严重。我国用输送机普遍存在“大马拉小车”的情况。这是由于输送机的运行速度多以恒速为主，无法与运量匹配，导致输送机实际工作效率只有40％～60％，浪费了大量的电能，提高了生产成本。因此，解决带式输送机的能耗问题是一项非常重要的工作。

实时调速的目标要求输送机需要频繁调速，而频繁调速意味着输送带的频繁往复受力，其对输送带的疲劳影响是不可忽略的，而输送带又是带式输送机的关键部位，是带式输送机的牵引构建和承载构件，其制造复杂，成本约占到了带式输送机成本的50％，所以考虑频繁调速对输送带寿命的影响是很有必要的。

本发明目的在于实现实时调速降低能耗的同时，着重考虑了输送带的疲劳破坏引起的寿命变化问题，对降低带式输送机的使用成本有着显著作用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种考虑疲劳破坏的带式输送机速度调节方法。

一种考虑疲劳破坏的带式输送机速度调节方法，包括以下步骤：

步骤1、在传输物料的情况下输送带恒速运行设定时间t₁，通过流量传感器获得单位时间t的每一帧物料瞬时截面积，进而获得物料的单位时间t内的平均流量q(t)，通过光电编码器获得输送带的单位时间t的每一帧瞬时带速，进而获得输送带的单位时间t内的平均带速v(t)；

步骤2、功率仪采集的单位时间t内的带式输送机能耗p(t)，拟合带式输送机能耗p(t)、物料的单位时间t内的平均流量q(t)、输送带的单位时间t内的平均带速v(t)之间的拟合关系式p(t)＝f(q(t),v(t))；

步骤3、根据带式输送机能耗p(t)、平均流量q(t)和输送带的带长L计算单位时间t内的平均能耗效率E_能耗效率(t)，将设定时间t₁分为n段测量时间段，计算每段测量时间段内的带式输送机最佳运行速度v_oj，j∈{1～n}并根据带式输送机最佳运行速度v_oj及对应出现的频次f计算平均最佳速度v_{平均最佳速度}；

步骤4、建立如下调速目标函数：

其中，M＝20；T为变速用的总时间；a(t)为变速过程中单位时间t内输送带平均加速度大小；v(t)为单位时间t内平均带速；v_阈值为调速过程中调速幅度的大小；