автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Исследование и разработка системы автоматизации управления скоростью составов угольных разрезов

ВВЕДЕНИЕ ^ ^ ;'.; . v

Глава I; ВЫБОР МЕТОДА АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДОБЫЧНЫХ И ВСКРЫШНЫХ СОСТАВОВ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ . i

§ I-I; Современное состояние автоматизации управления технологическими транспортными процессами разрезов ••••••.•••••••

§ 1-2; Условия оптимизации оперативного управления транспортными средствами разреза . ; ; ;'

§ 1-3. Оптимизация управления на оонове автоматизации позиционного контроля составов . . 'i

§ 1-4. Задачи исследования • • V : •«? ; • «г • • ;

§ 1-5. Выводы

Глава П. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ СОСТАВОВ НА РАЗРЕЗАХ * ;

§ 2-1. Методика исследования . . . ♦ . . . . •

§ 2-2. Выражение параметров, зависящих от тормозных путей составов, через исходные характеристики системы s ;; i ; $ ? ;; ; i

§ 2-3;' Выражение параметров, зависящих от временных задержек и квантования по времени информации, через исходные характеристики системы ; •

§ 2-4. Выражение параметров, зависящих от ошибок измерения и квантования по уровню информации, через исходные характеристики системы ; ;

§ 2-5. Уравнения зависимости интервала следования составов от исходных характеристик системы

§ 2-6Г Выводы •.••••••.;.••••••;

Глава Ш. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ СОСТАВОВ НА РАЗРЕЗАХ . ; . ; 'У:- ; ; ; ; 1? ;

§ 3-1. Уравнения зависимости оптимальной скорости составов от исходных характеристик системы . t

§ 3-2. Анализ минимального интервала и оптимальной скорости в системе ; ;■ ; j i . ; . $ t я

§ 3-3. Уравнения системы оптимальной по пропускной способности ? ;; ^ i ; ^ i . i ? i ; у * у 'i- ; НО

§ 3-4; Определение оптимальных скоростей и минимальных интервалов менаду составами с помощью ЭВМ ;

§ 3-5. Методика инженерного расчета характеристик системы ; . • ? у ; * г . iJ i ? • • •

§ 3-6. Выводы !.' . V г ;< . Г . S1 V f > i? i if if

Глава 1У. ПЛИ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЛЕКСА

НЕСТАНДАРТНЫХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ •••••••

§ 4—1; Исследование параметров устройства определения местоположения составов в системе . i . ^ ^

§ 4-2. Определение устойчивости работы устройств считывания транспортной информации на основании спектрального метода . t • V . . у . . г

§ 4-3.; Принципы построения средств позиционного контроля ; ; ; ; • ? • • ' £ . V ■ • ; i

§ 4-4? Выводы ^ г ; . ; s^ i ^ . ; i ; ^ у ; . ^

- Одной из главнейших задач развития народного хозяйства в настоящее время, указанной ХХУ1 оьездом КПСС и постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве", опубликованном в газете "Правда" от 28.УШ.1983 г., являетоя резкое повышение эффективности общественного производства на базе роста научно-технического потенциала страны;1

Это в полной мере относится и к предприятиям от1фытых разработок; Ваяным процессом современного способа ведения открытых работ в угольной промышленности является подача добычных и вскрыла ных составов (ДЯС и ВЛС) в забои и отвалы разреза. Этот процесс в значительной степени определяет производительность добычных и вскрышных комплексов^

Повышение эффективности погрузочно-транслортных работ на разрезах мовет быть осуществлено с помощью автоматизации управления рассматриваемым процессом? В настоящее время отсутствуют соответствующие научно обоснованные методы и средства автоматизации получения информации о ходе процесса и решений по управлению тгё1 Созданная более 10 лет тому назад для угольных разрезов и внедренная на разрезе "Томусинский" ПО "Кемеровоуголь" система автоматизации управления вскрышным келезнодорояным транспортом,' разработанная институтом "Гипроуглеавтоматизация", морально устарела и не отвечает современным требованиям;1

В централизованной оптимальной системе автоматизации управления транопортными средствами разреза необходимы автоматический контроль характеристик подвижных единиц (местоположения, номеров, скоростей и т.д.) и пути (кривизна в вертикальной и горизонтальной плоскостях и т;д.), передача этой информации по каналам связи с объекта управления в вычислительную машину пункта транспортного диспетчера, обработка данных ЭШ по определенному управляющему алгоритму с выдачей рекомендаций по оптимизации параметров (скоростей и т^д.) движения так, чтобы достигалась максимальная интенсивность транспортного процесса.

При условии использования разработанной к настоящему времени аппаратуры передачи информации (например, АПЙ "Шифра") и вычислительной машины типа СМ) задача создания системы автоматизации управления процессом подачи составов к экскаватору в разрезе сводится к разработке управляющего алгоритма системы и комплекса средств автоматического контроля местоположения (позиций) и номеров составов, на базе чего по указанному алгоритму определяются и оптимизируются все остальные необходимые параметры управления", дающие максимальную интенсивность процесса подачи транспортных средств при соблюдении требований безопасности движения; Создание эффективной системы автоматизации управления процессом подачи добычных и вскрышных составов в забои и отвалы разреза является актуальной и важной народнохозяйственной задачей

Целью работы является разработка алгоритмов управления выпуском и скоростью составов угольных разрезов', принципов и структуры контроля их позиций для создания системы автоматизации управления, оптимизирующей интервалы подачи транспортных средств в забои и отвалы и обеспечивающей повышение эффективности управления технологическим транспортом разреза*.

Идея работы заключается в оперативном согласовании временных интервалов подачи транспортных средств и их погрузки за счет управления скоростью состава.

Основные выводы по работе:

I; В результате анализа процесса доказано, что максимум производительности работы транспортного комплекса разреза достигается при разработанном принципе оперативного согласования минималь^-ного временного интервала подачи составов и времени погрузки;

2; Получено аналитическое выражение минимально возможного временного интервала подачи составов со станции распределения на капитальную траншею разреза через параметры объектов управления и системы автоматизации, которое при моделировании процесса на дШ дает время выпуска (1+5 мин.) .

3"; Выведено аналитическое выражение для определения оптимальной скорости составов через параметры объектов управления, в результате расчетов на ЭВМ рекомендуется оптимальная по пропускной способности путей разрезов скорость (25+30 км/ч);;

4:; Определен минимально возможный из соображения безопасности движения пространственный интервал между составами &н./г. в системе автоматизации управления'; устройства автоматического контроля номеров и позиций составов устанавливаются на расстоянии &н.п. друг от друга, что составляет на путях разрезов (100 +500 м).

-ш

5; Выведены формулы для определения основных параметров системы управления: необходимого количества импульсов в коде для передачи сообщений, максимально возможной длительности импульсов кода при допустимом из соображений безопасности движения цикле опроса локомотивосоставов, минимально возможной ширины полосы пропускания системы и др.

6. Аналитические выражения, описывающие магнитомодуляционный контроль объектов управления, полученные в работе1, позволяют определить характеристики устройств распознавания номеров и позиций составов", их устойчивость в высокочувствительном режиме работы на емкостную нагрузку,

7. Работоспособность устройства распознавания номеров и позиций составов на разрезе проверена в эксплуатационных условиях ПО "Экибастузуголь". Достоверность работы устройства определяется Р = 0,76 х 1СГ4 при скоростях составов от 0 до 50 км/ч;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе на основе теоретических и экспериментальных исследований дано новое решение актуальной научной задачи -разработки алгоритмов управления выпуском и скоростью составов угольных разрезов, принципов и структуры контроля их позиций для создания системы автоматизации управления", оптимизирующей интервалы подачи транспортных средств в забои и отвалы и обеспечивающей повышение эффективности управления технологическим транспортом разреза';'

1. Ржевский В;В; Процессы открытых горных работ, "Недра", М;, 1974;

2. Жимерин Д; "Современные реальности АСУ". Газета "Правда", 12 мая 1980 г.

3. Таран В.И. и др. Технологические основы оперативного управления работой вскрышных участков с железнодорожным транспортом, "Уголь Украины", 1973, № 10."

4. Табакман И. Б. и др. Внедрение АСУ транспортом Кальмакыр-ского карьера, "Промышленный транспорт", 1976, № I, с;14-16.

5. Технический проект АСУ ТП разреза "Богатырь" ПО "Экибас-тузуголь", 1977, том I; Арх. J8 Н-0269-530;8; Ломакин М;С. Автоматическое управление технологическими процессами карьеров. "Недра", М;, 1978;

6. Конвей Р.В;, Маоквелл В;Л;, Миллер Л; В. Теория расписаний, "Наука", Mi, 1975;13; Новые решения в технике и технологии добычи угля открытым способом, под ред. акад.НгМ;Мельникова и проф. д.т;н; К.ЕШ-ницкого, "Недра", Mi, 1974;

7. Корн Г., Корн Т;1, Справочник по математике для научных работников и инвенеров, "Наука", М;, 1970;15; Справочник по вероятностным расчетам. Г.Г.Абенгауз, А;Щ Тронь, Ю.Н.Копенкин, И.А.Коровина, Военное издательство Министерства обороны СССР, М;, 1966.

8. Понтрягин Л.С., Болтянский В; Г., Гамкрелидзе Р.В. Математическая теория оптимальных процессов, "Наука", Mi, 1969;17; Болтянский В;Т. Математические методы оптимального управления "Наука", М;, 1971.

9. Справочник по шахтному транспорту. Под ред; Г;Я.Пейсахо-вича, ШП;Ремизова, "Недра", М., 1977.

10. Автоматизация и автоматизированные системы управления технологическими процессами на угольных предприятиях. Труды института Пшроуглеавтоматизация, вып. ХУ1, М., 1975.

11. Миловзоров В.П; Электромагнитные устройства автоматики, "Высшая школа", М;, 1974.

12. Бухгольц ВЛ1., Красовский Г;А;-, Штанке А;Э. Путевыеддат-чики контроля подвивного состава на рельсовом транспорте, "Транспорт", М., 1976.

13. Тафт В;А», Горелик В;Ю;, Зильберман Я;С; Исследование режимов работы магнитомодуляционных датчиков, работающих на емкостную нагрузку, "Электричество", 1976, № 7, о.20-23;

14. Зильберман Я.С., Эйгель Л.И. Перспективные системы автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ за рубежом, сб. "Межотраслевые вопросы науки и техники", изд; ГОСЙНТЙ, вып.6, М., 1976, с.1-6;

15. Зильберман Я.С. Измерения помех в телемеханическом канале координатной системы интервального регулирования движения поездов, "Транспорт", М., Элементы систем железнодорожной автоматики, вып.' 325, 1969, с.45-58;

16. Зильберман Я. С. Исследование условий организации канала ТУ-ТС в карьере, "Транспорт", М., Элементы систем железнодорожной автоматики, вып. 325, 1969, с.ЮЭ-ПЗ;

17. Брылеев А.М;, Кравцов I0.AJ, Бекасов ВЖ, Зильберман Я;С. Разработка структурной схемы комплексной автоматизации регулирования движения поездов на угольных разрезах с использованием телемеханического радиоканала в условиях вскрышного разреза I треста

18. Школьников А.Д; Теоретические основы оперативного управления горнотранспортными работами на карьерах, диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Л., 1967.

19. Арнольд В;И;Обыкновенные дифференциальные уравнения, "Просвещение", 1970;65; Арнольд В.И; Механика, "Наука", 1975;

20. Фельдбаум А.А. Основы теории оптимальных автоматических систем, "Наука", 1966;

21. Ветцель Е.С. Теория вероятностей, "Наука", 1964.

22. Егоров К^В; Основы теории автоматического регулирования, "Энергия", М;, 1967;72; Типугин В.Н., Вентцель Е;С. Радиоуправление, "Советское радио", Ш, 1962;

23. Цыпкин Я;Э; Теория линейных импульсных система Госиздательство физико-математической литературы, 1963;

24. ЗСаркевич Борьба о помехами.5 Госиздательство физико-математической литературы» 1963;

25. Фано Р. Передача информации^ Статистическая теория связи. "Мир", М., 1965.76; Каналы передачи данных (под ред.Шварцмана В;С;), "Связь*, М, 1970;;