CC BY
53
УДК 622.271.4:621.879.323:51 © Вин Зо Хтэй, Л.Д. Певзнер, И.О. Темкин, 2019
Структура информационной системы шагающего драглайна
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-1-34-36
ВИН Зо Хтэй
Аспирант НИТУ«МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, тел.: +7 (999) 876-49-45, e-mail: [email protected]
ПЕВЗНЕР Леонид Давидович
Доктор техн. наук, профессор МИРЭА - Российский технологический университет, 119454, г. Москва, Россия, e-mail: [email protected]
ТЕМКИН Игорь Олегович
Доктор техн. наук, профессор НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: [email protected]
В статье приводятся результаты разработки структуры и алгоритмов информационной системы шагающего драглайна для оценки показателей технологического процесса экскавации.
Ключевые слова: информационная система, алгоритмы, структура, оценки эффективности, технологический процесс экскавации.
СТРУКТУРА И АЛГОРИТМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДСИСТЕМЫ БИУС
Бортовая информационная система является автономной частью автоматизированной бортовой информационно-управляющей системы шагающего экскаватора-драглайна. На рис.1 представлен фрагмент иерархической структуры автоматизированной бортовой информационно-управляющей системы, которая содержит элементы информационной подсистемы. На нижнем уровне структуры расположены аналоговые датчики токов /1, /2, /^ и напряжений и1, и2, и в якорных цепях электроприводов главных механизмов экскаватора. Цифровые датчики длин 11,12 подъемных и тяговых канатов расположены на валах соответствующих лебедок, датчик угла пово-
рота платформы j установлен на валу одного из двигателей механизма вращения платформы.
На борту шагающего экскаватора имеется навигационный блок 15, имеющий связь с системой GPS. Измеренные аналоговые сигналы оцифровываются в интерфейсных блоках 1,2,3 и поступают через коммутатор 4 в вычислительное устройство 5. Вычислительное устройство - это полномасштабная бортовая вычислительная машина, обладающая возможностью выполнять параллельные операции по алгоритмам управления и алгоритмам информационной подсистемы. Выработанные по алгоритмам управления цифровые сигналы поступают в блок 8, где они преобразуются в аналоговые сигналы задания на управление в соответствующие системы управления электро-
привод
Привод
U оЩ
9 поворота 10 тяги 11
1 X 1
12 13 14
Привод подъема
Ф i
3
Платформа экскаватора
h
Канаты тяги
h
Канаты подъема
4
7
5
6
15
iz
16
Рис. 1. Структура БИУС шагающего экскаватора-драглайна
ii
ф
3
2
8
7
34
ЯНВАРЬ, 2019, "УГОЛЬ"
приводов 9,10,11 и затем в управляемые источники электропитания этих электроприводов 12, 13, 14.
Вычисленные параметры, оценки и характеристики технологического процесса шагающего экскаватора-драглайна помещаются в базу данных - блок 6 и выносятся на многоэкранный монитор 7 машиниста. Управление информацией на мониторе осуществляется программными средствами Scada. Неотъемлемой частью информационной системы драглайна является система передачи данных 16.
Выполнение технологического процесса экскавации шагающим экскаватором-драглайном происходит циклически, как показано на рис. 2, последовательной сменой «состояний»: 1 - «черпание», когда происходит наполнение ковша горной массой, 2 - «отрыв» груженого ковша от забоя, 3 - «транспортирование груженого ковша» в отвал на разгрузку, 4 - «разгрузка ковша», когда происходит рассыпание в зоне саморазгрузки содержимого ковша, 5 - «транспортирование порожнего ковша» в забой и 6 - «заводка порожнего ковша» на очередное черпание. Кроме этих основных производственных состояний технологический процесс содержит одно производственное состояния 7 - «шагание» и два непроизводственных состояний 8 - «простой» и 9 - «вспомогательные операции».
Графическое представление процедуры смены состояний при выполнении технологического процесса экскавации шагающим экскаватором-драглайном - ориентированный граф процесса экскавации, изображеннный на рис. 2, с циклом:
1 ^ 2 ^ 3 ^ 4 ^ 5 ^ 6 ^ 1, который соответствует циклу экскавации, и тремя вершинами 7, 8,9, с которыми связаны дуги с неотмеченной ориентацией. Эти дуги являются двунаправленными - ребрами, поскольку они соединяют вершины с состояния «останов» и можно войти из любого состояния и выйти в любое состояние.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Математическая модель оценки эффективности работы драглайна является основой для алгоритмического
обеспечения информационной системы, которое включает процедуры: определение моментов смены технологических состояний драглайна, измерение или вычисление временных параметров текущего экскаваторного цикла, массы породы в ковше, геометрические характеристик разрабатываемого забоя и отвала, энергетических затрат на выполнение цикла и интегральных характеристик технологического процесса.
Базой для определения составляющих математической модели оценки эффективности работы драглайна являются текущие измерения значений: токов в якорных цепях трех главных приводов, длин канатов подъема и тяги, угла поворота платформы, энергетических затрат, времени на выполнение элементов технологического цикла экскавации.
Список литературы
1. Певзнер Л.Д. Автоматизированное управление мощными одноковшовыми экскаваторами. М.: Издательство «Горное дело», 2014. 400 с.
2. Певзнер Л.Д., Осипов И.С. Программное обеспечение автоматизированной системы управления шагающим экскаватором-драглайном // Горный информацирнно-аналитический бюллетень. 2015, № 1. С. 34-37.
3. Knight P.F., Shank D.H. Dragline productivity improvements through short-term monitoring // Inst. Eng. Austral. 1990. N 3. Рр. 100-103.
4. Temkin I., Deryabin S., Konov I. Soft computing models in an intellectual open-pit mines transport control system // Procedia Computer Science. Elsevier. 2017. Vol. 120. Рр. 411-416.
5. Malafeev S.I., Novgorodov A.A. Design and implementation of electric drives and control systems for mining excavators // Russian Electrical Engineering. 2016. Vol. 87. Рр. 560-565.
6. Computer system boosts dragline production // Can. Mining J. 1981. N 10. Рр. 79-80.
7. Кучерявый А.А. Бортовые информационные системы. Курс лекций / Под. ред. В.А. Мишина, Г.И. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. Ульяновск: УлГТУ, 2004. 504 с.
8. Бортовая информационно-управляющая система (БИУС) автомобиля. Регистр интеллектуальной промышленной собственности [Электронный ресурс]. URL: http:// bd.patent.su/2203000-2203999/pat/servl/servlet09a5.html (дата обращения 15.12.2018).
9. Мультиплексы для спецтехники. Бортсеть нового поколения (БНП). ООО «Научно-техническое предприятие «ДЕКА» [Электронный ресурс]. URL: http://deka-ntp.ru/ multi.htm (дата обращения: 15.12.2018).
10. Операционные системы реального времени для 32-разрядных микропроцессоров. Современная электроника [Электронный ресурс]. URL: http://www.soel.ru/ cms/f/?/326514.pdf (дата обращения: 15.12.2018).
11. Бортовая информационно-управлющая система (БИУС). ОАО «СКБ «Камертон». [Электронный ресурс]. URL: http://www.vpk.gov.by/catalog/kamerton/246/ (дата обращения: 15.12.2018).
12. Ахметов М.И. Принципы реализации бортовых информационно-управляющих систем на базе вычислительных средств с параллельной архитектурой / XII Ту-полевские чтения: материалы междунар. молодеж. науч. конф. Т.2. Казань: КГТУ, 2004. С. 109-110.
SURFACE MINING
UDC 622.271.4:621.879.323:51 © Win Zaw Htay, L.D. Pevzner, I.O. Temkin, 2019
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2019, № 1, pp. 34-36
Title
THE STRUCTURE OF THE INFORMATION SYSTEM WALKING DRAGLINE
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-1-34-36
Authors
Win Zaw Htay1, Pevzner L.D.2, Temkin I.O.1
' National University of Science and Technology "MISIS" (NUST "MISIS"), Moscow, 119049, Russian Federation 2 MIREA - Russian Technological University, Moscow, 119454, Russian Federation
Authors' Information
Win Zaw Htay, Postgraduate of Institute of Information Technologies
and Automated Control Systems, tel.: +7 (999) 876-49-45,
e-mail: [email protected]
Pevzner L.D., Doctor of Engineering Sciences, Professor,
e-mail: [email protected]
Temkin I.O., Doctor of Engineering Sciences, Professor, e-mail: [email protected]
Abstract
The results of development of structures and algorithms of information subsystem onboard information and control system of walking dragline for evaluation of indicators of the technological process of excavation.
Keywords
Information system, Algorithms, Structure, Efficiency evaluation, Technological process of excavation.
References
1. Pevzner L.D. Avtomatizirovannoye upravleniye moshchnymi odnokovsho-vymi ekskavatorami [Powerful shovel excavator automated control]. Moscow, "Gornoe delo" Publ., 2014, 400 p.
2. Pevzner L.D. & Osipov I.S. Programmnoye obespecheniye sistemy av-tomatizirovannoy upravleniya shagayushchim ekskavatorom draglaynom [Software for automated control of the walking dredge-dragline]. Gornyi Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten' - Mining Information and Analytical Bulletin, 2015, No. 1, pp. 34 -37.
3. Knight P.F. & Shank D.H. Dragline productivity improvements through short-term monitoring. Inst. Eng. Austral., 1990, No. 3, pp. 100-103.
4. Temkin I., Deryabin S. & Konov I. Soft computing models in an intellectual open-pit mines transport control system. Procedia Computer Science, Elsevier, 2017, Vol. 120, pp. 411-416.
5. Malafeev S.I. & Novgorodov A.A. Design and implementation of electric drives and control systems for mining excavators. Russian Electrical Engineering, 2016, Vol. 87, pp. 560-565.
6. Computer system boosts dragline production. Can. Mining J., 1981, No. 10, pp. 79-80.
7. Kucheryavy A.A. Bortovyye informatsionnyye sistemy. Kurs lektsiy [Onboard information systems. Course of lectures]. Under. ed. V.A. Mishin, G.I. Klyuev. 2-th updated and revised edition Ulyanovsk, UlSTU Publ., 2004, 504 p.
8. Bortovaya informatsionno-upravlyayushchaya sistema (BIUS) avtomobilya [Car onboard information management system (BIUS)]. Intellectual Industrial Property Register. [Electronic resource]. Available at: http://bd.patent. su/2203000-2203999/pat/servl/servlet09a5.html (accessed 15.12.2018).
9. Mul'tipleksydlya spetstekhniki. Bortset'novogopokoleniya (BNP) [Multiplexes for special equipment. New generation onboard network]. "Scientific and Technical Enterprise "DECA" LLC. [Electronic resource]. Available at: http:// deka-ntp.ru/multi.htm (accessed 15.12.2018).
10. Operatsionnyye sistemy real'nogo vremeni dlya 32-razryadnykh mikroprot-sessorov. Sovremennaya elektronika [Real-time operating systems for 32-bit microprocessors. Modern electronics]. [Electronic resource]. Available at: http://deka-ntp.ru/multi.htm (accessed 15.12.2018).
11. Bortovaya informatsionno-upravlyayushchaya sistema (BIUS) avtomobilya [Car onboard information management system]. "SKB Camerton" JSC. [Electronic resource]. Available at: http://www.vpk.gov.by/catalog/kamerton/246/ (accessed 15.12.2018).
12. Akhmetov M.I. Printsipy realizatsii bortovykh informatsionno-upravlyayush-chikh sistem na baze vychislitel'nykh sredstv s parallel'noy arkhitekturoy. XII Tu-polevskiye chteniya: Materialy mezhdunar. molodezh. nauch. konf. [Principles of implementation of onboard information management systems based on computing tools with parallel architecture. XII Tupolev readings: Materials of the Intern. youth scientific conference]. Vol. 2. Kazan, KGTU Publ., 2004, pp. 109-110.
Опорная база усиленной конструкции Crumin®
В декабре 2018 г. на одном из угольных разрезов СУЭК запущена первая опорная база усиленной конструкции Crumin® для экскаватора ЭШ-11/70, изготовленная компанией ООО «СГИ» (г. Екатеринбург).
За счет усиления внутренней конструкции жесткость опорной базы увеличена на 70% (min), вследствие чего увеличен срок службы деталей и узлов опорно-поворотного устройства на 40% (min), что в свою очередь приводит к увеличению производительности экскаватора за счет сокращения количества времени, необходимого на ремонты.
Предлагаемая опорная база усиленной конструкции Crumin® в сборе с центральной цапфой и опорно-поворотным устройством предназначена для оснащения шагающих экскаваторов ЭШ-10/70, ЭШ-11/70, ЭШ-13/50.
Официальный представитель Crumin® на территории России и Казахстана
Общество с ограниченной ответственностью «СГИ» 620028, г. Екатеринбург, ул. Татищева, д. 49А, офис 902 Тел.: +7 (343) 351-76-46 (многоканальный), e-mail: [email protected]
CRUMIN
Мы совершенствуем технологии предприятий горнорудной отрасли, используя надежные и экономически выгодные инжиниринговые решения, которые помогают повысить производительность и эффективность оборудования.
Предлагаемые нашей организацией решения успешно используются на предприятиях горнорудной отрасли, расположенных в Российской Федерации и Республике Казахстан.
