УкрНИИВЭ

А.А. Дубинский, А.Б. Кац, Л.Н. Рутберг, И.В. Марейченко

Интерактивная система отображения информации о состоянии подземных подъемных машин

Современные подземные подъемные машины оснащены взрывозащищенным электроприводом с аппаратурой дистанционного управления АДУ-1.

В составе аппаратуры АДУ-1 имеется ряд аппаратов, принцип действия которых базируется на применении электромеханических и релейно-контакторных устройств. Технический уровень аппаратуры крайне низкий и не отвечает современным требованиям.

Аппаратура разработана в 70-х годах прошлого столетия и в настоящее время не изготавливается и не сертифицирована. При таких обстоятельствах ввод в эксплуатацию новых подъемных машин и модернизация существующих практически невозможны.

Цель статьи. Разработать программно-аппаратный комплекс систем управления, защиты, сигнализации и диагностики для разрешения проблемы управления подземными подъемными машинами.

Применение в качестве средства управления, защиты, индикации и диагностики программно-аппаратного комплекса на базе современных промышленных контроллеров позволяет использовать новые подходы в построении систем отображения технологической ситуации на шахтной подземной подъемной машине.

При этом основной концепцией является отображение в рабочем режиме информации о скорости и местоположении подъемного сосуда, необходимой для оперативного управления шахтной подземной подъемной машиной, а прочая информация отображается при возникновении неисправностей, аварийных ситуаций или ошибочных действиях персонала.

Основным средством отображения является промышленный монитор, а вся выводимая на экран информация подразделяется на следующие группы:

• положение в стволе и скорость подъемных сосудов;
• параметры защитной тахограммы;
• специальные технологические режимы и подготовительные операции;
• неисправности технологического комплекса;
• ошибочные действия персонала;
• сведения о причинах аварийной остановки;
• архивная и справочная информация.

Рисунок 1 – Расположение графической информации на экране монитора

Отображение положения сосуда в стволе. Данные о положении сосуда в стволе выводятся на экран в информационном окне в виде абсолютного значения в метрах, а также в графическом виде на грубом и точном указателях глубины.

На шкале грубого отсчета показана полная длина откатки, на котором положение сосуда отражается с помощью подвижного маркера. Шкала точного отсчета служит для определения положения сосуда, отмеченного неподвижным маркером, относительно меток, обозначающих специальные точки выработки (заезды, ниши и пр.)

На шкале грубого отсчета метки неподвижны, а на шкале точного отсчета они перемещаются вдоль окна.

Для двухбарабанных подъемных машин положение каждой из ветвей отображается на шкале грубого отсчета двумя подвижными маркерами разных цветов, а шкалы точного отсчета отображаются отдельно для каждого барабана.

Отображение элементов горной выработки. Метки являются основным средством ввода параметров движения подъемного сосуда по горной выработке. Используются метки двух типов:

• характеризующие основные технологические точки (заезды, приемные площадки и пр.) и используемые для построения защитной тахограммы;
• устанавливаемые для описания особенностей движения по выработке.

Тип меток предусматривает различный доступ к их изменению. Так, метки первого типа может устанавливать и корректировать только специально обученный персонал (специалисты по наладке), а изменение параметров меток второго типа доступно оперативному персоналу, обслуживающего подъемную установку.

Параметры меток устанавливаются в режиме программирования при помощи окна описания меток. В рабочем режиме в этом окне можно видеть наименование и описание пяти меток, наиболее близко расположенных к текущему положению подъемного сосуда.

Наименования программируемых параметров и варианты их установки приведены в таблице 1.

Метки второго типа характеризуются как участки движения с пониженной скоростью, либо как участки, движение на которых требует повышенного внимания оператора.

Для задания данного участка при программировании вводятся следующие параметры:

• верхняя граница участка;
• нижняя граница участка;
• рекомендуемая скорость движения сосуда на выбранном участке.

На шкалах грубого и точного отсчета участки отображаются в виде прямоугольников, длина которых соответствует протяженности выделенного участка.

Отображение скорости и направления движения подъемного сосуда. На экране монитора текущая скорость (синий столбик) отображается на цифровой линейке вместе с рекомендуемой (зеленая зона) и предельно допустимой (красная зона) для данного участка скоростью. Направление движения указано стрелками. При движении стрелка выбранного направления окрашивается в зеленый цвет, при достижении конечных точек горной выработки стрелка направления, движение в котором запрещено, окрашивается в красный цвет.

Расчет и отображение защитной диаграммы скорости. Защитная диаграмма скорости определяет уставку срабатывания электронного ограничителя скорости в зависимости от положения сосуда в стволе и требуемого темпа замедления. Применение контроллера позволяет автоматически рассчитывать параметры защитной диаграммы с требуемой точностью и обеспечить их стабильность.

В процессе программирования задаются расчетные параметры подъемной установки [1, с.298].

В соответствии с этими требованиями система рассчитывает защитную тахограмму на всю длину откатки.

Защитная тахограмма отображается в режиме программирования как функция уставки максимально допустимой скорости в зависимости от пути, а на указателе скорости (цифровой линейке) – как предельно допустимая для данной точки выработки (красная линия). Опасное приближение к уставке срабатывания в поле указателя скорости отображено желтым сектором.

Использование контроллера позволяет оперативно изменять параметры защитной тахограммы с учетом промежуточных точек доставки груза (горизонтов, заездов). При этом по команде оператора при подходе к выбранному заезду рассчитываются и отображаются требуемые участки замедления и разгона.

Информация о режимах работы. Информация о событиях отображается с помощью флажков, которые располагаются в поле экрана в определенном месте и имеют неизменную маркировку с наименованием события. В обычном состоянии они неактивны и подсвечены серым цветом. При активации соответствующего режима флажки изменяют цвет.

В правой части экрана (рисунок 1) размещены флажки, корректирующие действия персонала или информирующие о специальных технологических режимах и подготовительных операциях в соответствии с таблицей 2.

В левой части экрана (рисунок 1) размещены флажки, информирующие об отказах и срабатывании технологических защит в соответствии с таблицей 3.

Информация об отказах, срабатывании защит с указанием времени события, а также тахограмма движения сосуда в течение последних 20 циклов спуска-подъема груза хранится в виде файлов, которые могут быть отображены на экране в режиме, доступном специальному персоналу. Данные автоматически сохраняются на извлекаемом носителе и могут передаваться через систему передачи данных на поверхность шахты.

Вывод. Новая система отображения информации на базе промышленного контроллера повышает безопасность работы и надежность электрооборудования шахтных подземных подъемных машин, сокращает простои, уменьшает вероятность ошибок персонала, предоставляет материал для анализа причин отказов и аварий.

1. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок / В.Р. Бежок, Б.Н. Чайка и др.- 20-е изд., перераб. и доп.- М.: Недра, 1982.- 391с.