Наше предприятие производит различные "Системы контроля и управления движением и скоростью подъемной установки и регистрации параметров подъемной машины" (СКУ-ДС-ПУ-Р), отличающиеся комплектностью и объемом выполняемых функций.
Варианты исполнения системы
1. Отдельно система регистрации имеет следующий состав:
- Шкаф регистрации параметров шахтной подъемной машины (ШПМ);
- Устройство визуализации и регистрации (для установки на существующий пульт шахтного подъема);
- Комплект датчиков и ЗИП
2. Отдельно система защиты имеет следующий состав:
- Шкаф аппарата защиты и контроля движения микропроцессорного (АЗКДМ), который предназначен для контроля параметров движения ШПМ и имеет два независимых канала защиты;
- Устройство визуализации и архивирования (для установки на существующий пульт шахтного подъема);
- Комплект датчиков и ЗИП
3. Система защиты и регистрации имеет следующий состав:
- Шкаф аппарата защиты и контроля движения и регистрации параметров (АЗКДРП), который предназначен для контроля параметров движения ШПМ и их регистрации;
- Устройство визуализации и регистрации (для установки на существующий пульт шахтного подъема);
- Комплект датчиков и ЗИП
4. Система управления, защиты и регистрации скиповых, клетевых и бадьевых шахтных подъемых установок в полном объеме состоит из следующих компонентов:
- пульт управления ШПМ, который предназначен для управления шахтным подъемом, визуализации и регистрации параметров ШПМ;
- аппарат защиты и контроля движения микропроцессорный (АЗКДМ), который конструктивно входит в состав пульта управления;
- шкаф управления ШПМ, который предназначен для приема сигналов от оборудования и выработки аналоговых и дискретных сигналов управления;
- щит управления вспомогательными приводами (ЩУВП);
- ящики (колонки) стволовой сигнализации и связи, размещаемые на горизонтах ствола - шахтная стволовая сигнализация (рабочая и резервная);
- шкафы управления оборудованием на горизонтах и приемных площадках шахтного ствола (управление вагонообменом, комплексом загрузки скипов и пр.)
- аппаратура громкоговорящей связи, устанавливаемая на горизонтах ствола и на пульте машиниста ШПМ;
- аппаратура беспроводной связи с подъемным сосудом для передачи голосовых команд и реализации защиты от напуска каната - ремонтная сигнализация;
- комлектный электропривод для шахтных подъемных элетродвигателей:
- комплект датчиков и ЗИП
- пневмопанель управления тормозом ШПМ (с микропроцессорным регулятором давления и другими комплектующими SMC или других производителей)
Основные характеристики системы
Система может быть применена для шахтного подъема с любым типом шахтной подъемной машины, электродвигателя и системы электропривода.
Основными функциями является контроль и защита параметров движения ШПМ, формирование задания скорости для электропривода, управление тормозом и вспомогательными устройствами.
Для выполнения этих функций необходима информация о положении подъемных сосудов и их скорости.
Данная информация определяется счетными модулями контроллеров шкафа АЗКДМ по показаниям инкрементальных энкодеров (импульсных датчиков угла поворота), которые механически связаны со шкивами (или барабаном) ШПМ.
Рассчитанное положение подъемных сосудов и рассчитанную скорость их движения контроллеры шкафа АЗКДМ передают по внутренней информационной сети в контроллер шкафа управления ШУ и компьютер пульта управления ПУШП.
Также в АЗКДМ и ШУ вводятся дискретные и аналоговые сигналы о состоянии оборудования ШПМ и управляющие сигналы ПУШП.
На основании полученной информации АЗКДМ формирует защитную диаграмму скорости (защитную тахограмму), осуществляет контроль параметров движения и выдает путевые команды для формирования задаваемой скорости.
ШУ на основании полученной информации осуществляет формирование задания скорости для электропривода, управление тормозом и другими устройствами.
Управляющие сигналы АЗКДМ и ШУ выдаются в виде дискретных и аналоговых сигналов. Все дискретные сигналы проходят через промежуточные реле.
Компьютер пульта управления ПУШП осуществляет отображение и регистрацию информации, получаемой из АЗКДМ и ШУ (в том числе отображаются и регистрируются сигналы стволовой сигнализации и системы электропривода, получаемые через ШУ).
Обмен данными между ШУ, системой электропривода и системой стволовой сигнализации осуществляется по полевой помехоустойчивой сети нижнего уровня (интерфейс RS-485 протокол Modbus RTU или другой интерфейс).
Обмен информационными, диагностическими и параметрирующими данными между компьютером ПУШП и контроллерами АЗКДМ и ШУ осуществляется по сети Modbus TCP.
Система может поставляться как в типовом объеме, так и в сокращенном или расширенном объеме по согласованию с Заказчиком. Также система может быть выполнена на базе различных серий микропроцессорных контроллеров в зависимости от потребности Заказчика. Базовый предлагаемый вариант основан на контроллерах CTH300-С COTRUST TECHNOLOGIES, SIEMENS S7-1200/1500 либо на контроллерах другого производителя. В пультах шахтной стволовой сигнализации на горизонтах используются специализированные контроллеры CTH300-С, S7-1200/1500, RTU Mine Signal или RealLab, зарекомендовавшие себя высокой надежностью в тяжелых условиях эксплуатации и работающие по открытым промышленным протоколам связи Modbus RTU и Modbus TCP.
Обмен информацией между горизонтами осуществляется по оптоволоконной сети.
Основные параметры
|
Наименование параметра |
Значение |
|
1 Глубина подъема, м, не более |
2000 |
|
2 Абсолютная погрешность контроля пройденного подъемным сосудом пути, м, не более |
+0,01 |
|
3 Количество обслуживаемых горизонтов, не более |
14 |
|
4 Максимальная скорость движения сосуда по рабочей тахограмме, м/с, не более |
20 |
|
5 Диапазон значений контролируемых ускорений, м/с2 |
0…5 |
|
6 Время реакции на превышение скорости, с, не более |
0,1 |
|
7 Количество автономных каналов контроля и защиты движения АЗКДМ |
2 |
|
8 Количество подключаемых энкодеров |
2..4 |
|
9 Разрывная мощность контактов реле защитных устройств для коммутации питания катушки тормоза предохранительного при постоянном токе не менее |
50 Вт при 220 В |
|
10 Время работы системы от ИБП, ч, не менее |
0,5 |
|
11 Период обновления параметров на экране и в архиве ПУШП, с |
0,1 |
Абсолютная статическая погрешность контроля превышения скорости не превосходит значений, определяемых выражением:
δ = ± (0,03vз +0,07),
где vз - скорость по защитной тахограмме, м/с.
Формирование защитной тахограммы соответствует ОСТ 12.24.189.
В АЗКДМ в каждом из двух каналов осуществляется сравнение текущих значений скорости со значением, задаваемым защитной тахограммой для текущего положения подъёмного сосуда. В случае превышения задаваемых значений выдается команда на включение тормоза предохранительного.
АЗКДМ обеспечивает следующие защитные функции:
- ограничитель скорости (при этом дублирующий ограничитель скорости не требуется, поскольку АЗКДМ имеет два канала и полную диагностику);
- задание и контроль хода;
- защита от переподъема;
- защита от обратного хода и самохода;
- контроль соответствия показаний датчиков-энкодеров, установленных на разных концах приводного вала ШПМ барабанного типа;
- защита от пробуксовки и проскальзования для машин со шкивом трения;
- автоматическая подстройка при изменении футеровки канатоведущего шкива (для машин со шкивом трения).
В системе предусмотрена возможность периодической (ежесменной) автоматизированной проверки исправности, точности и быстродействия каждого канала контроля превышения скорости АЗКДМ при помощи отдельного устройства, входящего в состав АЗКДМ. (Режим тестирования).
Сигналы и аппараты системы, влияющие на безопасность, дублированы, а аварийные сигналы (контакты) включены непосредственно в физическую релейную цепь отключения предохранительного тормоза ШПМ.
В системе предусмотрена возможность изменения настроек параметров защиты и управления через компьютер ПУШП при введении пароля наладчика.
Для визуализации и архивирования в системе используется специализированное программное обеспечение для шахтного подъема, реализованые на современных программных технологиях с использованием Microsoft SQL Server, Microsoft .NET Framework, имеющие современный эргономичный визуальный интерфейс в лучших традициях передовых SCADA-систем и легко модифицируемые по требованиям Заказчика.
Его отличительными особенностями являются:
- надежность: информация из всех контроллеров системы поступает одновременно на оба компьютера (На обоих компьютерах установлено функционально равнозначное программное обеспечение, позволяющее открыть любой экран и не останавливать работу системы в случае выхода из строя любого компьютера. При этом по умолчанию на одном компьютере запускается экран с основными параметрами, а на другом - экран с дополнительными параметрами);
- простота и наглядность;
- продуманный интерфейс (ничего лишнего, только то, что нужно);
- повышенное быстродействие (период обновления всех данных на экране и в архиве составляет не более 150мс);
- удобный просмотр архивной информации в графическом и табличном виде (при этом архивация сигналов подразделяется на журнал событий и непрерывный архив дискретных и аналоговых сигналов);
- автоматизированное формирование отчетов о работе ШПМ;
- возможность диагностики системы (с указанием аппарата, требующего замену в случае его неисправности);
- возможность настройки системы (для настройки доступны все параметры, изменение которых может потребоваться в процессе эксплуатации);
- автоматическое построение расчетных рабочих и защитных тахограмм, соответствующим заданным настройкам для анализа и отчетности;
- многоуровневый парольный доступ (Оператор / Наладчик / Администратор) с фиксацией действий пользователя в журнале событий;
- удаленный доступ к архивным и текущим данным на основе клиент-серверной технологии;
- выдача данных по стандарту OPC.
Система полностью соответствует действующим нормативным документам.
Преимущества микропроцессорных систем управления и защиты движения ШПМ (СКУ-ДС-ПУ производства ООО НПП «Бэлком») перед электромеханическими аналоговыми системами
1. по объективным показателям новая система лучше защищает ШПМ (быстрее, точнее и достовернее).
2. новая система работает стабильнее и надежней, т.к. существенно меньше подвержена механическому износу и температурным воздействиям.
3. ее проще обслуживать (на обслуживание тратится существенно меньше времени).
4. новая система более наглядная, информативная и интуитивно понятная.
5. ее ремонт не требует знания программирования и микроэлектроники, поскольку осуществляется методом поблочной замены неисправного элемента, обнаружение которого производится по четкой автоматизированной методике.
Вывод: своевременная замена устаревшей аппаратуры (АЗК, ЭОС, РОС, АЗП, релейные шкафы защиты и автоматики) на предлагаемый современный аналог прозволят минимизировать простои в работе ШПМ из-за отказов и ложных срабатываний, повысить безопасность людей и подъемного оборудования - повысить эффективность работы предприятия в целом.
Пример одного из экранов компьютеров пульта управления ШПМ
Аналогичные системы производились нами для следующих предприятий:
- АО «Комбинат КМАруда» (ПМХ), г. Губкин - 10 комплектов
- АО «Севуралбокситруда» (РУСАЛ), г. Североуральск - 6 комплектов
- АО «Воркутауголь» (АО «Северсталь») - 2 комплекта
- ООО «ЕвразХолдинг», Новокузнецкий филиал - 2 комплекта
- Донской ГОК, г. Хромтау Республика Казахстан (ERG) - 4 комплекта