Содержание темы
Цель и задачи автоматизации технологических установок процесса транспорта. Основные требования к устройствам и системам автоматизации конвейерного транспорта. Перечень и характеристика основных устройств автоматизации конвейерного и рельсового транспорта. Основные требования к устройствам и системам автоматизации рельсового транспорта. Перечень и характеристика основных устройств автоматизации рельсового транспорта.
Методические указания
1. Цель и задачи автоматизации технологических установок процесса
транспорта
К основным технологическим установкам процесса транспорта шахты относятся скребковые и ленточные конвейеры (конвейерные линии), электровозы, канатная откатка в наклонных выработках, монорельсовая дорога для перемещения людей. В основном автоматизируются конвейерные установки и электровозы системы рельсового транспорта.
Цель автоматизации технологических установок транспорта – повышение эффективности и ритмичности транспортирования горной массы за счет повышения пропускной способности транспорта и уменьшения числа обслуживающего персонала.
В основном автоматизируются конвейерные установки и электровозы системы рельсового транспорта.
Задачи автоматизации конвейерных установок:
– централизация управления процессами пуска и останова конвейеров при обеспечении их автоматической защиты;
– автоматическое регулирование грузопотоков и их оптимизация;
– обеспечение надежной и безопасной эксплуатации конвейерных линий.
Задачи автоматизации электровозного транспорта:
– автоматизация управления электровозом.
– дистанционное управление электровозом. Необходимо на пунктах погрузки и разгрузки составов, где машинист не видит положения вагонеток под люком и не может своевременно и точно перемещать состав.
– автоматизация управления стрелочными переводами и сигналами светофоров.
– диспетчерская электрическая централизация, когда электровозной откаткой управляет диспетчер.
Задачи автоматизации канатной откатки:
– автоматизация контроля местонахождения концевого груза, скорости и направления его движения.
– автоматизация управления приводом подъемной машины с целью обеспечения заданной тахограммы спуска - подъема.
– создание средств защиты от напуска каната.
– автоматическая сигнализация и связь.
2. Основные требования к устройствам и системам автоматизации
конвейерного транспорта.
Следует отметить, что конвейерная линия по своему технологическому назначению является транспортным объектом, обслуживающим очистной забой. При эксплуатации ленточного конвейера возможны следующие основные аварийные ситуации:
– завал горной массы в местах перегрузки из конвейера на конвейер;
– сход ленты с роликов конвейера;
– скорость ленты может снижаться;
– пробуксовка ленты относительно приводного барабана;
– перегрев приводного барабана;
– ослабление натяжения ленты.
Работа конвейеров и конвейерных линий осуществляется соответственно с Правилами безопасности и специальными нормативными документами, которые регламентируют эксплуатацию конвейеров в подземных условиях шахт для транспортирования горной массы. В частности, они требуют, чтобы система автоматизации конвейеров или конвейерных линий обеспечивала:
- управление неразветвленными и разветвленными конвейерными линиями;
- местное автоматизированное и централизованное автоматизированное управление отдельным конвейером;
- централизованное автоматизированное, автоматическое управление конвейерной линией;
- пуск конвейеров в направлении, обратному грузопотоку; оперативный, аварийный и экстренный останов;
- защитное отключение;
- блокировки;
- сигнализацию: предупредительную, оперативную, аварийную. Предупредительная сигнализация - должна содержать сообщения о маршруте, по которому осуществляется транспортирование; номере конвейера выбранного для управления; о работе конвейера; виде управления каждым конвейером. Аварийная сигнализация должна содержать следующие основные сообщения: экстренное или аварийное отключение линии; номер конвейера в линии отключенного средствами защиты; о причине останова конвейера и линии.
В основу централизации управления, положен последовательный пуск конвейеров линии в направлении обратном движению грузопотока, с контролем момента запуска каждого последующего конвейера в зависимости, от скорости предыдущего и останов конвейерной линии путем отключения всех или части работающих конвейеров.
Под автоматизированной конвейерной линией понимается такая линия, конвейеры которой объединены общей системой управления, которое обеспечивает соблюдение необходимых защит, блокирований, а также автоматическую реализацию законов пуска, остановки и к пуску конвейерной линии.
В литературе [9] необходимо ознакомиться с основными требованиями к устройствам и системам автоматизации конвейерных линий. Особенно обратить внимание на требования по защите работы конвейерных линий от аварийных режимов. Например, аварийный останов должен производиться при превышении допустимого уровня транспортируемого материала в местах перегрузки.
3. Перечень и характеристика основных устройств автоматизации
конвейерного транспорта
Ниже приведен перечень основных устройств и систем автоматизации конвейерного транспорта, находящихся в эксплуатации на шахтах Украины: устройство контроля скорости УКС (заменено на аппарат контроля скорости КС); устройство контроля проскальзывания УКПС (заменено на аппарат контроля скорости и пробуксовки КСП); устройство сигнализации и телефонной связи УСТ; устройство контроля и информации УКИ; устройство искробезопасное электроконтактное ИКУ-2; устройство контроля уровня УКУ; устройство контроля резино-троссовых конвейерных лент УКТЛ; реле времени искробезопасное РВИ.1М; комплектная аппаратура управления конвейерными линиями АУК.1М; система автоматизированного управления конвейерными линиями САУКЛ (с применением элементов вычислительной техники – микроконтроллеров).
В справочнике [9] приведено назначение и область применения каждого из указанных технических средств автоматизации, а в статье [10] описание системы САУКЛ.
Более подробно нужно ознакомиться с аппаратурой АУК.1М, которая в основном применяется на большинстве шахт.
Назначение. Аппаратура АУК – 1М предназначена для автоматизированного управления стационарными и полустационарными неразветвлёнными конвейерными линиями, состоящими из ленточных и скребковых конвейеров (с общим количеством их до 10). При применении комплекса АУК – 1М для управления разветвлёнными конвейерными линиями с числом ответвлений до трёх, каждое ответвление управляется как самостоятельная неразветвлённая линия.
Область применения. Аппаратура АУК – 1М рассчитана на применение в подземных выработках шахт, опасных по газу и пыли, но может также применяться на рудниках, обогатительных фабриках и других предприятиях
Функции. Аппаратура АУК – 1М выполняет следующие основные функции:
1. Последовательный автоматический пуск конвейеров, включённых в линию, в порядке, обратном направлению движения грузопотока, с необходимой выдержкой времени между пусками отдельных приводов.
2. Пуск, с пульта управления или с выносного кнопочного поста, как всей конвейерной линии, так и её части.
3. Дозапуск, с пульта управления или с выносного кнопочного поста, части конвейерной линии без отключения работающих конвейеров и с подачей предупредительной сигнализации.
4. Местный пуск любого привода конвейера при осмотрах, ремонтах и опробованиях.
5. Контроль заданного максимального времени запуска каждого конвейера.
6. Автоматическое отключение привода конвейера при аварийных режимах и отключение последующих конвейеров, подающих груз на поверхностный конвейер.
7. Возможность экстренного прекращения запуска с любой точки конвейерной линии.
8. Возможность работы конвейерной линии в режиме энергосберегающей технологии с применением дополнительных аппаратов.
Наряду с указанными функциями, аппаратура АУК – 1 М имеет целый ряд различных блокировок, защит, сигнализаций и телефонную связь [9].
Состав. На рисунке 8 приведена структурная схема системы АУК – 1М. В состав аппаратуры АУК – 1М входят (см. рис.8):
- пульт управления ПУ;
- выносной прибор-указатель ВПУ;
- блоки управления БУ (по количеству конвейеров в линии);
- блок концевого реле БКР;
- датчики скорости ДС типа УПДС или ДКС, ДМ – 2 или ДМ – 2М;
- датчики контроля схода ленты типа КСЛ - 2;
- кабель - тросовые выключатели типа КТВ - 2;
- датчики заштыбовки ДЗ;
- телефонные трубки;
- сирены типа ВСС – 3М или гудки типа ГПРВ – 2М
Пульт управления ПУ с выносным прибором - указателем ВПУ располагается, как правило, в головной части конвейерной линии. Блоки управления БУ устанавливаются около привода каждого конвейера.
Рисунок 8 – Структурная схема аппаратуры АУК-1М
При рассмотрении принципа действия аппаратуры необходимо обратить внимание, как и с какого блока аппаратуры, осуществляется пуск и останов конвейера; что собой представляет индикация и о чем она свидетельствует.
Так, например, порядок автоматического выполнения команд пуска конвейерной линии после кратковременного нажатия кнопки «Пуск» на пульте управления линией следующий:
- по линии подаётся предупредительный звуковой сигнал;
- через 5 ÷ 8 с с пульта управления на первый блок управления поступает пусковая полярность, включаются реле управления и с помощью пускателя запускается первый конвейер;
- с выдержкой времени до 5с включается реле скорости в блоке управления первого конвейера и подаётся пусковая полярность на блок управления второго конвейера, затем на блок управления третьего конвейера и т.д.;
- после включения реле скорости блока управления последнего конвейера, подаётся пусковая полярность на блок концевого реле БКР;
- кратковременно включается БКР и по линии сигнализации на пульт управления поступает команда окончания пуска;
- в пульте управления формируется сигнал переключения пусковой полярности на рабочую, блок БКР отключается;
- все конвейеры будут работать в режиме контроля заданных параметров (скорости, заштыбовки, пробуксовки и др.) с последовательной блокировкой.
Отключение конвейерной линии может производиться оператором, путём нажатия кнопок «Стоп» пульта управления или любого блока управления.
Экстренное прекращение пуска или аварийное отключение осуществляется кнопками «Сигнал» пульта управления или блока управления, или, например, выключателем КТВ – 2.
4. Основные требования к устройствам и системам автоматизации
рельсового транспорта
Требования к системе автоматизации электровозом следующие:
– экономичное регулирование скорости;
– гибкость и простота управления;
– безопасность работы и обслуживания;
– автоматизированное управления сигнальными огнями и приводами стрелочных переводов;
– минимальные габариты и стоимость.
5. Перечень и характеристика основных устройств автоматизации рельсового транспорта
Ниже приведен перечень основных устройств и систем автоматизации электровозного транспорта, находящихся в эксплуатации на шахтах Украины. Для управления приводом аккумуляторных электровозов АРП14, АРП28 используются аппаратура ТЭРА-1. Для управления приводом контактных электровозов используются аппаратура УКТН [1].
Аппаратура ТЭРА- 1 обеспечивает выполнение следующих основных функций:
– плавный разгон и регулирование скорости;
– плавное электродинамическое торможение при скорости движения от 0,6 до 2 м/с;
– обеспечение начала движения только с нулевой скорости;
– выдачу сигналов на управление рельсовыми электромагнитными тормозами;
– измерение и индикацию скорости движения электровоза;
В основу работу аппаратуры ТЭРА-1 положена работа двух силовых импульсно-тиристорных преобразователей.
Аппаратура УКТН в сравнении с ТЭРА-1 дополнительно выполняет следующие функции:
– бесступенчатое задание скорости электровоза и автоматическую ее стабилизацию;
– разрешение управления только из одной кабины электровоза
Канатная откатка в настоящее время не автоматизирована. В 1996г. был изготовлен опытный образец аппарата контроля, индикации состояния горной машины АКИН.Л. Аппарат предназначен для контроля, индикации состояния шахтных подъемных установок для механизированной доставки людей и грузов в наклонных выработках, канатных напочвенных монорельсовлх дорог ДКНЛ-1, лебедок шахтных вспомогательннх типа 2ЛВ, ЭГЛУ с жесткой кинематической связью барабана с двигателем, лебедки ЛВ 25. Аппарат обеспечивает подачу команды в цепи управления силового коммутационного электрооборудования на отключение при отклонении контролируемых параметров от заданных режимов работы.
Автоматизация управления стрелочными переводамиосуществлялась аппаратурой ЧУС-3 – аппаратура частотного управления стрелками. Где команда на перевод стрелки передается передатчиком с антенной, установленными на движущемся электровозе, на установленный под рельсовым полотном приемник, связанный со схемой управления приводом стрелки.
На смену аппаратуре ЧУС-3 разработан комплекс устройств НЭРПА. В отличие от ЧУС-3 позволяет считывать информацию с движущегося электровоза о его номере и направлении движения. Взамен этой аппаратуры разработана аппаратура КДРТ и АБСС.1М.
Аппаратура КДРТ предназначена для автоматического отбора, передачи и представления информации о местонахождении рудничных электровозов на мнемощит подземному транспортному диспетчеру, а также для частотного управления стрелочными переводами из кабины движущегося электровоза [4].
Для примера ниже приведено описание аппаратуры АБСС.1М [1].
Назначение. Аппаратура АБСС.1М предназначена для автоматизированного управления сигнальными огнями и приводами стрелочных переводов на блок-участках подземного рельсового транспорта шахт.
Область применения. Аппаратура используется в условиях подземных выработок шахт, в том числе опасных по газу или пыли
Функции. Аппаратура АБСС.1М обеспечивает: 1) нормальное горение запрещающих (красных) огней светофоров при отсутствии поездов на блок- участке и запросных участках (исходное состояние); 2) переключение нормально горящего красного светофора на разрешающий (зеленый ровного горения) при наличии запроса, отсутствии на блок- участке поезда враждебного или одноименного маршрута и положении стрелочных переводов, соответствующем маршруту (задание маршрута); 3) переключение зеленого огня светофора на красный после вступления поезда на блок-участок; 4) разделку маршрута после освобождения поездом блок- участка (отбой); 5) невозможность задания враждебных маршрутов с момента задания и до разделки данного маршрута; 6) выбор маршрута машинистом движущегося электровоза или с помощью местного кнопочного поста; 7) возможность одновременного задания и использования невраждебных маршрутов; 8) сохранение защитного состояния схемы при выключениях и повторных включениях электроэнергии питающей сети; 9) автоматический последовательный перевод стрелок в маршруте; 10) переключение нормально горящего красного огня светофора на условно-разрешающий (зеленый мигающий) огонь при наличии запроса, отсутствии на блок- участке поезда враждебного или одноименного маршрута и положения стрелочных переводов, не соответствующих маршруту.
Состав. На рисунке 9 показана схема расстановки устройств аппаратуры АБСС-1. На путевом участке осуществляется одностороннее движение по двум маршрутам М1, M2 (маршрут следования поезда определяется положением стрелки Ст). В этом случае напольная часть аппаратуры должна содержать: датчики запроса Д31, ДЗ2 перемены ДП1, ДП2 и отбоя Д01, Д02 маршрутов, представляющие собой блоки БПС с рамочными антеннами; привод стрелки ПМС; светофоры С1, С2, управляющее устройство УУ (аппараты АУСО-2, АУСП-2); кнопки местного управления КМУ. На электровозах устанавливается аппарат задания маршрутов АЗМ.
Принцип действия. Действие аппаратуры АБСС-1 основано на приеме и обработке управляющим устройством сигналов, вырабатываемых датчиками при движении электровоза над их антеннами, и выдаче электрических сигналов (команд) на исполнительные приводы стрелок и светофоры в зависимости от занятости блок - участка и положения стрелок. При запросе от аппарата АЗМ, например, маршрута M1, свободном путевом участке и движении электровоза над датчиком Д31 красный огонь светофора переключится на зеленый, стрелка займет заданное положение, а в управляющее устройство УУ поступит сигнал ПС контроля положения стрелки. Вступление электровоза в зону действия датчика ДП1 вызывает переключение светофора с зеленого огня на красный, запрещая тем самым следующему в попутном направлении поезду въезд на занятый участок. После прохода электровозом датчика Д01 схема приходит в исходное состояние, разрешая машинисту очередного поезда выбрать требуемый маршрут движения.
Рисунок 9 -Схема расстановки устройств аппаратуры АБСС-1
При применении аппаратуры АБСС.1М на светофоре предусматривается четыре разновидности сигнализации: красный свет, показывающий, что маршрут занят или свободен, но запроса на него нет; красный мигающий свет — запрос принят, но маршрут занят; желтый свет — маршрут свободен, приводные стрелки находятся в нужном положении, выезд состава на маршрут разрешен; зеленый мигающий свет — запрос принят, маршрут свободен, но приводные стрелки не переведены в нужное положение.
Вопросы для самопроверки
1. Сформулируйте цель и задачи автоматизации конвейерных установок.
2. Основные требования к устройствам и системам автоматизации конвейерных установок.
3. Сформулируйте цель и задачи автоматизации установок рельсового транспорта.
4. Основные требования к устройствам и системам автоматизации рельсового транспорта.
5. Перечень основных устройств автоматизации конвейерного транспорта.
6. Перечень основных устройств автоматизации рельсового транспорта.
7. Назначение, основные функции и состав аппаратуры АУК.1М.
8. Как и с какого блока аппаратуры АУК.1М осуществляется пуск и останов конвейера.
9. Что собой представляет индикация и о чем она свидетельствует на блоках аппаратуры АУК.1М.
10. Можно ли с помощью аппаратуры автоматизации и какого типа осуществлять плавный разгон и регулирование скорости электровоза.
11. Какие разновидности сигнализации предусматривается на светофоре при применении аппаратуры АБСС.1М.
12. Назначение аппаратуры КДРТ.
Тема 5.