Аппаратура шахтной автоматики, стволовой сигнализации и связи "Шасс микон"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аппаратура шахтной автоматики, стволовой сигнализиции и связи «Шасс микон»

Каланчин Илья

Подъемная установка, являющаяся связующим звеном между подземными выработками и поверхностью шахты - один из основных элементов технологического процесса горнодобывающего предприятия, обеспечивающих его бесперебойную и оперативную работу.

Как показывает практика, авария на подъеме способна привести не только к значительным материальным убыткам, но и к гибели людей, поэтому безопасность и надежность - основные требования, предъявляемые к подъемным установкам.

Аппаратура шахтной автоматики, стволовой сигнализации и связи (ШАСС), построенная на базе современных микропроцессорных технологий и программируемых логических контроллеров, позволяет: повысить ресурс функционирования клетевого подъема; снизить эксплуатационные затраты; обеспечить обнаружение предаварийных и аварийных ситуаций и предотвратить их опасное развитие; формировать сообщения о состоянии технологического комплекса и обеспечивать связью машиниста и обслуживающий персонал отдельных постов.

Аппаратура «ШАСС Микон», предложенная компанией ООО «Ингортех», позволяет управлять подъемной машиной в полуавтоматическом режиме, тем самым обеспечивая двустороннюю связь со стороны машиниста и системой автоматики. Аппаратура построенная на основе «ШАСС Микон» имеет трехуровневую структуру:

· 1-й уровень: датчики, исполнительные механизмы, устройства сигнализации на контролируемых и управляемых объектах;

· 2-й уровень: средства вторичного преобразования информации, обеспечивающие преобразование сигналов от технических средств I-го уровня в цифровой код, поступающий на III-й уровень, и преобразование данных с III-го уровня в управляющие воздействия;

· 3-й уровень: централизованная обработка данных о контролируемых параметрах и выработка управляющих сигналов программируемыми логическими контроллерами, располагаемыми на поверхности.

«ШАСС Микон» позволяет оператору контролировать точное положение клети на горизонте за счет магнитного датчика приближения, осуществлять контроль положения приствольных механизмов, механизмов вагонообмена и клетевых стопоров клети. Кроме того, аппаратура включает в себя функции различных блокировок, а также способна вести самодиагностику центральных контроллеров, всех модулей ввода/вывода, коммуникационных модулей, проводок системы передачи данных и источников электропитания датчиков, цепей подачи световых и звуковых сигналов. За счет использования резервных датчиков, кабелей связи и питания, двойного набора центральных контроллеров и устройств ввода/вывода сигналов аппаратура имеет функцию резервирования.

Независимые источники бесперебойного питания различного напряжения, находящиеся в шкафу центральных контроллеров, обеспечивают работоспособность всей системы от момента исчезновения напряжения основного источника питания до момента переключения на резервный источник питания. Устройство переключения на резервный источник питания обеспечивает подключение к шкафу двух внешних источников питания переменного тока напряжением 220В и промышленной частотой 50Гц. горнодобывающий шахтный автоматика контроллер

Также обеспечивается питание всех элементов шкафа и информационная панель постоянным током напряжения 12В и 5В. Кроме этого, искробезопасные источники питания постоянного тока напряжением 24В снабжают подземные станции, пульты и посты искробезопасным напряжением. Для питания с поверхности подземных потребителей, входящих в состав «ШАСС Микон», используются контрольные или силовые бронированные кабели с броней, выполненной из круглых проволок, для исключения повреждения и деформации брони под собственным весом. Для передачи сигналов и питания между элементами системы под землей используется шахтные силовые, контрольные или телефонные кабели.

Рисунок 1. - Схема структурная аппаратуры сигнализации в составе аппаратуры «ШАСС Микон»

ШЦК - шкаф центральных контроллеров; ШД - шкаф диагностики; ПУ - пульт управления приёмной площадки, пульт управления рабочего горизонта; ПСУ - кнопочный пост помощника рукоятчика или стволового; ИПМ - информационная панель машиниста подъемной машины; СВВ- станция ввода/вывода сигналов с горизонта или приемной площадки; КБВ - электромагнитные клапаны блокировки подачи воздуха; Д- магнитные датчики приближения с памятью и без памяти; ЗС- звуковой сигнализатор; СУПМ - станция управления подъемной машиной; КПМ - контроллер подъемной машины; ОУ - объекты управления (клапаны блокировки подачи воздуха или цепи управления магнитных пускателей); АРМ - автоматизированное рабочее место.

Передача информации с горизонтов и приемной площадки в шкаф центральных контроллеров осуществляется по интерфейсу RS485 с физической средой передачи по бронированному оптоволоконному кабелю, расположенному в стволе, позволяющему передавать информацию со скоростью 10 Мбит/с, причем обмен данными обеспечивается между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии связи в полудуплексном режиме. Приходящий цифровой сигнал преобразуется в аналоговый и обратно с помощью устройств приема и передачи данных, которые обеспечивают передачу информации между поверхностью и горизонтами. Кроме этого устройства осуществляют переключение с основной на резервную ветвь оптического кабеля канала передачи данных в случае ревизии или выхода из строя основной. Подключение датчиков, пультов, постов исполнительных устройств аппаратуры громкоговорящей и телефонной связи, питание подземных потребителей осуществляется проводным соединением по электрическому кабелю.

Центральные контроллеры обеспечивают функции обработки данных и автоматизированного управления процессом передачи сигналов стволовой сигнализации. Основной и резервный контроллеры независимы друг от друга и являются взаимозаменяемыми, каждый из них выполняет все управляющие функции, переключение между ними происходит безударно и автоматически. Контроллеры программируются для конкретной конфигурации с возможностью проводить полную диагностику автоматизированного комплекса и выполнения аварийных процедур.

Станции ввода/вывода, расположенные на горизонтах, являются промежуточными звеньями в цепи передачи данных между центральными контроллерами, от которых они управляются, и устройствами ввода/вывода (датчиками, лампочками, переключателями). Эти станции не являются отдельно программируемыми устройствами, их конфигурация ограничена только количеством устройств ввода и вывода. Станции могут осуществлять взаимное резервирование одного горизонта станцией другого горизонта.

Для обеспечения звуковой связи между рабочими, находящимися в движущемся сосуде и оператором подъемной машины применяется мобильная система связи «ECHO-P». Эта система позволяет осуществлять двунаправленную, дуплексную звуковую связь, передачу однократных сигналов, двойных сигналов тревоги и передачу трех двойных сигналов, которые могут информировать о состоянии клетевого стопора, контроля напуска и батареи.

В состав системы входят: центральная станция, поверхностные индукционные соединители, мобильные устройство, подземные индукционные соединители системы сигнализации, связи и приема сигналов датчиков из клети, зарядное устройство.

Передача голосовых данных и тональная сигнализация осуществляется по индуктивным дуплексным каналам связи. Основным условием работы системы ECHO является наличие замкнутого контура из канатов для протекания тока. Для передачи тоновых сигналов и голосовых данных используется частотная модуляция, при которой несущая частота сигнала изменяется в соответствии с модулирующим колебанием. Под барабаном или перекидным шкивом установлена пара индукционных соединителей, таким образом, чтобы трос проходил через середину соединителей. Один индукционный соединитель работает на передачу данных, а другой на прием. Вторая пара соединителей установлена над сосудом.

Подсистемы громкоговорящей, индуктивной связи, стволовой сигнализации и другие, находящиеся на горизонтах могут применяться в подземных выработках рудников и шахт, в том числе опасных по газу, пыли и внезапным выбросам в соответствии с правилами безопасности. Искробезопасность электрической цепи обеспечивается: питанием от искробезопасного источника питания постоянного тока напряжением 24В, соответствием путей токов утечки, ограничением внутренней индуктивности и емкости до значений, при которых токи и напряжения в цепях искробезопасны. Шкаф центральных контроллеров также оснащен блоками искрозащиты, выполненными с использованием ограничительных резисторов, шунтирующих управляемых полупроводниковых приборов и шунтирующих стабилитронов. Взрывонепроницаемая оболочка обеспечивается конструкцией оболочек вводных отделений, которые способны выдержать давление взрыва и исключают его передачу в окружающую взрывоопасную среду. Информационная панель машиниста и шкаф диагностики системы не имеют средств взрывозащиты и устанавливаются в местах не опасных по рудничному газу.

На данный момент современные системы стволовой сигнализации внедрены и успешно эксплуатируются на руднике «Интернациональный» АК «Алроса» (г. Мирный), «Северный- Глубокий», принадлежащем ОАО «Кольская ГМК», на шахте «Заполярная», входящей в состав ОАО «Воркутауголь» и на шахте ОАО «Распадская», входящая в состав ОАО ОУК «Южкузбассуголь».

Размещено на Allbest.ru