В Перми создали программное обеспечение, которое предотвратит поломку ленточных конвейеров
Ленточный конвейер — самое популярное средство перемещения сырья и продукции на производстве. Его используют сельскохозяйственные предприятия, склады, на открытых горных разработках, металлургических заводах и многих других отраслях промышленности. Там, где есть необходимость транспортировки штучных или сыпучих грузов, идеально подходит именно конвейер данного типа. Главное его преимущество — разнообразие модификаций и форм. Транспортеры бывают: с металлической сеткой (используют в линиях по производству кондитерских изделий), желобчатые (применяют в добыче угля или на предприятиях переработки отходов), телескопические (встречаются на рудниках, а также речных и морских судах) и еще десятки вариаций для разных типов работ. И для каждого вида необходимы отдельные методы эксплуатации, ведь если не создать правильную модель, то лента может порваться, и тогда производство встанет, пока не закончится ремонт.
Ученые Пермского Политеха разработали специальное программное обеспечение, которое позволяет помочь предотвратить поломку конвейера. Разработка проведена в соответствии с целями программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030». Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Вестник АГТУ».
Ленточный конвейер — это транспортирующая машина для перемещения в горизонтальном и наклонном направлениях насыпных и штучных грузов непрерывным потоком без остановки для загрузки и выгрузки сырья или продукции. Их достоинствами являются высокая производительность, простота конструкции, большая длина транспортировки, вплоть до 3–4 километров и удобная эксплуатация.
В современных методах работы конвейеров вся мощь приходится на приводной барабан, из чего рассчитываются мощность, тяговое усилие, натяжение ленты, ее размерные и весовые характеристики. Такой подход позволяет произвести проектные расчеты, но не позволяет исследовать особые режимы работы транспортера, например, пуск неравномерно загруженного полотна, из-за чего может произойти поломка оборудования. Но все это делается, в основном, для машин небольших размеров, тогда как для особо длинных и многоприводных нужны свои специальные алгоритмы и модели.
Лаборатория для испытаний / ©Пресс-служба Пермского Политеха
«Для крупных шахтных конвейеров, длина которых достигает трех километров, существует проблема управления несколькими приводами при запуске после аварийной остановки, так как моделей по расчету динамики ленты в такой ситуации почти нет. А без нее, по разовым разрывам полотна, невозможно идентифицировать объект управления», — рассказывает заведующий кафедрой автоматизации технологических процессов Березниковского филиала Пермского Политеха, доктор технических наук, профессор Андрей Затонский.
Для решения проблемы учёные разработали специальное программное обеспечение, в основу которого лег новый алгоритм расчета работы конвейера. Для этого ленту разделили на тысячи разных частей, чтобы определить для каждого элемента: вес, растяжение, скорость перемещения, проскальзывание и многие другие параметры. Далее разработчики создали новое ПО на языке программирования JavaScript. С помощью волнового графика оно показывает, в какой момент и где именно лента перегружена и, соответственно, может произойти разрыв. Программа также позволяет моделировать проскальзывание ленты на приводных барабанах при недостаточной натяжке, что даёт возможность исследовать износостойкость ленты.
Ленточный конвейер / ©Пресс-служба Пермского Политеха
Новое программное обеспечение ученые проверили на примере данных четырехприводного шахтного ленточного конвейера Южно-Якутского угольного бассейна с длиной полотна около двух километров. В результате имитационного эксперимента на одном из элементов ленты возникли усилия, превышающие несущую ею способность, то есть в реальности, по прогнозу программы, в этом месте произошел бы разрыв, и оператор смог бы увидеть подсказку и предотвратить поломку. Поскольку такие условия пуска с перегрузкой были созданы в испытании намеренно, полученный результат позволяет говорить об успешности созданной модели и возможности адаптации ее для расчетов других конкретных конвейеров.
Разработка ученых Пермского Политеха позволит исследовать различные режимы длинных конвейеров с использованием новой программной модели. Это необходимо для имитационного исследования различных режимов управления при пуске загруженного конвейера, позволяющих избежать разрывов ленты, а значит — простоев, экономических и имиджевых потерь предприятий.
