CC BY
53
УДК 622:658.011.56
А.Г.ПОЛЯКОВ
ЗАО «Союзтехноком», Москва
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГОРНО-ТРАНСПОРТНЫМ КОМПЛЕКСОМ
В статье описаны программно-аппаратные комплексы автоматизации контроля и учета работы технологического транспорта и производственных процессов, предлагаемые ЗАО «Союзтехноком». Приведены примеры пользовательских интерфейсов.
In this article we described soft hardware of automatisation of control of work of technical transport and factory processes, which are offered by ZAO «Soyuztechnokom». There are examples of explosive interface.
Для предприятий горно-добывающей отрасли России ЗАО «Союзтехноком» предлагает программно-аппаратные комплексы автоматизации контроля и учета работы технологического транспорта и производственных процессов. Данные комплексы являются универсальным инструментом для учета технических и технологических параметров, технической диагностики узлов и агрегатов транспорта, позволяющим строить как автономные автоматизированные системы, так и комплексные диспетчерские системы (автоматизированные системы управления горнотранспортным комплексом).
Система управления горно-транспортным комплексом предполагает создание единого информационного пространства «автосамосвал (погрузочные средства) - водитель (оператор) - диспетчерский пост - водитель (оператор)». Участие мобильных и стационарных объектов в обмене информацией достигается их оснащением работомерами с ОР$-навигацией и телеметрическими устройствами передачи данных. Рабочая модель системы ориентирована на сеть первичной обработки и передачи информации с бортов для принятия решений на технологических постах. Доступ к персональным компьютерам постов и рабо-томерам осуществляется по индивидуальным прокси-картам через специальные считывающие устройства.
Система управления строится по постовому принципу и объединяет ключевые технологические посты управления автотранс-
50 -
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.177
портом и горными работами. В единой структуре управления рудником постам диспетчера центра технологического транспорта (ЦТТ), ТО и диагностики отводится роль базовых ячеек автоматизированной комплексной ре-монтно-сервисной службы с функциями ежедневного автоматического контроля технического состояния и степени готовности транспортных и погрузочных средств, прогноза их остаточного ресурса.
Работу технологических постов в комплексной системе управления логически дополняют автоматизированные рабочие места (АРМ). Пост диспетчера в части формирования экипажей по шасси - АРМ-технологии ЦТТ. Пост ТО и диагностики объединяет АРМ ТО и диагностики и АРМ сменного механика.
В процессе работ на АРМ-технологии УАТ ведется учет водителей и выдача индивидуальных прокси-карт, производится расстановка водителей по машинам и формирование экипажей, нарядов и плановых заданий на рабочую смену (рис.1).
На посту диспетчера ЦТТ, оборудованном современными средствами аудиосвязи, ведется непрерывный контроль за автосамосвалами на маршрутах следования в реальном масштабе времени, автоматически выдаются путевые листы установленной формы и «корешки» итогов работы за смену с указанием пробега, моточасов, времени простоя, расхода топлива, остатка топлива на начало и конец смены, количества рей-
ж Print Preview
ШИШ ► И ii Нб Close
Задание водителю
N° п/п Модель машины N° экскаватора | Плечо по углю | Число рейсов] Плечо по породе Число рейсов
1 БелА 3-7548 Т 41 □ 2300 23
2 БелА 3-7548 Т 49 □ 2400 20
3 БелА 3-7548 Т 89 о 1400 28
4 БелА 3-7548 Т 8 3500 16 1500 24
5 БелА 3-7548 Т 90 2800 18 1300 29
Рис.1. Вид пользовательского
сов, типа груза, номеров экскаваторов, под которыми работал автосамосвал. Диспетчер ЦТТ контролирует выход технологического транспорта на линию, расставляет автосамосвалы по участкам работ, а также регулирует подготовку технологического транспорта к работе на уровне обслуживающего и ремонтного участков.
В течение рабочей смены диспетчером принимаются оперативные решения по оптимизации транспортного потока, транспортной работы и скорости перемещения технологического транспорта, по поддержанию качества технологических дорог и по-грузо-разгрузочных площадок, по рациональному расходованию горючесмазочных материалов.
На посту ТО и диагностики формируется план-график ТО парка машин (рис.2), проводится плановая и экстренная диагностика с применением стационарных и мобильных стендов.
На АРМ сменного механика ведется непрерывный контроль технического состояния
интерфейса АРМ-диспетчера
автосамосвалов. По данным о ресурсе и интенсивности эксплуатации основных узлов и агрегатов формируется парк технически исправных машин и выдается оперативная информация для ремонтных служб. В случаях критических ситуаций до принятия решений по их устранению на шасси автоматически включается световая сигнализация.
На АРМ маркшейдера поддерживается цифровой план горных работ (рис.3), фиксируется плотность породы в целике под каждым погрузочным средством и средние расстояния перевозки. Информация о состоянии и местоположении погрузочных средств передается в систему ГЕОКАД (или другие CAD-системы, используемые на предприятии).
В рамках проекта на посту ТО и диагностики технологического транспорта формируется ремонтно-диагностическая база в составе переносного анализатора рабочих процессов (АРП), анализатора выхлопных газов, анализатора жидкости. Универсальный диагностический прибор АРП предназначен для работы в полевых и стационар-
Файл Настройка Псм
то пройден! /¡\ ПI
Длина календаря
Hl_5 дней
12.01.2005 13.01 2005 14.01.2005 15.01.2005 16.01.2005 17.01.2005 18.01.2005 1Э. 01.2005 20.01.2005 21.01.2005 22.01.2005 23.01.2005 24.01.2005 25.01.2005
1161
119G ТО-2 299
11ЭЭ ТО-2
975 !!
123 ТО-1 ТО-2 322
161 ТО-3 138
166 ТО-2 207
167 ТО-2 ТО-3 299
20 ТО-1 207
265 ТО-3 161
285
29 ТО-2 ТО-3 27S I
36 TÜ-1 ТО-2 345
37 ТО-2 ТО-3 322
38 ТО-2 184
39 ТО-1 230
41 ТО-1 ТО-2 322 I
42 ТО-2 ТО-3 zl
дццскЦ а за ш Js v >r »|J_»dseüi_IM
Windows Commander 4.51 ...M^B Pio
[ШШГпТГ
Рис. 2. План-график парка машин
Рис.3. Вид экрана автоматизированного рабочего места маркшейдера
ных условиях на борту автомобиля. Прибор обеспечивает возможность проведения контроля и диагностики основных узлов и агрегатов автомобиля на линии, передачу данных от датчиков общего и специального назначения в диагностическую лабораторию, а также поиск неисправностей блоков электрических машин. По информации бортовых датчиков углов крена (тангажа) АРП обеспечивает сканирование продольных и поперечных профилей технологических дорог с частотой 20 раз в секунду с точностью 0,5 град. (около 10 %о) на базу автосамосвала, по информации датчика пути - измерение дальности маршрута (расстояние перевозки) от экскаватора с отметкой начала движения и абсолютной погрешностью 0,5 м/км, по информации датчика уровня топлива - измерение расхода топлива по каждому рейсу. Использование АРП на борту позволяет провести анализ состояния гидросистемы при подъеме и опускании платформы, измерить обороты двигателя, температуру ОЖ и фактическую скорость движения автосамосвала на маршруте. При этом время записи информации технологических процессов и технического состояния машин с помощью АРП для целей анализа может достигать 6 смен.
Автоматический обмен информацией постов и АРМ через единую базу данных способствует совершенствованию организации горных работ на всех этапах производственного цикла. Дальнейшее развитие сети управления ориентировано на создание многоуровневой системы с последовательным наращиванием дополнительных функций в процессе подготовки производства.
Иерархия структуры управления базируется на принципе тождественности объемов разработок погрузочными средствами и объемов перевозок автосамосвалами, измеренных с помощью бортового вычислительного комплекса. В состав бортового вычислительного комплекса включены работомер с GPS-прием-ником, телеметрическая система передачи данных, электронные датчики уровня топлива, температуры, давления напора гидросистемы, углов (крена и тангажа), скорости. В работомере находится «черный ящик» - энергонезависимый накопитель информации об общем и сменном ресурсе автосамосвала, дате
и времени его эксплуатации (астрономический таймер), номере шасси, табельном номере водителя и технологических показателях работы. Оснащение бортовыми вычислительными комплексами без радикальных конструктивных изменений обеспечивает автосамосвалам новое качество и постоянное участие в системе обмена технологической информацией. Режим вывода информации в системе управления устанавливается автоматически после включения бортовой сети.
Работомер размещается на приборной панели технологического транспорта, выдает цифробуквенную технологическую информацию и обеспечивает аварийно-предупредительную сигнализацию критических ситуаций на борту. Цифробуквенная информация состояния агрегатов технологического транспорта и типов простоев выводится по инициативе водителя на строки индикатора работоме-ра. Расширенная информация о неисправностях машины выдается автоматически в текущем режиме работы. GPS-навигация обеспечивает синхронизацию во времени всех объектов управления и топологическую привязку подвижных объектов к плану местности. На программном уровне с использованием ОР$-навигации фиксируются все события производственного цикла перевозок горной массы в течение рабочей смены.
Для контроля технологических параметров на агрегатах и системах автосамосвала монтируются оригинальные электронные датчики автомобильного применения, имеющие нормализованный выход. Для передачи информации и внешней коммутации датчиков внутри кабины и за ее пределами прокладываются специальные электрические жгуты. Совмещение сигналов - датчиков с контрольно-информационным блоком осуществляется через блок управления и коммутации. Просмотр показаний датчиков осуществляется с борта и (или) АРМ сменного механика в автоматическом режиме.
Система управления построена на базе цифрового телеметрического канала обмена информации между технологическим транспортом рудника и базовой станцией системы телеметрии, совмещенной с автономной центральной стационарной станцией сбора и обработки информации. Система передачи данных допускает получение цифровых спе-
циализированных приемопередатчиков на разрешенных частотах с возможностью работы с ретранслятором или в зоне прямой видимости. В соответствии с общими техническими требованиями к создаваемой системе управления технологическая сеть передачи цифровой телеметрической информации должна обеспечивать: абонентскую емкость не менее 200 объектов; скорость опроса в эфире для радиоканала - 3-6 ПО/с; скорость передачи цифровой информации в радиоканале не менее 19200 бод от мобильных объектов на сервер опроса и обратно - при работе в симплексном или полудуплексном режиме через выделенный радиоканал; зону покрытия сети технологической системы подвижной радиосвязи не менее 95 % производственных площадей разреза; непрерывную круглосуточную работу оборудования в 100 %-ном цикле работы; восстановление вышедшего из строя элемента оборудования путем замены из состава ЗИП; возможность расширения абонентской емкости в перспективе. Установленные на автосамосвалах бортовые вычислительные средства обеспечивают подключение внешних устройств в виде стандартных цифровых средств связи.
В комплексном решении задачи автоматизации учета и контроля работы технологического транспорта рудника особая роль отводится организационно-техническому аспекту
создания телеметрического канала связи в составе единой информационной сети (см. таблицу). В соответствии с предложенным техническим решением борт автосамосвала (погрузочных, вспомогательных средств) оборудуется передающим цифровым телеметрическим устройством. Информация каждого бортового вычислительного комплекса поступает на ретрансляторы и через мастер-станцию и ан-тенно-фидерное устройство передается на стационарный модем центральной стационарной станции сбора и обработки информации, оборудованной в здании управления автотранспорта, откуда в цифровом виде поступает на сервер опроса. На сервере опроса информация бортов систематизируется и автоматически передается на сервер баз данных. Организация программного обеспечения бортового вычислительного комплекса позволяет автоматически накапливать интегральную информацию о работе шасси в течение четырех смен независимо от качества связи.
Информация о работе технологического транспорта предоставляется пользователям с учетом санкционированной иерархичности доступа. Администрирование системы осуществляется с поста системного администратора центральной стационарной станции сбора и обработки информации в режиме online.
Опции автоматизированной системы управления горно-транспортным комплексом
Опция Содержание Назначение
Базовая Система управления и контроля транспортных средств с телеметрическим каналом связи Поставка и монтаж на борт автосамосвалов, экскаваторов, бульдозеров, буровых станков и вспомогательной техники контрольно-информационного блока, блока управления и коммутации; датчико-вой аппаратуры; аппаратуры передачи данных для обеспечения передачи технической и технологической информации
Оборудование автономной центральной стационарной станции сбора и обработки информации с программным обеспечением Обеспечение опроса мобильных объектов: получение технической и технологической информации; передача полученной информации серверу сохранения; сохранение в резервной базе данных контрольной информации; получение от сервера сохранения команд и данных для передачи их на борт; настройка бортовых программно-аппаратных комплексов
Оборудование поста медицинского освидетельствования с программным обеспечением Регистрация и медицинское освидетельствование работников автобазы: выдача путевых листов; ведение журнала учета медицинского освидетельствования
Окончание табл.
Опция
Содержание
Назначение
Дополнительная
Оборудование поста технологии ЦТТ
Оборудование поста диспетчера ЦТТ с программным обеспечением
Оборудование поста диспетчера комбината с программным обеспечением
Оборудование поста горного диспетчера с программным обеспечением
Оборудование поста маркшейдера с программным обеспечением
Оборудование поста сменного механика с программным обеспечением
Оборудование поста ТО и диагностики с программным обеспечением
Оборудование рабочих мест инженеров АСУ и ПТО с программным обеспечением
Оборудование рабочего места инженера по труду и заработной плате с программным обеспечением
Организация потоков первичной информации для бухгалтерских расчетов оплаты труда водителей
Автономная мобильная и стационарная стендовая аппаратура
Регистрация водителей и выдачи прокси-карт; расстановка водителей по машинам; формирование сменного наряда; подготовка планового задания на рабочую смену
Анализ работы технологического транспорта в течение смены: регистрация перегонов; регистрация простоев в автоматическом и полуавтоматическом режимах; формирование списков машин под экскаваторами; формирование списков машин, снятых с линии; распределение и выдача путевых листов
Анализ работы технологического транспорта в течение смены: анализ работы погрузочно-разгрузочных средств; управление работой диспетчера ЦТТ и горного диспетчера; учет выполнения плана.
Анализ работы технологического транспорта в течение смены: анализ работы погрузочно-разгрузочных средств; регистрация простоев экскаваторов; формирование заявки на технологический транспорт
Подготовка цифрового плана горных работ: учет объемов выработки; ведение паспорта загрузки; учет расстояний перевозки; учет перевезенной горной массы; анализ профиля дорог
Анализ технического состояния технологического транспорта в течение смены: учет выхода из строя систем, узлов, агрегатов и деталей технологического транспорта; получение справочной информации о структуре и составе автотранспорта по модели; диагностика датчиковой аппаратуры и элементов системы управления технологическим транспортом
Планирование и учет технического обслуживания: диагностика узлов и агрегатов технологического транспорта; ведение технологических карт автотранспорта
Поддержание информационной сети и тестирования рабочих мест: анализ обобщенных производственно-технических показателей работы водителей и расхода ГСМ (почасовые, сменные, декадные, месячные, квартальные, годовые)
Учет и анализ рабочего времени и выработки водителей
Формирование базы данных для начисления заработной платы водителей
Диагностика неисправностей на борту и поиск отказов элементов машин
- 55
Санкт-Петербург. 2008
