330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / СУ_ШахтнойПодъемнойУст
.pdf
СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ
ДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Система управления и комплексной защиты шахтной подъёмной установки
Анатолий Кащич, Александр Марищенко, Николай Божок, Алексей Третьяков, Сергей Борисов, Михаил Пономаренко, Виктор Иванов, Илья Лазарев
В статье показана актуальность создания и описана концепция построения системы управления, комплексной защиты, регистрации и визуализации режимов работы шахтной подъёмной установки. Исходя из особенностей объекта автоматизации, сформулированы требования к системе и обоснован выбор комплекса базовых программных и технических средств для её построения. Затронут вопрос реализации алгоритма работы установки в режиме реального времени, представлена методика расчёта скоростей. Описаны аппаратные решения, выполняемые функции, технические характеристики системы, а также опыт её эксплуатации и модифицирования с целью дальнейшего расширения функциональных возможностей.
|
АКТУАЛЬНОСТЬ ЗАДАЧИ |
|
ких средств и резкому уменьшению |
● повышение |
надёжности |
работы |
|
Современные технологии автомати |
их многообразия; |
ШПУ; |
|
|
|
|
зации ориентированы на создание ин |
● наличие возможности оптимизации |
● постоянный мониторинг ситуации и |
|||
|
формационно управляющих |
систем |
технологического процесса, а также |
обеспечение условий для своевре |
||
|
нового поколения, имеющих много |
диагностирования состояния обору |
менного принятия предупредитель |
|||
|
уровневую, распределённую |
сетевую |
дования и, как следствие, переход к |
ных и защитных мер по обеспечению |
||
|
структуру и построенных на основе сис |
более экономичному способу его об |
безопасной работы ШПУ; |
|
||
|
темной интеграции высоконадёжных |
служивания по текущему состоянию, |
● регистрация, хранение и автомати |
|||
|
унифицированных аппаратно про |
а не через установленные временные |
зированное воспроизведение исто |
|||
|
граммных средств. Широкие возмож |
интервалы; |
рической информации о работе уста |
|||
|
ности таких систем позволяют дости |
● предоставление оперативному, обслу |
новки за требуемый интервал време |
|||
|
гать значительного уровня эффектив |
живающему и руководящему персо |
ни, разработка и реализация рацио |
|||
|
ности управления оборудованием, тех |
налу своевременной и достоверной |
нальных управленческих |
решений |
||
|
нологическими процессами и произ |
информации о текущих режимах ра |
по результатам её анализа. |
|
||
|
водством в целом. Реализуемые при |
боты ШПУ, необходимой для приня |
В соответствии с этим главными |
|||
|
этом информационные технологии не |
тия адекватных управленческих реше |
функциями системы управления и |
|||
|
только обеспечивают регистрацию и |
ний и правильного анализа ситуации. |
комплексной защиты ШПУ являются |
|||
|
визуализацию данных, но и в совокуп |
|
контроль движения, защита от недо |
|||
|
ности с управленческими возможностя |
НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ |
пустимых режимов работы, выдача пу |
|||
|
ми создают условия для решения задач |
Представленная в данной статье сис |
тевых команд, |
регистрация |
текущих |
|
|
безопасности, которые являются особо |
тема предназначена для решения на |
данных, визуализация текущей и нако |
|||
|
важными для целого ряда отраслей. |
современном уровне задач повышения |
пленной информации о режимах рабо |
|||
|
Проблема повышения эффективно |
эффективности и безопасности работы |
ты и параметрах ШПУ. |
|
||
|
сти и безопасности работы шахтных |
ШПУ, расположенных на поверхности. |
|
|
|
|
|
подъёмных установок (ШПУ) весьма |
Решение этих задач распадается на сле |
ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТА |
|||
|
актуальна для добывающей отрасли. |
дующие составляющие: |
АВТОМАТИЗАЦИИ |
|
||
|
Условиями для её решения являются: |
● непрерывный контроль всех параме |
И ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ |
|||
|
● выполнение комплексной автомати |
тров безопасности ШПУ; |
В связи с особой технологической |
|||
|
зации; |
|
● повышение качества контроля па |
важностью ШПУ в шахтном производ |
||
|
● сокращение эксплуатационных рас |
раметров и оперативности срабаты |
стве, большими размерами ущерба от |
|||
26 |
ходов благодаря высокому качеству и |
вания защит от недопустимых режи |
аварий, а также высоким уровнем тре |
|||
надёжности используемых техничес |
мов работы; |
бований к безопасности подъёма лю |
||||
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
СТА 2/2005 |
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
Отбор, ввод и обработка информации |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объект ШПУ, характеризуемый |
Контролируемый параметр, |
Количество |
|
Способ отбора и ввода |
Тип средства отбора |
|
|
||
|
|
|
информации: |
|
|
|||||
|
характеризующий режим или состояние |
контролируемых |
|
|
|
|
||||
|
контролируемым параметром |
|
1 – автоматический, |
информации |
|
|
||||
|
|
объекта |
параметров |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
2 – ручной |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочий и отклоняющий шкивы |
Скорость движения |
4 |
|
|
1 |
Датчик скорости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура подшипников |
4 |
|
|
1 |
Датчик температуры |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Напряжение якоря |
2 |
|
|
1 |
Датчики напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток якоря |
2 |
|
|
1 |
Датчик тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электродвигатели |
Ток возбуждения |
2 |
|
|
1 |
Датчик тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление изоляции (ток утечки) |
4 |
|
|
1 |
Реле утечки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура обмотки |
2 |
|
|
1 |
Датчик температуры |
|
|
|
|
|
Давление в системе |
2 |
|
|
1 |
Датчик давления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление в цилиндрах |
2 |
|
|
1 |
Датчик давления |
|
|
|
|
Тормоз предохранительный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состояние цепи защиты ТП |
1 |
|
|
1 |
Цепь контактов |
|
|
||
|
(ТП) и тормоз рабочий (ТР) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состояние ТП и ТР |
2 |
|
|
1 |
Датчик положения |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состояние тормозных колодок (износ) |
4 |
|
|
1 |
Датчик износа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вентиляторы охлаждения |
Состояние вентиляторов и маслостанции |
3 |
|
|
1 |
Блок$контакты пускателей |
|
|
|
|
электродвигателей и |
|
|
|
|
|||||
|
(вкл./откл.) |
|
|
|
|
|||||
|
маслостанция |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нахождение подъёмного сосуда в зоне |
4 |
|
|
1 |
Датчик положения |
|
|
|
|
|
начала участка замедления |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ствол. Копёр. Подъёмный сосуд |
Нахождение подъёмного сосуда в зоне |
4 |
|
|
1 |
Датчик стопорения |
|
|
|
|
стопорения |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Нахождение подъёмного сосуда в зоне |
4 |
|
|
1 |
Датчик переподъёма |
|
|
|
|
|
переподъёма |
|
|
(положения) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Двери стволовые |
Положение |
4 |
|
|
1 |
Датчик положения |
|
|
|
|
Сеть 220 В |
Напряжение |
2 |
|
|
1 |
Реле напряжения |
|
|
|
|
|
Командоаппарат. Положение рукояти ТР |
1 |
|
|
2 |
Конечный выключатель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состояние педали ТП |
1 |
|
|
2 |
Контакт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Командоаппарат. Положение рукояти |
1 |
|
|
2 |
Конечный выключатель |
|
|
|
|
|
управления движением |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пульт шахтного подъёма |
Режим работы |
1 |
|
|
2 |
Тумблер |
|
|
|
|
|
«Работа»/«Ревизия» |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид транспортируемого объекта |
1 |
|
|
2 |
Тумблер |
|
|
|
|
|
«Груз»/«Люди» |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Направление движения |
1 |
|
|
2 |
Тумблер |
|
|
|
|
|
«Подъём»/«Спуск» |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постоянные данные, определяющие те |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ШПУ в целом. Аппарат контроля |
параметры ШПУ, которые существенны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для алгоритма работы системы, и |
— |
|
|
2 |
Клавиатура |
|
|
||
|
хода и защиты (АКХЗ) |
|
|
|
|
|||||
|
условно$постоянные данные – уставки |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
срабатывания защит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условно$постоянные данные, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определяющие виды, содержание и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ШПУ в целом. АРМ машиниста, |
сроки проведения работ по |
— |
|
|
2 |
Клавиатура |
|
|
|
|
АРМ механика |
техническому обслуживанию и планово$ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
предупредительным ремонтам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оборудования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дей для управления такими установка |
Особенности организации управления |
представительному ряду ШПУ, дубли |
|
||||||
|
ми допустимо применение лишь авто |
и обслуживания ШПУ предопределили |
рование технических средств отбора и |
|
||||||
|
матизированных систем, предусматри |
целесообразность многоуровневой орга |
обработки информации о параметрах |
|
||||||
|
вающих обязательное участие челове |
низационной структуры построения си |
безопасности, а также взаимный конт |
|
||||||
|
ка. По мере совершенствования сис |
стемы, в которой нулевой уровень пред |
роль правильности функционирования |
|
||||||
|
тем автоматизации ШПУ объём функ |
ставлен средствами отбора информации, |
этих средств. |
|
|
|
||||
|
ций, выполняемых человеком, неук |
первый уровень — техническими средст |
Рациональным направлением обес |
|
||||||
|
лонно уменьшался, и в настоящее вре |
вами обработки информации, работаю |
печения универсальности системы бы |
|
||||||
|
мя за ним остались функции, трудно |
щими в режиме реального времени, а |
ло признано использование програм |
|
||||||
|
поддающиеся автоматизации либо бо |
второй уровень — сетью АРМ оператив |
мируемых технических средств, позво |
|
||||||
|
лее надёжно выполняемые человеком |
ного и руководящего персонала. |
|
ляющих решать проблему адаптации к |
|
|||||
|
в штатной и особенно в нештатной си |
Ключевыми требованиями, опреде |
конкретным ШПУ путём ввода в па |
|
||||||
|
туации, а также функции общего конт |
лившими технические решения на |
мять системы и учёта в выполняемой |
|
||||||
|
роля ситуации и принятия экстренных |
чального этапа разработки, стали уни |
прикладной программе их специфиче |
27 |
||||||
|
мер. |
|
версальность системы по отношению к |
ских параметров. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2005 |
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка, вывод и представление информации |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Объект ШПУ или персонал, |
Вид выводимой |
|
|
|
|
|
|
|
Режим вывода |
|
Средства вывода сигналов |
|
||||
|
|
использующий сигналы |
|
|
Назначение и характер выводимых сигналов |
Количество |
|
|
||||||||||
|
|
|
информации: |
|
|
|
||||||||||||
|
|
управления либо |
|
|
(автоматический, |
|
или представления |
|
||||||||||
|
|
информационные сообщения |
1 – сигналы, |
|
|
|
и сообщений |
|
сигналов |
по вызову) |
|
сообщения |
|
|||||
|
|
2 – сообщения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
системы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Путевые команды, необходимые для |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
реализации заданной защитной тахограммы |
|
40 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
Станция управления |
|
|
1 |
|
|
(дискретные сигналы) |
|
|
Автоматический |
|
Контакты реле АКХЗ |
|
||||
|
|
электродвигателями |
|
|
|
Запрет очередного цикла подъёма |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(дискретные сигналы) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Защита от недопустимого режима работы |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Цепь защиты ТП |
|
|
|
1 |
|
|
путём срабатывания ТП |
|
2 |
Автоматический |
|
Контакты реле АКХЗ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(дискретные сигналы) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Сигнализация о выходе значений |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
параметров из зоны номинальных значений |
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
Пульт шахтного подъёма |
|
|
1 |
|
|
(дискретный сигнал) |
|
|
|
Автоматический |
|
Контакты реле АКХЗ |
|
|||
|
|
|
|
|
Сигнализация о запрете очередного цикла |
|
1 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
подъёма (дискретный сигнал) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Информирование оперативного персонала |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Машинист шахтной подъёмной |
|
|
о текущих значениях параметров, состоянии |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2 |
|
оборудования ШПУ и причинах |
|
— |
Автоматический |
|
Монитор АРМ машиниста |
|
|||||||
|
|
машины |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
срабатывания защит (сообщения в |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
цифровом, текстовом и графическом виде) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Предоставление руководящему персоналу |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Механик ШПУ |
|
|
|
2 |
|
выборочной текущей и поименованной |
|
— |
По запросу |
|
Монитор АРМ механика |
|
||||
|
|
|
|
|
|
исторической информации о работе ШПУ в |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
цифровом, текстовом и графическом виде |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Предоставление обслуживающему |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
персоналу возможности просмотра |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Обслуживающий персонал |
|
|
2 |
введённых постоянных данных о параметрах |
|
— |
По запросу |
|
Дисплей АКХЗ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ШПУ и значений уставок срабатывания |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
защит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая расположение аппаратуры |
|
ния ШПУ и её параметрах, кроме ско |
ния по точности и разрешению. Кроме |
|
||||||||||||
|
|
и относительно жёсткие условия экс |
|
рости |
движения подъёмного сосуда, |
того, от характеристик применяемого в |
||||||||||||
|
|
плуатации, было решено дублирован |
|
свёлся к достаточно тривиальной ин |
системе датчика |
скорости движения |
||||||||||||
|
|
ные технические средства обработки |
|
женерной |
задаче, выполняемой по |
сосуда существенно зависит быстро |
||||||||||||
|
|
информации выполнить в виде двухка |
|
критериям назначения, работоспособ |
действие системы по защите от превы |
|||||||||||||
|
|
нального аппарата контроля хода и за |
|
ности в реальных условиях эксплуата |
шения заданной |
скорости. Развитые |
||||||||||||
|
|
щиты (АКХЗ), размещённого в шкафу |
|
ции, точности контроля и соответствия |
коммуникационные и функциональ |
|||||||||||||
|
|
со степенью защиты не ниже IP54. Для |
|
диапазона контроля условию обеспече |
ные возможности, высокий уровень |
|||||||||||||
|
|
полного дублирования функций защи |
|
ния универсальности системы. |
точности и надёжности работы предо |
|||||||||||||
|
|
ты к каждому из двух резервированных |
|
Задача выбора датчика скорости дви |
пределили целесообразность примене |
|||||||||||||
|
|
одновременно работающих каналов, |
|
жения подъёмного сосуда оказалась |
ния поворотных шифраторов прира |
|||||||||||||
|
|
образованных контроллерами с соот |
|
значительно сложнее и |
потребовала |
щений в качестве датчиков скорости |
||||||||||||
|
|
ветствующим набором модулей ввода |
|
более обстоятельного рассмотрения и |
движения подъёмного сосуда ШПУ. |
|||||||||||||
|
|
вывода, подключены |
дублированные |
|
обоснования. Дело в том, что по инст |
Выбор конкретного типа поворотного |
||||||||||||
|
|
средства отбора информации о пара |
|
рументально получаемому значению |
шифратора приращений обуславли |
|||||||||||||
|
|
метрах безопасности ШПУ, а дублиро |
|
скорости сосуда посредством вычисле |
вался возможностью реализации тре |
|||||||||||||
|
|
ванные каналы запитаны от отдельных |
|
ний определяются такие важные для |
бований к системе по точности и быст |
|||||||||||||
|
|
источников бесперебойного питания. |
|
ШПУ |
параметры, как |
пройденный |
родействию, представленных в табл. 3. |
|||||||||||
|
|
Более детальное представление о |
|
путь (положение сосуда в стволе), про |
Для выполнения этих требований по |
|||||||||||||
|
|
системе даёт информация из таблиц 1 |
|
буксовка шкива, проскальзывание ка |
воротный шифратор приращений дол |
|||||||||||||
|
|
и 2, определяющая контролируемые |
|
ната |
и |
направление |
движения |
жен характеризоваться определённым |
||||||||||
|
|
параметры |
оборудования, |
типы |
|
подъёмного сосуда, к которым предъя |
путевым квантом ∆h, равным отрезку |
|||||||||||
|
|
средств и способы отбора информа |
|
вляются достаточно жёсткие требова |
пройденного пути между двумя выда |
|||||||||||||
|
|
ции, вводимые персоналом данные, а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
также управляющие сигналы и сооб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|||||
|
|
щения, выдаваемые системой. |
|
|
Требования к системе, определяющие выбор поворотного шифратора приращений |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКИМ |
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
Значение |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Относительная погрешность контроля скорости движения |
|
|
|
Не более 5% |
|
||||||||||
|
|
СРЕДСТВАМ ОТБОРА |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Время реакции системы на превышение заданной скорости |
|
|
Не более 0,1 с |
|
|||||||||
|
|
ИНФОРМАЦИИ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
28 |
|
Выбор технических |
средств |
отбора |
|
Относительная погрешность контроля превышения заданной скорости |
|
|
Не более 10% |
|
||||||||
|
информации о состоянии оборудова |
|
Абсолютная погрешность формирования путевых команд |
|
|
|
Не более 0,1 м |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2005 |
|
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
ваемыми импульсами. По опыту разра |
этапам: подготовительному, рабочему, |
ботки и эксплуатации шахтных огра |
оценочному. Каждому из этих этапов |
ничителей скорости для надёжного |
соответствует своя часть алгоритма ра |
обеспечения упомянутых требований к |
боты АКХЗ, а следовательно, и своя |
системе применяемый в ней датчик |
прикладная подпрограмма. Подгото |
скорости должен иметь путевой квант |
вительный и рабочий этапы, в свою |
∆h ≤ 10 мм, а с учётом обеспечения за |
очередь, подразделяются на подэтапы. |
паса по точности и быстродействию — |
Рабочий этап, например, включает |
∆h ≤ 5 мм. Поворотные шифраторы |
подэтапы: |
приращений наряду с другими пара |
● начало разгона, |
метрами характеризуются количеством |
● разгон и равномерное движение, |
импульсов за один оборот вала. Для |
● замедление. |
выполнения требования к величине |
Алгоритм работы контроллеров |
путевого кванта и условия обеспечения |
АКХЗ и соответствующие прикладные |
универсальности системы по отноше |
программы предусматривают реализа |
нию к ряду ШПУ с диаметрами бараба |
цию ряда условий и зависимостей. На |
на или шкива трения до 5 м в ней долж |
участках разгона и равномерного дви |
ны применяться поворотные шифра |
жения задаётся значение скорости за |
торы приращений, имеющие не менее |
щитной тахограммы, равное α Vmax, где |
3500 4000 импульсов на один оборот |
α — коэффициент, учитывающий до |
вала. |
пустимое «Правилами безопасности в |
Всем перечисленным требованиям в |
угольных шахтах» (ПБ) превышение |
полной мере отвечают поворотные |
максимальной скорости равномерного |
шифраторы ряда серий фирмы Pep |
движения Vmax. На участке замедления |
perl+Fuchs. Учитывая также высокую |
в различных точках пути задаются зна |
надёжность продукции данной фирмы, |
чения скорости защитной тахограммы |
в системе были применены поворот |
VЗ, определяемые по формуле: |
ные шифраторы приращений именно |
___________ |
её производства: Series 10 11631 A |
2 . |
VЗ = √ 2аЗxР + VП |
|
5000 и RHI58N 0AK1R61N 5000. |
|
СРЕДСТВА И АЛГОРИТМЫ
ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Микропроцессорные технические средства для построения аппарата АКХЗ выбраны исходя из того, чтобы они, прежде всего, сохраняли работо способность в жёстких условиях экс плуатации ШПУ, используемых в реги онах как с жарким, так и холодным климатом, были высоконадёжными (наработка на отказ не менее 80 100 тысяч часов), допускали применение стандартных инструментальных сис тем для разработки прикладных про грамм и, самое главное, обеспечивали реализацию алгоритма работы ШПУ в режиме реального времени.
Существенными особенностями ал горитма работы ШПУ являются его од новременное выполнение контролле рами двух резервированных каналов АКХЗ с периодическими проверками идентичности результатов, а также зна чительные объёмы необходимых вы числительных операций. Комплекс операций и действий, предусматривае мых алгоритмом и выполняемых сис темой с участием машиниста подъёмной машины в рамках каждого цикла подъёма, распределяется по трём последовательно выполняемым
Здесь аЗ — величина замедления, за данная защитной тахограммой;
xР — текущие значения пути до кон ца участка замедления;
VП — допустимая по ПБ скорость подхода к приёмной площадке (при подъёме/спуске людей VП ≤ 1 м/с, при подъёме/спуске груза VП ≤ 1,5 м/с).
Величина аЗ определяется по форму ле:
а |
|
= а |
|
α2 V max2 |
– V n2 |
||
З |
Р |
2 |
|
|
. |
||
|
|
– V |
2 |
||||
|
|
|
|
V max |
д |
||
Здесь аР — замедление по расчётной рабочей тахограмме;
Vд — скорость дотяжки по расчётной рабочей тахограмме;
Vп — значение скорости защитной тахограммы, задаваемое на пути до тяжки и переподъёма, а также на участ ке пути, расположенном за нижней приёмной площадкой.
В начальной точке участка замедле ния
xР = xР max |
= |
2аР |
. |
|
Здесь |
x Р max — |
максимальный |
||
расчётный путь участка замедления. В конце участка замедления xР = 0.
29
СТА 2/2005 |
www.cta.ru |
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь |
|
|||
|
|
|
Аппарат контроля |
|
|
|
|
хода и защиты (АКХЗ) |
|
Поворотные |
|
В систему управления |
|
~220 В |
|
|
|
||
шифраторы приращений |
электроприводом |
|
|
|
|
|
шахтной подъёмной |
|
|
|
|
машины |
Коммутатор |
|
|
|
|
|
АРМ механика |
|
|
|
|
~220 В |
|
|
|
Клеммный |
|
Клеммный |
|
Датчики |
ящик |
|
|
|
АРМ машиниста |
||
|
напряжения |
|
||
ящик |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Клеммный |
|
|
|
|
ящик |
|
|
Датчики тока |
Датчики давления |
Датчики положения |
Пульт |
|
Рис. 1. Структурная схема комплекса технических средств системы ЗКДР |
|
|||
|
|
В наиболее полной мере изложенным |
печения, применения дополнительных |
|
|
|
соображениям и требованиям, в том чи |
технических и программных средств, |
|
|
|
сле и требованию по реализации опи |
перехода на новое поколение этих |
|
|
|
санных алгоритмов, соответствует ком |
средств и может быть направлено на |
|
|
|
плекс микропроцессорных технических |
расширение функциональных возмож |
|
|
|
средств для систем промышленной ав |
ностей системы, улучшение содержа |
|
|
|
томатизации |
производства фирм |
ния и форм представления информа |
|
|
Octagon Systems и Fastwel. Выбранные |
ции, увеличение числа пользователей. |
|
|
|
технические средства выполнены в фор |
Структурная схема комплекса техни |
|
|
|
мате MicroPC и IBM PC совместимы, |
ческих средств системы ЗКДР пред |
|
|
|
большая их часть выпускается в России. |
ставлена на рис. 1. Общий вид аппара |
|
|
|
|
|
та АКХЗ, смонтированного в шкафу |
|
|
РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ |
серии PROLINE Service PLUS+ (сте |
|
|
|
Система управления и комплексной |
пень защиты IP55) фирмы Schroff, по |
|
|
|
защиты установки ШПУ, регистрации |
казан на рис. 2. Основные технические |
|
|
|
и визуализации режимов её работы, |
средства, задействованные в составе |
|
|
|
или сокращённо система ЗКДР (защи |
АКХЗ, перечислены в табл. 4. Каждый |
|
|
|
ты, контроля движения и регистра |
из дублированных каналов АКХЗ и ка |
|
|
|
ции), реализована как открытая систе |
ждый АРМ запитаны от отдельных ис |
|
|
|
ма, пригодная для дальнейшего разви |
точников бесперебойного питания се |
|
|
|
тия. Открытость системы обеспечива |
рии Smart UPS компании APC. Функ |
|
|
Рис. 2. Общий вид аппарата АКХЗ, |
ется благодаря перспективной IBM PC |
ции коммутатора выполняет модуль |
|
|
смонтированного в шкафу PROLINE Service |
совместимой архитектуре технических |
ADAM 6520 фирмы Advantech. |
|
|
PLUS+ |
средств, стандартным интерфейсам и |
Четыре поворотных шифратора при |
|
|
|
протоколам |
обмена информацией, а |
ращений, используемых в качестве дат |
|
Параметры тахограмм выбираются |
также заложенной при проектирова |
чиков скорости, сгруппированы по |
|
|
из условий обеспечения безопасности |
нии гибкости структуры и универсаль |
два, тщательно отцентрированы и кон |
|
|
работы и требуемой производительно |
ности используемых конструкторских |
структивно выполнены в виде блоков. |
|
|
сти в соответствии с «Методикой |
решений. Дальнейшее развитие систе |
Шифратор RHI58N 0AK1R61N 5000 с |
|
30 |
расчёта критической, защитной и ра |
мы возможно за счёт совершенствова |
полым валом закреплён на общем валу |
|
бочей тахограмм ШПУ» (НИИГМ). |
ния прикладного программного обес |
блока, один конец которого с помо |
||
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
СТА 2/2005 |
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
|
|
|
|
роля в диалоговом ре |
● контроль |
исправности |
элементов, |
|
|||||
|
|
|
|
|
жиме |
предоставляет |
узлов и блоков, выход из строя кото |
|
||||||
|
|
|
|
|
возможность |
ввода, |
рых приводит к потере защитных |
|
||||||
|
|
|
|
|
редактирования и за |
функций системы; |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
писи в память конт |
● выдача |
сообщений машинисту |
о |
|
|||||
|
|
|
|
|
роллеров постоянных |
проскальзывании каната по резуль |
|
|||||||
|
|
|
|
|
данных и уставок сра |
татам |
ведения соответствующего |
|
||||||
|
|
|
|
|
батывания защит, а |
контроля; |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
также вызова и про |
● блокировка, не допускающая само |
|
|||||||
|
|
|
|
|
смотра |
записанных |
восстановления системы после ис |
|
||||||
|
|
|
|
|
данных. При |
выборе |
чезновения или устранения причины |
|
||||||
|
Рис. 3. Общий вид блока шифраторов, |
|
любой из позиций меню на экран вы |
срабатывания защит; |
|
|
|
|
||||||
|
соединённого с валом шкива ШПУ |
|
|
водятся формы для заполнения соот |
● автоматическая установка в режим |
|
||||||||
|
|
|
|
ветствующими данными. |
|
«Ревизия» при восстановлении ранее |
|
|||||||
|
щью гибкой муфты соединён с валом |
Программа «Управление» разработа |
снятого напряжения питания; |
|
|
|
||||||||
|
шифратора Series 10 11631 A 5000, а |
на с использованием инструментальной |
● выдача в заданных точках пути путе |
|
||||||||||
|
другой — с валом соответствующего |
системы программирования UltraLogik. |
вых команд, необходимых для без |
|
||||||||||
|
шкива или барабана машины и тоже |
В неё включены две внешние процеду |
опасного |
управления |
и защиты |
|
||||||||
|
через гибкую муфту (рис. 3). |
|
|
ры, написанные на С и свёрнутые в |
ШПУ; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
В системе задействованы |
датчики |
функциональные блоки системы. |
● контроль цепи тормоза предохрани |
|
|||||||||
|
следующих типов: |
|
|
Программа подсистемы регистрации |
тельного (ТП) и определение причин |
|
||||||||
|
● датчики давления SITRANS P серии |
и визуализации режимов работы (дан |
его срабатывания; |
|
|
|
|
|||||||
|
MS фирмы Siemens; |
|
|
ная подсистема состоит из сети АРМ |
● формирование сигнала рассогласо |
|
||||||||
|
● преобразователи измерительные на |
машиниста и АРМ механика ШПУ) со |
вания фактической и заданной ско |
|
||||||||||
|
пряжения постоянного тока Е 857 ЭС; |
здана с использованием SCADA систе |
ростей движения и вывод его для ви |
|
||||||||||
|
● датчики положения ДКПУ 22. |
|
мы GENESIS32 (фирма Iconics) вер |
зуального контроля на соответствую |
|
|||||||||
|
В качестве датчиков тока использу |
сии 7.0 |
|
|
|
щий прибор, представленный |
на |
|
||||||
|
ются стандартные шунты, |
которые |
Обмен информацией между двумя |
АРМ машиниста; |
|
|
|
|
||||||
|
входят в состав системы управления |
подсистемами производится |
по сети |
● контроль состояния и положения |
|
|||||||||
|
электроприводом шахтной подъёмной |
Ethernet с протоколом IPX. |
|
оборудования ШПУ по сигналам со |
|
|||||||||
|
машины. |
|
|
|
|
|
|
ответствующих датчиков и выдача |
|
|||||
|
|
|
|
Функции и возможности |
|
сообщений; |
|
|
|
|
||||
|
Программное обеспечение |
|
системы |
|
|
|
● контроль идентичности работы ре |
|
||||||
|
Алгоритм работы подсистемы контро |
Разработанная система выполняет |
зервированных каналов АКХЗ и вы |
|
||||||||||
|
ля хода и защиты реализуется на уровне |
следующие основные функции: |
дача сигнала запрета пуска очередно |
|
||||||||||
|
контроллеров АКХЗ двумя программа |
● защита ШПУ при выходе значений |
го цикла подъёма; |
|
|
|
|
|||||||
|
ми: «Ввод данных» и «Управление». |
|
параметров безопасности за допусти |
● визуализация заданных режимов ра |
|
|||||||||
|
Программа «Ввод данных» написа |
мые пределы, заданные в виде уста |
боты, местоположения подъёмных |
|
||||||||||
|
на на языке С и по предъявлению па |
вок срабатывания; |
|
|
сосудов в стволе, скорости движения |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
||
|
|
|
Технические средства, использованные при построении АКХЗ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Наименование |
|
Фирма?производитель |
Количество |
|
|
Основные характеристики |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Процессорная плата CPU686 |
|
|
Fastwel |
2 |
Производительность Pentium MMX 150 МГц; 32 Мбайт ОЗУ; |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
питание 5 В; возможность быстрой загрузки |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Программируемый модуль ввода?вывода |
|
Fastwel |
2 |
Количество каналов ввода$вывода – 96; уровень сигналов – 5 В; |
|
|
|
||||||
|
UNIO96?5 |
|
|
|
формирование прерываний по событиям на входах |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Количество дифференциальных каналов аналогового ввода – 8; |
|
|
|
|||||
|
Модуль аналогового ввода?вывода AI16?5A |
|
Fastwel |
2 |
количество каналов вывода: 2 аналоговых и 8 дискретных; |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
программируемые коэффициенты усиления |
|
|
|
||||
|
Плата гальванической изоляции каналов |
|
Fastwel |
3 |
Количество каналов ввода – 24; уровни входного сигнала: ±3...52 В; |
|
|
|||||||
|
дискретного ввода TBI?24/0C?1 |
|
|
|
минимальный ток включения канала – 4 мА |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Плата гальванической изоляции каналов |
|
Fastwel |
1 |
Количество каналов вывода – 24; коммутируемое напряжение до 60 В |
|
|
|||||||
|
дискретного вывода TBI?0/24C |
|
|
|
|
постоянного тока |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Пылевлагозащищённая клавиатура KP?3 |
Octagon Systems |
2 |
|
|
Количество клавиш – 16 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Вакуумно?люминесцентный дисплей |
|
Octagon Systems |
2 |
Количество строк – 4; количество символов в строке – 20; |
|
|
|
||||||
|
DP?4×20 |
|
|
|
высота символа – 7 мм |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Монтажный каркас 5205 |
|
Octagon Systems |
2 |
|
|
Количество слотов – 5; шина ISA |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Источник питания 5101 |
|
Octagon Systems |
2 |
Входное напряжение: 85...264 В; выходные номиналы: 5 В/3,5 А, |
|
|
31 |
||||||
|
|
|
|
±12 В/0,4 А |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|||
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
Таблица 5 |
|
Показатели, характеризующие возможности системы |
||
|
|
|
Показатель |
Значение |
|
|
|
|
Глубина подъёма, м |
До 1500 |
|
Максимальная скорость движения сосуда, м/с |
До 20 |
|
Диапазон значений контролируемых ускорений, м/с2 |
0...5 |
|
Количество формируемых путевых команд, шт. |
40 |
|
Погрешность контроля превышения заданной скорости, % |
Не более ±10 |
|
Погрешность формирования путевых команд, м |
Не более ±0,1 |
|
Количество точек отбора информации о положении сосуда в стволе, шт. |
4 (на один горизонт) |
|
Время реакции системы на превышение заданной скорости движения, с |
Не более 0,1 |
|
Минимальное значение контролируемой скорости пробуксовки шкива и |
0,2 |
|
проскальзывания каната, м/с |
||
|
||
|
|
|
Периодичность контроля идентичности каналов, с |
До 5 |
|
|
|
|
подъёмных сосудов (тахограмм), а также значений заданной и фактиче ской скоростей движения, пройден ного пути, токов якоря и возбужде ния электродвигателя, давления в системах ТП и ТР (тормоз рабочий);
●регистрация, хранение, архивирова ние и документирование информа ции о состоянии и режимах работы ШПУ;
●воспроизведение исторической ин формации за указанный период вре мени.
Возможности системы характеризу ются показателями, представленными в табл. 5.
Эффективность использования системы по назначению в немалой степени зависит от информативности экранных форм операторских интер фейсов и удобства их восприятия. В системе текущая и историческая ин формация о режимах работы ШПУ отображается на экране компьютера АРМ машиниста в виде одного кадра (рис. 4), объединяющего данные об
32
щего и детализированного обзора си туации, а на экране компьютера АРМ механика — в виде двух отдельных кадров: кадра общего обзора ситуации (выводится по умолчанию) и кадра детализированного обзора (фактичес ки является копией кадра АРМ маши ниста и выводится по вызову механи ка).
ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ
Для решения задач комплексной за щиты, регистрации и визуализации ре жимов работы ШПУ опытный образец системы ЗКДР был установлен на Цен тральном руднике ОАО «Апатит» (Мур манская область), налажен и поставлен комиссией на приёмочные испытания. После успешного завершения приё мочных испытаний и доводки по заме чаниям и предложениям приёмочной комиссии система ЗКДР была серти фицирована (сертификат соответствия № РОСС RU.МЕ92.В00316), получила разрешение Федерального горного и промышленного надзора России № РРС 04 11720 на право применения на ШПУ и введена в эксплуатацию. К настоящему времени срок её успешной эксплуатации составляет более полуто ра лет.
После года эксплуатации системы специалистами рудника была высказа на идея её развития, то есть создания на базе ЗКДР модифицированного ва рианта ЗКДР.М, который бы отличался от прототипа наличием подсистемы управления.
Разработанная система ЗКДР.М по принципу построения также представ ляет собой многоуровневую распре делённую сетевую структуру и функци онально состоит из следующих подсис тем:
●контроля движения и защиты;
●регистрации и визуализации инфор мации;
●автоматизированного управления. Подсистема контроля движения и
защиты реализована на базе конст руктивно законченного аппарата контроля хода и защиты модифици рованного (АКХЗ.М) и средств отбо ра информации о параметрах безопа сности и состоянии оборудования ШПУ.
Подсистема регистрации и визуали зации информации построена на базе пульта управления шахтной подъёмной машиной (ПУШПМ) и АРМ механика подъёма.
www.cta.ru |
СТА 2/2005 |
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
|
|
Рис. 5. Информация о технологических параметрах и состоянии |
|||
|
|
|
|
|||
Рис. 4. Копия экрана АРМ машиниста |
|
|
оборудования ШПУ, выводимая на один из мониторов ПУШПМ |
|||
Подсистема управления выполнена |
двухтумбового стола с двумя монтаж |
Система ЗКДР.М имеет поставляе |
||||
на основе пульта ПУШПМ, аппарата |
ными секциями и регулируемого пово |
мую по специальным заказам модифи |
||||
АКХЗ.М и средств отбора информации |
ротного кресла. На столе установлены |
кацию, предусматривающую примене |
||||
о технологических параметрах и состо |
два манипулятора (джойстика), ряд |
ние выделенного сервера. |
||||
янии оборудования ШПУ. |
кнопок управления оборудованием и |
Структурная схема комплекса техни |
||||
На базе АКХЗ.М реализовано одно |
переключателей цепей |
управления |
ческих средств системы ЗКДР.М пред |
|||
канальное исполнение подсистемы уп |
оборудованием. В тумбах стола разме |
ставлена на рис. 6. |
|
|||
равления и двухканальное исполнение |
щены два персональных компьютера с |
Система ЗКДР.М для качественного |
||||
подсистемы контроля движения и за |
источниками бесперебойного питания |
автоматизированного |
управления |
|||
щиты, при котором два идентичных |
и клавиатурой, а в монтажных секци |
шахтными подъёмными установками |
||||
одновременно работающих канала вы |
ях — два монитора, один из которых |
ШПУ и обеспечения |
необходимого |
|||
полняют алгоритм функционирования |
предназначен для отображения техно |
уровня их производственной безопас |
||||
подсистемы и проверяются на иден |
логической информации (рис. 5), не |
ности осуществляет следующие опе |
||||
тичность работы с выдачей информа |
прерывно выдаваемой |
подсистемой |
рации и функции в ходе цикла |
|||
ции о результатах проверки обслужива |
управления, а другой — для отображе |
подъёма: |
|
|||
ющему персоналу. |
ния информации о безопасности, вы |
● непрерывное управление электро |
||||
Пульт ПУШПМ выполнен на основе |
даваемой подсистемой контроля дви |
приводом подъёмной машины и ре |
||||
промышленной мебели и состоит из |
жения и защиты. |
|
гулятором рабочего тормоза, а также |
|||
Датчики путевой |
Датчик путевой |
Аппарат контроля хода и защиты |
|
|
АРМ механика |
|
информации |
информации |
модифицированный (АКХЗ М ) |
|
|
~220 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Датчики давления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коммутатор |
|
|
|
|
|
|
Ethernet |
|
Клеммный |
|
|
|
|
|
|
ящик |
|
|
|
|
|
Датчики тока |
|
|
|
Клеммный |
|
|
|
|
|
ящик |
|
|
|
|
|
Клеммный |
Датчики тока |
напряжения |
|
|
|
|
ящик |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пульт управления |
|
|
|
|
|
|
ШПМ (ПУШПМ) |
|
Клеммный |
|
|
|
|
|
|
ящик |
|
|
|
|
В систему управления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Клеммный |
электроприводом шахтной |
|
Датчики давления |
Датчики положения |
|
ящик |
|
подъёмной машины (ШПМ) |
|
Рис. 6. Структурная схема комплекса технических средств системы ЗКДР.М |
|
|
|
33 |
||
СТА 2/2005 |
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
© 2005, CTA |
Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru |
|
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г РА Ц И Я /Д О Б Ы В А Ю Щ А Я П Р ОМ Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
|
Дополнительные параметры назначения системы ЗКДР.М |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дополнительный параметр |
|
Значение |
|
|
|
|
||
|
|
Количество каналов дискретного управления оборудованием пульта |
24 |
||
|
|
ПУШПМ, шт. |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
Тип сигналов дискретного управления оборудованием |
|
релейные, типа «сухой» |
|
|
|
|
контакт |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Коммутационная способность выходных устройств каналов дискретного |
|
||
|
|
управления: |
|
не более 220 |
|
|
|
● напряжение переменного тока, В |
|
||
|
|
● напряжение постоянного тока, В |
|
не более 30 |
|
|
|
● |
ток, А |
|
не более 5 |
|
|
Количество каналов непрерывного управления оборудованием пульта |
2 |
||
|
|
ПУШПМ, шт. |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
Тип сигналов непрерывного управления оборудованием |
аналоговые, потенциальные |
||
|
|
или токовые |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон изменения выходного сигнала непрерывного управления |
|
||
|
|
электроприводом: |
|
от 0 до 20 |
|
|
|
● |
мА |
|
|
|
|
|
от –10 до 10 |
||
|
|
● |
В |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
Диапазон изменения выходного сигнала непрерывного управления |
от 0 до 300 |
||
|
|
регулятором давления рабочего тормоза, мА |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
Количество визуализируемых значений аналоговых сигналов, |
не более 16 |
||
|
|
поступающих от датчиков оборудования и характеризующих его состояние |
|||
|
|
или режим работы, шт. |
|
|
|
|
|
Количество отображаемых по дискретным сигналам соответствующих |
не более 8 |
||
|
|
датчиков, или блок?контактов пускателей диагностических сообщений, |
|||
|
|
или сообщений о невыполнении команд управления, шт. |
|
||
|
|
Габаритные размеры пульта ПУШПМ, м |
|
не более 2,0×1,5×1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса пульта ПУШПМ, кг |
|
не более 100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дискретное управление оборудова |
● средства отбора информации под |
|
|
|
|
нием ШПУ; |
системы контроля движения и защи |
|
|
|
● отбор, ввод, обработка и представле |
ты (датчики |
угловых перемещений |
|
|
|
|
ние информации о параметрах и ре |
барабана или канатоведущего и от |
|
|
|
|
жимах работы, выявление и индика |
клоняющего шкивов подъёмной ма |
|
|
|
|
ция недопустимых отклонений от ус |
шины, датчики положения сосудов в |
|
|
|
|
тановленных значений основных па |
точках начала замедления и пере |
|
|
|
|
раметров безопасности, обеспечение |
подъёма, датчики давления рабочей |
|
|
|
|
оперативной защиты ШПУ от превы |
среды в системах предохранительно |
|
|
|
|
шения скорости, переподъёма, пробу |
го и рабочего тормозов, датчики тока |
|
|
|
|
ксовки шкива, выхода за допустимые |
в главной цепи и в обмотках возбуж |
|
|
|
|
пределы давления в системе предохра |
дения электродвигателей); |
|
|
|
|
нительного тормоза, а также от недо |
● средства отбора информации под |
|
|
|
|
пустимых режимов силовых цепей |
системы управления (датчики скоро |
|
|
|
|
электропривода и цепей управления; |
сти вращения барабана, или канато |
|
|
|
● ввод от соответствующих датчиков, |
ведущего шкива, или вала редуктора |
||
|
|
|
обработка и представление инфор |
подъёмной машины, датчики напря |
|
|
|
|
мации о других параметрах ШПУ, |
жения и тока в главных цепях и це |
|
|
|
|
выявление и индикация недопусти |
пях управления, датчики давления и |
|
|
|
|
мых или опасных отклонений от ус |
температуры); |
|
|
|
|
тановленных значений параметров и |
● аппарат АКХЗ.М, который представ |
|
|
|
|
обеспечение либо оперативной за |
ляет собой аппарат АКХЗ со встро |
|
|
|
|
щиты ШПУ, либо блокировки оче |
енным контроллером управления, |
|
|
|
|
редного цикла подъёма до устране |
образующим третий канал аппарата, |
|
|
|
|
ния выявленных отклонений; |
и коммутатор для построения сети, |
|
|
|
● регистрация, архивирование, хране |
которая объединяет контроллеры |
||
|
|
|
ние и воспроизведение историчес |
АКХЗ.М и пульт ПУШПМ; |
|
|
|
|
кой производственной информации |
● пульт ПУШПМ; |
|
|
|
|
о работе ШПУ; |
● АРМ механика подъёма на базе IBM |
|
|
|
● выдача путевых команд управления и |
PC совместимого компьютера и ком |
||
|
|
|
защиты. |
мутатор для организации сети с |
|
|
|
|
Техническое обеспечение системы |
ПУШПМ. |
|
34 |
|
ЗКДР.М представляет собой следую |
Контроллеры каналов АКХЗ.М по |
||
|
щий набор средств: |
составу технических средств практи |
|||
|
|
|
|
|
|
чески идентичны. В отличие от систе мы ЗКДР в контроллерах каналов АКХЗ.М применены вместо CPU 686 процессорные платы CPU 686E (тоже фирмы Fastwel). Контроллеры каналов АКХЗ.М, компьютеры ПУШПМ и АРМ механика подъёма объединены сетью Ethernet. Обмен информацией между подсистемами ЗКДР.М произ водится по протоколу IPX.
Система ЗКДР.М характеризуется дополнительными параметрами назна чения, которые представлены в табл. 6.
Система ЗКДР.М в сентябре и октяб ре 2004 года успешно прошла предва рительные испытания и проверку функционирования на руднике, а в на стоящее время готовится к проведению приёмочных испытаний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Внедрение системы ЗКДР или её мо дификаций обеспечивает повышение производственной безопасности и эф фективности работы ШПУ по сравне нию с другими решающими аналогич ные задачи системами, например ком плексами так называемых регистрато ров режимов и параметров. Этот эф фект достигается за счёт более высоко го уровня качества контроля парамет ров, более высокой оперативности за щиты от недопустимых ситуаций, а также решения вопросов информаци онного обеспечения, управления и об щего мониторинга на базе возмож ностей самых современных техничес ких и программных средств.
Описанная система универсальна по отношению к представительному ряду ШПУ, обладает достаточной гибко стью и открытой архитектурой техни ческих средств. Всё это не только обес печивает широкое применение систе мы за счёт адаптации к различным ус ловиям, но и позволяет наращивать и совершенствовать её, что открывает перспективы дальнейшего и долго срочного применения системы ЗКДР на шахтах и рудниках в условиях меня ющихся требований правил безопасно сти.
В настоящее время ведутся работы по внедрению системы типа ЗКДР.М ещё на одном руднике ОАО «Апа тит». ●
Авторы — сотрудники
ООО НТФ «Автоматуглерудпром», ОАО «Гипроруда» Телефоны: (+7921) 160*9076,
(+38097) 987*0324, (812) 375*9907
www.cta.ru |
СТА 2/2005 |
© 2005, CTA Тел.: (095) 234 0635 Факс: (095) 232 1653 http://www.cta.ru