JP6236869B2 - Prediction method of driving power consumption of belt conveyor line - Google Patents

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Description

本発明は、ベルトコンベヤラインの駆動消費電力の予測方法に関し、さらに詳しくは、搬送量が一定ではなく、かつ、複数のコンベヤベルトが混在して構成されているベルトコンベヤラインのそれぞれのコンベヤベルトの駆動消費電力を、簡易でありながら精度よく予測できる予測方法に関するものである。   The present invention relates to a method for predicting driving power consumption of a belt conveyor line. More specifically, the present invention relates to a method for predicting the driving power consumption of each conveyor belt of a belt conveyor line in which a conveyance amount is not constant and a plurality of conveyor belts are mixed. The present invention relates to a prediction method capable of accurately predicting drive power consumption while being simple.

ベルトコンベヤラインを駆動するための消費電力は、ベルトコンベヤラインを構成するコンベヤベルトの仕様や駆動ローラ等の周辺設備、さらにはコンベヤベルトに積載する搬送物の重量の変動等の影響を受けて変動することが知られている。ベルトコンベヤラインが例えば数ｋｍ超の長機長になると、コンベヤベルトを支持する支持ローラの数が増加するため、消費電力に関してはコンベヤベルトと支持ローラとの接触に起因する動力損失が支配的になる。また、長機長のベルトコンベヤラインになると、破損した部分を交換することにより、仕様の異なるコンベヤベルトが混在することがある。或いは、コンベヤベルトの仕様が同じであっても新旧のコンベヤベルトが混在することがある。   The power consumption for driving the belt conveyor line fluctuates due to the specifications of the conveyor belt that constitutes the belt conveyor line, peripheral equipment such as driving rollers, and the influence of fluctuations in the weight of the material loaded on the conveyor belt. It is known to do. When the belt conveyor line becomes longer than, for example, several kilometers, the number of support rollers supporting the conveyor belt increases, so that power loss due to contact between the conveyor belt and the support rollers becomes dominant with respect to power consumption. . Further, in the case of a long conveyor belt line, conveyor belts having different specifications may be mixed by replacing damaged parts. Or, even if the specifications of the conveyor belt are the same, old and new conveyor belts may be mixed.

仕様の異なるコンベヤベルトが混在するベルトコンベヤラインのそれぞれのコンベヤベルトの駆動消費電力を予測する方法は幾つか提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。これら従来の方法は、基本的にベルトコンベヤラインに積載する搬送物の重量（搬送量）が安定している場合を想定している。しかしながら、ベルトコンベヤラインによる搬送量は、搬送先の要求によって増減するため不安定な場合もある。そのため、これら従来の方法では、搬送量が不安定な場合に、それぞれのコンベヤベルトの駆動に要する消費電力を精度よく予測することは難しく、さらなる工夫が必要であった。   Several methods have been proposed for predicting the drive power consumption of each conveyor belt in a belt conveyor line in which conveyor belts having different specifications are mixed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). These conventional methods basically assume a case where the weight (conveyance amount) of the object to be loaded on the belt conveyor line is stable. However, the conveyance amount by the belt conveyor line may be unstable because it increases or decreases depending on the request of the conveyance destination. Therefore, in these conventional methods, when the transport amount is unstable, it is difficult to accurately predict the power consumption required to drive each conveyor belt, and further contrivance is required.

特開２００４−１８９４３４号公報JP 2004-189434 A 特開２００４−１８９４５２号公報JP 2004-189552 A

本発明の目的は、搬送量が一定ではなく、かつ、複数のコンベヤベルトが混在して構成されているベルトコンベヤラインのそれぞれのコンベヤベルトの駆動消費電力を、簡易でありながら精度よく予測できる予測方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a prediction that can easily and accurately predict the driving power consumption of each conveyor belt of a belt conveyor line in which a conveyance amount is not constant and a plurality of conveyor belts are mixed. It is to provide a method.

上記目的を達成するため、本発明のベルトコンベヤラインの駆動消費電力の予測方法は、複数のコンベヤベルトが混在するベルトコンベヤラインの駆動消費電力の予測方法において、前記ベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力を目的変数とし、ある時点における前記ベルトコンベヤラインのキャリア側に存在するそれぞれのコンベヤベルトの割合およびベルトコンベヤラインによる搬送量を説明変数として重回帰分析することにより、それぞれのコンベヤベルトの駆動に要する消費電力を予測し、この予測には、前記ベルトコンベヤラインに搬送物を積載して稼働させて、ベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力および搬送量の時系列データを取得し、取得した搬送量の時系列データから、そのデータが安定している所定時間における搬送量の平均を算出するとともに、取得したベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力の時系列データから、前記所定時間におけるベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力の平均を算出し、この搬送量の平均および消費電力の平均を算出した時点にベルトコンベヤラインのキャリア側に存在するそれぞれのコンベヤベルトの割合を算出し、これら算出したデータを前記重回帰分析に用いることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for predicting driving power consumption of a belt conveyor line according to the present invention is a method for predicting driving power consumption of a belt conveyor line in which a plurality of conveyor belts are mixed. By using power as an objective variable and performing multiple regression analysis with the ratio of each conveyor belt existing on the carrier side of the belt conveyor line at a certain point in time and the transport amount by the belt conveyor line as explanatory variables, it is possible to drive each conveyor belt. The power consumption required is predicted, and for this prediction, the transported goods are loaded and operated on the belt conveyor line, and the time series data of the power consumption and the transport amount required for driving the belt conveyor line are acquired, and the acquired transport A certain amount of time from the amount of time series data that the data is stable In addition to calculating the average transport amount, the average power consumption required for driving the belt conveyor line in the predetermined time is calculated from the acquired time series data of power consumption required for driving the belt conveyor line. The ratio of each conveyor belt existing on the carrier side of the belt conveyor line at the time of calculating the average and the average power consumption is calculated, and the calculated data is used for the multiple regression analysis .

本発明によれば、重回帰分析する際の説明変数として、ベルトコンベヤラインによる搬送量を採用しているので、搬送量が一定ではない場合のそれぞれのコンベヤベルトの駆動に要する消費電力を予測することが可能になる。また、ベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力に極めて大きな影響力を有するベルトコンベヤラインのキャリア側での支持ローラの乗り越え抵抗力に着目して、ある時点におけるベルトコンベヤラインのキャリア側に存在するそれぞれのコンベヤベルトの割合を説明変数として採用している。これにより、回帰式が単純されて複雑な計算が不要になり、簡易でありながら精度よく、それぞれのコンベヤベルトの駆動に要する消費電力を予測することができる。   According to the present invention, since the amount of conveyance by the belt conveyor line is adopted as an explanatory variable when performing multiple regression analysis, the power consumption required for driving each conveyor belt when the amount of conveyance is not constant is predicted. It becomes possible. In addition, paying attention to the resistance force of the support roller on the carrier side of the belt conveyor line that has a great influence on the power consumption required for driving the belt conveyor line, each existing on the carrier side of the belt conveyor line at a certain point in time The ratio of conveyor belts is used as an explanatory variable. As a result, the regression equation is simplified and no complicated calculation is required, and the power consumption required to drive each conveyor belt can be predicted with high accuracy while being simple.

この予測によって、ベルトコンベヤラインの駆動消費電力の削減のための様々なシミュレーションをすることができるので、駆動消費電力の省エネルギー化には大いに有益である。   By this prediction, various simulations for reducing the drive power consumption of the belt conveyor line can be performed, which is very useful for energy saving of the drive power consumption.

複数のコンベヤベルトが混在しているベルトコンベヤラインを例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the belt conveyor line in which the some conveyor belt is mixed. 図１のベルトコンベヤラインのキャリア側の一部拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of a carrier side of the belt conveyor line of FIG. 消費電力Ｐ、搬送量Ｑおよび支持ローラの乗り越え抵抗力ｆの時系列データを例示するグラフ図である。It is a graph which illustrates the time series data of power consumption P, conveyance amount Q, and the overcoming resistance force f of a support roller. 支持ローラ乗り越え抵抗力測定装置を側面視で例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates a support roller climbing resistance force measuring apparatus by a side view. 図４の一部拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4. 図５のＡ矢視図である。It is A arrow directional view of FIG. 測定用支持ローラに作用する抵抗力を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the resistance force which acts on the support roller for a measurement.

以下、本発明のベルトコンベヤラインの駆動消費電力の予測方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the method for predicting the driving power consumption of the belt conveyor line of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

図１、図２に例示するベルトコンベヤライン１（以下、コンベヤライン１という）は、複数のコンベヤベルトが混在して構成されていて、この実施形態では、２つのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂが混在している。それぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂは仕様が異なる、或いは、仕様が同じであっても新旧が異なっている。このコンベヤライン１は、３つの駆動用のプーリ２ａ、２ｂ、２ｃによって回転駆動される。駆動用のプーリの数はコンベヤライン１の長さ等によって適宜決定される。また、コンベヤライン１には適宜の位置に従動プーリが配置される。   The belt conveyor line 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 (hereinafter referred to as the conveyor line 1) is configured by mixing a plurality of conveyor belts. In this embodiment, two conveyor belts 1A and 1B are mixed. ing. The specifications of the conveyor belts 1A and 1B are different, or the old and new are different even if the specifications are the same. The conveyor line 1 is rotationally driven by three driving pulleys 2a, 2b and 2c. The number of driving pulleys is appropriately determined depending on the length of the conveyor line 1 and the like. A driven pulley is disposed on the conveyor line 1 at an appropriate position.

コンベヤライン１のキャリア側ＣＳでは、コンベヤベルト１Ａ、１Ｂの内周面１ｎ側を支持する多数の支持ローラ３が配置されている。キャリア側ＣＳでは、コンベヤベルト１Ａ、１Ｂが所定のトラフ角度を有して凹状に湾曲するように支持ローラ３が配置される。コンベヤライン１のリターン側では、コンベヤベルト１Ａ、１Ｂの外周面を支持する支持ローラ３が適宜配置されてコンベヤベルト１Ａ、１Ｂを円滑にガイドする。   On the carrier side CS of the conveyor line 1, a large number of support rollers 3 that support the inner peripheral surface 1n side of the conveyor belts 1A and 1B are arranged. On the carrier side CS, the support rollers 3 are arranged so that the conveyor belts 1A and 1B are curved in a concave shape with a predetermined trough angle. On the return side of the conveyor line 1, support rollers 3 that support the outer peripheral surfaces of the conveyor belts 1A and 1B are appropriately arranged to smoothly guide the conveyor belts 1A and 1B.

長機長のコンベヤライン１では既述したように、駆動に要する消費電力Ｐに関してはコンベヤベルト１Ａ、１Ｂと支持ローラ３との接触に起因する動力損失が支配的になる。そこで、コンベヤライン１を駆動するために要する消費電力Ｐは、コンベヤライン１のキャリア側ＣＳに配置された支持ローラ３がコンベヤベルト１Ａ、１Ｂを乗り越える際の支持ローラ３の乗り越え抵抗力ｆの総和に比例すると見做すことができる。   In the long conveyor line 1, as described above, the power loss due to the contact between the conveyor belts 1 </ b> A and 1 </ b> B and the support roller 3 is dominant with respect to the power consumption P required for driving. Therefore, the power consumption P required to drive the conveyor line 1 is the sum of the overcoming resistance force f of the support roller 3 when the support roller 3 arranged on the carrier side CS of the conveyor line 1 gets over the conveyor belts 1A and 1B. Can be assumed to be proportional to.

このコンベヤライン１では、異なるコンベヤベルト１Ａ、１Ｂが混在しているので、キャリア側ＣＳにどちらのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂがどの程度位置しているかによって消費電力Ｐが変動することになる。即ち、コンベヤベルト１Ａ、１Ｂが混在することに起因して、コンベヤライン１が一周する周期時間Ｔで消費電力Ｐが変動する。   In this conveyor line 1, since different conveyor belts 1A and 1B are mixed, the power consumption P varies depending on which conveyor belt 1A and 1B is located on the carrier side CS. That is, due to the presence of the conveyor belts 1A and 1B, the power consumption P varies with the period time T that the conveyor line 1 makes a round.

また、コンベヤライン１に積載される搬送物Ｔの重量に応じて、キャリア側ＣＳでコンベヤベルト１Ａ、１Ｂと支持ローラ３との接触に起因する動力損失が変化する。即ち、コンベヤライン１による搬送量Ｑによって消費電力Ｐが変動する。   Further, the power loss caused by the contact between the conveyor belts 1 </ b> A and 1 </ b> B and the support roller 3 is changed on the carrier side CS according to the weight of the conveyed product T loaded on the conveyor line 1. That is, the power consumption P varies depending on the conveyance amount Q by the conveyor line 1.

本発明では、このコンベヤライン１を構成するそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの駆動に要する消費電力を予測する。その際に、コンベヤライン１の駆動に要する消費電力Ｐを目的変数とし、ある時点におけるコンベヤライン１のキャリア側ＣＳに存在するそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの割合およびコンベヤライン１による搬送量Ｑを説明変数として重回帰分析する。   In the present invention, the power consumption required for driving the conveyor belts 1A and 1B constituting the conveyor line 1 is predicted. At that time, the power consumption P required for driving the conveyor line 1 is a target variable, and the ratio of the respective conveyor belts 1A and 1B existing on the carrier side CS of the conveyor line 1 and the transport amount Q by the conveyor line 1 at a certain point in time are calculated. Multiple regression analysis is performed as an explanatory variable.

そこで、コンベヤライン１が一方のコンベヤベルト１Ａのみで構成されていると仮定した場合のコンベヤライン１の駆動に要する消費電力をＰ１（ｋＷ）、他方のコンベヤベルト１Ｂのみで構成されていると仮定した場合のコンベヤライン１の駆動に要する消費電力をＰ２（ｋＷ）とする。そして、ある時点でのコンベヤライン１のキャリア側ＣＳに一方のコンベヤベルト１Ａが存在する割合をＸ1、他方のコンベヤベルト１Ｂが存在する割合をＸ2とする。Ｘ1+Ｘ2＝１である。すると、このコンベヤライン１の駆動に要する消費電力Ｐ（ｋＷ）は下記（１）式で表すことができる。
Ｐ＝Ｐ1×Ｘ1+Ｐ2×Ｘ2・・・（１） Therefore, assuming that the conveyor line 1 is composed of only one conveyor belt 1A, the power consumption required for driving the conveyor line 1 is P1 (kW), and it is assumed that the conveyor line 1 is composed only of the other conveyor belt 1B. The power consumption required for driving the conveyor line 1 in this case is P2 (kW). Then, let X 1 be the ratio at which one conveyor belt 1A is present on the carrier side CS of the conveyor line 1 at a certain time, and X 2 be the ratio at which the other conveyor belt 1B is present. X 1 + X 2 = 1. Then, the power consumption P (kW) required for driving the conveyor line 1 can be expressed by the following equation (1).
P = P 1 × X 1 + P 2 × X 2 (1)

また、それぞれの消費電力Ｐ1、Ｐ2は、コンベヤライン１による搬送物Ｔの搬送量Ｑ（ｔｏｎ／ｈ）が多ければ増大し、少なければ小さくなる。それ故、消費電力Ｐ1、Ｐ2は、搬送量Ｑの一次関数として下記（２）式、（３）式で表すことができる。
Ｐ1＝ａ0+ａ1×Ｑ・・・（２）
Ｐ2＝ｂ0+ｂ1×Ｑ・・・（３） Further, the respective power consumptions P 1 and P 2 increase when the transport amount Q (ton / h) of the transported object T by the conveyor line 1 is large, and decrease when it is small. Therefore, the power consumption P 1 and P 2 can be expressed by the following equations (2) and (3) as a linear function of the transport amount Q.
P 1 = a 0 + a 1 × Q (2)
P 2 = b 0 + b 1 × Q (3)

上記（２）式および（３）式を（１）式に代入し、整理すると下記（４）式になる。
Ｐ＝ｂ0+（ａ0−ｂ0）×Ｘ1+ｂ1×Ｑ+（ａ1−ｂ1）×Ｘ1×Ｑ・・・（４）
係数をまとめると、下記（５）式になる。
Ｐ＝ｃ0+ｃ1×Ｘ1+ｃ2×Ｑ+ｃ3×Ｘ1×Ｑ・・・（５）
ここで、ｃ0＝ｂ0、ｃ1＝ａ0−ｂ0、ｃ2＝ｂ1、ｃ3＝ａ1−ｂ1である。 Substituting the above formulas (2) and (3) into the formula (1) and rearranging, the following formula (4) is obtained.
P = b 0 + (a 0 −b 0 ) × X 1 + b 1 × Q + (a 1 −b 1 ) × X 1 × Q (4)
Summarizing the coefficients, the following equation (5) is obtained.
P = c 0 + c 1 × X 1 + c 2 × Q + c 3 × X 1 × Q (5)
Here, c 0 = b 0 , c 1 = a 0 -b 0 , c 2 = b 1 , c 3 = a 1 -b 1 .

上記（５）式を回帰式として、重回帰分析を行なって係数ｃ0、ｃ1、ｃ2、ｃ3および係数ａ0、ａ1、ｂ0、ｂ1を算出する。具体的には、下記（６）式で示される行列をパーソナルコンピュータ等の演算装置を用いて計算してそれぞれの係数を算出する。（６）式中のｎはデータ数である。 Using the above equation (5) as a regression equation, multiple regression analysis is performed to calculate the coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 and the coefficients a 0 , a 1 , b 0 , b 1 . Specifically, the matrix represented by the following equation (6) is calculated using an arithmetic device such as a personal computer to calculate the respective coefficients. In the formula (6), n is the number of data.

Figure 0006236869
Figure 0006236869

重回帰分析に用いるデータ取得のため、コンベヤライン１を稼働させ、適宜、搬送物Ｔを積載して搬送する。これにより、図３に例示するように、消費電力Ｐ（ｋｗ）の時系列データと搬送量Ｑ（ｔｏｎ／ｈｒ）の時系列データを取得する。図３には、キャリア側ＣＳに図４に例示するように、支持ローラ乗り越え抵抗力測定装置４（以下、測定装置４という）を設置して取得した支持ローラ３の乗り越え抵抗力ｆの時系列データも記載されている。   In order to acquire data used for the multiple regression analysis, the conveyor line 1 is operated, and the transported object T is appropriately loaded and transported. Thereby, as illustrated in FIG. 3, time-series data of power consumption P (kw) and time-series data of transport amount Q (ton / hr) are acquired. FIG. 3 shows a time series of the overcoming resistance force f of the support roller 3 obtained by installing the support roller overcoming resistance measuring device 4 (hereinafter referred to as the measuring device 4) as shown in FIG. Data are also listed.

取得した搬送量Ｑの時系列データから、比較的データが安定している時刻で、所定時間での搬送量Ｑの平均を算出する。また、取得した消費電力Ｐの時系列データから、搬送量Ｑの平均を求めた時刻（所定時間）での消費電力Ｐの平均を算出する。   From the acquired time-series data of the transport amount Q, an average of the transport amount Q in a predetermined time is calculated at a time when the data is relatively stable. Moreover, the average of the power consumption P at the time (predetermined time) when the average of the transport amount Q is obtained is calculated from the acquired time series data of the power consumption P.

消費電力Ｐの時系列データには、複数のコンベヤベルト１Ａ、１Ｂが混在していることに起因して、コンベヤライン１が１周回する周期時間Ｔにおいて、混在するコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの数と同数の変曲点ＡP、ＢPが現れる。これら変曲点ＡP、ＢPの時刻と、既知であるコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの長さとに基づいて、コンベヤライン１の走行速度Ｖを算出する。或いは、走行速度Ｖは別途計測してもよい。これにより、ある時点においてキャリア側ＣＳに存在するそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの割合（長さ割合）が算出できる。したがって、搬送量Ｑおよび消費電力Ｐの平均を算出した時刻におけるキャリア側ＣＳに存在するそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの割合が算出できる。以上のように算出したデータを用いて重回帰分析を行なう。 In the time series data of the power consumption P, due to the presence of a plurality of conveyor belts 1A and 1B, the number of conveyor belts 1A and 1B mixed in the cycle time T in which the conveyor line 1 makes one turn The same number of inflection points A P and B P appear. Based on the time of these inflection points A P and B P and the known lengths of the conveyor belts 1A and 1B, the traveling speed V of the conveyor line 1 is calculated. Alternatively, the traveling speed V may be measured separately. Thereby, the ratio (length ratio) of the respective conveyor belts 1A and 1B existing on the carrier side CS at a certain time can be calculated. Accordingly, it is possible to calculate the ratio of the respective conveyor belts 1A and 1B existing on the carrier side CS at the time when the average of the transport amount Q and the power consumption P is calculated. Multiple regression analysis is performed using the data calculated as described above.

算出された係数ｃ0、ｃ1、ｃ2、ｃ3を（５）式に代入することで、搬送量Ｑが一定ではなく、かつ、複数のコンベヤベルト１Ａ、１Ｂが混在して構成されているコンベヤライン１の消費電力Ｐを精度よく予測、再現できる。また、係数ａ0、ａ1、係数ｂ0、ｂ1をそれぞれ、（２）式、（３）式に代入することで、搬送量Ｑが一定ではない条件下におけるそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの駆動に要する消費電力Ｐ１、Ｐ２も精度よく予測することが可能になる。 By substituting the calculated coefficients c 0 , c 1 , c 2 , and c 3 into equation (5), the transport amount Q is not constant, and a plurality of conveyor belts 1A and 1B are mixed. The power consumption P of the existing conveyor line 1 can be accurately predicted and reproduced. Further, by substituting the coefficients a 0 , a 1 and coefficients b 0 , b 1 into the equations (2) and (3), respectively, the respective conveyor belts 1A, 1B under the condition that the transport amount Q is not constant. The power consumption P1 and P2 required for driving can be accurately predicted.

本発明では、重回帰分析する際の説明変数として、コンベヤライン１による搬送量Ｑを採用しているので、搬送量Ｑが一定の場合に限らず、変動する場合のそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの消費電力Ｐ１、Ｐ２を予測することができる。また、コンベヤライン１の消費電力Ｐに極めて大きな影響があり、支配的な因子となるキャリア側ＣＳでの支持ローラ３の乗り越え抵抗力ｆに着目して、ある時点におけるコンベヤライン１のキャリア側ＣＳに存在するそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの割合を説明変数として採用している。したがって、予測精度を向上させるために多数の説明変数を用いた回帰式にすることなく、簡易でありながら精度よく、消費電力Ｐ１、Ｐ２を予測することができる。これにより、複雑な計算も不要になる。   In the present invention, since the transport amount Q by the conveyor line 1 is adopted as an explanatory variable when performing multiple regression analysis, the conveyor belts 1A and 1B are not limited to the case where the transport amount Q is constant but fluctuates. Power consumption P1, P2 can be predicted. In addition, the power consumption P of the conveyor line 1 has an extremely large influence, and paying attention to the resistance force f over the support roller 3 at the carrier side CS as a dominant factor, the carrier side CS of the conveyor line 1 at a certain point in time. The ratio of the respective conveyor belts 1A and 1B existing in is used as an explanatory variable. Therefore, the power consumption P1 and P2 can be predicted with high accuracy in a simple manner without using a regression equation using a large number of explanatory variables in order to improve the prediction accuracy. This eliminates the need for complicated calculations.

この予測によって、コンベヤライン１の一部分を交換する際に、そのコンベヤベルトに交換すると、どの程度の消費電力になるのか、或いは、どの程度の長さ交換するとどの程度の消費電力になるのか等を精度よく把握することができる。このように、コンベヤライン１の駆動消費電力の削減のための様々なシミュレーションに利用できる。それ故、本発明はコンベヤライン１の駆動消費電力の省エネルギー化には大いに有益である。   Based on this prediction, when exchanging a part of the conveyor line 1, how much power is consumed if the conveyor belt is replaced, how much power is consumed when the length is exchanged, etc. It can be accurately grasped. Thus, it can be used for various simulations for reducing the drive power consumption of the conveyor line 1. Therefore, the present invention is very useful for energy saving of the driving power consumption of the conveyor line 1.

コンベヤライン１を構成するコンベヤベルトが３本以上の場合も、同様の手順により、それぞれのコンベヤベルトの駆動に要する消費電力を精度よく予測することが可能になる。本発明により消費電力の予測対象となるコンベヤベルト１Ａ、１Ｂは、長さが１ｋｍ以上、より好ましくは３ｋｍ以上、さらに好ましくは５ｋｍ以上である。長さが１ｋｍ未満では、消費電力Ｐ、Ｐ１、Ｐ２に及ぼすキャリア側ＣＳでの支持ローラ３の乗り越え抵抗力ｆの影響力が相対的に小さくなり、予測精度が低下するためである。   Even when there are three or more conveyor belts constituting the conveyor line 1, it is possible to accurately predict the power consumption required to drive each conveyor belt by the same procedure. The lengths of the conveyor belts 1A and 1B to be predicted for power consumption according to the present invention are 1 km or more, more preferably 3 km or more, and even more preferably 5 km or more. This is because if the length is less than 1 km, the influence of the resistance force f over the support roller 3 on the carrier side CS on the power consumption P, P1, and P2 is relatively small, and the prediction accuracy is lowered.

例えば、コンベヤライン１の水平機長７，８３０ｍ、周長１５，６５３ｍの内、一方のコンベヤベルト１Ａの長さが７，２９２ｍ、他方のコンベヤベルト１Ｂの長さが８，３６０ｍ、キャリア側ＣＳ支持ローラ３の配置ピッチが１．８ｍで配置本数４，４００本、走行速度Ｖが１７０ｍ／ｍｉｎ（＝２．８３３ｍ／ｓｅｃ）の場合について、（５）式の回帰式で重回帰分析を行ない算出された係数ｃ0、ｃ1、ｃ2、ｃ3および係数ａ0、ａ1、ｂ0、ｂ1は表１のとおりであった。 For example, among conveyor line 1 horizontal machine length 7,830m, circumference length 15,653m, one conveyor belt 1A length is 7,292m, the other conveyor belt 1B length is 8,360m, carrier side CS support For the case where the arrangement pitch of the rollers 3 is 1.8 m, the number of arrangement is 4,400, and the traveling speed V is 170 m / min (= 2.833 m / sec), the multiple regression analysis is performed by the regression equation (5). The coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 and the coefficients a 0 , a 1 , b 0 , b 1 were as shown in Table 1.

Figure 0006236869
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この結果により、それぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの消費電力Ｐ１、Ｐ２は、表２に示すようになり、コンベヤベルト１Ｂは、１Ａに比して消費電力が少なくて済むことが予測できる。   As a result, the power consumption P1 and P2 of the respective conveyor belts 1A and 1B are as shown in Table 2, and it can be predicted that the conveyor belt 1B requires less power than 1A.

Figure 0006236869
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測定装置４は、図４〜図６に例示するように、測定用支持ローラ５と、測定用支持ローラ５を支持する支持部６と、この支持部６が上面に載置されるフレーム７と、測定用支持ローラ５に作用する抵抗力を逐次検知する２つのロードセル１３ａ、１３ｂと、このロードセル１３ａ、１３ｂの検知データが逐次入力される制御部１４を備えている。制御部１４には、コンベヤライン１の走行速度Ｖも逐次入力される。さらに、フレーム７の上面と支持部６の下面との間には、フッ素樹脂等からなる低摩擦部材１０が介在している。測定用支持ローラ５には、支持ローラ３または支持ローラ３と同等仕様のものを用いる。測定用支持ローラ５は、１個に限らず、コンベヤベルト１Ａ、１Ｂの幅方向に複数並べて配置することもできる。   As illustrated in FIGS. 4 to 6, the measurement device 4 includes a measurement support roller 5, a support portion 6 that supports the measurement support roller 5, and a frame 7 on which the support portion 6 is placed on the upper surface. The two load cells 13a and 13b that sequentially detect the resistance force acting on the measurement support roller 5 and the control unit 14 to which detection data of the load cells 13a and 13b are sequentially input are provided. The running speed V of the conveyor line 1 is also sequentially input to the control unit 14. Further, a low friction member 10 made of a fluororesin or the like is interposed between the upper surface of the frame 7 and the lower surface of the support portion 6. As the measurement support roller 5, the support roller 3 or the same specification as the support roller 3 is used. The number of measurement support rollers 5 is not limited to one, and a plurality of measurement support rollers 5 can be arranged in the width direction of the conveyor belts 1A and 1B.

一方のロードセル１３ａは支持部６の前側に固定され、他方のロードセル１３ｂは支持部６の後側に固定されて、それぞれフレーム７に直接または間接的に接続される。ここで前後方向とは、コンベヤベルト１Ａ、１Ｂの走行方向（長手方向）であり、支持部６の前側は支持部６に対してコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの走行方向下流側、後側はコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの走行方向上流側を意味する。   One load cell 13 a is fixed to the front side of the support portion 6, and the other load cell 13 b is fixed to the rear side of the support portion 6, and is directly or indirectly connected to the frame 7. Here, the front-rear direction is the traveling direction (longitudinal direction) of the conveyor belts 1A and 1B. The front side of the support part 6 is downstream of the support part 6 in the traveling direction of the conveyor belts 1A and 1B, and the rear side is the conveyor belt. It means the upstream side in the traveling direction of 1A and 1B.

それぞれのロードセル１３ａ、１３ｂは、接続部材８を介して、フレーム７を構成する垂直フレーム７ｂに間接的に接続されている。ロードセル１３ａ、１３ｂは直接、垂直フレーム７ｂに接続することもできる。また、フレーム７を構成する水平フレーム７ａや支持フレーム７ｃにロードセル１３ａ、１３ｂを接続することもできる。   Each of the load cells 13 a and 13 b is indirectly connected to the vertical frame 7 b constituting the frame 7 through the connection member 8. The load cells 13a and 13b can be directly connected to the vertical frame 7b. Further, the load cells 13a and 13b can be connected to the horizontal frame 7a and the support frame 7c constituting the frame 7.

水平フレーム７ａの上面には、前後方向に延びるレール部１２ａが突設されている。また、支持部６の下面には、このレール部１２ａが嵌合する溝部１２ｂが設けられている。そして、レール部１２ａの全面および水平フレーム７ａの上面の全面が低摩擦部材１０により覆われている。このレール部１２ａと溝部１２ｂとにより、支持部６の移動を前後方向にガイドするガイド部１１が構成されている。水平フレーム７ａの上面および支持部６の下面のガイド部１１を除いた部分は、平坦な面状になっている。   A rail portion 12a extending in the front-rear direction protrudes from the upper surface of the horizontal frame 7a. Further, a groove portion 12b into which the rail portion 12a is fitted is provided on the lower surface of the support portion 6. The entire surface of the rail portion 12 a and the entire upper surface of the horizontal frame 7 a are covered with the low friction member 10. The rail portion 12a and the groove portion 12b constitute a guide portion 11 that guides the movement of the support portion 6 in the front-rear direction. The portions excluding the guide portion 11 on the upper surface of the horizontal frame 7a and the lower surface of the support portion 6 have a flat surface shape.

測定用支持ローラ５は、上下アジャスタ機構９を用いてコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの内周面１ｎに当接させてセットした状態でコンベヤライン１を稼働させることにより、内周面１ｎに接しながら転動する。図７に例示するように、測定用支持ローラ５がコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの内周面１ｎに当接して転動する際に、測定用支持ローラ５には、ベルト進行方向に向かって斜め下方の外力Ｆが作用する。実機の支持ローラ３は垂直方向に変位しないので、外力Ｆの垂直分力Ｆｖによる損失はない。そのため、測定用支持ローラ５に作用する外力Ｆの水平分力Ｆｈが支持ローラ３の乗り越え抵抗力ｆとなる。そこで、この測定装置４では測定用支持ローラ５に作用する水平方向の抵抗力ｆ（水平分力Ｆｈ）のみを検知するようにしている。   The measurement support roller 5 is rotated while being in contact with the inner peripheral surface 1n by operating the conveyor line 1 in a state where the support roller 5 is set in contact with the inner peripheral surface 1n of the conveyor belts 1A and 1B using the vertical adjuster mechanism 9. Move. As illustrated in FIG. 7, when the measurement support roller 5 rolls in contact with the inner peripheral surface 1 n of the conveyor belts 1 </ b> A and 1 </ b> B, the measurement support roller 5 is inclined downward in the belt traveling direction. The external force F acts. Since the support roller 3 of the actual machine is not displaced in the vertical direction, there is no loss due to the vertical component force Fv of the external force F. Therefore, the horizontal component force Fh of the external force F acting on the measurement support roller 5 becomes the resistance force f that the support roller 3 gets over. Therefore, the measuring device 4 detects only the horizontal resistance force f (horizontal component force Fh) acting on the measurement support roller 5.

コンベヤベルト１Ａ、１Ｂが測定用支持ローラ５を乗り越える際には、前側のロードセル１３ａは支持部材３とフレーム７との間の水平方向の圧縮力を検知し、後側のロードセル１３ｂは支持部材３とフレーム７との間の水平方向の引張力を検知する。そして、前側のロードセル１３ａが検知した圧縮力から後側のロードセル１３ｂが検知した引張力を差し引いた値（絶対値）の１／２が抵抗力ｆとして把握される。即ち、それぞれのロードセル１３ａ、１３ｂの初期状態（ゼロ点）を合わせていなくても、それぞれのロードセル１３ａ、１３ｂによる検知データを用いることに誤差を小さくして抵抗力ｆが測定される。   When the conveyor belts 1 </ b> A and 1 </ b> B get over the measurement support roller 5, the front load cell 13 a detects the horizontal compressive force between the support member 3 and the frame 7, and the rear load cell 13 b The horizontal tensile force between the frame 7 and the frame 7 is detected. Then, 1/2 of the value (absolute value) obtained by subtracting the tensile force detected by the rear load cell 13b from the compressive force detected by the front load cell 13a is grasped as the resistance force f. That is, even if the initial states (zero points) of the load cells 13a and 13b are not matched, the resistance force f is measured by reducing the error in using the detection data from the load cells 13a and 13b.

この測定装置４では、支持部６の下面と水平フレーム７ａの上面との間に低摩擦部材１０を介在させて支持部６を水平フレーム７ａに載置しているので、走行しているコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの内周面１ｎに測定用支持ローラ５を当接させて転動させると、実質的に測定用支持ローラ５に作用する水平方向の抵抗力ｆのみが、支持部６の前後それぞれに固定されたロードセル１３ａ、１３ｂにより検知される。そして、前後のロードセル１３ａ、１３ｂにより検知された検知データに基づいて上述したように、測定用支持ローラ５に作用する水平方向の抵抗力ｆを測定することができる。   In this measuring device 4, since the support portion 6 is placed on the horizontal frame 7a with the low friction member 10 interposed between the lower surface of the support portion 6 and the upper surface of the horizontal frame 7a, the running conveyor belt When the measurement support roller 5 is brought into contact with the inner peripheral surface 1n of 1A and 1B and rolled, only the horizontal resistance force f acting on the measurement support roller 5 is substantially before and after the support portion 6, respectively. Detected by the load cells 13a and 13b fixed to. Then, as described above, the horizontal resistance force f acting on the measurement support roller 5 can be measured based on the detection data detected by the front and rear load cells 13a and 13b.

例えば表２の結果から、搬送量Ｑが１，０００ｔｏｎ／ｈｒの場合のそれぞれの消費電力Ｐ１、Ｐ２の差異（Ｐ１-Ｐ２）は、約１４０（ｋＷ）になる。一方、測定装置４により測定した、搬送量Ｑが１，０００ｔｏｎ／ｈｒの時のそれぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂを乗り越える際の支持ローラ３の乗り越え抵抗力ｆはそれぞれ、２１．９（Ｎ）、１３．０（Ｎ）であった。そして、消費電力（ｋＷ）、抵抗力ｆ、キャリア側の支持ローラ本数Ｎ、ベルトの走行速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）は、以下（７）式の関係にある。
Ｐ＝（ｆ・Ｎ・Ｖ）／１０００・・・（７） For example, from the results in Table 2, the difference (P1−P2) between the respective power consumptions P1 and P2 when the transport amount Q is 1,000 ton / hr is about 140 (kW). On the other hand, the overcoming resistance force f of the support roller 3 when overcoming each of the conveyor belts 1A and 1B when the conveyance amount Q is 1,000 ton / hr as measured by the measuring device 4 is 21.9 (N), 13.0 (N). The power consumption (kW), the resistance force f, the number of support rollers N on the carrier side, and the belt running speed V (m / sec) are in the relationship of the following equation (7).
P = (f · N · V) / 1000 (7)

上記（７）式により、それぞれのコンベヤベルト１Ａ、１Ｂの抵抗力ｆの違いにより生じる消費電力Ｐ１、Ｐ２の差異は、（２１．９-１３．０）・４４００・２．８３３／１０００≒１１１（ｋＷ）と算出される。したがって、重回帰分析を用いて予測した消費電力Ｐ１、Ｐ２と、測定装置４を用いて測定した抵抗力ｆに基づいて算出した消費電力Ｐ１、Ｐ２とは概ね整合している。このように測定装置４により測定した抵抗力ｆに基づく消費電力Ｐ１、Ｐ２と比較することにより、予測した消費電力Ｐ１、Ｐ２の適正さを確認することができる。   From the above equation (7), the difference in power consumption P1 and P2 caused by the difference in resistance force f between the conveyor belts 1A and 1B is (21.9-13.0) · 4400 · 2.833 / 1000≈111. Calculated as (kW). Therefore, the power consumptions P1 and P2 predicted using the multiple regression analysis and the power consumptions P1 and P2 calculated based on the resistance force f measured using the measuring device 4 are generally matched. Thus, by comparing with the power consumption P1 and P2 based on the resistance force f measured by the measuring device 4, the appropriateness of the predicted power consumption P1 and P2 can be confirmed.

１ ベルトコンベヤライン
１Ａ、１Ｂ コンベヤベルト
１ｎ 内周面
２ａ、２ｂ、２ｃ プーリ
３ 支持ローラ
４ 測定装置
５ 測定用支持ローラ
６ 支持部
７ フレーム
７ａ 水平フレーム
７ｂ 垂直フレーム
７ｃ 支持フレーム
８ 接続部材
９ 上下アジャスタ機構
１０ 低摩擦部材
１１ ガイド部
１２ａ レール部
１２ｂ 溝部
１３ａ、１３ｂ ロードセル
１４ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Belt conveyor line 1A, 1B Conveyor belt 1n Inner peripheral surface 2a, 2b, 2c Pulley 3 Support roller 4 Measuring device 5 Measuring support roller 6 Support part 7 Frame 7a Horizontal frame 7b Vertical frame 7c Support frame 8 Connecting member 9 Vertical adjuster Mechanism 10 Low friction member 11 Guide part 12a Rail part 12b Groove part 13a, 13b Load cell 14 Control part

Claims (1)

複数のコンベヤベルトが混在するベルトコンベヤラインの駆動消費電力の予測方法において、前記ベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力を目的変数とし、ある時点における前記ベルトコンベヤラインのキャリア側に存在するそれぞれのコンベヤベルトの割合およびベルトコンベヤラインによる搬送量を説明変数として重回帰分析することにより、それぞれのコンベヤベルトの駆動に要する消費電力を予測し、この予測には、前記ベルトコンベヤラインに搬送物を積載して稼働させて、ベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力および搬送量の時系列データを取得し、取得した搬送量の時系列データから、そのデータが安定している所定時間における搬送量の平均を算出するとともに、取得したベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力の時系列データから、前記所定時間におけるベルトコンベヤラインの駆動に要する消費電力の平均を算出し、この搬送量の平均および消費電力の平均を算出した時点にベルトコンベヤラインのキャリア側に存在するそれぞれのコンベヤベルトの割合を算出し、これら算出したデータを前記重回帰分析に用いることを特徴とするベルトコンベヤラインの駆動消費電力の予測方法。 In the method for predicting the driving power consumption of a belt conveyor line in which a plurality of conveyor belts are mixed, each conveyor existing on the carrier side of the belt conveyor line at a certain point in time, with the power consumption required for driving the belt conveyor line as a target variable The power consumption required to drive each conveyor belt is predicted by performing multiple regression analysis using the ratio of belts and the transport amount on the belt conveyor line as explanatory variables . For this prediction, the transported goods are loaded on the belt conveyor line. Time series data of the power consumption and conveyance amount required to drive the belt conveyor line, and from the acquired time series data of the conveyance amount, the average of the conveyance amount for a predetermined time when the data is stable is obtained. It is necessary to calculate and drive the acquired belt conveyor line. From the power consumption time series data, calculate the average power consumption required to drive the belt conveyor line during the specified time, and present the average of the transport amount and the average power consumption at the carrier side of the belt conveyor line. A method for predicting driving power consumption of a belt conveyor line, wherein the ratio of each conveyor belt is calculated and the calculated data is used in the multiple regression analysis .
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