7. Автоматизация проветривания горных выработок
7.1. Автоматизация вентиляторных установок
Вентиляция подземных выработок угольных шахт является важнейшим технологическим процессом и обеспечивается большим комплексом оборудования и мероприятий.
В составе комплекса подача и подогрев атмосферного воздуха в шахту , распределение требуемого количества воздуха по выработкам,
контроль качественного и количественного состава, процессы дегазации и т.п. Основное оборудование - вентиляторы главного проветривания (ВГП), калориферные установки, регуляторы подачи воздуха в выработки, шлюзы, вентляторы местого проветривания (ВМП), аппаратура контроля сблокированная с системой сигнализации и электроснабжения.
Только совместная, синхронизированная работа всех элементов перечисленного оборудования может обеспечить снабжение выработок достаточным количеством качественного воздуха и удалить отработанный воздух. Под качественным понимается воздух, содержащий по объёму не менее 20% кислорода, не более 0.5% углекислого газа и содержащий в отработанной струе добычного участка не более 1%.
Вентиляторы главного проветривания должны оборудоваться двумя одинаковыми вентиляторами, с включением резервного не более чем через 10 мин после отключения рабочего.
Различают центральную и фланговую схемы проветривания шахты.
Способы проветривания: всасывающий (наиболее распространённый),
нагнетательный и комбинированный.
Вентиляторы: центробежные (типов ВЦ, ВЦД, ВШЦ), осевые (ВОД).
Для реверсирования струи могут использоваться реверсивные и нереверсивные ВГП. Последние для осуществления реверса оборудуются специальной системой обводных вентиляционных каналов с перебрасываемыми лядами (переключающимися перегородками).
Электропривод ВГП должен:
-работать в длительном режиме с номинальной нагрузкой
- обеспечивать запуск и разгон вентилятора с большим динамическим моментом инерции до номинальной частоты вращения
- обладать возможностью реверса (при соответствующей схеме)
- иметь низкую синхронную скорость вращения при безредукторном подключеннии к вентилятору
- обеспечивать возможность регулирования подачи вентилятора в диапазоне 2:1.
В качестве электродвигателей мощностью более 200 квт применяют синхронные (до 350 квт низковольтные, свыше 350 квт высоковольтные).
При маломощных сетях или по другим причинам используют асинхронный вспомогательный двигатель для запуска СД. Асинхронный двигатель может служить для привода вентилятора в выходные и ремонтные дни или в начальный период эксплуатации шахты.
При нерегулируемом приводе регулирование режима работы вентилятора может осуществляться:
- изменением сопротивления вент сети ( дросселированием)
- изменением угла наклона лопаток направляющих аппаратов
- изменением угла установки лопаток рабочего колеса – для осевых вентиляторов.
Различают регулируемый привод ВГП со ступенчатым, а также с плавным изменением частоты вращения.
Ступенчатое регулирование может быть обеспечено: использованием двух двигателей разной частоты вращения или многоступенчатых двигателей,
или применением преобразователей частоты.
В первом случае могут использоваться два асинхронных двигателя или синхронный и асинхронный двигатели. В качестве многоступенчатых могут применяться двухскоростные АД с КЗ ротором при мощностях до 1400 кВт. Плавное регулирование подачи вентиляторов может быть обеспечено применением: асинхронного машинно - вентильного каскада (АМВК),
асинхронного вентильного каскада (АВК), асинхронного двигателя со статическим преобразователем частоты, комбинированного машинно-вентильного каскада (КАМВК). Последний применяется для ВЦД-47.5 “Север” и позволяет производить запуск АД без пусковых сопротивлений.
Комплексы автоматизации ВГП обеспечивают контроль и управление основным (электропривод) и вспомогательным оборудованием ВГП.
В разные годы и применительно к различному основному оборудованию ВГП разработана и применяется комплектная аппаратура автоматизации :
УКВГ, ЭРВГП, АДШВ, УКАВ, УКАВ-2. В настоящее время для этих целей выпускаются комплексы УАВШ, УКАВ-М. Последние являются унифицированными и могут в зависимости от требования заказчиков поставляться в модификации для различных типов вентиляторов, электроприводов, систем управления электроприводами, расстояний от диспетчерского пункта, способа реверсирования струи и т.п.
Так , УКАВ- М представляет собой набор шкафов закрытого исполнения и пульт дистанционного управления .
Процесс управления ВГП включает следующие операции:
- подготовка ВГП к пуску ( включение цепей высокого и низкого напряжения, выбор способа управления конкретным ВГП : авт., ручн., дист., местн.) и вспомогательным оборудованием (лядами : авт. или ручн.,
режим проветривания: норм. или реверсивный);
пуск (импульс пуска из помещения машинного зала либо из диспетчерской) в автоматическом режиме осуществляется по командам блока микропрограммного автомата БМА. Последний начинает отработку команд в соответствии программой, записанной в ПЗУ. В процессе работы БМА опрашивает состояние входов и формирует выходные сигналы управления электрическими аппаратами и приводами механизмов вентилятора. Между подачей команды и её выполнением задаётся выдержка времени. Если в течение её не поступит сигнал о выполнении команды, то пуск прекращается, все элементы ВГП приводятся в исходное состояние, включается сигнализация и автоматически производится АВР аварийное включение резервного вентилятора.
- регулирование подачи ВГП или автоматическая её стабилизация;
- аварийное или оперативное отключение ВГП.
К вспомогательному оборудованию относят приводы ляд и дверей для реверса воздушной струи ВГП. направляющих и спрямляющих аппаратов, приводы маслосистем и тормозной системы.
Положение ляд, дверей и тормозов контролируется магнитными включателями, датчиками ДПМГ, ДКПУ.
Для контроля нормальной работы ВГП предусмотрена система датчиков и приборов (КИП).
Температура подшипников контролируется аппаратами КТТ-1, АКТ, ДКТ3-8М. В станциях управления ШГС используют КТТ-1 с 8 термодатчиками ТД, аппаратом контроля температурыАКТТ-1 и сигнальным табло ТКТ-1.
Наиболее важными параметрами работы ВГП являются расход воздуха и подача (напор). Их измеряют, используя зависимость динамического давления воздуха в канале от скорости потока воздуха. Установив приёмники давления в различных по площади сечениях вентиляционного потока F1, F2 и измерив перепад давлений между этими приёмниками dH получим зависимость для определения подачи:
Очевидно, что для определения расхода Q необходимо из величины импульса dH извлечь корень, для этой цели используют различные инструментальные методы.
Для контроля подачи и давления в ВГП использовались дифманометры ДМ, ДМИ ( ДМИ-Р - расходомер, ДМИ-Т -например) со вторичными регистрирующими приборами ВФС. В настоящее время их заменяют на более надёжную и современную аппаратуру с тензометрическими преобразователями типа САПФИР, для контроля производительности вводится приставка извлечения корня Ореол-Пик. Для регистрации уровней давления и производительности может быть применен прибор технограф.
Для контроля давления масла в циркуляционной системе применяют, например, двухпозиционные электроконтактные манометры типа ЭКМ.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Автоматизация проветривания горных выработок


title: Автоматизация калориферных установок

text:
7.2. Автоматизация калориферных установок
Воздух, подаваемый в шахту в холодное время подогревается в калориферных установках. Оптимальная температура подогретого воздуха, при которой практически не происходит размораживания грунта устьев стволов (в северных широтах) и не происходит обмерзания стволов +2 ,+4 градуса. При этом устанавливается минимальное энергопотребление.
Регулирование температуры воздуха подаваемого в шахту производится изменением соотношения холодного и подогретого воздуха
перемещением перегородки (ляды) перед смесительной камерой, а также изменением количества теплоносителя (пара, перегретой воды) в калориферы. Система автоматики отслеживает также температуру конденсата на выходе каждой секции калорифера и, при недопустимом понижении отключает секцию, включая резервную.
Комплексы автоматизации калориферных установок АКУ-63. АКУ-3.
( более детально на лабораторной работе).
Основные функции АКУ-3 состоят в контроле температуры воздуха в стволе за счёт изменения положения поворотной ляды (контур 1) и поддержания на постоянном уровне температуры теплоносителя на выходе из калорифера путём изменения его расхода через калорифер (контур регулирования 2). Кроме того, во избежание обмерзания отдельных секций при нарушении герметичности секций, контролируется температура на выходе из секций и при понижении температуры конденсата на выходе секции должно производиться отключение повреждённой секции и включение резервной. Схема станции управления аппаратуры АКУ-3.
Станция управления СУРК-3 состоит из блоков:
-преобразователей сигналов датчика температуры воздуха
- преобразователей сигналов датчиков температуры отработанного теплоносителя
- контроля температуры секций;
- все сигналы о температуре (аналоговые сигналы с термосопротивлений) преобразуются в стандартные дискретные сигналы, где количество импульсов равно численному значению измеряемой температуры. Схемы блоков преобразователей включают линейный преобразователь температуры в постоянный ток, на его выходе сигнал постоянного тока ( 0- 5мА), АЦП, преобразователь цифровых кодов, реверсивный двоично-десятичный счётчик , мультивибратор, триггер, схемы совпадения (И- функции) и импульсный распределитель.
(более детально на лабораторной работе).
Достарыңызбен бөлісу: |


7.3. Аппаратура управления распределением воздуха (АУРВ)
АУРВ состоит и следующих блоков:
-блок управления участковым регулятором распределения воздуха участковым РРВ
-блока управления групповым РРВ
-блока питания
- блока управления подачей ВГП.
РРВ полидиафрагменный (РРВП) предназначается для оперативного регулирования расхода воздуха в вентиляционной сети шахт на основе информации, получаемой от датчиков информации, получаемой от датчиков [CH4], скорости воздуха с целью повышения эффективности проветривания и безопасности ведения горных работ.
В состав аппаратуры входят технические средства (ТС) контроля скорости воздуха в выработках и контроля состава атмосферы.
По заданным сечениям и длине выработок составляют системы моделирования проветривания шахт. В модели вводятся конкретные параметры, на ПЭВМ производится расчет требуемых параметров по скорости воздуха и по концентрации метана и других составляющих газовой атмосферы. На основании замеров фактических параметров с помощью соответствующих ТС вводят в систему корректирующие воздействия с помощью соответствующих регулятотров.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Аппаратура контроля шахтного воздуха

text:
7.4. Аппаратура контроля шахтного воздуха
Для обеспечения безопасности труда подземных рабочих состав рудничного (шахтного воздуха ) должен контролироваться.
Основные требования:
-содержание кислорода не менее 20%
-углекислого газа на рабочих местах и в исходящих струях участков не более 0.5 %, а исходящим выработкам шахт 0.75%
-содержание метана, исчисляемое как средняя концентрация в поперечном сечении вент струи не должна быть более:
=1% на исходящей струе очистных и подготовительных выработок и участков;
=0.75% на исходящей струе крыла или шахты в целом;
=0.5% на свежей струе, поступающей в очистные выработки, к подготовительным забоям и в камеры;
=не более 2% в местных скоплениях в какой либо точке выработок.
Для точного, дискретного контроля состава воздуха применяют различные ТС: интерферометры,ШИ-6,( О2,СН4, СО2), ШИ-- 10(СН4 , СО2).
Для непрерывного индивидуального автоматического контроля [CH4]
непосредственно на рабочих местах применяют переносные метан- реле с автономным питанием.
Для контроля и автоматического отключения электропитания в выработках при достижении опасных концентраций в местах газовыделений из пласта при отбойке угля (в зоне работы шнеков добычного комбайна) разработано метан- реле типа ТМРК-3, отключающее подачу электроэнергии комбайна при достижении [CH4 более 2%].
К стационарным ТС относят аппаратуру, блокирующую подачу электроэнергии в выработку при достижении предельной для данной точки выработки концентрации, осуществляющей сигнализацию и передачу аналогового сигнала, пропорционального [CH4] на пульт диспетчера газовой службы с его регистрацией. В настоящее время это аппаратура
МЕТАН. (Более детально об аппаратуре МЕТАН - на лабораторной работе)
Достарыңызбен бөлісу: |


7.5. Автоматизация проветривания тупиковых выработок (АПТВ)
Для обеспечения непрерывного контроля за поступлением воздуха в тупиковые выработки, проветриваемые вентиляторами местного проветривания ВМП, в настоящее время применяется аппаратура АПТВ.
Основные функции:
-включение ВМП импульсами регулируемой длительности и количества, в зависимости от длины вентиляционного “рукава”
-немедленное включение резервного вентилятора при остановке рабочего
-задание уставки величины скорости воздуха пропорционального требуемому количеству воздуха для обеспечения выработки
-отключение электроэнергии в выработке при снижении скорости воздуха
ниже заданной (уставки) и другие.
(Детальное изучение АПТВ на лабораторной работе).
Достарыңызбен бөлісу: |


7.6. Автоматизация и контроль шахтных дегазационных систем
Необходимость дегазации, как средства поддержания допустимых концентраций метана в выработках, очевидна. При современных нагрузках на забой, высокой газообильности шахт обеспечение безопасных условий только за счёт способов и средств вентиляции невозможно.
Для систем дегазации характерно наличие трубопроводов ,по которым метан удаляется за пределы дегазируемого участка. В дегазационных трубопроводах для повышения безопасности эффективности в большинстве случаев создаётся разрежение с помощью вакуум-насосных установок (станций ВНС). ВНС, газопроводы, скважины, а также вся регулирующая, запорная и предохранительная аппаратура совместно со средствами контроля и управления образуют дегазационную систему шахты.
К средствам контроля и автоматизации ВНС предъявляются очень серьёзные требования по обеспечению безопасности, надёжности, систем блокировок и защиты.
В настоящее время наиболее известна автоматическая информационная система контроля параметров шахтных дегазационных установок, включающая и регуляторы ДИСК.
Достарыңызбен бөлісу: |


7.7. Автоматизированные системы управления проветриванием горных выработок (АСУПВ)
АСУПВ предназначена для автоматического оперативного управления газовой обстановкой в действующих выработках шахт с целью снятия ограничений на производительность выемочных участков и шахты по газовому фактору, экономии электроэнергии на проветривание и обеспечение высокого уровня безопасности горных работ.
В технической части система представляет собой совокупность ТС контроля концентрации метана и измерителей скорости воздуха(ИСВ-1), средств передачи информации в центр управления, средств обработки данных, выработки управляющих воздействий(УВК), исполнительных устройств(АУРВ, РРВП), аппаратура автоматизированного управления вентиляционными дверями (АШУ), управляемый привод ВГП.
Система позволяет:
=непрерывно контролировать концентрацию метана и скорость движения воздуха в выработках;
= осуществлять оперативную статистическую обработку контролируемых параметров с интервалом отбора данных в 1 мин;
=осуществлять оперативный расчёт требуемых приращений расходов в выработках;
=обеспечивать приращения расходов в выработках и по шахте в целом с интервалом 5-20 мин.
Применение системы позволяет автоматически снимать с помощью регулирования вентиляционного режима до 85-100%. загазирований технологического и аварийного характера при снижении расхода эл. энергии по шахте на 5- 7%.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Автоматизация процесса водоотлива

text:
8.1. Водоотливная установка как объект автоматизации
Водоотливные установки горных предприятий, отрабатывающих обводненные месторождения, представляют сложный энергомеханический комплекс, включающий: насосные агрегаты различной производительности, трубные коллекторы, систему электроснабжения и аппаратуру автоматизации.
Основная задача автоматизации этих объектов заключается в высвобождении обслуживающего персонала и обеспечении надежного и экономичного функционирования процесса водоотлива, чтобы исключить затопление горных выработок и создать нормальные условия для ведения горных работ.
Для обеспечения заданного уровня безотказной работы водоотлива его проектируют с запасом по емкости водосборника и резервом насосных агрегатов. Кроме того, на главных водоотливных установках предусматривается резервирование электроснабжения и дублирование трубопровода для откачки воды на поверхность.
Водоотливные установки работают, как правило, в цикличном режиме. Их включение и отключение производят в функции уровня воды в водосборнике.
Аппаратура автоматизации водоотлива должна обеспечивать:
автоматическую контролируемую заливку насосов перед их пуском в работу;
автоматическое включение в работу очередного насоса при достижении водой верхнего уровня и непрерывную работу его до нижнего уровня;
автоматический контроль за работающим насосом и аварийное отключение его, если он не развил заданной производительности или в установке возник отказ (перегрев подшипников, короткое замыкание и др.);
автоматическое включение в работу резервного насоса, если отказал первый насос или он не справляется с притоком и вода достигла повышенного или аварийного уровня. Может предусматриваться одновременное включение нескольких насосов;
обезличенную звуковую и световую сигнализацию на пульт диспетчера о состоянии установки (работа, отказ) и аварийном уровне воды, а также сигнализацию в камере об отказавшем насосе;
возможность дистанционного включения установки с пульта диспетчера и перевод ее на ручное управление;
возможность применения различных способов заливки (погружной насос, баковый аккумулятор, сифонный способ и др.);
блокирование от включения отказавшего насоса без вмешательства обслуживающего персонала;
автоматическое управление работой задвижек на трубопроводах, а также работу с постоянно открытой задвижкой при небольших глубинах.
Учитывая многообразие типов водоотливов, разнообразие гидрогеологических, горнотехнических условий шахт и рудников, для автоматизации этого процесса используется различная серийная аппаратура, обеспечивающая с той или иной полнотой реализацию рассмотренных требований. В ряде случаев автоматизация водоотлива выполняется по индивидуальным проектам.
Достарыңызбен бөлісу: |


8.2. Автоматическое управление водоотливными установками
Для автоматического управления водоотливными установками применяется следующая аппаратура:
АВО-3 для установок, оборудованных одним насосом с короткозамкнутым асинхронным электродвигателем до 120 кВт;
АВН-1М (в настоящее время выпуск аппаратуры прекращён) для установок, оборудованных тремя насосами с низковольтными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями;
УАВ для установок, оборудованных насосами с высоковольтными и низковольтными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями.
Унифицированная аппаратура УАВ имеет нормальное исполнение и может укомплектовываться для автоматизации 16 насосов.
ВАВ для установок, .оборудованных насосами (до девяти) с высоковольтными и низковольтными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Аппаратура имеет взрывозащищенное исполнение и может использоваться в шахтах, опасных по газу или пыли.
К важнейшим операциям по управлению водоотливной установкой относится заливка насоса перед включением его в работу. В настоящее время наибольшее распространение получил способ заливки при поморий заливочного погружного насоса ЗПН, который находится в водосборнике ниже нижнего уровня и постоянно залит водой.
Другие способы заливки: подача воды из нагнетательного става, применение баковых аккумуляторов, сифонный способ, использование заглубленных насосных камер получили в угольной промышленности малое распространение. В горнорудной промышленности заглубленные насосные камеры применяют широко, так как они обеспечивают наиболее благоприятные условия работы насосов и существенно упрощают схему автоматизации.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Рис. 8.1 - Санкт-Петербургский

text:
Р ис. 8.1. Схема автоматической водоотливной установки:
I — электродные датчики уровня; 2 — аппарат управления; 3 — электропривод задвижки ЭПЗ-1; 4 — обратный клапан; 5 — реле давления РДВ; 6 — термодатчик ТДЛ; 7 — реле производительности РПН; 8 — логружной заливочиый насос ЗПН.
Гидравлическая схема автоматической водоотливной установки приведена на рис. 8.1. Обобщенный алгоритм управления такой установкой при постоянно открытой задвижке на нагнетательном трубопроводе и отключенном электроприводе задвижки дан на рис. 8.2. В соответствии с ним функционирование водоотлива осуществляется следующим образом.
После включения в работу аппаратуры (например, УАВ) и ее программного устройства (оператор А) контролируется уровень воды в водосборнике при помощи электродных датчиков (логическое условие р). Когда вода поднимется к датчику верхнего уровня, поступает команда на включение заливочного насоса ЗПН, который подает воду в насос в течение времени, предусмотренного программным блоком. Качество заливки контролируется реле давления РДВ (логическое условие k). Если в момент контроля уровня он достиг повышенного или аварийного уровня (p=0), программный блок сначала переключает схему на включение п насосов одновременно, а лишь затем включает заливочный насос.
Когда насос (или насосы) будет залит, подается команда на ввод его в работу (оператор Аз) с последующим контролем за производительностью при помощи флажкового реле производительности РПН (логическое условие г). Если насос развил заданную производительность (г=1), то схема переключается на контроль нижнего уровня, при достижении которого насос будет отключен. Если насос по какой-либо причине не развил заданной производительности, он отключается и подается сигнал диспетчеру (оператор Л4), а аппаратура начнет новый цикл по включению в работу очередного насоса. Приведенный алгоритм отражает только порядок выполнения основных функций по включению и отключению насосов. Наряду с ними аппаратура автоматизации обеспечивает выполнение различных контрольных и защитных функций, например, контроль температуры подшипников при помощи датчиков ТДЛ (см. рис. 8.1).
Достарыңызбен бөлісу: |


Комплекс устройств автоматизации комбайна 1КШЭ
Основные составные части комплекса:
- блок управления реверсированием и торможением БУРТ
- блок автоматического управления БАУ
- блок импульсных трансформаторов БИТ
- блок индикации БИ.
Для проведения ТО применяется пульт диагностики аппаратуры БУРТ и БАУ, состоящий из блоков диагностики БУРТ — БД-1, блока диагностики БАУ БД-2, блока нагрузки БН, заглушки и перемычки.
БД-1 имитирует с помощью переключателей :
- Тмакс - срабатывание температурных датчиков эл.двигателей механизма подачи(МП);
-Ммакс-срабатывание выключателя муфты максимального момента на валу эл.двигателя МП;
-Утечка - кнопку проверки работоспособности реле утечки;
-Подача - вывод задатчика скорости подачи СКОРОСТЬ пульта управления из нулевого положения;
-Режим работы - выбор необходимого режима( В- вверх, Н- вниз, Т- динамического торможения .
В процессе проверки контролируется работоспособность по свечению светодиодов. Переключатель СБРОС гасит светодиоды.
Блоком БД-2 проверяется работа БАУ , имитируются режимы работы при различных скоростях подачи и нагрузках на двигателях. По миллиамперметрам можно следить за напряжением подачи,током подачи, током резания при включенной и отключенной обратной связи по току подачи. К блоку может подключаться осциллограф для наладки .
Выбор режимов тормозного или двигательного режима осуществляется переключателем РЕЖИМ РАБОТЫ. Проверка защиты от КЗ , от недопустимых утечек осуществляется нажатием соотвествующих кнопок .
При проверке работоспособности защиты от затянувшегося пуска резистором ТОК РЕЗАНИЯ устанавливается заданное значение тока ,а переключатель ПРОВЕРКА переводят в положение ОС ПО ТОКУ РЕЗАНИЯ.
Переключатель СБРОС для выключения светодиодов включившихся при срабатывании защит.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Рис 8.2. Алгоритм управления автоматической водоотливной установкой при постоянно открытых задвижках

text:
Р ис 8.2. Алгоритм управления автоматической водоотливной установкой при постоянно открытых задвижках.
8.3. Автоматическое регулирование режима работы водоотливных установок
Дальнейшее повышение эффективности работы водоотливных установок может быть достигнуто при создании систем, обеспечивающих регулирование производительности насосов по заданному алгоритму или перевод их на непрерывную откачку воды (работа на «приток»). При этом:
сокращается необходимая емкость водосборников на 30—50%;
сокращается на 35—75% мощность электродвигателей насосных агрегатов и появляется возможность применять меньшие по производительности насосы;
повышается безотказность работы водоотливной установки, гак как примерно 60% отказов возникают в момент пуска насосов;
уменьшаются затраты на водоотлив за счет интенсивной откачки воды в часы минимума энергопотребления, когда тариф за электроэнергию минимален.
Автоматическое регулирование производительности центробежных насосов может производиться путём изменения окружной скорости рабочего колеса и без её изменения.
Функциональная схема САУ водоотливной установкой при использовании регулируемого привода в целях стабилизации уровня воды в водосборнике показана на рис. 8.3.
Достарыңызбен бөлісу: |


Рис. 8.3. Функциональная схема САУ стабилизацией уровня воды в водосборнике.
Объект регулирования в САУ водоотливной установкой — водосборник В, а его выходной параметр — уровень воды Н, который необходимо поддерживать постоянным путем изменения производительности Qн насоса Н. Возмущающее воздействие в этой системе — приток воды Qпр. Дифференциальное уравнение такого объекта:
,
где dH/dt – скорость изменения уровня воды в водосборнике, м/с;
Qпр – приток воды, м3/с; kВ = 1/F – передаточный коэффициент объекта (F — площадь водосборника, м2); Qн — производительность насоса, м3/с.
Следовательно, объект представляет собой астатическое звено первого порядка, передаточная функция которого:
.
Насос характеризуется угловой скоростью рабочего колеса на входе и производительностью Qн на выходе. Он может быть представлен апериодическим звеном первого порядка с передаточной функцией:
.
Угловая скорость рабочего колеса насоса меняется путем изменения частоты f напряжения, питающего электродвигатель насоса. Регулирование этой частоты в САУ осуществляется тиристорным преобразователем частоты ТПЧ, сигнал управления на который подаётся от блока управления БУ. Измерение выходного параметра объекта Н производится датчиком уровня ДУ. Знак и уровень сигнала рассогласования U между фактическим Uф и заданным Uз значениями уровней определяет характер выходного сигнала блока управления БУ. Сигналы Uз и Uф соответственно пропорциональны Нз и Нф. Для получения непрерывного сигнала Uф используются индуктивные и реостатные датчики с поплавковым чувствительным элементом, а также другие типы уровнемеров.
Данный способ регулирования производительности насосов наиболее эффективен по сравнению с другими.
В зависимости от постановки задачи при автоматическом регулировании производительности насосных агрегатов могут быть реализованы различные алгоритмы управления: поддержание постоянного уровня воды в водосборнике; изменение уровня воды по заданной программе; выравнивание нагрузки на шинах шахтной подстанции.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Автоматизация компрессорных установок

text:
9. Автоматизация компрессорных установок
9.1. Регулирование производительности компрессорных установок
Основная задача регулирования режима работы компрессорных агрегатов и станций состоит в поддержании постоянного заданного давления сжатого воздуха в пневмосети путем изменения производительности компрессоров соответственно потреблению сжатого воздуха. В общем случае такое регулирование может быть осуществлено воздействием на коммуникации, компрессор или его привод. Ниже рассматриваются основные применяемые и перспективные способы регулирования производительности компрессоров.
Регулирование перепуском с нагнетания на всасывание, применяемое на поршневых компрессорах, заключается в переводе компрессора на холостой режим работы путем соединения нагнетательной полости каждого цилиндра с полостью всасывания посредством байпаса-трубопровода, снабженного вентилем (клапаном, задвижкой), управление которым может осуществляться вручную или автоматически. Этот способ по характеру регулирования ступенчатый; он обычно применяется при пуске и останове компрессора. Использовать его для регулирования производительности компрессора при работе нецелесообразно вследствие неэкономичности.
Регулирование дросселированием на всасывании предусматривает установку во всасывающем трубопроводе управляемого дросселирующего устройства (заслонки). Уменьшая проходное сечение дросселя, увеличивают его сопротивление и снижают давление воздуха, поступающего в первую ступень компрессора. При плавном изменении давления воздуха также плавно изменяется производительность компрессора. Такой способ регулирования производительности является основным для турбокомпрессоров (его применение на поршневых компрессорах ограничено повышением температуры сжатого воздуха до опасного для смазочных масел значения). Он прост в реализации, но неэкономичен.
Наиболее распространено для поршневых компрессоров регулирование отжимом всасывающих клапанов. Сущность этого способа заключается в следующем: всасывающие клапаны обеих ступеней удерживаются в открытом состоянии, поэтому сжатие в полости цилиндров прекращается и подача становится равной нулю. Полный отжим всасывающих клапанов для компрессоров двойного действия позволяет получить три ступени регулирования производительности: 100% —без отжима клапанов; 50% — при открытии всасывающих клапанов передней полости цилиндра низкого давления и задней полости цилиндра высокого давления; 0% — при открытии всех всасывающих клапанов обеих ступеней.
Более экономичен (по сравнению с отжимом всасывающих клапанов) способ регулирования производительности посредством подключения к цилиндру дополнительной емкости (мертвого пространства), применяемый на современных поршневых компрессорах. Сущность его состоит в том, что с увеличением объема мертвого пространства уменьшается объем свежего воздуха, засасываемого компрессором, так как воздух, ранее сжатый в мертвом пространстве, при всасывании расширяется и занимает часть полезного объема цилиндра.
Обычно регулирование производительности компрессора изменением мертвого пространства ступенчатое: к цилиндру компрессора с помощью управляемых клапанов подключают дополнительные объемы, представляющие собой отдельные полости, присоединенные к цилиндрам, или полости, расположенные непосредственно в корпусе цилиндров.
Наиболее эффективно и перспективно регулирование производительности компрессоров воздействием на их привод. Один из видов такого регулирования — периодические остановы компрессора, осуществляемые остановом двигателя или отсоединением компрессора от двигателя с помощью электромагнитных или гидравлических муфт. Регулирование производительности в обоих случаях ступенчатое. Регулирование остановом двигателя производится, как правило, на компрессорах с приводными двигателями мощностью до 300 кВт (производительностью до 50 м3/мин) и в сочетании с другими способами регулирования, например, со ступенчатым регулированием поршневых компрессоров подключением дополнительных мёртвых объёмов, а также при смешанном оборудовании компрессорной станции (турбо- и поршневые компрессоры). В последнем случае основное регулирование режима работы станции осуществляется плавным регулированием производительности турбокомпрессоров с последующим при необходимости отключением (включением) поршневых, а в некоторых случаях и турбокомпрессоров.
Плавное и экономичное регулирование производительности компрессора в широких пределах может быть обеспечено изменением частоты вращения с помощью регулируемого электропривода. При этом производительность изменяется пропорционально угловой скорости. Этот способ регулирования является перспективным для турбокомпрессоров. Для поршневых компрессоров производительностью до 50 м3/мин применение регулируемого электропривода пока не оправдано.
Автоматическое регулирование производительности компрессоров осуществляется в системах автоматической стабилизации давления сжатого воздуха. Такие системы могут быть дискретными и непрерывными и реализуются с помощью различных регуляторов общего назначения соответственно дискретного и непрерывного действия.
Если потребители сжатого воздуха при изменении нагрузки допускают отклонение давления от заданного значения в сравнительно больших пределах, то для регулирования режима работы компрессоров применяют простые двухпозицнонные (релейные) регуляторы давления, воздействующие на исполнительные органы для ступенчатого изменения их производительности. Когда по условиям технологического процесса требуется высокая точность поддержания давления при широком диапазоне расхода сжатого воздуха, используются более сложные регуляторы непрерывного действия, плавно изменяющие производительность компрессоров.
Дискретные системы регулирования применяются на поршневых компрессорах. Они, как правило, реализуются на основе электроконтактных манометров ЭКМ.-1У, воздействующих на электромагнитные клапаны, с помощью которых подсоединяются дополнительные мёртвые объёмы.
Системы непрерывного действия преимущественно применяются на турбокомпрессорах. Они строятся на основе гидравлических и электрических ПИ-регуляторов.
На рис. 9.1 представлена функциональная схема системы автоматического регулирования (системы стабилизации) давления сжатого воздуха в коллекторе, имеющая регулятор непрерывного действия. Объект регулирования — компрессор с воздухосборником Л'—В, регулируемая величина — давление р воздуха, которое должно поддерживаться постоянным с допустимой погрешностью. Сигналы ХЗ задатчика 3 и ХД датчика давления ДД, представляют собой перемещения или напряжения (в зависимости от типа регулятора), пропорциональные заданному рз и фактическому р давлению воздуха. Пропорционально-интегральный регулятор ПИ-Р воспринимает разность Х=Хз – ХД и управляет положением регулирующего органа (заслонки), компенсируя главное возмущающее воздействие — расход воздуха Qр путём установления производительности компрессора, равной существующему в данный момент расходу.
Компрессор с выходными емкостями как объект регулирования может быть представлен приближенно апериодическим звеном с передаточной функцией
,
где ko, Тo — передаточный коэффициент и постоянная времени объекта.
П И-регулятор обеспечивает устойчивое астатическое регулирование производительности компрессора, поддерживая с высокой точностью давление на заданном уровне.
Достарыңызбен бөлісу: |


Рис.9.1. Функциональная схема системы автоматического регулирования давления
9.2. Автоматизация компрессорных агрегатов и станций
Современные рудничные компрессоры в качестве привода имеют синхронные двигатели, скорость которых не регулируется.
Автоматическая система компрессорного агрегата с нерегулируемым электроприводом может быть представлена схемой, показанной на рис. 9.2. Система содержит: датчики Д давления сжатого воздуха и теплотехнических параметров контроля агрегата (температуры, давления, расхода, уровня, положения задвижек, клапанов, заслонок и др.); электропривод компрессора ЭП (синхронный двигатель с возбудителем и пусковым устройством); исполнительный механизм ИМ, управляющий положением органа регулирования (клапанов, дроссельной заслонки) производительности Qк компрессора; вспомогательные технологические механизмы ВМ (разгрузочный клапан, маслонасосы, задвижка водяного охлаждения, вентили продувки); аппаратуру управления и регулирования АУР, осуществляющую автоматическое управление компрессорным агрегатом; пульт оператора (диспетчера) ПО с органами задания и контроля режимов работы агрегата.
Коллектор нагнетания сжатого воздуха
Достарыңызбен бөлісу: |


Рис. 9.2. Функциональная схема автоматической системы компрессорного агрегата с нерегулируемым электроприводом.
Аппаратура автоматики, поставляемая комплектно с компрессором, обеспечивает:
автоматическое программное управление пуском и остановом компрессорного агрегата (включение и отключение в заданной последовательности вспомогательных механизмов и двигателя компрессора);
автоматический контроль режимов работы агрегата;
автоматическое регулирование производительности компрессора для поддержания заданного давления сжатого воздуха в коллекторе компрессорной станции;
автоматическую защиту электропривода компрессора (от асинхронного режима работы синхронного двигателя, короткого замыкания, перегрузки и др.), а также защиту, приводящую к отключению компрессора при верхнем пределе давления сжатого воздуха в ступенях сжатия, превышении температуры масла в системе смазки, прекращении потока охлаждающей воды и других нарушениях нормального режима работы агрегата;
сигнализацию на пульте оператора — световую о нормальной работе агрегата, световую и звуковую об аварийном отключении компрессорного агрегата.
Отклонение контролируемых параметров от заданных значений указывает на ненормальные или нерациональные режимы работы систем агрегата, а в ряде случаев может привести к аварии.
Критическим параметром безопасной работы компрессорного агрегата является температура воздуха. Перегрев воздуха особенно опасен для поршневых компрессоров, в которых смесь масла с воздухом при перегреве способна детонировать. Для контроля температуры применяют контактные термометры, термометры сопротивления, терморезисторы, манометрические термометры, термопары и др.
К числу важнейших параметров, характеризующих работу компрессора, относится производительность, контроль расхода воздуха и сравнение его с расходом электрической энергии позволяет оценить эффективность работы отдельных компрессоров и системы пневмоснабжения в целом. Расход воздуха Qр определяется обычно путем измерения перепада давления на дроссельном устройстве (сопло, диафрагма), установленном на трубопроводе, в соответствии с уравнением:
,
где k – расчетный коэффициент; р = р1 – р2 – перепад давления на дроссельном устройстве, измеряемый дифференциальным манометром.
Для контроля производительности компрессоров преимущественное распространение получили дифманометры и дифтягомеры ДМ, ДТ2 мембранные с дифференциальными трансформаторами, работающие с автоматическими вторичными приборами, например с приборами КСД-3.
В настоящее время наиболее перспективны для контроля расхода воздуха в пневмосети и компрессорной станции мембранные электрические дифманометры ДМЭ.
Для автоматизации шахтных компрессорных станций, оборудованных турбо- и поршневыми компрессорами, разработана унифицированная аппаратура автоматизации УКАС, основная задача которой — повысить эффективность работы автоматизированных компрессорных станций, производства и использования пневмоэнергии в результате:
применения регулируемого привода для управления режимом работы турбокомпрессоров изменением их угловой скорости;
автоматического регулирования (стабилизации) давления в коллекторе компрессорной станции;
расширения объема информации, передаваемой диспетчеру, и. обеспечения тем самым возможности работы компрессорной станции без постоянного присутствия обслуживающего персонала;
построения аппаратуры по блочно-модульному принципу с использованием герконовых реле и бесконтактных элементов, а в перспективе интегральных микросхем.
В состав аппаратуры УКАС входят:
щит управления турбокомпрессорным агрегатом УКАС-А (один на агрегат);
щит управления поршневым компрессорным агрегатом УКАС-ПА (один на агрегат);
пульт оператора (один на агрегат);
щит управления компрессорной станцией УКАС-С (один на станцию из восьми агрегатов);
тиристорное ТЕ-8 или бесщёточное БВУ возбудительное устройство (одно на агрегат);
первичные приборы теплотехнического контроля, устанавливаемые на компрессорном агрегате.
Регулирование режима работы компрессорной станции (обеспечение равенства производства и расхода сжатого воздуха) с целью поддержания заданного давления при параллельной работе нескольких компрессоров достигается как автоматическим поочередным регулированием производительности отдельных компрессоров, так и изменением числа одновременно работающих компрессоров (включением и отключением приводов).
Функциональная схема системы автоматического управления компрессорной станцией приведена на рис. 9.3. Блок БКА определяет последовательность автоматического включения, регулирования и останова агрегатов станции в соответствии с выбранными на пульте оператора номерами головного (включаемого первым), рабочих и резервных агрегатов.
Блок РД состоит из двух регуляторов давления РПИБ — рабочего и резервного, включаемого при неисправности работающего. Регулятор давления обеспечивает регулирование режима работы всех компрессоров станции для поддержания заданного давления сжатого воздуха в ее коллекторе. При отклонении давления воздуха р в пневмосети от заданного значения рз выше допустимого по сигналу регулятора РД блок ЗРП задает АУР программу индивидуального управления очередным компрессорным агрегатом. Аппаратура АУР обеспечивает управление, технологические защиты и регулирование производительности агрегата.
Достарыңызбен бөлісу: |


Рис. 9.3. САУ компрессорной станции на базе аппаратуры УКАС:
БКА — блок задания команд и адресов программы; ЗРП — задатчик-распределитель программы работы станции; КА1—КА8—компрессорные агрегаты; АУР1—АУР8 — аппаратура управления и регулирования агрегатов; Д1—Д8 — датчики теплотехнических параметров агрегатов;
Д — датчик давления сжатого воздуха в пневмосети; РД — регулятор давления; КС — коллектор станции.
10. Автоматизированные системы управления технологическими процессами на горных предприятиях
10.1. Принцип функционирования АСУ
Под автоматизацией управления понимается замена физического и умственного труда человека, затрачиваемого на управление работой технических средств.
Автоматизация управления предприятием может осуществляться двумя методами. Первый метод заключается в разделении всей совокупности проблем управления предприятием на обособленные задачи, которые изучаются и решаются отдельно, не будучи связанными со смежными задачами. Решения, найденные для других задач, при этом во внимание не принимаются.
Задачи могут решаться в определенной логической последовательности или параллельно, в зависимости от существующих ограничений экономического, технического или организационного характера. Достоинства метода заключаются прежде всего в том, что автоматизация управления по отдельным задачам не вызывает необходимости глубокого изменения структур в системе управления. Задачи управления зачастую и выбираются так, чтобы их автоматизация не затрагивала общей структуры существующих подразделений предприятия.
Метод позволяет подразделить совокупность процедур управления предприятием на такое число задач, которое ограничивается только условием достижения наилучшего результата. Поэтому выделяются и решаются в первую очередь те задачи и в таком объеме, чтобы их решение было связано с получением прямых положительных результатов.
Такие ограничения в количестве и объеме автоматизируемых задач управления неизбежно повышают эффективность автоматизации. Преимущества метода проявляются и в самой организации решения задач автоматизации управления. Каждая задача решается одним коллективом разработчиков, который специализирован на задачах (или на одной задаче) такого типа. Отпадает необходимость работ по увязке многочисленных задач управления в единую систему. Существуют возможности оценки затрат на разрабатываемую задачу, в частности, затрат машинного времени, что позволяет точно определять расходы на ее решение.
С помощью этого метода разработчики могут тесно сотрудничать с теми подразделениями предприятия, которые наиболее заинтересованы в автоматизации решения конкретных задач, что повышает качество и эффективность разработки.
Основной недостаток метод – трудность сопряжения разработанных в отдельности задач, обеспечения взаимного обмена и координации при их эксплуатации. Большие трудности связаны с расширением задач, функционирующих изолированно друг от друга. Приходится существенно перерабатывать информационное и математическое обеспечение. В большинстве случаев речь идет практически о новом решении уже рассчитанной задачи.
Недостаток метода проявляется также в слабом влиянии на совершенствование структуры управления предприятием. Автоматизация управления предприятием обычно создает благоприятные возможности для модернизации самой структуры управления и сопровождается ее существенной перестройкой. Эти возможности в данном случае практически не реализуются.
Решение отдельных задач управления предприятием связано с использованием в разных задачах одной и той же информации в различных сочетаниях исходных показателей. Это приводит к появлению избыточных массивов данных, равно как и процедур их обработки.
Из приведенной характеристики метода можно сделать вывод, что его использование не позволяет обеспечить системное решение проблемы автоматизации управления предприятием как единым технологическим, организационным и экономическим механизмом и это является главным недостатком метода.
Второй метод – системный – заключается в автоматизации системы управления предприятием, т. е. управления по принципу системного подхода. Потоки данных всех видов, используемых в управлении, образуют сложную информационную систему. Для автоматизации ее функционирования необходимо:
а) дать описание информационной системы предприятия (отрасли);
б) разделить систему на информационные подсистемы;
в) разработать автоматизированные информационные подсистемы с учетом их взаимосвязей;
г) создать автоматизированную систему управления путем соединения отдельных информационных подсистем.
Здесь важна совместимость информационных подсистем, которая достигается путем создания некоторых общих массивов информации и обеспечения обмена информацией между различными подсистемами.
Автоматизация управления по системному методу обеспечивает интеграцию управления предприятием. Это всегда приводит к необходимости значительного изменения существующей структуры управления предприятием, так как применяются некоторые общие для всех подразделений массивы информации и однократная регистрация данных, используемых различными подразделениями.
К недостаткам метода относятся:
большая трудоемкость и длительность создания автоматизированной системы управления;
необходимость изменения сложившейся структуры управления предприятием даже в том случае, если существующая структура достаточно эффективна;
высокая стоимость автоматизированной системы управления и трудность точного определения экономического эффекта.
Таким образом, автоматизация управления по системному методу приводит к созданию автоматизированных систем управления.
Автоматизированная система управления – человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для организации управления в различных сферах человеческой деятельности.
В этом определении отражены две особенности, отличающие АСУ от САУ (системы автоматического управления). Первая заключается в том, что АСУ – человеко-машинная система. Здесь человек принимает основные решения, а ЭВМ отбирает и устраняет избыточную информацию, а также облегчает доведение принятых решений до исполнителя. Вторая особенность состоит в том, что в АСУ осуществляются автоматизированный сбор, обработка и хранение больших объемов информации. Поскольку информация и методы ее обработки в различных сферах деятельности человека характеризуются весьма широким спектром, в АСУ для обработки информации применяют универсальные ЭВМ, ориентированные на широкий класс задач и имеющие развитую систему команд, многоуровневую внешнюю память большого объема, систему разнообразных внешних устройств для ввода и отображения информации.
Важным отличием АСУ от САУ является время реакции на поступающие сообщения, которое может исчисляться часами, сутками и более продолжительными периодами, т. е. система работает в режиме времени, отстающем от реального.
В рамках САУ роль человека сводится к контролю процесса управления и корректировке автоматически вырабатываемых решений в сложных ситуациях.
Автоматизированные системы управления классифицируются по ряду признаков.
По уровню управления.
Общегосударственная автоматизированная система сбора и обработки информации (ОГАС) предназначена для сбора и обработки информации и решения задач управления на уровне общегосударственных органов.
Отраслевая автоматизированная система управления (ОАСУ) решает задачи управления на уровне отраслевых министерств и ведомств, а территориальная АСУ—на административно-территориальном уровне (республики, края, области, района, города) .
АСУ производственным объединением (АСУ ПО) служит для решения задач управления производственным объединением, а АСУ предприятия (АСУП)—для решения задач управления предприятием и объединением.
Перечисленные АСУ функционируют как автономно, так и в составе АСУ более высокого уровня.
По характеру объекта управления.
Автоматизированная система организационного управления (АСОУ) служит для управления всеми видами хозяйственной деятельности людей. Подобные системы называют также экономико-организационными АСУ, поскольку управление хозяйственной деятельностью осуществляется экономическими и организационными методами.
Различают автоматизированные системы, управления технологическими процессами (АСУТП) и интегрированные АСУ (ИАСУ), предназначенные для управления хозяйственной деятельностью и технологическими процессами.
По роли человека в процессе управления.
Информационные АСУ обеспечивают сбор, обработку, хранение и выдачу информации о различных аспектах хозяйственной деятельности.
Советующие АСУ наряду с выполнением функций информационных АСУ подготавливают возможные варианты решений задач управления и выдают справки по запросу.
Управляющие АСУ предназначены для оперативного управления производством и технологическими процессами, когда требуется высокая частота выдачи управляющих воздействий. В этих системах формируются управляющие воздействия и роль человека сводится к принятию наиболее важных решений, а также к контролю процесса управления.
По функциональному назначению выделяются автоматизированные системы, предназначенные для решения родственных, однородных функциональных задач управления. Таких систем достаточно много, наиболее типичные из них: АСУ планированием, АСУ материально-техническим снабжением, АСУ качеством продукции, АСУ финансовой деятельности, АСУ транспортом.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Рис. 9.3. САУ компрессорной станции на базе аппаратуры УКАС


10.2. Общая характеристика ОГАС, ОАСУ, АСУП, АСУТП
Общегосударственная автоматизированная система сбора и обработки информации представляет собой информационно-вычислительную систему, увязывающую на единой методологической, информационной, организационной и технической основе отраслевые, ведомственные и республиканские АСУ для решения задач планирования и управления народным хозяйством. Она включает следующие функциональные системы:
автоматизированную систему плановых расчетов (АСПР);
автоматизированную систему государственной статистики(АС ГС);
автоматизированную систему финансовых расчетов (АСФР);
автоматизированную систему управления наукой и техникой (АСУНТ);
автоматизированную систему управления материально-техническим снабжением (АСУМТС);
автоматизированную систему труда и заработной платы (АСТЗ);
автоматизированную систему управления строительством (АСУС);
автоматизированную систему обработки информации по ценам (АСОИЦ);
автоматизированную информационно-управляющую систему стандартизации (АИУС);
отраслевые автоматизированные системы управления министерств и ведомств (ОАСУ).
Структура ОГАС отражает особенности отраслевого и территориального принципов управления, характерных для народного хозяйства страны.
Цель ОАСУ — организация управления предприятиями отрасли административными и экономико-математическими методами.
Отраслевая система управления осуществляет вычислительную и логическую обработку поступающей от предприятий информации и своевременно обеспечивает работников отраслевого аппарата управления информацией, необходимой для принятия решений по увеличению выпуска продукции и улучшению ее качества.
Функциональная структура ОАСУ отражает функциональную и организационную структуры системы управления отраслью. Общим для всех ОАСУ являются экономические принципы народного хозяйства: полный хозрасчет, использование нормативов длительного действия, совершенствование планирования и управления, наилучшее использование ресурсов, экономическая эффективность производства.
Первичным звеном ОАСУ является АСУП — комплексная система управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия и объединения экономико-математическими методами с использованием ЭВМ. На ее основе реализуется системный подход к управлению предприятием (объединением), достигается высокий уровень интеграции основных видов его деятельности и, как следствие, повышаются технический и организационный уровни производства.
Основные задачи АСУП сводятся к сбору, обработке и анализу информации о деятельности предприятия (объединения). Обработанная информация в необходимом объеме представляется потребителям, т. е. руководству предприятия (директору, заместителям директора), руководителям централизованных подразделений (начальникам отделов), руководителям линейных подразделений (начальникам участков, цехов, служб).
В составе АСУП различают организационный, функциональный, эксплуатационный персоналы, ЭВМ и производственную систему.
Достарыңызбен бөлісу: |


10.3. Принципы создания и функционирования АСУ
Автоматизация управления — это качественно новый уровень решения всех задач управления, переход к которому возможен и эффективен при соблюдении ряда принципов, определившихся практикой создания и эксплуатации АСУ.
Принцип комплексного (системного) подхода заключается в том, что любая АСУ, представляющая собой совокупность большого числа взаимодействующих элементов, должна рассматриваться с позиций системного анализа как самого объекта, так и системы управления им.
Системный подход, как правило, предполагает изменения, причем существенные, в организационной структуре органов управления, формах документов, видах контроля и ответственности на различных уровнях выработки и принятия решений.
Системность подхода к созданию АСУ проявляется в выделении функциональных и обеспечивающих подсистем, каждая из которых, в свою очередь, является сложной системой.
Весьма важная составная часть системного подхода—организация единой информационной подсистемы, которая создается во взаимосвязи с другими подсистемами и должна быть с ними совместима. Это означает, что создаются некоторые общие информационные массивы, используемые всеми подсистемами. Обновление общих массивов осуществляется только частью подсистем, а не всеми. Наконец, должен быть обеспечен обмен данными между подсистемами посредством использования некоторых связных массивов.
Системный подход проявляется также в формировании технических средств АСУ. Здесь основные положения сводятся к соответствию структуры технических средств структуре и условиям функционирования управляемого объекта, совместимости технических средств с учетом развития системы и расширения её возможностей, к высокому уровню надежности функционирования АСУ, проявляющемуся, в частности, в том, что существенное снижение надежности отдельных составных элементов технических средств не приводит к заметному изменению надежности функционирования всей системы.
При создании математического и программного обеспечения АСУ системный подход означает, что предполагается возможность применения программ во взаимодействии с другими программами в различных системах алгоритмов. При этом используется иерархическая структура с несколькими уровнями группирования и подчиненности программ.
Системный метод заключается также в типизации систем и подсистем управления в целях использования типовых или базовых решений при создании новых АСУ. Для систем управления предприятиями уровень типовых задач достигает 50%, а использование типовых решений позволяет сократить затраты и сроки на создание АСУ.
Принцип новых задач заключается в том, что АСУ создаются для решения не столько существовавших ранее, сколько новых задач как по содержанию, так и по методам их решения. Такие задачи не могут быть решены без использования вычислительной техники. В основном они включают задачи оптимизации (планирования, использования ресурсов, принятия решений и др.), массового обслуживания, имитационные задачи, задачи поиска и проектирования. Принцип новых задач не исключает решений в достаточно большом объеме тех задач, которые решались и ранее в управлении производством, например, задач бухгалтерского и финансового учета, материально-технического снабжения, контроля. Однако наибольшая эффективность АСУ достигается именно в применении новых методов решений задач более высокого класса. Весьма часто использование таких решений фактически сводит к новым традиционные задачи управления производством.
Принцип первого руководителя определяется как условие обязательного участия руководителя и всего аппарата управления предприятием в создании АСУ. Практикой управления предприятиями, организациями, коллективами людей выработано множество приемов и методов принятия решений. Опыт руководителей представляет собой не просто набор интуитивных удачных решений, но результат весьма глубокого анализа функционирования предприятия часто при ограниченном информационном материале. Методы принятия решений опытным руководителем невозможно просто заменить системой автоматизированной обработки и анализа большого объема информации и формальным нахождением наилучшего решения, поскольку само определение конечной цели и эффективности функционирования всех звеньев системы предприятия является часто творческой задачей, не поддающейся строгой формализации. Участие руководителя в разработке АСУ предопределяет возможности правильного сочетания выработанных практикой методов анализа ситуаций и принятия решений с современными экономико-математическими методами, реализуемыми с помощью ЭВМ. Назначение АСУ, таким образом, заключается не в замене творческого опыта и потенциала руководителя, а в существенном расширении его возможностей анализировать большее количество информации и вариантов возможных решений.
Рациональное распределение функций между человеком и ЭВМ, между уровнями и узлами системы приводит к построению рациональной структуры системы. При этом функции управления и соответствующие информационные потоки распределяются таким образом, что на низших уровнях управления решается наибольшее число задач локального характера, а на более высоких уровнях—задачи, имеющие общий, стратегический характер. Такое распределение функций упрощает проблемы обеспечения «живучести» системы, замены отдельных устройств другими того же или более высокого уровня.
В соответствии с принципом непрерывного развития системы, эволюции АСУ планируется заранее, в процессе разработки при определении очередности ввода в действие функциональных подсистем. Развитие АСУ заключается в постепенном добавлении новых функций в соответствии с намеченным планом. При разработке и вводе в эксплуатацию первых очередей системы следует тщательно продумывать их сопряжение с задачами последующих очередей.
Если под общей целью управления понимать достижение оптимального значения критерия экономической эффективности функционирования предприятия, объединения, отрасли, то очевидно, что достижение такой сложной по совокупности решаемых задач цели возможно путем разложения задач управления на задачи меньшей размерности и децентрализованного решения каждой задачи.
Такое разделение АСУ на менее сложные части называется декомпозицией системы управления, которая сама по себе представляет сложную задачу.
Основной проблемой декомпозиции системы управления является принцип разделения. Система делится на подсистемы, под которыми понимают совокупность элементов, объединенных процессом функционирования для достижения цели, поставленной перед системой в целом.
Достарыңызбен бөлісу: |


10.4. Технологические процессы горного производства как объекты управления
Важнейшей особенностью горного производства является его естественная, природная база. Разработка месторождений полезных ископаемых, их добыча всегда требовали использования совокупности многих технических приемов, которые прошли многовековой путь развития от горного искусства до современной технологии горного производства.
Природная, база каждого месторождения характеризуется совокупностью признаков, называемых горно-геологическими условиями. Эти условия определяют специфику горной технологии и, поскольку они изменяются в очень широком диапазоне, существует большое многообразие типов горнотехнологических процессов.
Таким образом, при разработке месторождения имеют дело с вероятностным характером горно-геологических факторов, и это обстоятельство определяет вероятностный характер протекания всего производственного процесса добычи полезного ископаемого, включая горнотехнологические процессы.
Другая существенная особенность горнотехнологических процессов — пространственный характер горных работ, обусловленный тем, что в рамках одного предприятия экономически целесообразно вести горные работы на нескольких пластах, рудных жилах, горизонтах, крыльях шахтного поля. Пространственность горных работ связана с необходимостью своевременной подготовки очистных забоев и одновременным ведением очистных, подготовительных и горно-капитальных работ.
Горные работы ведутся в пространстве, имеющем сотни метров по вертикали и километры в горизонтальной плоскости. В этом пространстве функционируют сотни выработок различного назначения, общая протяженность которых составляет десятки и сотни километров. На этом пространстве действуют разные технические и технологические системы и объекты.
Основные производственные зоны на подземных предприятиях — очистные и подготовительные забои, рассредоточенные в пространстве и соединяющиеся между собой и с поверхностью системой подземных горных выработок, представляющей собой уникальную инженерную систему, в которой осуществляется интенсивный производственный процесс добычи полезного ископаемого.
Важным отличительным фактором технологических процессов является непрерывность перемещения горных работ, определяющая в каждый момент времени неповторяющееся состояние производственной ситуации. Необходимость перемещения очистных и подготовительных забоев, вывода из эксплуатации старых и введения новых выработок предопределяет высокий уровень динамики производства во времени, повышает вероятностный характер многочисленных производственных параметров вследствие изменения не только геологических, но и технологических факторов.
Динамика технологических процессов обусловливает наличие переменного фронта работ. Основные технологические процессы развиваются в очистных и подготовительных забоях, перемещающихся в пространстве со скоростями, как правило, до нескольких метров в сутки. Перемещение фронта работ зачастую означает существенное изменение условий горных работ, а также требует наращивания основных и вспомогательных магистралей (энергетических, транспортных, воздушных, связи и т. п.), перемонтажа оборудования. Это нарушает технологическую непрерывность процессов и вносит постоянные помехи в функционирование отдельных систем.
Необходимость ведения горных работ при минимальных объемах выработок является серьезным ограничением для функционирования горной техники и обеспечения требуемых условий безопасности. Это ограничение лишь частично снимается при проведении выработок по крепким рудам, когда обеспечиваются условия для эксплуатации крупногабаритной мощной горной техники. В большинстве же случаев сжатие рабочего пространства снижает манёвренность горных работ, ограничивает эффективность и надёжность технологических процессов.
Опасность горных условий оказывает существенное воздействие на характер и параметры горнотехнологических процессов, а также на организацию горных работ. Это влияние сказывается на большом количестве различных ограничений на приемы, методы, способы, технику и организацию ведения горных работ, которые в совокупности формируются в действующих Правилах безопасности.
Сложность горного производства — основная причина относительно меньшего уровня механизации и автоматизации горно-технологических процессов. В настоящее время нет полностью автоматизированных технологических процессов; автоматизированы отдельные технические системы и звенья, например, шахтный подъем, конвейерный транспорт, вентиляция подготовительной выработки.
Динамика технологического процесса определяется рядом временных признаков. С точки зрения последовательности различают параллельное, последовательное и смешанное выполнение технологических операций. По длительности основных операций они делятся на короткие и длинные, по длительности производственного цикла — на операции с коротким, средним и длинными циклами. Важной характеристикой технологического процесса является перемещение составляющих производственного процесса—предметов и средств труда. По этому признаку выделяются три варианта:
перемещение предметов труда, когда средства труда находятся в одном месте, а перемещается сам объект труда (например, детали и узлы при обработке и сборке);
перемещение средств труда, когда сам объект труда неподвижен, а перемещаются средства труда (например, подъемный кран относительно строящегося здания, угольный комбайн относительно пласта);
перемещение предметов труда и средств труда (например, электровозный транспорт полезного ископаемого).
Горнотехнологические процессы классифицируются по ряду признаков:
по характеру протекания в пространстве—общешахтные (общекарьерные), участковые, локальные;
по характеру протекания процесса во времени — непрерывные и смешанные;
по отношению к добываемому полезному ископаемому — основные, обеспечивающие, вспомогательные и обслуживающие.
Основные процессы непосредственно связаны с добычей, выдачей и обработкой ископаемого.
Обеспечивающие процессы сами по себе с Действиями над продуктом труда (углем, рудой) непосредственно не связаны, их назначение — обеспечивать функционирование основных процессов. К обеспечивающим относятся процессы поддержания выработок, закладки выработанного пространства, снабжения электроэнергией, сжатым воздухом и водой, процессы вентиляции, дегазации и пылеподавления.
Вспомогательные процессы выполняются на предприятии для изготовления инструмента, мелкого оборудования, ремонта выработок, машин, механизмов, зданий и сооружений.
Обслуживающие процессы направлены на осуществление контроля основных и обеспечивающих процессов, обслуживание административно-хозяйственного комплекса предприятия.
Общешахтные — это такие горнотехнологические процессы, которые выполняются одновременно во всех (или в основных) выработках.
Для общешахтных процессов характерны: наличие разветвленной сети, в которой они протекают, централизованного механизма снабжения (подстанция, главный вентилятор, компрессор) и соответственно возможности централизованного управления процессом, а также иерархическая структура процесса, возможность расчленения процесса по нескольким составным частям и уровням управления, высокий уровень механизации процесса, высокая надежность.
Этими обстоятельствами объясняется, почему именно общешахтные процессы являются основными объектами для создания АСУТП. Здесь имеются большие возможности автоматизации управления и достижения высокой эффективности функционирования АСУТП.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Список литературы - Санкт-Петербургский

text:
Основная:
Гаврилов П.Д., Гимельшейн Л.Я., Медведев А.Е. Автоматизация производственных процессов. Учебник для ВУЗов. М.: Недра, 1985, 215с.
Нурлыбаев М.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами на карьерах. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Недра,1985, 197с.
Пучков Л.А., Федунец Н.И., Потресов Д.К. Автоматизированные системы управления в горнодобывающей промышленности. Учебник для ВУЗов. М.: Недра, 1987,285с.
Дополнительная:
Батицкий В.А., Куроедов В.И., Рыжков А.А. Автоматизация производственных процессов и АСУТП в горной промышленности. М.: Недра, 1991, 303с.
Ломакин М.С. Автоматическое управление технологическими процессами карьеров. Учебник для ВУЗов. М.: Недра, 1978, 280с.


title: Аппаратура автоматизации КУАК

text:
Аппаратура автоматизации КУАК
Комплекс КУАК предназначен для управления, регулирования, контроля работы ,а также для защиты от аварийных режимов очистных комбайнов унифицированного ряда РКУ ( и аналогичных им) с гидравлическим приводом механизма подачи(МП).
КУАК рассчитан на применение на применение устройства УМК в сочетании с силовым комбайновым кабелем с контрольными жилами.
Управление может осуществляться с пульта на комбайне или дистанционно с носимого пульта (без кабельной перемычки с использованием ИК излучения . Выпускается КУАК в нескольких модификациях.
Конструкция КУАК допускает встройку дополнительных устройств : КРОК , ТМРК, автоматического регулятора положения ИО и т.д. На комбайне устанавливаются ПУ1 (основной ) и ПУ2 (дополнительный).
В корпусе ПУ1 находятся :
- блок дешифратора ДШ -расшифровывает сигналы от фотоприёмников и преобразует их в команды управления;
- блок управления комбайном и конвейером БУК содержит реле включения, транзисторные ключи , управляющие гидрораспределителями ИО комбайна;
- блок управления скоростью БУС выдаёт команды на включение соответствующей ступени скорости.
- блок аккумуляторов БА.
В ПУ2 располагается панель электроблоков с блоками регулирования нагрузки и управления информационным табло:
- блок преобразователя БП;
- блок микропроцессора БМ - это одноплатная микро _ЭВМ, выполняющая функции регулятора нагрузки;
- блок сопряжения БС преобразование сигналов датчиков и включение электрогидрораспределителей системы управления скоростью подачи и тормозом:
- блок управления табло БУТ обеспечивает выдачу сообщений на информационное табло в виде надписей в соответствии с сигналами датчиков и регулятора.
Информация с датчиков контроля давления , температуры,уровня ,загрязнения фильтра преобразуется в БШ в двоичный код для передачи в узел контроля и защиты БУТ.
С носимого (НПУ) пульта осуществляется пуск и остановка комбайна и конвейера ,управление положениями ИО , дистанционно- автоматическое управление скоростью подачи .
В ванне гидросистемы подачи устанавливается датчик температуры масла ТД .
Датчик давления (ДД) контролирует давление масла в гидрмагистрали тормоза. В корпусе датчика имеется поршень, который через толкатель и микропереключатель замыкает сигнальную цепь при давлении 3.7-- 3.9 Мпа. При этом давлении диски тормозов должны быть разжаты,
Датчик скорости ДС (аналогичный ДС применён в регуляторе УРАН) устанавливается на стенке ванны гидровставки и контролирует перемещение следящего золотника гидронасоса, а те самым и подачу насоса и обусловленную ею скорости движения комбайна.
Датчик уровня масла в гидровставке (установлен на масломерной трубке) выполнен в виде обоймы с герконом. В масломерную трубку помещён поплавок с магнитом. При снижении уровня масла ниже допустимого уровня магнит поплавка воздействует на геркон и замыкает сигнальную цепь. Положение обоймы датчика может регулироваться в зависимости от угла наклона отрабатываемого пласта.
Таким образом в комплексе КУАК предусматривается возможность оперативной диагностики основных параметров комбайна , применена бортовая микро-ЭВМ , имеется возможность передачи информации по запросу диспетчера . При остановках комбайна с последующим отключением электропитания информация о причине остановки сохраняется в течение 72 часов.
Имеется информация о применении на зарубежных щахтах безлюдной выемки угля с управлением по телемеханическим каналам из операторского (диспетчерского) пульта.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Микропроцессоры в забойной автоматике

text:
Повышение требований к гибкости и надёжности систем управления ТП, а также значительный рост объёма перерабатываемой информации и выполняемых функций привели к появлению в этих системах параллельной обработки информации на базе ЭВМ.
В НПО АВТОМАТГОРМАШ для аппаратной реализации задач автоматизации очистных комбайнов разработан специальный набор блоков (модулей ) :
- блок микропроцессора БМ, блок сопряжения БС - для обеспечения регулирования нагрузки и скорости ;
- блок управления табло БУТ , блок табло Т, блок шифратора БШ- для обеспечения отображения информации на дисплее, диагностики и защиты ;
- блок управления комбайном и конвейером БУК, блок управления скоростью БУС, дешифратор Д, фотоприёмники ФП , носимый пульт управления НПУ - для обеспечения дистанционного беспроводного управления по инфракрасному каналу;
- источник питания ИП36-5, блок аккумулятора , блок преобразователя БП - для обеспечения энергопитания.
Перечисленные блоки унифицированы и используются в системах автоматики очистных и проходческих комбайнов ( КУАК,КУАП) ,регуляторов (УРАН-1М) ,систем управления (САУК-2М).
В состав бортовой микро-ЭВМ, выполненной на элементах микропроцессорного набора КР 580 ИК80 входят блок микропроцессора БМ, блок сопряжения БС, а также блок преобразователя БП.
Начиная с 1987 года НПО Автоматгормаш и другими специализированными организациями ведутся серьёзные работы по разработке систем автоматики на базе микроЭВМ. В частности, на базе КР580 разработаны принципы и программное обеспечение для управления очистным комбайном (КА-80),крепью автоматизированного угледобывающего комплекса ,различным проходческим оборудованием , аппаратурой электроснабжения добычного участка , шахтными подъёмными установками и другими объектами.
Достарыңызбен бөлісу: |


3. Автоматизация управления механизированной крепью
Гидравлическая механизированная крепь представляет собой большое количество (до нескольких сотен )рассредоточенных контролируемых и управляемых секций. В их составе функционируют по нескольку сосредоточенных объектов (электрогидроклапаны и датчики) . Поэтому для управления крепью нужны соответствующие надёжные телемеханические системы.
Алгоритмы управления комплексами зависят от наличия контакта перекрытия секций крепи с кровлей , требуемого усилия подпора и характера изменения состояния кровли.
Так ,передвижка секций может выполняться способами:
- без подпора - в крепях ОМКТ, М87, ДОНБАСС и др.
- с пассивным (остаточным) непрерывным поддержанием усилия подпора - в крепях 1МК, 2 МК,М87А , М87ДГА , КГ , КГУ -Д и др.
- с активным (следящим ) непрерывным поддержанием усилия подпора в крепях СА, ОКП и др.
- с пассивным импульсным поддержанием необходимого усилия подпора - в крепи КПК-1.
Передвижка по первому способу целесообразна только при ручном управлении, устойчивой кровле и обеспечениии поперечной устойчивости на пологих пластах.
Второй способ можно применять при разреботке пластов с малым опусканием кровли и при автоматизации крепей при устойчивых кровлях.
Общий недостаток систем управления ,реализующих второй и третий способы ,- большое количество кабелей и аппаратуры в лаве , что снижает их надёжность и повышает стоимость.
Система управления по четвёртому способу позволяет резко снизить количество аппаратуры и кабелей в лаве, обеспечить работу с двумя трубопроводами, она более проста, надёжна,имеет меньшую стоимость. Недостаток - пассивный характер подпора.
Начиная с 60-х годов на отечественных угольных предприятиях накоплен большой опыт эксплуатации автоматизированных комплексов КМ87А, КПК-1 и крепи М87ДГА. Переход в более поздних разработках к применению ИМС повышает уровень искробезопасности и надёжности аппаратуры. Однако, в связи с большим количеством секций, большой протяжённостью выработок, сложными горно-геологическими условиями и другими причинами широкого распространения автоматизированное управление на практике пока не имеет.
Представляет интерес унифицированнвя система автоматизированного контроля и управления с двухступенчатым избиранием :
на первой ступени выбирается контролируемый пункт КП(секция крепи ), а на второй - объект контроля или управления на данном КП (например,датчики, электрогидроклапаны и т. п.). Структура такой системы реализует универсальный алгоритм функционирования САДУК.
При синтезе систем с более простыми алгоритмами используется только необходимый набор устройств и функциональных блоков. Наиболее уязвимым местом в системах автоматического и дистанционного управления комплексами являются кабельные связи. Применение штепсельных разъёмов для соединения электроблоков в лаве (200-400 участков) является потенциально- опасным источником отказов.
Магистраль может быть выполнена безразрывной, если сигналы селекции, сигнализации и управления , а также энергия питания будут подаваться индукционным путём.
Первичные обмотки присоединительного устройства ( УП) всех КП образованы витком петли кабеля, протянутой через окна магнитопроводов так, что относительно источника питания линии всех УП соединены последовательно. Каждое отдельное УП представляет собой трансформатор тока, работающий в режиме отдачи максимальной мощности. Величина тока в линии питания, необходимая для обеспечения заданной мощности в нагрузках УП, зависит от потребляемой мощности наиболее загруженного УП и не зависит от их количества ,которое определяет напряжение питания линии. Следует отметить ,что потери в линии питания в несколько раз превышают суммарную мощность нагрузок УП , поэтому габаритная мощность этого источника должна составлять сотни ватт.
Для передачи сигналов в системе используется так называемый “фантомный сигнал”,образованный соединёнными параллельно ( по высокой частоте ) прямой и обратными ветвями петли кабеля питания и корпусом агрегата , конвейера (или отдельным проводом). Обмотки W21 и W211 на крайних стержнях магнитопровода УП , имеют одинаковое количество витков и включены встречно ,поэтому на выходе УП помехи взаимно компенсируются, а сигналы ТУ, передаваемые с ППУ, складываются. Для развязки генератора сигналов сигнализации ТС и входов частотно избираемых узлов , выделяющих сигналы ТУ , каждый КП имеет развязывающее устройство РУ типа . Аналогичное устройство имеется и в ПУ. Рассмотренная организация связи использована в аппаратуре контроля автоматизированного стругового комплекса КСА.
При построении телемеханической системы применяется кодирование состояния (замкнут-разомкнут ) датчика (реле) с помощью комбинации четырёх частотных сигналов. Декодирование (расшифровка) опрашиваемого устройства и управление осуществляется декодерами частот и длительности ( дискриминаторами длительности).
При разработке программного управления подсистемой управления крепью реализуют следующие режимы управления :
- автоматическая последовательная передвижка секции крепи вслед за комбайном (по сигналу ДПК) либо с шахматной (через одну) передвижкой секций крепи с последующей фланговой выдвижкой конвейера (либо без выдвижки конвейера);
- автоматическая “додвижка “ секций, пропущенных при шахматной передвижке;
- фланговая ( либо фронтальная ) выдвижка конвейера ;
- пооперационное управление (дистанционное) выбранной секцией с ЦПУ;
- автоматическое в пределах группы управление передвижкой секций из лавы и т.д.
В процессе управления опрашиваются датчики переднего положения секции, распора стойки , времени передвижки и другие.
Наиболее полно разработаны вопросы вопросы автоматизации комплекса КМ138А .В разработке принимали участие Донавтомат гормаш ,Малаховский завод, фирма Даути ( Англия).
Для управления механизированными крепями угледобывающих комплексов КМ-138А разработана аппаратура САУК-138, Входящие в их состав блоки выполнены на базе однокристальной микроЭВМ типа 1830ВЕ31.Конфигурация САУК138 как системы, так и её аппаратное построение позволяют на аппаратно- программном принципе реализовать широкий диапазон технологических алгоритмов крепи.
Комплекс обеспечивает:
-21 функцию управления крепью дистанционное управление фронтальной передвижкой конвейера с центрального пульта управления крепью (ЦПК);
-блокировки и защиты по давлению в магистрали, при отсутствии распора и др.
-остановку подачи комбайна при превышении заданного обнажения кровли в процессе автоматической передвижки крепи
-контроль, индикацию ,диагностику положения крепи;
-с комбайнового полукомплекта обеспечивается 11 функций по управлению комбайном и предупредительной сигнализации;
-контроль технического состояния различных систем комбайна (с сигнализацией и блокировками или представление в цифровом виде;
-передача управляющих команд и контрольной информации на центральный пульт управления комплексом и приём управляющих команд.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Санкт-Петербургский - бет 7

text:
Комплекс КМ-146 оснащён аппаратурой КСАУК- 146, функциональная схема которой показана на рис. В каждой секции крепи смонтированы МП-контроллеры КС-146. Централизованный контроль и управление операциями крепления в соответствии с выбранным алгоритмом осуществляется через контроллер лавы (КЛ-146).
Исполнительные и контрольные устройства (ИКУС) включают датчики , электрогидравлические преобразователи и гидравлические исполнительные устройства (домкраты) распора стоек и передвижки. Датчик домкрата передвижки -измерительная линейка, помещённая в штоке домкрата. Обработка информации от измерительной линейки производится внутри датчика и далее в коде передаётся в контроллер секции.
Датчики давления тензометрического типа; обработка информации от них производится в контроллере секции.
Датчик положения комбайна на ИК-лучах. Приёмник датчика размещён внутри секционного контроллера.
Предусмотрена возможность одиночной и групповой передвижки секций в режиме ручного управления.
При подключении КЛ к локальной сети КСАУК обеспечивает автоматизированное управление крепью под контролем КЛ. По запросам КЛ в штрек может быть выведена дополнительная информация о состоянии крепи:
величина давления в гидростойках
положение штока домкрата передвижки секции
величина суммарного перемещения штока домкрата для коррекции фронта лавы и т.д.
Средства индикации на передней панели секционного контроллера представляют информацию о готовности секции, подтверждение приёма команд, о недостижении распора соседними секциями крепи и т.п.
Струговая установка фирмы X&B включает главный и вспомогательный регулируемые приводы струга и забойного конвейера , соответственно 250 квт и 160 квт. Для управления ,сигнализации при пуске и орошении дороги струга в лаве применён многофункциональный микропроцессорный элемент связи mFK-B.01/d с искробезопасным пультом . С его помощью выполняются следующие функции:
управление стругом на двух скоростях
управление забойным конвейером на одной скорости
орошение лавы( контроль протекания воды , включение орошения на 13 отрезках лавы и др).
Программирование работы выполняется через искробезопасный программатор mFK-PG(ввод, запоминание, индикация и передача прикладных программ в управление).
Особый интерес для совершенствования горных машин и техники контроля и управления им представляют отечественные конверсионные фирмы. Они используют потенциал , накопленный при создании систем управления ракетами и космическими комплексами. В последние годы одной из таких фирм (фирма “КОНТЕХ”) разработаны рад базовых блоков и датчиков, применяемых в автоматизированных системах:
электрогидравлического управления крепью для серийно выпускаемых неавтоматизированных крепей;
управления приводами встроенных систем подачи комбайнов с электромагнитным тормозом;
управления приводами лавных конвейеров (до 300 квт);
дистанционного (до 20 м )радиоуправления очистными и проходческими комбайнами;
диагностики крепей, комбайнов, лавных конвейеров и насосных станций и т.д.
Фирмой “КОНТЕК” разработана система управления очистными угледобывающими комплексами (СУОК).
СУОК -интегрированная программно- организованная система контроля, диагностики и управления очистным забоем. Предусмотрено использование набора унифицированных контроллеров, широкой номенклатуры датчиков со стандартизированными искробезопасными выходыми и другими элементами. Максимальное количество секций крепи -до 200. Наработка на отказ по основным функциям -не менее 1000 часов.
Расчётная нагрузка на комплекс 3КМ138ТП- 3600 т . сутки.
В качестве базового режима управления принято ведение режущих органов по заданным эталонным траекториям, формируемым на основе траекторий получаемых в процессе обучающего прохода под управлением комбайнера. Основной задачей при управлении является отслеживание границы “уголь-порода”. При выполнении рабочего прохода комбайн автоматически движется на максимально допустимой скорости резания, ограниченной технологическими условиями и конструктивными особенностями комплекса. Предусматривается и автоматическая передвижка крепи.
Существенно повысить скорость передвижки позволяют управление каждой секцией локальным контроллером и координация управления со стороны центральной вычислительной системы. Операции опроса датчиков осуществляются темпом один раз в миллисекунду. Кроме автоматического управления предусмотрена возможность пооперационного управления работой объектов с помощью портативных пультов радиоуправления по индикации значений всех параметров состояния объекта управления на дисплее пульта.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Автоматизация проходческих работ

text:
Повышение интенсивности горных работ обуславливает необходимость совершенствования комбайновой проходки, чему способствует автоматизация горнопроходческих машин. Одновременно улучшаются безопасность и санитарно- гигиенические условия труда.
Проходческие комбайны можно разделить на группы: бурового и избирательного действия. Автоматизированный проходческий комбайн как объект автоматизации включает подсистемы:
- автоматического регулирования нагрузки привода режущего органа для оптимизации использования мощности;
- программного управления движением режущего органа для обработки требуемого профиля забоя;
- автоматической ориентации, стабилизирующей комбайн в заданном направлении движения и по углу крена.
Проходческие комбайны первого поколения (а также и буровые машины) имели низкую конструктивную и динамическую приспособленность к автоматизации. Опыт эксплуатации таких машин и технических средств для их автоматизации позволяет разрабатывать и осваивать для машин второго поколения новый комплекс автоматических средств управления ими.
В настоящее время используют регулятор нагрузки ПРИЗ для буровых машин и комбайнов бурового типа (ПК8М, КАРАГАНДА-7-15 и др.) и регуляторы нагрузки для комбайнов избирательного типа семейства 4ПП2.
С помощью этих регуляторов в результате изменения скорости подачи при неизменной скорости резания стабилизируется на заданном уровне нагрузка электродвигателя.
Регулятор ПРИЗ - электрогидравлический, пропорционально -интегральный , релейно-импульсного типа.
Программное управление проходческими комбайнами и буровыми машинами начало развиваться с разработки переносных ПУ для комбайнов со стреловидным режущим органом. В настоящее время серийно выпускается аппаратура программного управления для 4ПП2 и ПК9РА.
Проходческие комбайны, как объект автоматизации их направленного движения, являются неустойчивыми динамическими звеньями без самовыравнивания. В случае их отклонения от заданного направления движения в вертикальной или горизонтальной плоскостях ошибка, если её не устранять, возрастает.
Неустойчивость комбайна к поддержанию заданного направления и тяжёлые условия эксплуатации (запылённость, вибрации, изменение гипсометрии пласта затрудняют построение надёжных и эффективных систем автоматической ориентации. Наиболее известными из применяемых является использование задание ориентации лазерными излучателями : СКДК на комбайнах ПК8М и УРАЛ- 10КС , ЛАСТУГМ -1 на 4ПП2.
Комплекс КУАП-1 совместно с электрогидравлической системой и комплектным устройством управления электроприводом обеспечивает:
- дистанционное управление (ДУ) с переносного пульта (ПП) основными механизмами комбайна (в зоне видимости);
- дистанционный контроль (индикацию на ПП) положения коронки ИО, угла наклона комбайна относительно заданного направления в вертикальной плоскости, прохождения команд ДУ с пульта переносного до блока управления, работы регулятора нагрузки при перегрузках эл. двигателя;
- управление с местного пульта блока управления основными механизмами комбайна;
- автоматическую стабилизацию тока нагрузки эл. двигателя ИО;
- автоматическую защиту эл. двигателя от “опрокидывания“ при перегрузках;
- автоматическую защиту электромагнитов гидрораспределителей от длительных пусковых токов;
- автоматическую защиту при повреждении цепей дистанционного управления ПП4
- контроль и индикацию в процессе работы исправности основных устройств управления;
- диагностику исправности основных устройств в процессе отработки контрольных команд управления;
- программное (автоматизированное) управление перемещением ИО и питателя;
- задание программы перемещения ИО и стола питателя в процессе выполнения образцового цикла управления;
- возможность корректировки программы.
В комплект поставки КУАП-1 входят блок управления, блок программный, датчик положения питателя, датчик вертикальных положений, пульт управления переносной, блок контроля крена, блок искробезопасных источников, сервопривод, датчик тока, регулятор нагрузки, блок питания.
Датчики перемещений преобразуют угловые перемещения в цифровой циклический код, представленный определённой последовательностью замкнутых и разомкнутых состояний контактов датчиков скользящих по плоскости вращающегося кодового диска. На диске чередуются токопроводящие и изолированные участки. вращение диска связано с угловыми перемещениями. Применяются и другие конструкции датчиков.
КУАП-1 представляет собой модернизированный вариант аппаратуры для комбайнов ПК9ра (выпускавшихся с 1973г) и аппаратуры для 4ПП2С (выпуск с 1981 года).
Достарыңызбен бөлісу: |


5. Автоматизация добычных процессов на открытых горных работах
5.1. Автоматизированное управление одноковшовыми экскаваторами
Одноковшовый экскаватор является универсальной машиной, способной выполнять работы в сложных горно-геологических условиях. На карьерах применяются в основном прямая лопата и драглайн. Последовательность выполнения операций, органы и приемы управления, методы и средства контроля производственной ситуации для обеих машин близки, поэтому основные принципы автоматизации управления ими имеют незначительные отличия.
Автоматизация управления рабочим процессом одноковшового экскаватора связана с принципиальными и техническими трудностями, поскольку рабочий процесс экскаватора характеризуется большой неопределенностью производственной ситуации. Известно, что наиболее эффективна и легче осуществима автоматизация процессов с высокой повторяемостью производственной ситуации. Поэтому достоинства одноковшового экскаватора (универсальность и приспособляемость к изменению условий работы) в отношении его автоматизации представляются как недостатки. Ведь система управления, которой оборудуется экскаватор, должна обладать такой же приспосабливаемостью к изменению производственной ситуации, как и сама машина. Высокая адаптация машиниста экскаватора, как звена управляющей системы, объясняется прежде всего широкими адаптационными возможностями человека.
А
Рис. 5.1. Упрощенная схема двухступенчатой системы управления экскаватором:
/ — верхний уровень управления; 2 — нижний уровень управления; 3 — объект управления; 4—6 — приводы подъема, напора (тяги) и поворота экскаватора включая усилительно-преобразовательные части систем управления; 7—9—системы управления приводами подъема, напора (тяги), поворота экскаватора; 10— 21 — измерители параметров объекта с фильтрами н устройствами масштабирования; И—управляющая вычислительная машина с устройством индикации контролируемых параметров; 23— машинист экскаватора; 24— 26— ключи выбора режимов; ип,, и„, V-, и'„, 11' , Уд—
напряжения, пропорциональные заданию скорости вращения приводов подъема, напора (тяги), поворота
нализ управления одноковшовым экскаватором показывает, что логика управления им очень сложна, количество используемой информации велико, а технические средства получения этой информации (например, аналог зрительного анализатора) в настоящее время отсутствуют. Поэтому полное отстранение человека от управления современным одноковшовым экскаватором неосуществимо. Следовательно, автоматизация одноковшового экскаватора должна быть направлена не на отстранение человека от управления, а на улучшение функционирования системы управления, включающей человека, расширение ее функциональных возможностей и улучшение качественных показателей. Необходимо создавать комбинированные системы управления, сочетающие достоинства человека-оператора и автоматических устройств.
Такие системы основаны на иерархическом принципе с двумя уровнями управления. На верхнем уровне управления машинист осуществляет формирование и контроль выполнения программы работы электроприводов экскаватора, а также непосредственное управление основными приводами на отдельных участках рабочего процесса. Нижний уровень включает локальные системы управления основными приводами экскаватора, которые работают по заданиям и программам верхнего уровня на тех участках рабочего процесса, где требуется выполнение достаточно точных и быстрых управляющих воздействий и где все разнообразие производственных ситуаций может быть учтено программой работы, задаваемой верхним уровнем.
Упрощенная структурная схема двухступенчатой системы управления экскаватором показана на рис. 5.1. Штриховые линии относятся только к драглайнам, штрихпунктирные - только к прямым лопатам, сплошные - общие для обоих типов экскаваторов.
Системы управления основными электроприводами экскаватора должны обеспечивать выполнение этими приводами заданной программы движения. К качеству регулирования электропривода предъявляются следующие основные требования: частота вращения двигателя не должна уменьшаться с ростом нагрузки; момент привода и ток цепи при перегрузках не должны превышать заданных значений; момент двигателя должен изменяться плавно; входные управляющие сигналы должны обеспечивать высокую точность работы.
В системе автоматического управления процессом копания экскаватора ЭКГ-8 предусматривается: регулирование толщины стружки в зависимости от нагрузки привода подъема, коррекция по скорости напора в функции угла наклона рукоятки и коррекция скорости подъема в зависимости от нагрузки привода подъема. Необходимость такой коррекции обусловлена тем, что в забоях с неоднородным грунтом при встрече ковша с неэкскавируемым препятствием двигатель напора реверсируется и при этом значительно уменьшается толщина стружки или ковш полностью выходит из забоя. Подъем в этот момент происходит со скоростью, близкой к максимальной. После обхода препятствия, пока привод напора развивает полную скорость вперед, привод подъема, двигаясь с максимальной скоростью, проходит часть траектории, удаляя ковш от забоя. Достигнув полной скорости вперед, привод напора не успевает вторично эффективно заглубить ковш. Это вызывает необходимость повторного копания для заполнения ковша и приводит к существенному увеличению длительности операции копания. В пологих и относительно удаленных от экскаватора забоях скорость привода напора оказывается недостаточной для поддержания необходимой толщины стружки. Для устранения этого недостатка системой формируется статическая характеристика привода подъема, описываемая следующими уравнениями:
до первичного заглубления ковша:
Uп = U0 при 0 ≤ Iп ≤ Iост;
Uп = U0 – kIп при Iотс < Iп ≤ Iст;
после вторичного заглубления ковша:
Uп = U1 при 0 ≤ Iп ≤ 0.85Iост;
Uп = U0 при 0.85Iост < Iп ≤ Iост;
Uп = U0 – kIп при Iотс < Iп ≤ Iст;
Где U0, U1 - значения напряжения привода подъема, выбранные при формировании его статической характеристики; Iп - ток якоря привода подъема; Iотс - ток отсечки; Iст - стопорный ток якоря привода подъема; Uп - напряжение генератора подъема; k - коэффициент пропорциональности.
По данным испытаний, применение системы стабилизации нагрузки подъемного двигателя позволяет снизить длительность процесса копания на 10—30 %. Автоматическая стабилизация нагрузки подъемного двигателя путем регулирования толщины стружки при достаточно быстродействующем и устойчивом регулировании позволяет повысить степень заполнения механической характеристики двигателя подъема, практически устранить стопорение ковша, снизить напряженность труда машиниста.
Система автоматического управления процессом копания драглайна состоит из двух подсистем стабилизации - натяжения подъемного каната и нагрузки привода тяги (рис. 5.2). При нагрузке на привод тяги, меньшей определенного значения, работает только первая подсистема (контур 2, 7, 5, 3), которая поддерживает натяжение подъемного каната, достаточное для выбора слабины, но не препятствующее заглублению ковша в забой. Подсистема стабилизации натяжения подъемного каната формирует управляющее воздействие на привод подъема 2 с помощью усилителя 3, характеристика которого при нулевом входном сигнале сдвинута в зону насыщения. При возрастании нагрузки на привод тяги вступает в работу подсистема стабилизации нагрузки привода тяги, что обеспечивает уменьшение толщины стружки, снимаемой ковшом. Для формирования задержанного сигнала по току привода тяги используется зона нечувствительности усилителя 4. Введение в закон управления сигнала, пропорционального производной от тока якорной цепи двигателя тяги, обеспечивает необходимую коррекцию динамических характеристик системы.
Достарыңызбен бөлісу: |


title: Санкт-Петербургский

text:
Задачами автоматизации являются обеспечение высокой эффективности производства, безопасности работы за счёт автоматического контроля основных параметров оборудования и опасных факторов (газа, отсутствие проветривания), предупреждение опасных режимов работы оборудования и персонала, автоматические сигнализация, блокировки, регулирование и управление.
Эффективность внедрения автоматизации зависит от поточности операций в технологии производства, наличия комплексной механизации, правильной эксплуатации аппаратуры и других компонентов.


title: Санкт-петербургского государственного университета высшее профессиональное образование т. А. Степанова, И. Ю. Ступина

text:
УДК 802.0:54(075.8)
Б Б К 81.2 Англ-923
C794
Р е ц е н з е н т ы :
кафедра прикладной лингвистики филологического факультета
Российского государственного педагогического университета им. А .И .Герцена
(зав. кафедрой — доктор филологических наук, профессор
Л.Н.Беляева);
доктор химических наук, профессор, зав. кафедрой фармацевтической
и токсикологической химии Российского университета дружбы народов
Т. В. Плетенева
Степанова T.A.
C794
Английский язы к для химических специальностей : практи
ческий курс = English for Chemists : A Practical Course : учеб.
пособие для студ. хим. фак. высш. учеб. заведений / Т.А. Сте
панова, И .Ю .С тупина. — 2-е изд., стер. — СПб. : Ф илологи
ческий факультет СПбГУ ; М. : И здательский центр «Акаде
мия», 2006. — 288 с.
ISBN 5-8465-0578-3 (Филол. фак. СПбГУ)
ISBN 5-7695-3546-6 (Изд. центр «Академия»)
Учебное пособие представляет собой полный курс обучения для про
должающих изучать английский язык и ставит своей целью развить навыки
чтения текстов с химической направленностью, а также разговорные навы
ки. Упражнения
способствуют усвоению трудностей английского произно
шения, орфографии, грамматики и лексики.
Для студентов химических факультетов высших учебных заведений.
У Д К 802.0:54(075.8)
Б Б К 81.2 Англ-923