CC BY
20
ты очистных забоев зависит от точности, обоснованности оценки индивидуального остаточного ресурса очистного оборудования и от правильности установления объёма и периодичности работ по замене функциональных элементов оборудования.
Применяемые на практике способы оценки остаточного ресурса не учитывают разнообразие и изменчивость горногеологических условий, в которых происходит работа добычного оборудования, то есть в настоящее время не существует работоспособных методик прогнозирования ресурса очистного оборудования с учётом конкретных условий его работы.
Отсюда следует, что оценка остаточного ресурса горношахтного оборудования является актуальной задачей, а ее решение
- экономически целесообразным.
Из анализа существующих методов оценки индивидуального остаточного ресурса оборудования в нечетких условиях среды функционирования следует, что наиболее целесообразным является решение задачи с использованием аппарата теории нечетких множеств.
---------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций, Москва, 1990.
2. Куприянов В.В, Фомичева О.Е. «Интеллектуализация технологий автоматизированных систем», Учебное пособие по дисциплине «Основы построения экспертных систем» для студентов специальности 22.02, Часть 1, Москва, 1994.
3. Кузнецов Ю.Н., Стадник Д.А. «Структура системы технологического картографирования отработки запасов выемочных участков угольных шахт».ЕШ
— Коротко об авторах -----------------------------
Куприянов В.В. - профессор, доктор технических наук, Стадник Д.А. - аспирант, каф. ПРПМ,
Компаниец Б.И. - магистрант каф. АСУ,
Московский государственный горный университет.
------------------------------------- © О.М. Курепин, 2008
О.М. Курепин
НОВЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
и предприятия добычи и обогащения полезных ископаемых
-Я. Л. являются сложными производствами которые, зачастую, занимают довольно большие пространства так, как отдельные участки производства расположены на некотором, иногда значительном, расстоянии друг от друга. Управление таким производством представляет весьма непростую задачу. Тем не менее, автоматизация такого производства может дать значительный экономический эффект. Это обусловлено значительным повышением надежности и качества работы предприятия, менее частыми сбоями и остановками производства и, как следствие, снижением себестоимости продукции.
В последнее время в мировой добывающей и рудоперерабатывающей промышленности постоянно увеличивается доля полностью автоматизированных процессов и производств.
В данном докладе представляется новый технологический процесс обогащения любого минерала и/или фракции, основанный на методе “Сухой сепарации”.
Процессы, реализуемые методом “Сухой сепарации”
Технология и метод “Сухой сепарации” реализует ускоренную модель динамических процессов, протекающих в земной коре.
Технологический процесс "Сухой сепарации" полезных ископаемых из породы разработан на базе “Теории динамики фрагментарных смесей”, разработанной автором в период с 1972 по 2003 годы.
Разработана теория, принципы проектирования, математические методы и ряд компьютерных программ для разработки комплекса агрегатов, реализующих технологию “Сухой сепарации”, и эффективно работающих на любом сырье. То есть, нам безразличен состав исходного сырья, но очень важно, чтобы мы его знали, и по-возможности, точно. Тогда мы сможем спроектировать процесс “Сухой сепарации” и реализующие его агрегаты, отвечающий именно конкретным условиям разрабатываемого месторождения и выделяем(ого)ых элемент(а)ов.
Технологический комплекс оборудования (линия), реализующего технологию “Сухой сепарации”, в основном, состоит из стан-
дартных агрегатов: загрузчики, дозаторы, транспортеры, мельницы, элеваторы и.т.д. Необходимо отметить, что конкретный набор оборудования определяется индивидуально для конкретного разрабатываемого месторождения.
Ключевой агрегат “Кипящего слоя” представляет из себя, относительно, небольшой агрегат с управляемым(и) динамическим(и) привод(ами)ом, загрузочными и разгрузочными устройствами с процессорным управлением по программе, специально написанной для конкретного месторождения и агрегата.
При сохранении основополагающих принципов работы и проектирования, оборудование для различных месторождений может внешне и по составу сильно различаться (имеется в виду конструкция собственно агрегата “Кипящего слоя”).
Примечание:
Конструктивное исполнение агрегата (внешний вид, размеры, рабочие зоны, загрузочные и разгрузочные устройства и.т.д) определяющим образом зависит от гранулометрического состава обрабатываемой породной смеси, а также от задач по выделению концентрата.
Краткая характеристика метода “Сухой сепарации”:
Технологический процесс “Сухой сепарации” имеет ряд технических характеристик.
Перечислим их:
1. Высокая, практически неограниченная, производительность.
2. Высокая степень обогащения породы. 45^98 %, в зависимости от крупности и состава исходной породы;
3. Оборудование компактно и занимает малую площадь. Порядка 30 МА2/агрегат (зависит от суммарной производительности);
4. Малое удельное потребление энергии. 0.001^0.01
кВт-час/т, в зависимости от крупности и состава исходной породы;
5. Малая металлоемкость оборудования. Суммарный вес агрегата “КС” производительностью 100 Т/час, порядка 1,5^3 Т;
6. Простота механики оборудования и его обслуживания. (Кроме электронного блока управления, который в обслуживании не нуждается).
7. Высокая экологическая чистота производства. В процессе работы агрегата “КС” вредные выбросы отсутствуют полностью.
8. Отсутствует потребность рабочего цикла в воде.
9. Агрегаты “КС” могут функционировать в условиях широкого интервала температур (от +120 г -40 °С) и обслуживать породу, имеющую еще более широкий интервал температур (от +200 г -70 °С).
10. В силу перечисленных выше качеств агрегаты “КС” имеют возможность работать непосредственно вблизи зоны добычи исходной породы для обогащения.
11. Возможно создание на базе агрегат(ов)а “КС” передвижной мобильной установки, реализующей технологию “Сухой сепарации”:
A. Автономная мобильная установка для взятия проб и дораз-ведки.
B. Передвижная установка значительной производительности.
C. Информатизация участков технологической линии, на базе новой технологии обогащения методом “Сухой сепарации”.
Чтобы управлять производственным процессом, необходимо иметь ясное представление о состоянии и рабочих параметрах на каждом участке технологической цепочки.
Изначально агрегат “Кипящего слоя”, реализующий процесс на методе “Сухой сепарации” спроектирован и настроен на определенный гранулометрический состав исходной породы и может работать автономно безо всяких датчиков. Однако в процессе работы ряд исходных параметров, допустим гранулометрический состав исходной породы, может некоторым образом меняться. Тогда для исключения потерь целевого концентрата желательно, несколько, изменить рабочие параметры агрегата.
Ключевой (сепарирующий) агрегат “Кипящего слоя”, технологической линии процесса “Сухой сепарации”, оборудуется (при желании) управляющим процессором и программами управления, который получая информацию датчиков о рабочих параметрах агрегатов технологической линии, состояния и состава породы, подстраивает рабочие параметры агрегата “Кипящего слоя” и, возможно, других агрегатов процесса с целью оптимизировать работу линии. В программу управления агрегата “Кипящего слоя” заложены функции контроля рабочих параметров
всех агрегатов технологической линии (до 256 параметров; см. п.2.1.2.) и возможность управлять этими агрегатами (изменять их рабочие параметры) с оптимизацией по заданным критериям (в том числе и комплексных).
Работой агрегата “Кипящий слой” управляет программируемый процессор. Процессор отрабатывает инструкции управляющей оптимизирующей программы по задаваемым ей критериям управления и оптимизации.
Для получения исходной информации оптимизационного расчета к процессору должны быть подключены датчики состояния рабочих параметров, желательно, всех задействованных агрегатов технологической цепочки. При этом агрегаты, оснащаемые датчиками, должны иметь конструктивную возможность управляться.
Считав информацию датчиков, программа анализирует ситуацию и пересчитывает, в соответствии с заданными критериями работы и оптимизации, определяя совокупность номиналов рабочих параметров агрегатов, и выдает номиналы управляющих сигналов в цифровой форме. Блок управления дешифрирует эти сигналы и преобразовывает в управляющую, как правило, в аналоговую, форму и выдает (через усилитель) управляющее воздействие на аг-регат(ы). В результате параметры работы процесса меняются.
Однако далеко не все стандартные агрегаты линии (смотри п.2.1.2.) имеют возможность управляться. В этом случае в программу заводятся фиксированные рабочие параметры этих агрегатов с указанием, что они неизменны (задана фиксированная вилка номиналов рабочих параметров). В этом случае программа пытается компенсировать ситуацию управлением другими агрегатами.
♦ С уменьшением количества управляющихся агрегатов уменьшается возможность и номенклатура оптимизации работы. Например: “Оптимизация работы линии по расходу электроэнергии”, или “... по какому-то концентрату”, или “... по суммарной производительности”, или по комплексным критериям.
♦ Программа может работать и в том случае, если кроме агрегата “Кипящего слоя” больше ни один агрегат не управляется. В этом случае допустимая вилка параметров работы линии и ее агрегатов должна поддерживаться другими средствами.
♦ Вообще, строго говоря, целесообразно проектирование управляющихся агрегатов специально для использования в линии технологии “Сухой сепарации”. Это позволит, в первую очередь,
значительно стабилизировать работу линии по производительности, качеству и экономить электроэнергию при номинальной производительности.
Из сказанного выше (в п.3.1.2.) вытекает, что процессор агрегата “Кипящего слоя” предназначен для управления всей технологической линией, работающей на методе “Сухой сепарации”. Однако всем, также, ясно, что большинство, выпускаемых отечественной промышленностью агрегатов, не имеет встроенных средств контроля и управления. Эта ситуация справедлива как для ранее выпущенных агрегатов, так и для выпускаемых вновь.
В этих условиях можно выделить три, принципиально важных для процесса “Сухой сепарации”, значения, это:
♦ Общая текущая производительность процесса;
♦ Насыпной вес;
♦ Упорядоченный насыпной вес;
“Насыпной вес” является интегральной функцией гранулометрического состава обрабатываемой породы, а “упорядоченный насыпной вес” является интегральной функцией взаимного процентного соотношения гранулометрического состава этой же породы. Эти значения позволяют однозначно определить текущие параметры процесса.
Учитывая сложность непосредственного контроля ряда параметров процесса, применяется метод усреднения избыточной информации, полученной от нескольких датчиков, отличающихся конструкцией и местом установки, что и нивелирует неточности.
Большинство параметров, подлежащих контролю, не может быть проконтролировано непосредственно, что накладывает сложности, иногда значительные, на конструкцию датчиков и места их установок.
Для повышения надежности работы системы целесообразна разработка новых специальных датчиков.
Контроль ряда параметров, контролируемых непосредственно, не вызывает сложностей, за исключением того, что для повышения надежности и безотказности работы системы каждый параметр контролируется минимум тремя датчиками с выводом индикации об отказе любого из них.
Учитывая тот факт, что параметры, подлежащие контролю, зачастую, не могут быть проконтролированы непосредственно, а также известные сложности с конструкциями и местами установки
датчиков, в информационной идеологии “Сухой сепарации” используется принцип избыточной информации. Суть его в том, что каждый параметр процесса, за некоторым исключением, контролируется, хотя и косвенно, но несколькими датчиками, что и компенсирует некоторую неточность показаний.
В дальнейшем процессор обрабатывает совокупность полученной информации датчиков, рассчитывая реальные параметры процесса, и выдает команды в соответствии с принятым (рассчитанным) управляющим решением.
Информационным полем агрегата “Кипящий слой”, фактически, являются данные о рабочих параметрах всех агрегатов технологической линии.
Агрегат “Кипящего слоя”, реализующий метод “Сухой сепарации”, управляется процессором, реализующим команды программы управления. Программа управления считывает показания датчиков, рассчитывает по ним новые параметры процесса, сравнивает с рассчитанными ранее и введенными как опорные данные, анализирует те или иные отклонения параметров от опорных, и, в соответствии с введенным заданием на оптимизацию, выдает управляющие команды на изменение состояния средств управления отвечающих за изменение соответствующих параметров процесса.
Примечание:
♦ Агрегат “Кипящего слоя” может работать и без процессора;
♦ В случае работы без процессора возникают сложности с позиционированием устройства разделения сепарированных потоков при естественных некоторых отклонениях в составе исходной породы. Что ведет к некоторым потерям целевого материала; (Замечание: В ряде случаев это несущественно);
Для точной работы агрегата “Кипящий слой” важными являются значения рабочих параметров, в общем-то, всех агрегатов технологической линии. Для этого агрегаты снабжаются датчиками, показания которых используются при управлении процессом. Учитывая геодезию агрегатов линии, а также разброс положения датчиков, исключающих их обзорное визуальное наблюдение, в системе контроля параметров работы агрегатов линии принят принцип двойного контроля с повышенной надежностью. Суть его заключается в следующем:
♦ Для повышения надежности каждый параметр агрегата контролируется тремя датчиками, показания которых усредняются с исключением “выброса”, например при отказе одного из них;
♦ Дублируются показания датчиков одного агрегата показаниями датчиков других (нескольких) агрегатов, в результате соответствующего пересчета процессором;
Большинство датчиков не в состоянии контролировать непосредственно нужные параметры работы агрегатов процесса. Поэтому на всей линии применяется так называемый “косвенный” контроль. Контролируются те параметры, которые, в результате пересчета процессором, дают значения нужных параметров. Т.е. связаны с нужными параметрами процесса известными математическими зависимостями.
Программа управления работой агрегата “Кипящего слоя” подразделяет три канала (или уровня) информации. В первый канал (1-й уровень) входит информация датчиков, установленных на самом агрегате “Кипящего слоя”.
Периферийные каналы информации:
♦ Второй канал (2-й уровень) содержит информацию датчиков агрегатов, установленных до агрегата “Кипящего слоя” в технологической линии;
♦ Третий канал (3-й уровень) содержит информацию датчиков агрегатов линии, установленных в технологической цепочке после агрегата “Кипящего слоя”;
Управление обогатительным производством на базе новой технологии методом “Сухой сепарации”
Программа, реализуемая процессором агрегата “Кипящий слой” предназначена для оптимизационного управления технологической линией по выделению (обогащению) тех или иных (любых) минералов и/или фракций. В основу управления положена максимальная информатизация управляющего блока о параметрах рабочих процессов на каждом агрегате технологической линии. Для целей получения исходных данных для управляющей программы предусмотрены каналы получения информации о всех участках процесса, что является базой для формирования полностью автоматизированного управления производством.
Примечание:
♦ См. Примечание 2;
♦ См. на семинаре 13 доклад на тему: “Автоматизация производства на базенового технологического процесса обогащения методом “Сухой сепарации””;
Для управления производством необходительным и достаточным условием является наличие оперативной информации от каждого технологического участка (агрегата) производственного процесса. При наличии информации о процессах на каждом агрегате технологической линии, достаточным условием управления производством является наличие конструктивно-управляемых агрегатов. Агрегаты “Кипящего слоя” созданы как ключевой управляющий блок технологической линией на методе “Сухой сепарации” для формирования полностью или частично автоматизированного предприятия по сепарированию породы.
Мировая тенденция создания полностью автоматизированных производств легко прослеживается, практически, на любом виде оборудования для горных процессов иностранного производства. Агрегаты “Кипящего слоя” формируются как информационно-управляющий центр технологической линии, реализующей принципы и метод “Сухой сепарации”, и предназначены для создания на их базе отдельных процессов и/или предприятий, управляющихся в автоматическом программируемом режиме. ШИЗ
— Коротко об авторе ----------------------------------------
Курепин О.М. - доктор технических наук, гл. специалист ЗАО ПКФ “Шах-трансервис”.
--------------------------------- © А.Л. Куляница, М.Ю. Соболева,
2008
А.Л. Куляница, М.Ю. Соболева
ОСНОВЫ УСПЕШНОГО ВНЕДРЕНИЯ МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ В ФЕДЕРАЛЬНЫХ ОРГАНАХ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЛАСТИ
Г Га протяжении последних нескольких лет в сфере государственного управления РФ все большее распространение получает механизм оценки и повышения эффективности деятель-
