Задачи автоматизации горных машин icon

Задачи автоматизации горных машин




Скачати 67.75 Kb.
НазваЗадачи автоматизации горных машин
Дата27.06.2012
Розмір67.75 Kb.
ТипДокументи

ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ ГОРНЫХ МАШИН


1. Общие сведения


Автоматизированное управление горными машинами соответствует управлению, при котором запуск структурных единиц рассматриваемых технических объектов осуществляется оператором, а последующая их работа выполняется автоматически на основе выработки управляющих воздействий подсистемами автоматизации без участия обслуживающего персонала.

Автоматизация обеспечивает улучшение технико-экономических показателей и социальной эффективности эксплуатации горных машин по сравнению с дистанционным и, тем более, ручным непосредственным управлением за счет:

  • повышения уровня безопасности и снижения энергетических затрат и утомляемости рабочих;

  • увеличения производительности труда и улучшения параметров надежности, уменьшения удельных энергозатрат при работе горных машин.

При использовании эффективных подсистем автоматизации создаются условия для вывода персонала в безопасные зоны, что особенно важно при отработке массивов, опасных по внезапным выбросам газа, угля и породы.

Кроме того, для ряда горных машин нового поколения автоматизация обязательна, т.к. ручное управление не может обеспечить их работоспособности. В этом случае при проектировании рассматриваемых объектов необходим мехатронических подход, т.е. такие машины должны создаваться как органически целостные электро-механо-гидро-электронные системы, включающие в качестве изначально одинаково важных, технически равноправных не только электрические, механические, гидравлические структурные единицы, но и аппаратуру автоматизированного управления. В качестве примеров, иллюстрирующих необходимость указанного меха-тронического подхода, можно привести струговые очистные механизированные комплексы с агрегатированными крепями, обеспечивающие дозированную выемку угля, и очистные комбайны с электрическими регуляторами скорости подачи Vп на основе частотно-регулируемых асинхронных электродвигателей.

Можно прогнозировать расширение в дальнейшем области использования перспективного частотно-регулируемого асинхронного электропривода для горных машин, прежде всего для подсистем привода исполнительных органов очистных и проходческих комбайнов, струговых и конвейероструговых установок, бурильных машин, с целью автоматизированного управления скоростью резания Vр для исполнительных органов этих технических объектов.

Трудности создания надежных и эффективных подсистем автоматизации сложных горных машин заключаются прежде всего:

а) в необходимости надежной защиты элементов аппаратуры автоматизации от вредных воздействий в условиях подъемной добычи полезных ископаемых (взрывоопасность, ярко выраженный динамический характер поведения элементов силовых подсистем горных машин, агрессивность шахтных вод, высокая концентрация токопроводящей пыли и др.) и в ограниченных габаритных возможностях встройки элементов аппаратуры в узлы машин;

б) в многообразии характеристик и параметров систем горных массивов (как совокупности взаимосвязанных природных подсистем - угольного пласта, кровли и почвы пласта, а также обрушенных горных пород) при эксплуатации горных машин в различных горно-геологических условиях, что требует приспособленности подсистем автоматизации к соответствующей гибкой адаптации к указанным характеристикам и параметрам, которые могут существенно изменяться в пространстве и во времени дажев пределах одного и того же забоя;

в) в большом количестве секций и исполнительных гидроцилиндров (гидростоек, гидродомкратов, гидропатронов) механизированных крепей, в многооперационности при функционировании, рассредоточении и высокой подвижности объектов управления в составе очистных комплексов и агрегатов.

Задачи подсистем автоматизации горных машин можно условно разбить на 5 групп.

I. Управление режимными параметрами (скоростями подачи Vп и резания Vр) в процессе работы машин, разрушающих массив рабочим инструментом, с целью обеспечения прежде всего рациональных или требуемых значений соответствующих функций цели энергетического характера.

II. Обеспечение качественной отработки выемочными машинами выработок по границам «выработка-вмещающие породы».

III. Управление рабочими операциями секций механизированной крепи и става забойного конвейера или базовой балки в составе очистных комплексов либо агрегатов в соответствии с принятыми технологическими схемами их работы.

IV. Обеспечение необходимых видов защит горных машин и оборудования от различного рода технологических перегрузок и нештатных ситуаций, например, отключение электродвигателей при их опрокидывании и несостоявшихся пусках, наличии опасной концентрации метана, недопустимом снижении расхода и давления воды в подсистеме орошения и др.

V. Выполнение функций сервисного характера, улучшающих качество эксплуатации горных машин и оборудования. В качестве примера можно указать следующие функции: диагностическое обеспечение контроля технического состояния ответственных узлов; отработка необходимых временных задержек между подачей предупредительных сигналов и включением электродвигателей или между последовательными включе­ниями электродвигателей; дистанционное управление электродвигателями и исполнительными гидроцилиндрами; автоматизированное управление наращиванием и разборкой бурового става и т.д.

Подсистемы автоматизации горных машин и оборудования должны формироваться на основе приспособленных к работе в подземных условиях компьютеров, эффективно работающих датчиков разных типов и современных средств отображения информации о состоянии управляемых технических объектов.

При создании рассматриваемых подсистем должна сохраняться возможность непосредственного управления горными машинами для проведения пусконаладочных и ремонтных работ.


^ 2. Основные задачи автоматизации выемочных и бурильных машин


Рассмотрим особенности решения приведенных в подразделе 1 задач автоматизации I и II групп применительно к выемочным и бурильным машинам.

Основными управляемыми режимными параметрами при отсутствии регулирования скорости резания Vр являются:

а) для очистных комбайнов - скорость перемещения (подачи) Vn корпусной подсистемы вдоль забоя, изменяемая с помощью регуляторов скорости в составе подсистем перемещения;

б) для проходческих комбайнов стреловидного типа, имеющих в составе подсистем подвески и перемещения исполнительных органов (ИО) регулируемые объемные гидропередачи «насосы - гидродомкраты», - скорость перемещения Vп ИО при последовательной обработке забоя;

в) для бурильных машин вращательного бурения при наличии в составе подсистем подвески и перемещения ИО гидроцилиндровых податчиков с регулируемыми объемными гидропередачами - скорость перемещения (подачи) Vn органа со связанными с ним корпусными узлами на забой;

г) для конвейероструговых установок в составе очистных агрегатов, имеющих в составе системы гидропривода регулируемые объемные гидропередачи «насосы - гидродомкраты», - скорость перемещения Vn ИО на забой при выполнении операций зарубки и отбойки.

При этом, как показано в разделе 6, указанные в пункте г) перемещения в зависимости от конкретного построения очистных агрегатов могут осуществляться с помощью подсистем перемещения крепи и конвейе-роструговой установки (операция зарубки у агрегатов АМ1Ц и АФК) и подсистем подвески и перемещения ИО (например, операция отбойки у агрегата АМЩ).

Автоматизированное управление рассматриваемыми режимными параметрами для этих машин осуществляется регуляторами режимов работы (в литературе их называют также регуляторами нагрузки или регуляторами нагрузки и скорости), которые обеспечивают реализацию соответствующих алгоритмов управления скоростью Vп при изменении свойств разрушаемых горных массивов.

В качестве примера можно привести следующие алгоритмы управления скоростью подачи Vn очистных комбайнов, оснащенных приводными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутыми роторами:

стабилизация заданного значения скорости Vn (а, следовательно, и средней толщины стружки hср и теоретической производительности О), если средние уровни мощностей наиболее нагруженного двигателя подсистем привода ИО и наиболее нагруженного двигателя подсистем перемещения комбайна, а также суммарный ток электропривода машины не превышают заданных соответствующими токовыми уставками значений;

стабилизация на заданном уровне среднего значения мощности наиболее нагруженного электродвигателя в составе комбайна путем соответствующего изменения скорости Vn При таком режимном варианте, часто в литературе называемом минимальным, hср=Vаr, Q=Vаr.

При невыполнении условий реализации первого режима регуляторы должны обеспечивать переход к реализации второго режима с последующим возвратом к первому при отсутствии вышеуказанных превышений.

При этом для очистных комбайнов с двумя вынесенными подсистемами перемещения с цепным тяговым органом одновременно должна обеспечиваться координация текущих значений угла расположения звездочки, подтягивающей холостую ветвь цепи, по отношению к звездочке, перемещающей рабочую ветвь тягового органа, Эта координация необходима для реализации заданного среднего уровня тягового усилия в холостой ветви цепи и минимизации амплитуд колебательных составляющих нагрузок в тяговом органе, обусловленных характером работы зацеплений «звездочка - круглозвенная цепь». Указанная задача должна решаться с помощью подсистем автоматизации также применительно к струговым и конвейероструговым установкам с двумя подсистемами привода ИО.

При использовании частотно - регулируемых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором для подсистем приводов ИО очистных и проходческих комбайнов, бурильных машин, струговых и конвейероструговых установок в качестве управляемого режимного параметра будет выступать также скорость резания Vр. В этом случае для современных очистных комбайнов, проходческих комбайнов стреловидного типа при выемке породных забоев, бурильных машин вращательного бурения, конвейероструговых установок в составе очистных агрегатов (прежде всего реализующих фронтальную схему разрушения массива) регуляторы режимов работы должны обеспечивать автоматизированное управление двумя приводами.

Схожі:

Задачи автоматизации горных машин iconРешетов Д. Н. Детали машин / Д. Н. Решетов
Шевченко С. В. Детали машин. Расчеты, конструирование, задачи / С. В. Шевченко. – Киев: Кондор, 2008. – 492 с
Задачи автоматизации горных машин iconАвтоматизация технологических процессов обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах
Разработан министерством монтажных и специальных стрительных работ ссср, Министерством приборостроения, средств автоматизации и систем...
Задачи автоматизации горных машин icon6 задачи и решения
Исходя из условия задачи, можем в качестве (x0,y0,z0) использовать (6; 9; – 2). Далее заметим, что у двух параллельных плоскостей...
Задачи автоматизации горных машин iconРешение прямой задачи представлено следующими симплекс-таблицами: бп
Получение оптимального решения двойственной задачи с помощью симплекс-таблиц прямой задачи
Задачи автоматизации горных машин iconРешение прямой задачи представлено следующими симплекс-таблицами: бп
Получение оптимального решения двойственной задачи с помощью симплекс-таблиц прямой задачи
Задачи автоматизации горных машин iconУдк 621. 313. 2 К вопросу усовершенствования систем диагностики машин постоянного тока
Решить проблему своевременного выявления и предупреждения неисправностей в электромеханических системах и повысить уровень автоматизации...
Задачи автоматизации горных машин iconИнформационная система управления технической эксплуатацией ат
Проанализированы проблемы автоматизации информационного обеспечения поддержки процессов управления технической эксплуатацией, сформулированы...
Задачи автоматизации горных машин iconИнформационная система управления технической эксплуатацией ат
Проанализированы проблемы автоматизации информационного обеспечения поддержки процессов управления технической эксплуатацией, сформулированы...
Задачи автоматизации горных машин iconУгол установки твердой пластинки режущего инструмента
Исследована зависимость прочности режущего инструмента горных машин от угла установки твердой пластинки в пазу
Задачи автоматизации горных машин iconПчелинцев В. А., Раб В. Н. Повреждаемость основных деталей машиН
Наведені схеми руйнування деталей машин. Описані вимоги до матеріалу деталей машин для забезпечення їх надійної роботи в період експлуатації....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи