专利名称：一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量系统，尤其涉及一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统。
背景技术：
在带式输送机设计计算中，模拟摩擦系数直接影响着胶带张力和电机功率等计算结果。对于投入使用的带式输送机，通过测定运行阻力系数，可以计算出实际最大输送能力，以便合理使用设备，提高设备的使用寿命。在带式输送机的阻力计算中，模拟摩擦系数直接影响主要阻力计算，在实际设计计算时，总是选用偏于保守的模拟摩擦阻力系数，现阶段并没有实现由实际运行数据进行对f系数的精确研究。 由已投入生产运营的带式输送机系统进行持续测量，比较其同设计初期选择的模拟摩擦系数差别，以及研究在不同的运行环境(如温度、湿度等)下的模拟摩擦系数对于带式输送机技术的研究有重要作用。现阶段对于f系数的研究和应用的困难在于在理论研究的基础上不能有大量的实际运行数据作为理论研究的支撑，因而不能实现对带式输送机的工艺设计的校核，无法掌握带式输送机的实际最大输送能力，无法合理设置带式输送机设备，从而降低了带式输送机的使用寿命，提高了带式输送机的实际最大输送能力的优化成本，为此需要一种能够适合实际工业控制系统的f系数测量系统。

实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，它可以适应工业的实际需要，精确测得在不同的运行环境(如温度、湿度等)下的模拟摩擦系数，从而可以有效的实现对于带式输送机的工艺设计的校核，掌握带式输送机的实际最大输送能力，合理设置带式输送机设备。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，包括用于流量分布队列形成和模拟摩擦系数计算的主体计算设备、用于实时测量现场运行带式输送机的运行电功率、运行带速、瞬时流量及对瞬时流量在基准时隙内进行积分处理的现场采样用智能系统、用于自动生成的用于保存采样间隔高差信息的采样高差电子表格的高差数据提取计算机，所述的现场采样用智能系统包括由可编程逻辑控制器构成的现场智能采样设备和现场检测设备，现场智能采样设备分别与主体计算设备和现场检测设备连接，高差数据提取计算机和主体计算设备连接。前述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统中，所述的现场检测设备包括速度测量装置、电功率测量装置和瞬时流量测量装置；速度测量装置、电功率测量装置和瞬时流量测量装置分别与现场智能采样设备连接。前述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统中，所述的速度测量装置通过HSI高速数字口与现场智能采样设备连接；电功率测量装置通过变频器总线与现场智能采样设备连接；瞬时流量测量装置通过数字量口吨脉冲信号与现场智能采样设备进行通信。前述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统中，所述的速度测量装置采用旋转编码器，电功率测量装置采用变频驱动装置，瞬时流量测量装置采用电子皮带秤。前述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统中，所述的现场智能采样设备采用运行WINCC控制系统的工业控制计算机。前述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统中，所述的用于自动生成的用于保存采样间隔高差信息的采样高差电子表格的高差数据提取计算机采用运行Visual LISP和AutoCAD的工业控制计算机。与现有技术相比，本实用新型高差数据提取计算机通过自动编程提取方式离线获 取指定计算精度的采样高差电子表格，现场采样用智能系统通过在线实时测量带式输送机的运行电功率、运行带速和流量分布情况，主体计算设备结合前期通过带式输送机地形分布情况获得的高度差值及其他带式输送机设计参数、流量分布数据数组和前倾托辊对应区流量分布数据数组，在以上采样点基础上精确计算出不同的运行环境(如温度、湿度等)下的模拟摩擦系数，从而可以实现对于带式输送机的工艺设计的校核，掌握带式输送机的实际最大输送能力，合理设置带式输送机设备，提高带式输送机的使用寿命。据大量数据统计表明，采用本实用新型后，仅带式输送机有实验依据的能力优化可节约成本10%。

图I是本实用新型中的系统的工作流程示意图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，如图I所示，包括用于流量分布队列形成和模拟摩擦系数计算的主体计算设备、用于实时测量现场运行带式输送机的运行电功率、运行带速、瞬时流量及对瞬时流量在基准时隙内进行积分处理的现场采样用智能系统、用于自动生成的用于保存采样间隔高差信息的采样高差电子表格的高差数据提取计算机，所述的现场采样用智能系统包括由可编程逻辑控制器构成的用于累计采样间隔内流量值并且存储，转发速度、功率和流量瞬时值的现场智能采样设备和用于实时测量现场运行带式输送机的运行电功率、运行带速、瞬时流量的现场检测设备，现场智能采样设备分别与主体计算设备和现场检测设备连接，高差数据提取计算机和主体计算设备连接。所述的现场检测设备包括用于测量运行中带式输送机速度的速度测量装置、用于测量驱动电功率的电功率测量装置和用于测量瞬时流量的瞬时流量测量装置；速度测量装置、电功率测量装置和瞬时流量测量装置分别与现场智能采样设备连接，具体的，所述的速度测量装置通过HSI高速数字口与现场智能采样设备连接；电功率测量装置通过变频器总线与现场智能采样设备连接；瞬时流量测量装置通过数字量口吨脉冲信号与现场智能采样设备进行通信。所述的速度测量装置采用旋转编码器，电功率测量装置采用变频驱动装置，瞬时流量测量装置采用电子皮带秤。所述的现场智能采样设备采用运行WINCC控制系统的工业控制计算机。所述的用于自动生成的用于保存采样间隔高差信息的采样高差电子表格的高差数据提取计算机采用运行Visual LISP和AutoCAD的工业控制计算机。[0016]本实用新型的一种实施例的工作原理本发明的一种实施例的工作原理现场采样用智能系统在线实时测量带式输送机的运行电功率、运行带速和流量分布情况，高差数据提取计算机通过自动编程提取方式依据带式输送机地形分布情况自动编程提取高度差值表格，主体计算设备结合前述的运行电功率、运行带速、流量分布情况、高度差值及其他带式输送机设计参数、由现场采样用智能系统处理得到流量分布数据数组和前倾托辊对应区流量分布数据数组，计算带式输送机的模拟摩擦系数值。具体的，现场采样用智能系统包括现场智能采样设备和现场检测设备，现场检测设备包括速度测量装置、电 功率测量装置和瞬时流量测量装置；现场检测设备中的电功率测量装置实时测量带式输送机的运行电功率并通过变频器总线将数据传输至现场智能采样设备、速度测量装置实时测量带式输送机的运行带速并通过HSI高速数字口将数据传输至现场智能采样设备、瞬时流量测量装置测量带式输送机的瞬时流量值并将数据转换成数字量口袋内脉冲信号传输至现场智能采样设备，现场智能采样设备累计采样间隔内流量值，得到全程流量分布数据数组和前倾托辊对应区流量分布数据数组，现场智能采样设备将上述的两个数组及带式输送机的运行电功率和运行带速发送到主体计算设备；高差数据提取计算机对带式输送机的立面布置图进行X轴向等分同时自动生成其单位时隙对应的Y轴的提升高度数据文件，该提升高度数据文件保存于可被主体计算设备访问的电子表格文件中。主体计算设备在计算带式输送机的模拟摩擦系数时，通过ODBC接口自动提取提升高度数据文件，并结合带式输送机的运行电功率、运行带速、全程流量分布数据数组、前倾托辊对应区流量分布数据数组及其他设计参数计算出带式输送机的模拟摩擦系数。依据带式输送机设计相关技术研究资料及规范(DIN22101-2002)，对于> 80m的带式输送机，主体计算设备计算带式输送机的模拟摩擦系数值的具体数据处理过程如下
;企—(>w4coS5丄—;/ = ^" 12 "
Ce/ cos ο . .,
—-Aa +k2
12,/ q° 2
ηAq = Xi^g(AV2)+ Me(Xf1) +知(Xfr)](公式 I)
G k=l ηAqoh = [ [qG (xk_2 )h(xk—2) + Aq0 {xk_x )h{xk_x) + qG (xk )办(及)]
k=l
nAqo =YjIq0 (xk_2 ) + 4qG (xk_t) + qG (xk )]
k=lFu = CFH+Fsi+Fs2+Fst(公式 2)Fh = lfg[qE0+qEU+(2qB+qG) cos δ ](公式 3)
"Ι^νο^ξΙFsi 二Fi +F1 二Cji0LE(qB+qG)gCOSs sine+ 2(公式 4)Fs2 = n3Fr+Fa = n3Apu3+Bk2(公式 5)Fst = qGgH(公式 6)巧(公式？)[0030]Pa = Pm η η' η "(电动工况)；ΡΑ = Pm η ; η "(发电工况) (公式 8)式中C——输送机长度系数，对于具体输送带系统为定值；f—区段上的模拟摩擦系数；I——区段输送机长度，m,对于具体输送带系统为定值；g-重力加速度，m/s2;·[0036]qE0——承载区段上单位长度托辊旋转部分质量，kg/m，对于具体输送带系统为定值；qEU——回程区段上单位长度托辊旋转部分质量，kg/m，对于具体输送带系统为定值；qB——区段上单位传输带质量，kg/m,对于具体输送带系统为定值；qG——区段上单位输送物料的质量，kg/m ；δ —输送机区段的平均倾角；Ce——槽形系数。对于具体输送带系统为定值；U0——托辊和输送带间的摩擦系数，对于具体输送带系统为定值；Le——装有前倾托辊的输送机区段长度，1，对于具体输送带系统为定值；ε —托辊前倾角度，对于具体输送带系统为定值；U2——物料和导料栏板间的摩擦系数，对于具体输送带系统为定值；Iv-输送能力，m3/s,对于具体输送带系统为定值；P——被输送物料堆积密度，kg/m3,对于具体物料为定值；V-带速，m/s;Id1——导料槽两栏板间宽度，m，对于具体输送带系统为定值；B——带宽，m，对于具体输送带系统为定值；n3——清扫器个数，对于具体输送带系统为定值；A——单个清扫器与输送带接触面积，m2，对于具体输送带系统为定值；P——清扫器与输送带间压力，N/m2，对于具体输送带系统为定值；U3——清扫器与输送带间摩擦系数，对于具体输送带系统为定值；k2——刮板系数，N/m,对于具体输送带系统为定值；H——区段内高差Pm——电机功率，Kff ；n——传动效率，对于具体输送带系统为定值；V——电压降系数，对于具体输送带系统为定值；n "—多机驱动功率不平衡系数，对于具体输送带系统为定值；n/ —由传动效率η，电压降系数n'和多机驱动不平衡系数Π"乘积获得系数；n,—前倾托辊区离散采样点数；n—带式输送机全长设置采样点数；k/，k2'——对于具体的带式输送机为计算常数；h (X)——区段上高差值，m。[0066]所述的其他带式输送机设计参数为公式I 8中除了上述的运行电功率、运行带速、和流量分布情况的其他参数。由公式(4)有对于电动工况由于CEuQqBgsin ε (Le cos δ ) *LEcos5项系数为常数，Le cos δ可视为装有前倾托辊的输送机长度在水平轴投影长度，对于具体皮带机为定值且已知，同理由于qB为定值，2qB(lcos δ )项的Icos δ为皮带机水平距离,对于具体皮带机为定值且已知，在以上分析基础上得到其表达式为
权利要求1.一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，其特征在于，包括主体计算设备、现场采样用智能系统和高差数据提取计算机，所述的现场采样用智能系统包括由可编程逻辑控制器构成的现场智能采样设备和现场检测设备，现场智能采样设备分别与主体计算设备和现场检测设备连接，高差数据提取计算机和主体计算设备连接。
2.根据权利要求I所述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，其特征在于，所述的现场检测设备包括速度测量装置、电功率测量装置和瞬时流量测量装置；速度测量装置、电功率测量装置和瞬时流量测量装置分别与现场智能采样设备连接。
3.根据权利要求2所述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，其特征在于，所述的速度测量装置采用旋转编码器，电功率测量装置采用变频驱动装置，瞬时流量测量装置采用电子皮带秤。
4.根据权利要求2或3所述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，其特征在于，所述的速度测量装置通过HSI高速数字口与现场智能采样设备连接。
5.根据权利要求2或3所述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，其特征在于，所述的电功率测量装置通过变频器总线与现场智能采样设备连接。
6.根据权利要求I所述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，其特征在于，所述的现场智能采样设备采用运行WINCC控制系统的工业控制计算机。
7.根据权利要求I所述的带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，其特征在于，所述的高差数据提取计算机采用运行Visual LISP和AutoCAD的工业控制计算机。
专利摘要本实用新型公开了一种带式输送机的模拟摩擦系数的测量系统，包括主体计算设备、现场采样用智能系统和高差数据提取计算机，所述的现场采样用智能系统包括由可编程逻辑控制器构成的现场智能采样设备和现场检测设备，现场智能采样设备分别与主体计算设备和现场检测设备连接，高差数据提取计算机和主体计算设备连接。本实用新型可以精确计算出不同的运行环境(如温度、湿度等)下的模拟摩擦系数，从而可以实现对于带式输送机的工艺设计的校核，掌握带式输送机的实际最大输送能力，合理设置带式输送机设备，提高带式输送机的使用寿命。据大量数据统计表明，采用本实用新型后，仅带式输送机有实验依据的能力优化可节约成本10%。
文档编号G01N19/02GK202770751SQ201220233029
公开日2013年3月6日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者刘天军, 石峥嵘, 谷盛, 李辉中, 卢嘉树, 林传荣, 刘暤, 王立波, 牛玉辉, 杨立群 申请人:华电重工股份有限公司