koncepcja rozbudowy i parametryzacji wirtualnego modelu

Transkrypt

koncepcja rozbudowy i parametryzacji wirtualnego modelu
MODELOWANIE INŻYNIERSKIE nr 55, ISSN 1896-771X
KONCEPCJA ROZBUDOWY
I PARAMETRYZACJI WIRTUALNEGO
MODELU ŚCIANOWEGO
PRZENOŚNIKA ZGRZEBŁOWEGO
Krzysztof Herbuś1a, Kamil Szewerda2 , Jerzy Świder1b
Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania,
Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska
a
[email protected], [email protected]
2
Laboratorium Metod Wirtualnego Prototypowania, Instytut Techniki Górniczej KOMAG
[email protected]
1
Streszczenie
Duże moce silników napędowych stosowanych w ścianowych przenośnikach zgrzebłowych, znaczne odległości
pomiędzy jego napędami, jak również nierównomierne obciążenie urobkiem są przyczyną dynamicznych zmian napięcia łańcucha oraz stanu obciążenia silników napędowych. Stany nadmiernego luzowania łańcucha zgrzebłowego,
jak i jego zbyt dużego napięcia, wpływają niekorzystnie na pracę przenośnika i są przyczyną przyspieszonego zużycia jego podzespołów i częstą przyczyną awarii. W artykule przedstawiono koncepcję modelu obliczeniowego
przenośnika ścianowego opracowanego w ITG KOMAG, umożliwiającego prowadzenie symulacji numerycznych, w
celu opracowania uogólnionego, parametrycznego algorytmu sterowania przenośnikiem zgrzebłowym, przeznaczonym do zabudowy w wyrobisku ścianowym.
Słowa kluczowe: przenośnik zgrzebłowy, symulacje numeryczne, metoda układów wieloczłonowych
THE CONCEPT OF DEVELOPMENT
AND PARAMETERISATION OF A VIRTUAL MODEL
OF AN ARMOURED FACE CONVEYOR (AFC)
Summary
High power of drive motors used in armoured face conveyors (AFC), long distances between the drives, as well
as uneven load cause dynamic changes in chain tension and in loads of driving motors. Excessive loosening of a
scraper chain as well as its too high tension have negative impact on the conveyor operation and cause rapid wear
of its components. These phenomena often lead to the machine failure. The paper presents the concept of the
AFC calculation model developed in the KOMAG Institute, allowing to carry out numerical simulations to develop a generalized parametric algorithm of the AFC control system, designed for installation in a longwall system.
Keywords: Armoured Face Conveyor (AFC), Numerical Symulations, MultiBody System
1. WSTĘP
W górnictwie węgla kamiennego obserwuje się ciągły
wzrost mocy silników stosowanych w napędach maszyn
kompleksów ścianowych. Zapewnienie wysokiej wydajności oraz niskiej awaryjności kompleksu ścianowego
wymaga integracji i współpracy wszystkich jego maszyn
i jest uwarunkowane pracą najsłabszego podzespołu.
Przenośnik zgrzebłowy jest maszyną integrującą główne
elementy kompleksu ścianowego oraz zapewniającą
odstawę urobku z przodka ścianowego. Coraz większa
moc silników napędowych przenośników zgrzebłowych, a
także zwiększająca się odległość pomiędzy jego napędami, jak również nierównomierne obciążenie urobkiem, są
34
Krzysztof Herbuś, Kamil Szewerda, Jerzy Świder
przyczyną dynamicznych zmian obciążenia silników
napędowych oraz napięcia łańcucha zgrzebłowego.
Istotnym parametrem zmienności obciążenia łańcucha, a
tym samym napędów, jest jego sprężystość. Jest ona
przyczyną jego nadmiernego luzowania, bądź dużego
napięcia [4,5]. Stan nadmiernego luzowania łańcucha
można najczęściej zaobserwować na zejściu z bębna
łańcuchowego na napędzie wysypowym lub zwrotnym.
Stan zwiększonego napięcia łańcucha powoduje powstawanie
dużych
sił
oporu
i
tarcia
zgrzebeł
o blachy ślizgu na napędzie zwrotnym przenośnika.
Stany
te
są
przyczyną
poważnych
awarii
i uszkodzeń przenośnika. Stosowane są różnorodne
rozwiązania techniczne, mające na celu minimalizację
wpływu przeciążeń dynamicznych, które jednocześnie
umożliwiają płynny rozruch przenośnika. Do najczęściej
spotykanych można zaliczyć [2,4,5]:
•
•
•
•
•
•
•
•
przetwornik detekcji stanu luzowania łańcucha zgrzebłowego na napędzie wysypowym. Model zastosowano
do przeprowadzenia testów algorytmu sterowania przenośnikiem, na etapie jego projektowania [4]. W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję rozbudowy
opracowanego wcześniej modelu przenośnika zgrzebłowego. Rozbudowa modelu ma na celu uwzględnienie
dodatkowych przetworników monitorujących stan łańcucha zgrzebłowego na napędzie wysypowym oraz zwrotnym. Jej wynikiem będzie parametryzacja modelu, co
pozwoli na analizę stanów dynamicznych, zachodzących
w przenośnikach o dowolnej długości i założonym stopniu pochylenia, a także wyposażonych w łańcuchy
zgrzebłowe różnej wielkości. Wspomniana analiza będzie
możliwa dzięki integracji
wirtualnego sterownika z
wirtualnym układem sterowania z zastosowaniem techniki symulacji równoległych [1,3,8]. Rozbudowa modelu
umożliwi prace, zmierzające do sparametryzowania
algorytmu sterowania przenośnikiem zgrzebłowym
przeznaczonym do zabudowy w przodku ścianowym o
zadanym stopniu nachylenia.
sprzęgła podatne,
silniki dwubiegowe,
sprzęgła hydrokinetyczne o stałym lub regulowanym napełnieniu,
przekładnie CST,
rynny teleskopowe,
przekładnie SAFESYDOR,
sprzęgła wielopłytkowe,
przemienniki częstotliwości do regulacji napędów przenośnika.
2. STRUKTURA MODELU
OBLICZENIOWEGO
PRZENOŚNIKA
Model obliczeniowy ścianowego przenośnika zgrzebłowego, opracowany w ramach projektu ICON, zastosowano do testowania jego algorytmu sterowania [4].
Przenośnik był wyposażony w napędy elektryczne,
zasilane za pomocą przemienników częstotliwości, teleskopową rynnę napędu zwrotnego oraz dwa przetworniki, służące do określenia stanu jego pracy.
Zastosowane w modelu obliczeniowym uproszczenia
polegały na: zastąpieniu dwóch nitek łańcucha zgrzebłowego jedną, o zredukowanej masie ogniw i zgrzebeł,
zmniejszeniu odległości pomiędzy bębnami napędowymi,
poprzez dobór właściwych współczynników zredukowanej sztywności łańcucha oraz ograniczenie możliwości
prowadzenia symulacji na płaszczyźnie (analizy 2D
rys. 1).
Innowacyjnym sposobem, mającym na celu zminimalizowanie przeciążeń dynamicznych oraz pracę przenośnika, z optymalnym stopniem napięcia łańcucha zgrzebłowego, jest zastosowanie przemienników częstotliwości.
Służą one do regulacji prędkości obrotowej silników
napędowych i współpracują z układem napinania łańcucha zgrzebłowego. Podstawowym problemem, mogącym
wpływać na zmniejszenie awaryjności przenośników i
skutkować zwiększeniem trwałości elementów, takich
jak: łańcuch zgrzebłowy, gwiazdy napędowe czy ślizgi na
napędzie zwrotnym, a także zwiększeniem stopnia wykorzystania zainstalowanej mocy, jest zastosowanie odpowiedniego, adaptacyjnego algorytmu sterowania częstotliwością zasilania silników napędowych oraz stopniem
wysunięcia rynny teleskopowej. W ramach prac badawczych prowadzonych w Instytucie Techniki Górniczej
KOMAG powstał model obliczeniowy przenośnika
zgrzebłowego, wyposażonego w przemienniki częstotliwości na obu jego napędach, przetwornik siły nacisku
zgrzebła na blachy ślizgu na napędzie zwrotnym oraz
Model obliczeniowy przenośnika podzielono na trzy
moduły [2,6,7] (rys. 2):
•
moduł modelu fizycznego przenośnika zgrzebłowego,
moduł modelu silników napędowych,
•
moduł algorytmu sterowania pracą przenośnika.
•
35
KONCEPCJA ROZBUDOWY I PARAMETRYZACJI WIRTUALNEGO MODELU…
Rys. 1. Model 2D przenośnika zgrzebłowego [4]
wego. Na podstawie danych wejściowych, takich jak
momenty obciążenia silników, sygnały z przetworników,
wielkość wysunięcia siłownika rynny teleskopowej, są
generowane odpowiednie stany na wyjściach z modułu
algorytmu sterowania. W algorytmie sterowania pracą
przenośnika uwzględniono możliwość sterowania częstotliwością zasilania silników napędowych oraz stopniem
wysunięcia rynny teleskopowej na napędzie zwrotnym
przenośnika [4,7].
W celu przeprowadzenia symulacji numerycznych
pomiędzy poszczególnymi modułami modelu obliczeniowego zdefiniowano sygnały wejściowe i wyjściowe.
Sygnały wyjściowe z jednego modułu były zarazem
sygnałami wejściowymi do kolejnych modułów. Zdefiniowanie sposobu przepływu sygnałów pomiędzy modułami pozwoliło na przeprowadzenie symulacji równoległej, integrującej środowisko programowe klasy MBS
(MSC.Adams) oraz MatLab/Simulink. W rozbudowanym modelu obliczeniowym zdefiniowano 13 sygnałów
wej/wyj pomiędzy poszczególnymi modułami. Sposób
przepływu sygnałów przedstawiono na rys. 3.
Rys. 2. Modułowa struktura modelu obliczeniowego ścianowego
przenośnika zgrzebłowego [7]
Moduł modelu fizycznego przenośnika zgrzebłowego
opracowano w środowisku klasy MBS (ang. MultiBody
System). W skład modułu wchodził uproszczony model
geometryczny, uzupełniony o odpowiednio zdefiniowane:
więzy geometryczne, elementy sprężysto – tłumiące,
wektory sił i momentów oraz postacie kontaktów pomiędzy wybranymi bryłami sztywnymi. Model geometryczny przenośnika ograniczono do wyznaczenia zarysu
najważniejszych, pod względem funkcjonalności, elementów przenośnika, takich jak bębny łańcuchowe, przekrój
podłużny trasy przenośnika, łańcuch zgrzebłowy oraz
przetworniki monitorujące stan pracy przenośnika[4,7].
Moduł modelu silników napędowych opracowano
w środowisku MatLab/Simulink. Zaimplementowano
w nim charakterystyki elektrycznych silników napędowych przenośnika zgrzebłowego, uwzględniające zmiany
częstotliwości zasilania silników przez przetworniki
częstotliwości. Model umożliwia obliczenie momentu
obrotowego, generowanego przez silnik napędowy na
podstawie informacji o częstotliwości zasilania oraz
bieżącej
prędkości
obrotowej
silnika,
[4,7].
Moduł algorytmu sterowania opracowano także
w środowisku MatLab/Simulink. Zaimplementowano
w nim algorytm sterowania pracą przenośnika zgrzebło-
Rys. 3. Przepływ sygnałów pomiędzy modułami modelu obliczeniowego przenośnika
36
Krzysztof Herbuś, Kamil Szewerda, Jerzy Świder
Sygnały opisano cyframi, które oznaczają odpowiednio:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
o założonym profilu rynny. Przetwornik siły nacisku
zgrzebła na blachę ślizgu zostanie zabudowany po jednej
stronie profilu rynny, tak jak to przedstawiono na rys. 4.
Jego umiejscowienie uzasadniają obserwacje ciernego
zużycia elementów przenośników tym miejscu. Model
przetwornika będzie zbudowany z bryły sztywnej, dopasowanej kształtem do przekroju rynny. W sytuacji, gdy
łańcuch zgrzebłowy będzie napięty, zgrzebło podczas
przejścia pod przetwornikiem będzie na niego wywierało
nacisk, oddziałujący na rynnę teleskopową. Wartość siły
będzie monitorowana i - jako sygnał wyjściowy z modelu
fizycznego przenośnika - będzie przekazywana jako
sygnał wejściowy do modułu algorytmu sterowania.
Drugi przetwornik, zabudowany w rozbudowanym
modelu napędu zwrotnego przenośnika zgrzebłowego,
będzie służył do detekcji stanu luzowania łańcucha.
Potrzebę wprowadzenia przetwornika zidentyfikowano podczas analizy wyników symulacji, przeprowadzonych na modelu uproszczonym (z dwoma przetwornikami stanu pracy), podczas których zaobserwowano występowanie stanu luzowania łańcucha na zejściu z bębna
łańcuchowego na napędzie zwrotnym. Stan ten nie był
dotychczas wychwytywany przez algorytm sterowania.
Model przetwornika zbudowany z jednej bryły sztywnej
będzie wbudowany w rynnę przenośnika tak, jak przedstawiono na rys. 4. Zgrzebło przemieszczające się nad
bryłą przetwornika, w sytuacji dużego lub optymalnego
napięcia łańcucha zgrzebłowego, nie zmieni siły nacisku
bryły przetwornika na rynnę. W przypadku zbyt małego
napięcia łańcucha i wystąpienia stanu luzowania łańcucha, zgrzebła będą oddziaływały na bryłę przetwornika
i zwiększały jej nacisk na rynnę. Podczas symulacji
w sposób ciągły będzie monitorowany poziom nacisku
bryły na elementy rynny. Sygnał będzie przekazywany
do modułu układu sterowania, gdzie będzie identyfikowany jako sygnał dwustanowy (po przekroczeniu ustalonej siły nacisku stan zmiennej w algorytmie sterowania,
świadczący o występowaniu luzu łańcucha na napędzie
zwrotnym, będzie ustawiany na wysoki poziom).
1 – moment generowany przez silnik napędowy na
napędzie zwrotnym,
2 – moment generowany przez silnik napędowy na
napędzie wysypowym,
3 – stopnień wysunięcia siłownika rynny teleskopowej na napędzie zwrotnym,
4 – napięcie łańcucha na napędzie zwrotnym,
5 – stan luzu łańcucha na napędzie wysypowym,
6 – napięcie łańcucha na napędzie wysypowym,
7 – stan luzu łańcucha na napędzie zwrotnym,
8 – prędkość obrotową bębna łańcuchowego na
napędzie zwrotnym,
9 – prędkość obrotową bębna łańcuchowego na
napędzie wysypowym,
10 – częstotliwość zasilania silnika napędowego na
napędzie zwrotnym,
11 – częstotliwość zasilania silnika napędowego na
napędzie wysypowym,
12 – zmianę stopnia wysunięcia siłownika rynny
teleskopowej na napędzie zwrotnym,
13 – obciążenie urobkiem górnej nitki łańcucha
zgrzebłowego.
3. KONCEPCJA MODELU
PRZENOŚNIKA
W pierwszym etapie rozbudowy modelu obliczeniowego przenośnika zgrzebłowego przewiduje się zmodyfikowanie modułu modelu fizycznego przenośnika. Zostanie rozbudowany model geometryczny przenośnika,
uwzględniający możliwość zastosowania różnych wielkości łańcucha zgrzebłowego. Ponadto model zostanie
wyposażony w dwa dodatkowe, wirtualne przetworniki,
identyfikujące stany pracy przenośnika. W rozbudowanym modelu obliczeniowym znajdą zastosowanie następujące wirtualne przetworniki:
•
•
•
•
siły nacisku zgrzebła na blachę ślizgu, na napędzie
zwrotnym,
detekcji stanu luzowania łańcucha zgrzebłowego, na
napędzie wysypowym,
siły nacisku zgrzebeł na element pomiarowy, zlokalizowany na napędzie wysypowym,
stanu luzowania łańcucha zgrzebłowego, na napędzie zwrotnym.
3.2 MODEL NAPĘDU WYSYPOWEGO
Rozbudowa modelu napędu wysypowego przenośnika, analogicznie jak w przypadku napędu zwrotnego,
będzie uwzględniać uproszczone cechy geometryczne
profilu rynny przenośnika. Na napędzie wysypowym
zostanie zabudowany przetwornik, służący do detekcji
stanu luzowania łańcucha zgrzebłowego na zejściu
z bębna napędowego. Przetwornik będzie się składał
z jednej sztywnej bryły. Sposób jego zabudowania
w modelu napędu wysypowego przedstawiono na rys. 6.
3.1 MODEL NAPĘDU ZWROTNEGO
Rozbudowa modelu napędu zwrotnego przenośnika
zgrzebłowego będzie polegać na zbudowaniu uproszczonego modelu geometrycznego rynny teleskopowej,
37
KONCEPCJA ROZBUDOWY I PARAMETRYZACJI WIRTUALNEGO MODELU…
Rys. 4. Koncepcja rozbudowy modelu napędu zwrotnego przenośnika zgrzebłowego
Sposób działania przetwornika będzie analogiczny do
sposobu działania przetwornika służącego do detekcji
stanu luzowania łańcucha, zabudowanego na napędzie
zwrotnym. Ponadto na napędzie wysypowym zostanie
zabudowany dodatkowy przetwornik, służący do detekcji
stanu nadmiernego napięcia łańcucha zgrzebłowego.
Przetwornik będzie zbudowany z jednej bryły sztywnej,
której lokalizację i sposób zabudowy w modelu przedstawiono na rys. 6. W sytuacji, gdy łańcuch zgrzebłowy
będzie zbyt napięty, zgrzebło przechodzące pod bryłą
przetwornika będzie naciskać na nią (w czasie symulacji
będzie monitorowana siła nacisku bryły przetwornika na
rynnę).
Wartość nacisku będzie przekazywana jako sygnał
wejściowy do modułu algorytmu sterowania. Algorytm
sterowania będzie identyfikował sygnał jako dwustanowy. Jeżeli wartość nacisku przekroczy założoną wartość,
zmienna opisująca stan nadmiernego napięcia łańcucha
zgrzebłowego na stacji zwrotnej będzie ustawiana w
algorytmie na wysokim poziomie.
zgrzebeł, a ich obecność sprowadzono do wprowadzenia
zredukowanych mas zgrzebeł, dodanych do wybranych
ogniw łańcucha (rys. 5). Możliwość ruchu brył, odpowiadających poziomym ogniwom łańcucha, ograniczono
do płaszczyzny (analiza 2D).
3.3 MODEL ŁAŃCUCHA
ZGRZEBŁOWEGO
Rys. 5. Koncepcja rozbudowy modelu łańcucha przenośnika
zgrzebłowego
Uproszczenia zastosowane w pierwotnej wersji modelu łańcucha zgrzebłowego polegały na zastąpieniu dwóch
nitek łańcucha jedną, o zredukowanej masie ogniw.
Ponadto w modelu pominięto postać geometryczną
38
Krzysztof Herbuś, Kamil Szewerda, Jerzy Świder
Rys. 6. Koncepcja rozbudowy modelu napędu wysypowego przenośnika zgrzebłowego
W rozbudowanym modelu obliczeniowym zastosowano dwie nitki łańcucha zgrzebłowego o zredukowanej
masie ogniw. Dodatkowo do modelu wprowadzono
uproszczone modele geometryczne zgrzebeł, które są
połączone więzami geometrycznymi z odpowiednimi
ogniwani łańcucha (rys. 5). Model pojedynczej nitki
łańcucha składa się z brył sztywnych, odpowiadających
ogniwom poziomym łańcucha o założonej wielkości.
Ogniwa pionowe łańcucha są zastąpione elementami
sprężysto – tłumiącymi, o zredukowanych współczynnikach sztywności i tłumienia odpowiednich do właściwości mechanicznych łańcucha oraz długości przenośnika.
łańcuchami o wielkościach 30x108, 34x126, 38x137,
42x146. (rys. 7)
Kolejnym podzespołem, którego model
zostanie
poddany parametryzacji, jest rynna przenośnika. Analogicznie, jak w przypadku bębnów łańcuchowych, zostanie opracowany typoszereg, składający się z różnych
szerokości rynien o profilach przekroju E230, E260,E
295, E330. Rozbudowa modelu obliczeniowego o możliwość doboru wybranego profilu rynny będzie się wiązać
z opracowaniem typoszeregu modeli zgrzebeł, współpracujących z wymienionymi typami i szerokościami modeli
rynny przenośnika.
3.4 PARAMETRYZACJA MODELU
FIZYCZNEGO
W celu rozszerzenia możliwości prowadzenie badań
symulacyjnych, nieograniczonych do jednego typu
przenośnika ścianowego, postanowiono dokonać parametryzacji poszczególnych jego podzespołów. Umożliwi to
w efekcie przeprowadzenie testów algorytmu sterowania
pracą przenośnika zgrzebłowego o różnych wielkościach
łańcucha i różnej wielkości bębnów łańcuchowych.
Najczęściej stosowanym typem bębnów łańcuchowych są
obecnie bębny, wyposażone w gwiazdy łańcuchowe, o
liczbie zębów równej 7. Opracowano typoszereg modeli
gwiazd łańcuchowych, odpowiednich do współpracy z
39
KONCEPCJA ROZBUDOWY I PARAMETRYZACJI WIRTUALNEGO MODELU…
3.5 PORÓWNANIE MODELI
OBLICZENIOWYCH
W tablicy 1 zamieszczono zestawienie podstawowych
różnic pomiędzy modelem pierwotnym a modelem
rozbudowanym
przenośnika
ścianowego,
zgodnie
z przedstawioną koncepcją.
Rys. 7. Typoszereg modeli bębnów łańcuchowych
Tablica 1. Zestawienie różnic modeli obliczeniowych przenośnika ścianowego
Model pierwotny
Model rozbudowany
Uproszczenie 1
Model geometryczny uproszczony do zarysu
najważniejszych, pod względem funkcjonalnym, elementów przenośnika. Rynny
przenośnika ograniczone do przekroju
podłużnego, odwzorowującego trasę łańcucha.
Model geometryczny będzie uwzględniać profil
rynny przenośnika (możliwość zastosowania w
modelu rynny, o wybranym profilu i szerokości, z
opracowanego typoszeregu rynien).
Uproszczenie 2
Dwie nitki łańcucha zgrzebłowego zastąpione jedną, o zredukowanych masach
ogniw.
Dwie oddzielne nitki łańcucha zgrzebłowego o
zredukowanych masach ogniw. Możliwość zastosowania łańcucha o różnej wielkości ogniw i
zdefiniowanej podziałce.
Uproszczenie 3
Pominięto zgrzebła i zastąpiono je masami
zastępczymi, dodanymi do odpowiednich
ogniw.
Uproszczony model 3D zgrzebeł powiązanych
więzami geometrycznymi, z odpowiednimi ogniwami łańcucha.
Liczba przetworników
monitorujących
stany pracy
przenośnika
Liczba możliwych do opisania stanów
pracy przenośnika
W modelu obliczeniowym zabudowano dwa
przetworniki służące do analizy stanu pracy
maszyny:
•
•
W modelu obliczeniowym zostaną zabudowane
cztery przetworniki służące do analizy stanu
pracy maszyny:
siły nacisku łańcucha na napędzie zwrotnym
(4 poziomy nacisku),
•
siły nacisku łańcucha na napędzie
zwrotnym (4 poziomy nacisku),
•
detekcji stanu luzu łańcucha na napędzie
wysypowym (0/1),
detekcji stanu luzu łańcucha na napędzie wysypowym (0/1).
•
detekcji luzu łańcucha na napędzie zwrotnym (0/1),
•
detekcji stanu nadmiernego napięcia łańcucha na napędzie wysypowym (0/1).
Na podstawie analizowanych sygnałów z
przetworników można wyróżnić 12 stanów
pracy maszyny.
40
Na podstawie analizowanych sygnałów z przetworników będzie można wyróżnić 36 stanów
pracy maszyny.
Krzysztof Herbuś, Kamil Szewerda, Jerzy Świder
Rozbudowa modelu obliczeniowego przenośnika ścianowego pozwoli na przeprowadzenie testów numerycznych zmodyfikowanego algorytmu sterowania przenośnikiem.
4
rotacji lub zaklinowania, co było niemożliwe do zaobserwowania w modelu pierwotnym. Kolejnym rozszerzeniem funkcjonalności rozbudowanego modelu będzie
możliwość przeprowadzenia analizy dynamicznej przenośnika, w którym zróżnicowane zostaną parametry łańcucha w jednej z nitek (symulacja uwzględniająca stan
rozciągnięcia jednej z nitek łańcucha) Ponadto rozbudowa modelu przenośnika poprzez wprowadzenie modeli
dodatkowych przetworników służących do oceny stanu
pracy przenośnika poszerzy możliwości kontroli napięcia
łańcucha zgrzebłowego. Zastosowanie dodatkowych
przetworników umożliwi identyfikowanie 36 stanów
pracy maszyny. Rozbudowany wirtualny model obliczeniowy przenośnika ścianowego będzie zastosowany do
prac, związanych z rozbudową i parametryzacją algorytmu sterowania jego pracą. Dzięki zastosowaniu
rozbudowanego modelu obliczeniowego oraz symulacjom
równoległym (środowisko MBS – MatLab/Simulink)
będzie możliwe prowadzenia analiz kinematyki i dynamiki pracy przenośników, w różnych warunkach ich
zabudowy.
PODSUMOWANIE
W artykule przedstawiono koncepcję rozbudowy wirtualnego modelu ścianowego przenośnika zgrzebłowego.
Rozbudowa modelu obejmuje rozbudowę modułu modelu
fizycznego przenośnika wraz z możliwością parametryzacji jego podzespołów. Opracowanie typoszeregu modeli
poszczególnych podzespołów przenośnika, takich jak:
bębny łańcuchowe, rynny przenośnika czy łańcuch
zgrzebłowy, pozwoli na ich dowolną konfigurację. Rozszerzy to możliwości przeprowadzenia symulacji numerycznych przenośników o różnej wielkości łańcucha
zgrzebłowego i rynien przenośnika (profil i szerokość
rynny). Uszczegółowienie cech geometrycznych rozbudowanego przenośnika pozwoli na wprowadzenie modelu
zgrzebeł oraz analizę ich ruchu. Pozwoli to na przeprowadzenie symulacji, w których zgrzebło ma możliwość
Artykuł jest wynikiem prac realizowanych w ramach grantu doktoranckiego finansowanego przez Instytut Techniki
Górniczej KOMAG.
Obliczenia wykonano na komputerach Centrum Informatycznego Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
Literatura
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Banaś W., Herbuś K., Kost G., Nierychlok A., Ociepka P., Reclik D.: Simulation of the Stewart platform carried
out using the Siemens NX and NI LabVIEW programs. „Advanced Materials Research” 2014, 837, p. 537-542.
Drwięga A., Szewerda K., Tytko S.: Zagadnienia regulacji obciążeń napędów w wysoko wydajnym przenośniku
zgrzebłowym kompleksu ścianowego: nowoczesne metody eksploatacji węgla i skał zwięzłych. Monografia. Krakow: AGH, 2013 s. 375-384
Herbuś K., Kost G., Reclik D., Świder J.: Integration of a virtual 3D model of a robot manipulator with its
tangible model (phantom). „ Advanced Materials Research” 2014, 837, p. 582-587.
Opracowanie wirtualnego dyskretnego modelu przenośnika wraz z modelem jego sterowania, przeprowadzenie
testowych symulacji numerycznych modelu. Raport projektu badawczego ICON: System wyrównywania obciążeń napędów wysoko wydajnych przenośników zgrzebłowych. Ścieżka programowa In-Tech. Gliwice, 2012
(materiały niepublikowane).
Suchoń J.: Górnicze przenośniki zgrzebłowe: budowa i zastosowanie. Gliwice: Instytut Techniki Górniczej
KOMAG, 2012.
Szewerda K., Tokarczyk J.: Zastosowanie wirtualnego prototypowania w ocenie algorytmu sterowania przenośnika zgrzebłowego. „Maszyny Górnicze” 2013 nr 4 s. 39-45
Szewerda K.: Wirtualne prototypowanie w tworzeniu algorytmu sterowania przenośnikiem zgrzebłowym.
KOMTECH 2014, Innowacyjne techniki i technologie dla górnictwa. Bezpieczeństwo - Efektywność - Niezawodność. Gliwice: Instytut Techniki Górniczej KOMAG, 2014 s. 195-206.
Herbuś K., Ociepka P.: Mapping of the characteristics of a drive functioning in the system of CAD class using
the integration of a virtual controller with a virtual model of a drive. “Applied Mechanics and Materials” 2015,
809-810, p. 1249-1254.
41

Podobne dokumenty