Сушествующие средства автоматизации на примере горнодобывающего предприятия решенне вопросов замены на современные средства автоматизации

Сушествующие средства автоматизации на примере горнодобывающего предприятия решенне вопросов замены на современные средства автоматизации
План:

1. 
   Введение
   
2. 
   Цель и задачи автоматизации
   
3. 
   Автоматизация добычных участков
   
4. 
   Комплекс устройств автоматизации комбайна
   

Заключение
Используемая литература

Введение
Технологические процессы горного производства как объекты управления. Проведение комплексной автоматизации очистных забоев для обеспечения плановых показателей по добыче при соблюдении условий безопасности. Функции автоматической системы управления.
Цель и задачи автоматизации
В связи с условиями производства к большинству технических средств горной автоматики предъявляются требования повышенной надёжности, защищённости в условиях влажности, запылённости, вибраций и, главным образом, искро- и взрывобезопасности.
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.

Автоматизация добычных участков Комплексная автоматизация очистных забоев должнаобеспечивать плановые показатели по добыче угля при соблюденииусловий безопасности для персонала. В соответствии с этимитребованиями, а также учитывая большую протяжённость выработок,предусматривается наличие возможности различающейся характеромсигнализации о запуске определённого оборудования ( комбайн,
конвейер). По всей длине выработки должна обеспечиваться связь ивозможность аварийной остановки оборудования. Эти задачиобеспечиваются аппаратурой АС-3СМ.Аппаратура автоматического контроля и управления креплениемлавы входит в состав соответствующего комплекса. Предусматриваетсявозможность контроля давления рабочей жидкости в гидравлике,законченности цикла передвижки секций , передвижки конвейера,очерёдности передвижки секций и т.п.Наиболее соответствуют вышеуказанным требованиямаппаратура автоматизации КМ-87А, М-87ДГА, 2 КГД- А ,КМ-138А идругие. В предельном варианте предусматривается возможностьавтоматической передвижки секций крепи в соответствии с режимомпродвижения очистного комбайна.Для дистанционного управления, контроля основных параметров,перемещения положения шнеков очистного комбайна сгидравлической системой подачи и конвейером в лаве применяетсяаппаратура ЦПУ, САУК-1М, АУЗМ. Для регулирования нагрузки на двигатели комбайна посредствомизменения скорости подачи используется регулятор УРАН , защита отперегрузки эл. двигателей аппаратурой КОРД.Очистные комбайны К-103, КА-80, 1БКТ применяемые дляотработки тонких пластов оснащены вынесенной системой подачиВСП через электромагнитную муфту скольжения. Функции,выполняемые этими системами автоматики аналогичнывышеуказанным.Современные очистные комбайны с электрической системойподачи 1КШЭ, К500, РКУ ( с гидравлическим приводом подачи)оснащены системами дистанционного управления беспроводной связи,разветвлёнными системами автоматической диагностики.
Для автоматического контроля местонахожденияисполнительного органа струга, автоматического реверсированияпривода струга на заданных участках лавы, автоматическогоуправления средствами секционного орошения в зоне работыисполнительного органа, контроля нагрузки привода стругаприменяется аппаратура МИУС , АРУС, БАУС.Зарубежная горно-добывающая техника, например, струговаяустановка фирмы Х&В, испытываемая на шахте Аяч-Яга (Воркутауголь)имеет высокоразвитую систему автоматического контроля, оперативнойдиагностики режимов работы и управления.Ниже рассмотрены комплексы автоматики относительно новыхкомбайнов, стругов и комплексов. Комплекс устройств автоматизации комбайна 1КШЭОсновные 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 аппаратурыБУРТ и БАУ, состоящий из блоков диагностики БУРТ — БД-1, блокадиагностики БАУ БД-2, блока нагрузки БН, заглушки и перемычки.БД-1 имитирует с помощью переключателей :- Тмакс - срабатывание температурных датчиков эл.двигателеймеханизма подачи(МП);-Ммакс-срабатывание выключателя муфты максимального момента навалу эл.двигателя МП;-Утечка - кнопку проверки работоспособности реле утечки;
-Подача - вывод задатчика скорости подачи СКОРОСТЬ пультауправления из нулевого положения;-Режим работы - выбор необходимого режима( В- вверх, Н- вниз, Т-динамического торможения .В процессе проверки контролируется работоспособность по свечениюсветодиодов. Переключатель СБРОС гасит светодиоды.Блоком БД-2 проверяется работа БАУ , имитируются режимыработы при различных скоростях подачи и нагрузках на двигателях. Помиллиамперметрам можно следить за напряжением подачи,токомподачи, током резания при включенной и отключенной обратной связипо току подачи. К блоку может подключаться осциллограф дляналадки .Выбор режимов тормозного или двигательного режимаосуществляется переключателем РЕЖИМ РАБОТЫ. Проверка защитыот КЗ , от недопустимых утечек осуществляется нажатиемсоотвествующих кнопок .При проверке работоспособности защиты от затянувшегося пускарезистором ТОК РЕЗАНИЯ устанавливается заданное значение тока ,апереключатель ПРОВЕРКА переводят в положение ОС ПО ТОКУРЕЗАНИЯ.Переключатель СБРОС для выключения светодиодоввключившихся при срабатывании защит. Аппаратура автоматизации КУАК Комплекс КУАК предназначен для управления, регулирования,контроля работы ,а также для защиты от аварийных режимов очистныхкомбайнов унифицированного ряда РКУ ( и аналогичных им) сгидравлическим приводом механизма подачи(МП).
КУАК рассчитан на применение на применение устройства УМК всочетании с силовым комбайновым кабелем с контрольными жилами.Управление может осуществляться с пульта на комбайне илидистанционно с носимого пульта (без кабельной перемычки сиспользованием ИК излучения . Выпускается КУАК в несколькихмодификациях.Конструкция КУАК допускает встройку дополнительныхустройств : КРОК , ТМРК, автоматического регулятора положения ИОи т.д. На комбайне устанавливаются ПУ1 (основной ) и ПУ2(дополнительный).В корпусе ПУ1 находятся :- блок дешифратора ДШ -расшифровывает сигналы от фотоприёмникови преобразует их в команды управления;- блок управления комбайном и конвейером БУК содержит релевключения, транзисторные ключи , управляющиегидрораспределителями ИО комбайна;- блок управления скоростью БУС выдаёт команды на включениесоответствующей ступени скорости.- блок аккумуляторов БА.В ПУ2 располагается панель электроблоков с блокамирегулирования 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 включениеэлектрогидрораспределителей системы управления скоростью подачи итормозом:
- блок управления табло БУТ обеспечивает выдачу сообщений наинформационное табло в виде надписей в соответствии с сигналамидатчиков и регулятора. Информация с датчиков контроля давления ,температуры,уровня ,загрязнения фильтра преобразуется в БШ вдвоичный код для передачи в узел контроля и защиты БУТ.С носимого (НПУ) пульта осуществляется пуск и остановкакомбайна и конвейера ,управление положениями ИО , дистанционно-автоматическое управление скоростью подачи .В ванне гидросистемы подачи устанавливается датчиктемпературы масла ТД .Датчик давления (ДД) контролирует давление масла вгидрмагистрали тормоза. В корпусе датчика имеется поршень, которыйчерез толкатель и микропереключатель замыкает сигнальную цепь придавлении 3.7-- 3.9 Мпа. При этом давлении диски тормозов должныбыть разжаты,Датчик скорости ДС (аналогичный ДС применён в регулятореУРАН) устанавливается на стенке ванны гидровставки и контролируетперемещение следящего золотника гидронасоса, а те самым и подачунасоса и обусловленную ею скорости движения комбайна.Датчик уровня масла в гидровставке (установлен на масломернойтрубке) выполнен в виде обоймы с герконом. В масломерную трубкупомещён поплавок с магнитом. При снижении уровня масла нижедопустимого уровня магнит поплавка воздействует на геркон изамыкает сигнальную цепь. Положение обоймы датчика можетрегулироваться в зависимости от угла наклона отрабатываемогопласта. Таким образом в комплексе КУАК предусматриваетсявозможность оперативной диагностики основных параметров комбайна ,применена бортовая микро-ЭВМ , имеется возможность передачиинформации по запросу диспетчера . При остановках комбайна споследующим отключением электропитания информация о причинеостановки сохраняется в течение 72 часов.Имеется информация о применении на зарубежных щахтахбезлюдной выемки угля с управлением по телемеханическим каналамиз операторского (диспетчерского) пульта.Микропроцессоры в забойной автоматикеПовышение требований к гибкости и надёжности системуправления ТП, а также значительный рост объёма перерабатываемойинформации и выполняемых функций привели к появлению в этихсистемах параллельной обработки информации на базе ЭВМ.В НПО АВТОМАТГОРМАШ для аппаратной реализации задачавтоматизации очистных комбайнов разработан специальный наборблоков (модулей ) :- блок микропроцессора БМ, блок сопряжения БС - для обеспечениярегулирования нагрузки и скорости ;- блок управления табло БУТ , блок табло Т, блок шифратора БШ- дляобеспечения отображения информации на дисплее, диагностики изащиты ;- блок управления комбайном и конвейером БУК, блок управленияскоростью БУС, дешифратор Д, фотоприёмники ФП , носимый пультуправления НПУ - для обеспечения дистанционного беспроводногоуправления по инфракрасному каналу;- источник питания ИП36-5, блок аккумулятора , блок преобразователяБП - для обеспечения энергопитания.Перечисленные блоки унифицированы и используются в системахавтоматики очистных и проходческих комбайнов
( КУАК,КУАП) ,регуляторов (УРАН-1М) ,систем управления (САУК-2М). В состав бортовой микро-ЭВМ, выполненной на элементахмикропроцессорного набора КР 580 ИК80 входят блок микропроцессораБМ, блок сопряжения БС, а также блок преобразователя БП.Начиная с 1987 года НПО Автоматгормаш и другимиспециализированными организациями ведутся серьёзные работы поразработке систем автоматики на базе микроЭВМ. В частности, на базеКР580 разработаны принципы и программное обеспечение дляуправления очистным комбайном (КА-80),крепью автоматизированногоугледобывающего комплекса ,различным проходческимоборудованием , аппаратурой электроснабжения добычного участка ,шахтными подъёмными установками и другими объектами.3. Автоматизация управления механизированной крепьюГидравлическая механизированная крепь представляет собойбольшое количество (до нескольких сотен )рассредоточенныхконтролируемых и управляемых секций. В их составе функционируютпо нескольку сосредоточенных объектов (электрогидроклапаны идатчики) . Поэтому для управления крепью нужны соответствующиенадёжные телемеханические системы.Алгоритмы управления комплексами зависят от наличия контактаперекрытия секций крепи с кровлей , требуемого усилия подпора ихарактера изменения состояния кровли.Так ,передвижка секций может выполняться способами:- без подпора - в крепях ОМКТ, М87, ДОНБАСС и др.- с пассивным (остаточным) непрерывным поддержанием усилияподпора - в крепях 1МК, 2 МК,М87А , М87ДГА , КГ , КГУ -Д и др.
- с активным (следящим ) непрерывным поддержанием усилия подпорав крепях СА, ОКП и др.- с пассивным импульсным поддержанием необходимого усилияподпора - в крепи КПК-1.Передвижка по первому способу целесообразна только приручном управлении, устойчивой кровле и обеспечениии поперечнойустойчивости на пологих пластах.Второй способ можно применять при разреботке пластов с малымопусканием кровли и при автоматизации крепей при устойчивыхкровлях.Общий недостаток систем управления ,реализующих второй итретий способы ,- большое количество кабелей и аппаратуры в лаве , чтоснижает их надёжность и повышает стоимость.Система управления по четвёртому способу позволяет резкоснизить количество аппаратуры и кабелей в лаве, обеспечить работу сдвумя трубопроводами, она более проста, надёжна,имеет меньшуюстоимость. Недостаток - пассивный характер подпора.Начиная с 60-х годов на отечественных угольных предприятияхнакоплен большой опыт эксплуатации автоматизированных комплексовКМ87А, КПК-1 и крепи М87ДГА. Переход в более поздних разработкахк применению ИМС повышает уровень искробезопасности инадёжности аппаратуры. Однако, в связи с большим количествомсекций, большой протяжённостью выработок, сложными горно-геологическими условиями и другими причинами широкогораспространения автоматизированное управление на практике пока неимеет.Представляет интерес унифицированнвя системаавтоматизированного контроля и управления с двухступенчатымизбиранием :
на первой ступени выбирается контролируемый пункт КП(секциякрепи ), а на второй - объект контроля или управления на данном КП(например,датчики, электрогидроклапаны и т. п.). Структура такойсистемы реализует универсальный алгоритм функционированияСАДУК. При синтезе систем с более простыми алгоритмами используетсятолько необходимый набор устройств и функциональных блоков.Наиболее уязвимым местом в системах автоматического идистанционного управления комплексами являются кабельные связи.Применение штепсельных разъёмов для соединенияэлектроблоков в лаве (200-400 участков) является потенциально-опасным источником отказов.Магистраль может быть выполнена безразрывной, если сигналыселекции, сигнализации и управления , а также энергия питания будутподаваться индукционным путём.Первичные обмотки присоединительного устройства ( УП) всехКП образованы витком петли кабеля, протянутой через окнамагнитопроводов так, что относительно источника питания линии всехУП соединены последовательно. Каждое отдельное УП представляетсобой трансформатор тока, работающий в режиме отдачи максимальноймощности. Величина тока в линии питания, необходимая дляобеспечения заданной мощности в нагрузках УП, зависит отпотребляемой мощности наиболее загруженного УП и не зависит от ихколичества ,которое определяет напряжение питания линии. Следуетотметить ,что потери в линии питания в несколько раз превышаютсуммарную мощность нагрузок УП , поэтому габаритная мощностьэтого источника должна составлять сотни ватт высокой частоте ) прямой и обратными ветвями петли кабеля питания и
корпусом агрегата , конвейера (или отдельным проводом). Обмотки W
2
1
и W
2
11
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