Główna Wydawnictwa Monografie Innowacyjne Techniki i Technologie Mechanizacyjne Monografia nr 2

Monografia nr 2

SYSTEM ZINTEGROWANEGO STEROWANIA UKŁADEM TECHNOLOGICZNYM ŚCIANA WYDOBYWCZA – PUNKT ZAŁADOWCZY

Redakcja naukowa: Marek Jaszczuk

cena egz. 35,00 zł

W pracy przedstawiono syntetycznie wyniki projektu, którego celem było ustalenie podstawowych zasad działania zintegrowanego systemu sterowania, opracowanie i przetestowanie algorytmów i procedur sterowania oraz oceny stanu technicznego podstawowych maszyn i urządzeń ścianowego systemu mechanizacyjnego, a także rozwój układów niezawodnej transmisji danych.

Przeprowadzono analizę interakcji maszyn i urządzeń, stanowiących elementy ścianowego systemu mechanizacyjnego. Ustalono wymagane cechy układów regulacyjnych, parametrów mierzonych i wskaźników binarnych, niezbędnych dla zapewnienia wysokiej dyspozycyjności i pełnego wykorzystania potencjału kombajnowego sytemu mechanizacyjnego.

Zaprojektowano rozproszoną strukturę zintegrowanego systemu sterowania, obejmującego połączone sieciowo układy sterowania poszczególnych podsystemów i urządzeń kompleksu ścianowego oraz dołową stację operatorską ze sterownikiem centralnym i powierzchniową stację nadzorczą. Przeprowadzono wielokryterialną ocenę układów transmisji danych, spełniających wymogi bezpieczeństwa użytkowania w warunkach podziemnych, w aspekcie niezawodności przy zastosowaniu metody analizy hierarchicznej procesu AHP.

Założono, że w obecnej fazie projektu zachowane zostanie lokalne sterowanie kombajnem przez operatora. Opracowany system zapewnia uzyskanie wymaganej prędkości zabudowy stropu wyrobiska z uwzględnieniem dopuszczalnej długości niezabudowanego odcinka stropu. Ponadto nie dopuszcza do sytuacji zagrożenia wybuchem metanu i przeciążenia silników przenośnika ścianowego, poprzez dodatkowe ograniczenie prędkości posuwu kombajnu, w  stosunku do wartości aktualnie zadanej przez operatora. W ścianie wyposażonej w sekcje obudowy ze sterowaniem elektrohydraulicznym system zapewnia koordynację przemieszczania kolejnych sekcji obudowy, dosunięcia przenośnika i ruchu osłony czołowej, z położeniem kombajnu i fazą cyklu urabiania. System umożliwia przemieszczanie co drugiej sekcji, w trybie pozwalającym na zwiększenie prędkości posuwu kombajnu, w stosunku do wynikającej z czasu cyklu przemieszczania sekcji. System na bieżąco kontroluje poprawność pracy urządzeń i parametrów ich pracy. W razie potrzeby generuje sygnały ostrzegawcze i alarmowe, a w krańcowych przypadkach powoduje zatrzymanie kombajnu. Dla celu sterowania szacowane są parametry charakteryzujące proces technologiczny, między innymi, takie jak: wydajności urabiania i obciążenie przenośnika.

Interfejs operatora zapewnia wizualizację stanu i parametrów maszyn i urządzeń systemu, sygnalizację stanów ostrzegawczych, alarmowych i awaryjnych, archiwizację parametrów procesu i prezentację przebiegów czasowych wybranych parametrów, diagnostykę stanu urządzeń oraz możliwość nastawy wartości granicznych i kryterialnych poszczególnych parametrów.

Dla celu testowania zaproponowanych procedur opracowano program symulujący przebieg procesu technologicznego, obejmujący przebieg obciążenia silników kombajnu, przy różnej prędkości posuwu i przenośnika ścianowego, przy różnym stopniu załadowania, sekwencji przesuwania sekcji obudowy i przekładki przenośnika oraz emisji i stężenie metanu dla różnej intensywności przewietrzania wyrobiska. W trakcie licznych testów potwierdzono poprawne działanie systemu w zakresie realizacji funkcji sterujących oraz wizualizacji przebiegu i parametrów procesu. Zaprogramowane ograniczanie prędkości posuwu zapewnia utrzymanie założonych parametrów pracy sterowanych maszyn. System sterowania pozwala na wygenerowanie charakterystyk technicznych poszczególnych maszyn i urządzeń pozwalających na diagnostykę ich stanu technicznego i ocenę prawidłowości doboru do warunków danego wyrobiska ścianowego.

Integracja układów sterowania maszyn i urządzeń systemu mechanizacyjnego oraz ich rozbudowa o dodatkowe sensory i funkcje zapewni prawidłową współpracę wszystkich elementów systemu i automatyczne dostosowywanie ich parametrów pracy do warunków obciążenia. Wprowadzenie zintegrowanego sterowania zwiększy bezpieczeństwo i poprawi warunki pracy załogi. Przyczyni się także do wzrostu konkurencyjności polskich maszyn górniczych na rynku krajowym i międzynarodowym.