露天矿电铲性能评价方法

1042 编辑：中冶有色技术网来源：西安热工研究院有限公司

2023-12-22 16:07:22

权利要求书： 1.一种露天矿电铲性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采集电铲运行的实时数据

采集电铲运行的实时数据，包含提升电流TSDL、推压电流TYDL、开斗动作KDDZ、提升功率TSGL、推压功率TYGL、回转功率HZGL、提升给定TSGD、推压给定TYGD、回转给定HZGD、提升转矩TSZJ、推压转矩TYZJ和提升卷筒编码器TSJTBMQ实时数据；

2)对实时数据进行加工处理

通过二次加工电铲的实时数据，得到电铲产量CL、能耗NH、循环作业时间XHZYSJ、满斗百分比MDBFB、挖掘带回转WJDHZ以及电机堵转DJDZ电铲性能指标；电铲性能指标的计算方法如下：电铲产量CL：用开斗前一秒提升电流值作为参考值与电铲满斗额定电流值作比较，判断单勺是否装满，计算过程如下：当TSJTBMQ>4000且KDDZ＝1时，计算电铲实时产量，公式如下：电铲产量＝TSDL_1/600*30

其中，TSDL_1为计算时刻前一秒TSDL的历史值，4000为车高，1为开状态，600为额定提升电流，30为电铲额定容量；

循环作业时间XHZYSJ：电铲相邻两次装车的时间间隔，计算过程如下：当KDDZ＝1时，开始计时，直到下一次KDDZ＝1时，结束计时，计作一个循环作业周期，周期内的计时结果即为循环作业时间，当循环作业时间小于30秒或大于2分钟时计时结果不输出；

能耗NH：一个循环作业周期内，电铲耗电量与产量之比，计算过程如下：当KDDZ＝1时，开始累计电铲耗电量，直到下一次KDDZ＝1时，结束累计，累计电量DCHDL通过电铲总功率DCZGL与计算间隔时长来累计实现，公式如下：能耗＝DCHDL/CL

其中，DCZGL＝ZTGL+CTGL+TYGL+HZGL，ZTGL为主提功率，CTGL为从提功率，TYGL为推压功率，HZGL为回转功率；KDDZ为开斗动作；CL为电铲产量；

满斗百分比MDBFB：电铲满斗卸载的次数与总卸载次数之比，计算过程如下：当KDDZ＝1且TSJTBMQ>4000时，算作一次卸载，计入总卸载次数，同时读取计算时刻前一秒TSDL的历史值TDSL_1，如果TDSL_1>600则算作一次满斗，计入电铲满斗卸载次数；

满斗百分比＝MDXZCS/ZXZCS

其中，MDXZCS为电铲满斗卸载次数，ZXZCS为总卸载次数；

挖掘带回转报警，报警逻辑如下：

当TSZJ和TYZJ大于各自额定转矩的90％时，判断HZGD是否大于10％或者小于?10％，如果“是”则报警；

电机堵转报警，报警逻辑如下：

当TSDL和TYDL大于各自的堵转电流时，TSGD和TYGD没有减小，且整个过程持续时间大于3秒，如果成立则报警，否则正常；

3)建立电铲性能评价雷达图

对电铲产量、能耗、循环作业时间、满斗百分比以及挖掘带回转、电机堵转等电铲性能指标做雷达图分析，得到电铲性能评价体系；

4)评价电铲性能及电铲司机操作水平

根据电铲性能雷达图进行实时打分，评价电铲性能以及司机的操作水平。

说明书：一种露天矿电铲性能评价方法技术领域[0001] 本发明属于能源行业，具体涉及一种露天矿电铲性能评价方法，适用于露天矿电铲性能分析、露天矿电铲经济分析、露天矿电铲司机操作水平分析。背景技术[0002] 随着工业4.0的推进，露天矿亟需对重要设备的运行性能进行科学评价，露天矿电铲是影响露天矿生产的重要设备，目前还没有科学地评价方法，如何利用露天矿电铲设备的实时状态数据，经过加工处理后，科学地评价电铲性能，成为了本行业的技术难点。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种露天矿电铲性能评价方法，该方法通过露天矿电铲的实时状态参数，经过加工分析，得到露天矿电铲性能评价模型，便于在线计算露天矿电铲性能指标，对电铲进行性能分析、经济性分析以及在线评价电铲司机操作水平。[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：[0005] 一种露天矿电铲性能评价方法，包括以下步骤：[0006] 1)采集电铲运行的实时数据[0007] 采集电铲运行的实时数据，包含提升电流TSDL、推压电流TYDL、开斗动作KDDZ、提升功率TSGL、推压功率TYGL、回转功率HZGL、提升给定TSGD、推压给定TYGD、回转给定HZGD、提升转矩TSZJ、推压转矩TYZJ和提升卷筒编码器TSJTBMQ实时数据；[0008] 2)对实时数据进行加工处理[0009] 通过二次加工电铲的实时数据，得到电铲产量CL、能耗NH、循环作业时间XHZYSJ、满斗百分比MDBFB、挖掘带回转WJDHZ以及电机堵转DJDZ电铲性能指标；[0010] 3)建立电铲性能评价雷达图[0011] 对电铲产量、能耗、循环作业时间、满斗百分比以及挖掘带回转、电机堵转等电铲性能指标做雷达图分析，得到电铲性能评价体系；[0012] 4)评价电铲性能及电铲司机操作水平[0013] 根据电铲性能雷达图进行实时打分，评价电铲性能以及司机的操作水平。[0014] 本发明进一步的改进在于，步骤2)中，电铲性能指标的计算方法如下：[0015] 电铲产量CL：用开斗前一秒提升电流值作为参考值与电铲满斗额定电流值作比较，判断单勺是否装满，计算过程如下：[0016] 当TSJTBMQ>4000且KDDZ＝1时，计算电铲实时产量，公式如下：[0017] 电铲产量＝TSDL_1/600*30[0018] 其中，TSDL_1为计算时刻前一秒TSDL的历史值，4000为车高，1为开状态，600为额定提升电流，30为电铲额定容量；[0019] 循环作业时间XHZYSJ：电铲相邻两次装车的时间间隔，计算过程如下：[0020] 当KDDZ＝1时，开始计时，直到下一次KDDZ＝1时，结束计时，计作一个循环作业周期，周期内的计时结果即为循环作业时间，当循环作业时间小于30秒或大于2分钟时计时结果不输出；[0021] 能耗NH：一个循环作业周期内，电铲耗电量与产量之比，计算过程如下：[0022] 当KDDZ＝1时，开始累计电铲耗电量，直到下一次KDDZ＝1时，结束累计，累计电量DCHDL通过电铲总功率DCZGL与计算间隔时长来累计实现，公式如下：[0023] 能耗＝DCHDL/CL[0024] 其中，DCZGL＝ZTGL+CTGL+TYGL+HZGL，ZTGL为主提功率，CTGL为从提功率，TYGL为推压功率，HZGL为回转功率；KDDZ为开斗动作；CL为电铲产量；[0025] 满斗百分比MDBFB：电铲满斗卸载的次数与总卸载次数之比，计算过程如下：[0026] 当KDDZ＝1且TSJTBMQ>4000时，算作一次卸载，计入总卸载次数，同时读取计算时刻前一秒TSDL的历史值TDSL_1，如果TDSL_1>600则算作一次满斗，计入电铲满斗卸载次数；[0027] 满斗百分比＝MDXZCS/ZXZCS[0028] 其中，MDXZCS为电铲满斗卸载次数，ZXZCS为总卸载次数；[0029] 挖掘带回转报警，报警逻辑如下：[0030] 当TSZJ和TYZJ大于各自额定转矩的90％时，判断HZGD是否大于10％或者小于?10％，如果“是”则报警；

[0031] 电机堵转报警，报警逻辑如下：[0032] 当TSDL和TYDL大于各自的堵转电流时，TSGD和TYGD没有减小，且整个过程持续时间大于3秒，如果成立则报警，否则正常。[0033] 本发明具有如下有益的技术效果；[0034] 通过分析电铲的状态参数，本发明加工状态参数后可以得到电铲产量、能耗、循环作业时间、满斗百分比以及挖掘带回转、电机堵转等电铲性能指标，通过这些性能指标，综合评价电铲的性能、经济性以及电铲司机操作水平。附图说明[0035] 图1为满斗电流提取逻辑图；[0036] 图2为挖掘带回转报警逻辑图；[0037] 图3为电机堵转报警逻辑图；[0038] 图4为电铲性能评价雷达图；[0039] 图5为产量曲线图；[0040] 图6为能耗曲线图；[0041] 图7为满斗次数曲线图；[0042] 图8为开斗次数曲线图；[0043] 图9为循环时间曲线图；[0044] 图10为安全指数曲线图。具体实施方式[0045] 以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。[0046] 本发明提供的一种露天矿电铲性能评价方法，包括以下步骤：[0047] 1、采集电铲运行的实时数据[0048] 采集电铲运行的实时数据，包含提升电流TSDL、推压电流TYDL、开斗动作KDDZ、提升功率TSGL、推压功率TYGL、回转功率HZGL、提升给定TSGD、推压给定TYGD、回转给定HZGD、提升转矩TSZJ、推压转矩TYZJ和提升卷筒编码器TSJTBMQ实时数据。[0049] 2、对实时数据进行加工处理[0050] 通过二次加工电铲的实时数据，得到电铲产量CL、能耗NH、循环作业时间XHZYSJ、满斗百分比MDBFB、挖掘带回转WJDHZ以及电机堵转DJDZ电铲性能指标，性能指标的计算方法如下：[0051] 1)电铲产量CL：用开斗前一秒提升电流值作为参考值与电铲满斗额定电流值作比较，判断单勺是否装满，计算过程如下：[0052] 当TSJTBMQ>4000且KDDZ＝1时，计算电铲实时产量，公式如下：[0053] 电铲产量＝TSDL_1/600*30[0054] 其中，TSDL_1为计算时刻前一秒TSDL的历史值，4000为车高，1为开状态，600为额定提升电流，30为电铲额定容量。[0055] 2)循环作业时间XHZYSJ：电铲相邻两次装车的时间间隔(即两次开斗的时间差)，计算过程如下：[0056] 当KDDZ＝1时，开始计时，直到下一次KDDZ＝1时，结束计时，计作一个循环作业周期，周期内的计时结果即为循环作业时间，当循环作业时间小于30秒或大于2分钟时计时结果不输出。[0057] 3)能耗NH：一个循环作业周期内，电铲耗电量与产量之比。计算过程如下：[0058] 当KDDZ＝1时，开始累计电铲耗电量，直到下一次KDDZ＝1时，结束累计，累计电量DCHDL通过电铲总功率DCZGL与计算间隔时长来累计实现。公式如下：[0059] 能耗＝DCHDL/CL[0060] 其中，DCZGL＝ZTGL+CTGL+TYGL+HZGL，ZTGL为主提功率，CTGL为从提功率，TYGL为推压功率，HZGL为回转功率；KDDZ为开斗动作；CL为电铲产量。[0061] 4)满斗百分比MDBFB：电铲满斗卸载的次数与总卸载次数之比，计算过程如下：[0062] 当KDDZ＝1且TSJTBMQ>4000时，算作一次卸载，计入总卸载次数，同时读取计算时刻前一秒TSDL的历史值TDSL_1，如果TDSL_1>600则算作一次满斗，计入电铲满斗卸载次数。[0063] 满斗百分比＝MDXZCS/ZXZCS[0064] 其中，MDXZCS为电铲满斗卸载次数，ZXZCS为总卸载次数。满斗电流提取逻辑图如图1所示：[0065] 5)安全指数[0066] a)挖掘带回转报警[0067] 报警逻辑：当TSZJ和TYZJ大于各自额定转矩的90％时，判断HZGD是否大于10％或者小于?10％，如果“是”则报警。电铲WK?20型号和WK?35型号的额定转矩如下表所示：[0068][0069][0070] 挖掘带回转报警逻辑如图2所示：[0071] b)电机堵转报警[0072] 报警逻辑：当TSDL和TYDL大于各自的堵转电流时(堵转电流＝额定电流*1.2且不随时间的推移而改变)，TSGD和TYGD没有减小，且整个过程持续时间大于3秒，如果成立则报警，否则正常。电铲WK?20型号和WK?35型号的额定电流如下表所示：[0073][0074] 电机堵转报警逻辑如图3所示：[0075] 3、建立电铲性能评价雷达图[0076] 对电铲产量、能耗、循环作业时间、满斗百分比以及挖掘带回转、电机堵转等电铲性能指标做雷达图分析，得到电铲性能评价体系。[0077] 电铲数据模型为一个雷达图，雷达图的5个坐标分别为产量、能耗、满斗百分比、循环时间和安全指数。产量越高雷达图填充越满、能耗越低雷达图填充越满、满斗百分比越大雷达图填充越满、循环时间越小雷达图填充越满、安全指数越小雷达图填充越满。[0078] 4、评价电铲性能及司机操作水平[0079] 根据电铲性能雷达图进行实时打分，评价电铲性能以及司机的操作水平。对性能指标分别进行曲线绘制，通过曲线也可以分析电铲性能以及电铲司机的操作水平。[0080] 如图5和图6所示，绘制了电铲当班司机的产量和能耗曲线。[0081] 满斗百分比曲线分别绘制了开斗次数曲线和满斗次数曲线，如图7和图8所示。[0082] 此外，还有循环时间曲线和安全指数曲线，如图9和图10所示。