1. Автоматизация обеспечения безопасной работы подъемных установок Организация безопасной работы подъема Требование к автоматизации подъемных установок

3.Требование к автоматизации подъемных установок
Проблема повышения эффективности и безопасности работы шахтных подъемных установок (ШПУ) весьма актуальна для добывающей отрасли.

Условиями для её решения являются:

- выполнение комплексной автоматизации;

- сокращение эксплуатационных расходов благодаря высокому качеству и надежности используемых технических средств и резкому уменьшению их многообразия;

- наличие возможности оптимизации технологического процесса, а также диагностирования состояния оборудования и, как следствие, переход к более технологичному способу его обслуживание по текущему состоянию, а не через установленные временные интервалы;

- предоставление оперативному, обслуживающему и руководящему персоналу своевременной и достоверной информации о текущих режимах работы ШПУ, необходимый для принятия адекватных управленческих решений и правильного анализа ситуации.

Решение этих задач распадается на следующие составляющие:

- неприрывный контроль всех параметров безопасности ШПУ;

-повышение качества контроля параметров и оперативности срабатывания защит от недопустимых режимов работы;

- повышение надежности работы ШПУ;

- постоянный мониторинг ситуации и обеспечение условий для своевременного принятия предупредительных и защитных мер по обеспечению безопасной работы ШПУ;

- регистрация, хранение и автоматизированное воспроизведение исторической информации о работе установке за требуемый интервал времени, разработка и реализации рациональных управленческих решений по результатам её анализа.

В соответствии с этими главными функциями системы управления и комплексной защиты ШПУ являются контроль движения, защита от недопустимых режимов работы, выдача путевых команд, регистрация текущих данных, визуализация текущей и накопленной информации о режимах работы и параметрах ШПУ.В связи с особой технологической важностью ШПУ в шахтном производстве, большими размерами ущерба от аварий, а также высоким уровнем требований к безопасности подъема людей для управления такими установками допустимо применение лишь автоматизированных систем, предусматривающих обязательное участие человека. По мере совершенствования систем автоматизации ШПУ объем функций, выполняемых человеком, неуклонно уменьшается, и в настоящее время за ним остались функции, трудноподдающиеся автоматизации, либо более надежно выполняемые человеком в штатной и особенно в нештатной ситуации, а также функции общего контроля ситуации и принятия, экстренных мер.

Выбор технических средств отбора информации о состоянии оборудования ШПУ и ее параметрах, кроме скорости движения подъемного сосуда, сводятся к достаточно тривиальной инженерной задаче, выполняемой по критериям назначения, работоспособности в реальных условиях эксплуатации, точности контроля и соответствия диапазона контроля условию обеспечения универсальности системы.

Определяются такие важные для ШПУ параметры, как пройденный путь (положение сосуда в стволе), пробуксовка шкива, проскальзывание каната и направление движения подъемного сосуда, к которым предъявляются достаточно жесткие требования по точности и разрешению. Кроме того, от характеристик применяемого в системе датчика скорости движения сосуда существенно зависит от быстродействия системы по защите от превышения заданной скорости. Развитые коммуникационные и функциональные возможности, высокий уровень точности и надежности работы предопределили целесообразность применения поворотных шифраторов приращений в качестве датчиков скорости движения подъемного сосуда ШПУ. Для выполнения требования условия обеспечения универсальности системы по отношению к ряду ШПУ с диаметрами барабана или шкива трения до 5 м в ней должны применяться поворотные шифраторы приращений, имеющие не менее 3500-4000 импульсов на один оборот вала.

Всем перечисленным требованиям в полной мере отвечают поворотные шифраторы ряда серий фирмы Pepperl-Fuchs. Учитывая также высокую надежность продукции данной фирмы, в системе были применены поворотные шифраторы приращений именно её производства: Series 10-11631-A- 5000.

Система контроля параметров подъемной установки (АСК ПУ), предназначена для повышения безопасности эксплуатации шахтных подъемных установок путем постоянного контроля цепи защит подъемной установки и определение причин срабатывания предохранительного тормоза и неисправностей в цепи ТП при «Зарядке» машины, а так же записи и последующего воспроизведения информации о режиме работы подъемной установки. Система обеспечивает постоянный учет количества поднятой руды. Система обеспечивает создание сменных отчетов о режимах (результатах) работы.

Состав системы:

Компьютер в промышленном исполнении с процессором Pentium IV, с дополнительно установленным оборудованием.

Источника бесперебойного питания АРС 1000.

Пульта машиниста:

датчики давления АИР20-160;

блоки питания =24В;

блоки преобразования ток/напряжение в напряжение 0-10В;

Контроллер:

Модули цифрового ввода;

Модули интерфейса;

Модули релейного выхода;

Источники питания;

Плата защит (опторазвязки);

Входные клеммники.

Датчики угла поворота вала (энкодеры).

Микропроцессорное устройство сбора и обработки информации (счетчик скипов).

Программного обеспечения Trace Mode 5:

- Монитор реального времени на 512 точек в/в - основная исполнительная программа

Сервер документирования локальный - программа подготовки и сохранения отчетов - сменных ведомостей.

- Глобальный регистратор - регистратор событий с функцией PlayBack

Системой контролируются следующие основные параметры подъемной установки:

- ток двигателя, ток возбуждения двигателя, ток возбуждения генератора, скорость вращения вала двигателя (напряжение тахогенератора);

- в системе предохранительного торможения: причина срабатывания, состояние контактов цепи ТП;

- в системе автоматического управления: режимы работы подъемной установки, пуск машины, стопорение скипов, положение скипов в зонах загрузки;

- электронный указатель глубины (с модернизированным датчиком оборотов вала подъемного двигателя).

Программное обеспечение АСК ПУ после обработки информации обеспечивает выполнение следующих функций:

1. контроль исправности:

- маслосистемы;

- пневмосистемы тормозов;

- тиристорного возбудителя подъемного двигателя;

- тиристорного возбудителя генератора;

- системы контроля изоляции цепей управления;

Система осуществляет регистрацию всех срабатываний предохранительного тормоза, включая информацию о дате и текущем времени срабатывания тормоза, причины срабатывания.

Программное обеспечение осуществляет постоянный контроль над работой подъемной установки во всех режимах работы. Вид экрана монитора зависит от режима работы машины.

В левой части экрана отображается положение скипов в стволе и состояние датчиков прихода скипов на отметки загрузки и разгрузки. Положение каждого скипа отображается разным цветом (левый - зеленым, правый - синим).

Правая часть экрана разбита на четыре участка. В верхней части в центре выведены текущее значение тока якорной цепи двигателя, тока возбуждения двигателя и скорости подъема. Справа внизу находится графический экран, на котором выводятся графики текущего процесса. В нижней части в центре - приведены данные по количеству выданной руды по графику, установленному на руднике, продолжительность подъема, время паузы и производительность подъемной установки.

Справа вверху кнопки вывода информации из архивов, состояния цепи ТП и просмотра текущих значений параметров.

Кнопка Состояние цепи ТП предназначена для вывода экрана с данными о положении контактов цепи ТП.

Красным цветом отмечены разомкнутые контакты, зеленым - замкнутые. В левой нижней части экрана выведено сообщение о причине последнего срабатывания защиты.

Кнопка "Просмотр параметров", предназначена для вызова экрана со всеми аналоговыми сигналами, регистрирующимися в системе. Такой просмотр удобен для комплексной проверки датчиков и сопоставления различных сигналов. Сигналы сгруппированы по функциональному признаку.

Заключение
Автоматизация подъемных установок позволяет многократно повысить безопасность их эксплуатации. Автоматические средства обеспечивают непрерывный и гораздо более точный, чем визуальный, контроль за состоянием и положением элементов подъема. Датчики автоматического контроля могут быть установлены в местах, недоступных для визуального или инструментального механического контроля. Надежность срабатывания автоматических средств защиты и их быстродействие несравнимо выше ручных.
Система автоматизации без постоянного присутствия обслуживающего персонала обеспечивает бесперебойное выполнение операции по подъему груза и соблюдение заданной диаграммы скорости, автоматическое отключение и предохранительное торможение подъемной машины при нарушении установленного режима работы, самоконтроль системы управления, предотвращающей опасное состояние установки.
Схема предусматривает следующие основные виды защит, вызывающих предохранительное торможение машины: от чрезмерного износа тормозных колодок, срабатывающей при зазоре между ободом барабана и тормозной колодкой более 2 мм; от обратного хода машины, срабатывающей, прежде чем скорость движения сосуда достигает 1 м/с; от увеличения вдвое против расчетного значения периода пуска, замедления или дотягивания; от перегрева подшипников подъемной машины и электродвигателя; от повреждения электрической цепи или механического привода электрического ограничителя скорости; от замыкания на землю в цепях управления