CC BY
38
2004
УДК 622. 271.333: 550.37
B.В. Демьянов, С.М. Простое,
C.В. Сидельцев, Р.Ю. Сорокин
СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ГЕОКОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗА ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЕХНОГЕННЫХ МАССИВАХ КАРЬЕРОВ
Семинар № 10
¥ ¥ а ведение горных работ оказывает
-1-1 влияние целый ряд горно-геологических и горнотехнических факторов. Для управления состоянием массива горных пород необходима оперативная информация, получить которую можно с помощью датчиков, реализующих различные методы геоконтроля: индукционный, акустический, геомагнитный, естественного электромагнитного излучения и др. Эти датчики широко используются в современных средствах сбора и первичной обработки геомеханического мониторинга, контроля влажности, процессов окисления, самонагревания и др.
Различные схемы датчиков для систем геомониторинга разрабатываются в Кузбасском государственном техническом университете (ГУ КузГТУ), функции чувствительных элементов которых базируются на измерении удельного электросопротивления контактными и бесконтактными (индукционными) методами, параметров естественного электромагнитного излучения и магнитных полей горных пород [1, 2]. Для этих датчиков разработана универсальная микропроцессорная система предварительной обработки, запоминания и подготовки к передаче данных, полученных с первичных преобразователей измеряемых параметров. В состав микропроцессорной системы входят операционные усилители серий 1408, 284, 544 или 574, микроконтроллер компании Microchip Technology Incorporated семейства PIC 16F877, имеющий встроенный АЦП, радиомодем Siemens TC35 Terminal и жидкокристаллический модуль индикации AC162A. С помощью блоков сопряжения полученная с датчиков информация может вводится в автоматизированную систему для дальнейшей компьютерной обработки, систематизации, накопления и использования в системах геоконтроля горных предприятий.
В ГУ КузГТУ разработана автоматизированная телекоммуникационная система, позволяющая осуществлять комплексный геоконтроль, связь и оповещение персонала горного предприятия, структурная схема которой описана в работе [3]. Автоматизированная система включает в себя несколько укрупненных подсистем: телекоммуникационную (базовые
станции); компьютеризированную систему обработки информации; стационарную систему сбора и передачи информации; подвижную систему связи и передачи информации (рис. 1).
В автоматизированной системе контролируемые параметры массива горных пород (горное давление, влажность, температура и др.) воздействуют на датчики, входящие в блоки, в которых происходит первичная обработка и подготовка информации для передачи. По сигналам запроса компьютеризированной системы через радиомодем происходит передача информации. Обработанная информация либо хранится в памяти, либо передается на персональный компьютер оператора. Контроль может вестись как по одному параметру, так и по нескольким (многопараметровый контроль). При этом через один радиомодем может передаваться информация от нескольких датчиков.
Для создания интерфейсов с базами данных, локальных и типа «клиент-сервер» в среде Windows использован пакет Microsoft Visual Basic. База данных содержит 17 таблиц, в каждой из которых хранится определенная информация: схема ведения горных работ, расположение контрольных станций в виде флажков на схеме выработок, информация о датчиках и измеряемых параметрах, протоколы и журнал передачи сообщений, журнал событий и др. (рис. 2).
Различные схемы выработок сканируются и заносятся пользователем в электронную базу данных. Предусмотрено расположение на ос-
Рис. 1. Функциональная схема телекоммуникационной системы с использованием сотовой связи и базовой станции
новных схемах дополнительных детализирующих схем, а также информационных окон, на которые выводятся все сведения о работе автоматизированной системы, данные о состоянии контролируемого массива, сведения об отправленных сообщениях.
Обработанная и систематизированная на сервере информация может представляться в локальную сеть предприятия в виде графиков, гистограмм и таблиц, отражающих дату, время и уровень измеряемых параметров. Системой предусмотрена отправка коротких сообщений на сотовые телефоны абонентов как вручную, так и в автоматическом режиме при возникновении аварийных и предаварийных ситуаций. Кроме ВМБ-сообщений предусмотрена возможность использования и других систем связи и оповещения горного предприятия, например, предложенных в работе [4].
Программное обеспечение автоматизированной системы позволяет пользователям об-
ладать различными правами доступа к данным, которые определяются администратором, а вход в систему ограничивается паролем. При правильно введенном пароле обеспечивается доступ в главное меню программы, что позволяет пользоваться справочной системой, возможностью просмотра регистрации событий, данных по регистрации параметров, а также возможностью произвести опрос датчиков с целью получения текущих значений параметров.
Администратор имеет возможность поменять название схемы, цвет области массива и цвет фона, а также изменить положение схемы ведения горных работ на экране, выделить отдельный участок, увеличив или уменьшив его размеры. Кроме того, администратор может сделать пометки в любом месте схемы, установить или убрать условные обозначения контрольных станций. На каждой из этих станций может находиться любое количество датчиков различных типов, в зависимости от заданных условий геоконтроля.
При отладке системы на схеме горных ра-
бот, отображенной на мониторе компьютера, в системе производится настройка датчиков, позволяющая задать предупредительный и аварийный пороги срабатывания сигнализации, а в случае аварийной ситуации указывается, кому следует отправлять сообщения. Шаблоны сообщений (например, «Горное давление превы-
1. Хямяляйнен В.А. Геоэлектрический контроль разрушения и инъекционного упрочнения горных пород/В. А Хямяляйнен, С.М. Простов, П.С. Сыркин. — М.: Недра, 1996. - 288 с.
2. Простое С.М. Электромагнитный бесконтактный геоконтроль/ С.М. Простов, В.В. Дырдин, В.А. Хямяляйнен. — Кемерово: ГУ КузГТУ, 2002. — 132 с.
3. Методологические основы создания автоматизированной системы комплексного геоконтроля
Рис. 2. Главное окно программы
сило первый порог», или «Влажность превысила критическое значение» и др.) отправляются через список абонентов соответствующим получателям информации. Сообщения могут отправляться как на сотовые телефоны различных стандартов и операторов, так и на пейджеры по соответствующим протоколам обмена.
В блоке настроек программного обеспечения системы предусмотрена настройка последовательных портов, параметров сети, сервера базы данных.
Разработанная автоматизированная система прошла лабораторные испытания. В качестве имитатора сигналов датчиков использовался персональный компьютер, информация с которого подавалась на сервер базы данных. Сообщения отправлялись на сотовые телефоны стандарта GSM оператора Би Лайн GSM.
---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
устойчивости бортов карьеров/В.В. Демьянов, С.М. Простов, Р.Ю. Сорокин// Горный информационноаналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. — 2003. — №7. - С. 109-110.
4. Подэрни Р.Ю. Системы автоматизированного оповещения в горной промышленности/ Р.Ю. Подэрни, А.Б. Шныров, С.Н. Тюренков// Горная промышленность. — 2001. — №5. — С. 23-24.
— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------------------
Демьянов Владимир Васильевич - кандидат физико-математических наук, доцент кафедры электропривода и автоматизации,
Простое Сергей Михайлович - доктор технических наук, профессор кафедры теоретической и геотехнической механики,
Сидельцев Сергей Владимирович — старший преподаватель кафедры электропривода и автоматизации,
Сорокин Роман Юрьевич — инженер кафедры электропривода и автоматизации Кузбасский государственный технический университет.
© С.Г. Страданченко , 2004
УДК 622.272
С. Г. Страданченко
