Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Автоматизация, диспетчеризация и системы связи

1.1 Общая часть

В настоящей части проекта "Корректировка проекта на вскрытие и отработку оставшихся запасов руды месторождения "Заполярное" рудника "Северный" ТОСП "Печенганикель" рассмотрены комплексная автоматизация объектов основных и вспомогательных производств, диспетчеризация, системы связи и сигнализации рудника.

Исходными материалами для выполнения проекта послужили:

- задание на проектирование, утвержденное главным инженером ТОСП "Печенганикель" И.Р. Камкиным 2000 г.;

- рабочие чертежи института “Гипроникель” по объектам рудника "Северный";

- исполнительная схема электроснабжения рудника "Северный";

- задания ГИПа и технологических отделов;

- генпланы промплощадок и рудника в целом;

- схемы вскрытия, системы разработок, планы горизонтов.

Проект выполнен в соответствии с:

- Нормами технологического проектирования горнодобывающих предприятий металлургии с подземным способом разработки ВНТП 13-2-93;

- Правилами устройства электроустановок, 1998 г.;

- Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом ПБ-06-111-95, 1996 г.;

- Указаниями, нормами и нормативами по проектированию устройств (средств) связи и сигнализации на предприятиях МЦМ СССР РДП-15-88;

- Нормативными материалами Министерства связи;

- Государственными и отраслевыми стандартами;

Кроме того, учитывались положения по проектированию АСУ - энерго предприятий МЦМ СССР “Рациональные объемы телемеханизации энергохозяйства предприятий цветной металлургии”.

Для автоматизации, диспетчеризации и связи подземных объектов рудника использована аппаратура в рудничном исполнении, а для поверхностных зданий и сооружений - в общепромышленном исполнении.

Контроль за работой автоматизированных объектов, сбор производственной информации и управление горнотранспортными работами осуществляется автоматизированной системой оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ).

Согласно СН и П 11-01-95 Минстроя РФ "Проектирование объектов строительства должно осуществляться юридическими и физическими лицами, получившими в установленном порядке право на соответствующий вид деятельности" (лицензию).

1.2 Краткая характеристика объекта

Северное рудное тело Заполярного месторождения, отрабатываемое рудником "Северный", представлено крутопадающей залежью пластообразного типа с мощностью от 1 до 40 м. Располагается оно в породах лежачего бока Ждановского месторождения, верхняя часть которого отрабатывается открытым способом.

Технические решения по подземной отработке Северного рудного тела разработаны институтом “Гипроникель” в проектах 1971г., 1977г., 1981г., 1984г. и 1991г.

Вскрытие месторождения с поверхности до гор. -560м осуществлено двумя автоуклонами и восточным наклонным скиповым стволом.

В настоящее время горизонты -560м и ниже вскрываются по постоянной схеме вертикальными стволами и одним вспомогательным уклоном.

Клетевой ствол (диаметром в свету 7.5м, пройден до отметки -1042м, оборудован двумя клетевыми подъемами) введен в эксплуатацию в 1997 года.

Восточный вентиляционный ствол (диаметром в свету 6.5м) находится на стадии проходки. Он проходится до горизонта -740м и оборудуется двумя клетевыми подъемами.

Вспомогательный автоуклон предназначен для доставки людей, оборудования, материалов, а также транспортирования горной массы из очистных и проходческих работ, породы в отработанные камеры, руды к рудоспуску №3 бис на гор. -730м (при отработке гор. -800м).

Восточный наклонный ствол предназначен для механизированного запасного выхода с рабочих горизонтов на поверхность, выдачи горной массы и отработанного воздуха с рабочих горизонтов, а также может быть использован для спуска-подъема материалов и различного малогабаритного оборудования (до горизонта -560м).

На всех эксплуатационных горизонтах используется самоходная техника, за исключением транспортных квершлагов гор. -320м и -740м на которых принята откатка локомотивосоставами.

Добыча руды на руднике осуществляется камерными системами разработки с последующей закладкой выработанного пространства. При мощности руды до 3м отработка камер производилась системой с магазинированием руды и мелкошпуровой отбойкой; при мощности более 3м - камерной системой с отбойкой руды из подэтажных штреков глубокими скважинами.

На руднике достигнута производительность 650 тыс. т. руды в год.

Для обеспечения работы рудника в подземных выработках устраиваются служебные камеры различного назначения: водоотливные установки, электроподстанции и распределительные пункты, электровозное депо, камеры для обслуживания оборудования, склады и т.д.

Комплекс поверхности рудника состоит из следующих объектов: надшахтный комплекс клетевого ствола, вентиляторные главного проветривания, калориферные при этих вентиляторных, АБК, БВС, компрессорная станция, трансформаторные подстанции, склады, объекты водоснабжения и очистки сточных вод, закладочный комплекс, пождепо.

Функционирование рудника в целом обеспечивается работой и взаимодействием следующих технологических комплексов, систем и установок.

Подъемные установки.

1. В клетевом стволе 2 подъемные установки- 2 многоканатных клетевых подъема с противовесами для подъема руды, спуска-подъема людей и материалов.(подъемные машины ЦШ 4х4).

2. Восточный наклонный ствол оборудован одноканатной подъемной машиной Ц-3.5х2А с наклонным скипом полезной емкостью 3,2 м3.

В работе подъемных установок диспетчерскому контролю подлежат следующие параметры: время работы, учет поднимаемого и спускаемого груза, количество выданной на поверхность руды и породы, аварии.

Вентиляция.

Проветривание рудника осуществляется нагнетательным способом. Свежий воздух двумя вентиляторами ВОД-30 подается по вентиляционно-закладочным восстающим и порожняковому уклону. Отработанный воздух выдается по фланговым вентиляционным восстающим; западному и восточному, а также по грузовому уклону.

В состав комплекса входят: главная вентиляторная установка №1 (2 вентилятора ВОД-30), главная вентиляторная установка №2 (2 вентилятора ВОД-30), вентиляторная ВШЦ-16 (3 вентилятора ВЦО-5), калориферные установки на ГВУ №1, ГВУ №2 и ВШЦ-16 (подогрев воздуха до +2С), регуляторы воздушной среды (вентиляционные двери, клапаны), вентиляторы местного проветривания. Вентиляционные двери №1,2,3,4, расположенные на порожняковом автоуклоне, №5- в сбойке №16, №6- в сбойке №22, №7- в сбойке №25 и №8- в сбойке №28 имеют электрический привод. Каждая калориферная установка на ГВУ №1 и №2 имеет 24 секции, а установка на ВШЦ-16- 18 секций.

При проходке выработок с применением дизельного самоходного оборудования проветривание тупиковых забоев горно-капитальных выработок осуществляется, как правило, нагнетательным способом по металлическим и гибким вентиляционным трубопроводам диаметром 1000 мм вентиляторами типа ВМ-12. Отдельные выработки с небольшой протяженностью могут проветриваться батареей из 2х-3х вентиляторов СВМ-6м в зависимости от расчетного потребного количества воздуха.

Проветривание проходки восстающих выработок осуществляется воздушно-водяной смесью от сети сжатого воздуха.

Контролируемыми параметрами являются количество подаваемого в шахту воздуха (до 300 м3/с), его температура, напор (до 250 даПа), скорость воздушной струи, количество вредных газов, выделяемых подземной дизельной техникой, контроль работы агрегатов, контроль положения дверей.(количество и места расположения точек контроля рудничной атмосферы определяются по схеме вентиляции рудника)

Подземный транспорт

Доставка горной массы от добычных и проходческих забоев производится погрузо-доставочными машинами типа ПД-8 с последующей погрузкой ее в автосамосвалы. Руда транспортируется самосвалами К-501 (Кируна) на поверхностный склад в районе порталов уклонов, порода - в отработанные камеры для бутобетонной закладки. Доставка людей, материалов и оборудования осуществляется специализированными автомашинами с поверхности по уклонам до рабочих горизонтов.

С введением в эксплуатацию вертикального клетевого ствола схема выдачи руды на поверхность принята следующая:

- руда с рабочих горизонтов автосамосвалами транспортируется до рудоспуска на горизонте -260м, по которому перепускается на транспортный горизонт -320м;

- на горизонте -320м руда из рудоспуска грузится в вагонетки и электровозами транспортируется до клетевого ствола, по которому клетями в вагонетках выдается на поверхность.

Выдача руды на поверхность клетевым стволом позволила снизить затраты на транспорт и на проветривание (за счет уменьшения длины транспортирования руды самосвалами уменьшилось их количество).

Контролируемые параметры: состояние (контроль работы), учет погруженных вагонеток на погрузочном пункте.

Водоотлив.

Нормальный водоприток - 600м3/час, максимальный - 1000м3/час.

Схема водоотлива, действующая в настоящее время, предусматривает работу насосных станций на четырех горизонтах. Зумпфовая насосная горизонта -1042м подает воду на перекачную насосную станцию горизонта -320м, расположенную в околоствольном дворе этого горизонта, затем по квершлагу горизонта -320м, вода попадает на насосную главного водоотлива горизонта -320м и оттуда через насосную горизонта -20м в отстойник-накопитель на поверхности. Шахтная вода с горизонта -500м выдается на поверхность непосредственно главным водоотливом этого горизонта.

После ввода главной насосной на горизонте -740 м вся вода с вышележащих горизонтов (от гор. -34 м) перепускается в ее водосборники. Работа существующих насосных, расположенных на промежуточных отметках, не предусматривается. После вскрытия горизонта -800м на нем организуется участковая насосная. Проектом сохраняется ранее принятое решение по строительству насосной на горизонте -1042м между скиповым и клетевым стволами. Насосные горизонтов -800м и -1042м подают воду на горизонт -740м. Существующая насосная на горизонте -34 м не участвует в перекачке воды с нижележащих горизонтов, а подсекает приток верхних горизонтов рудника ( 65м3/ч) и принимает сбрасываемую воду карьера "Центральный".

Все насосные станции автоматизированы в функции уровня воды в водосборниках.

Диспетчерскому контролю подлежит контроль за работой агрегатов, включая время их работы, количество откачиваемой воды и т.д.

Снабжение сжатым воздухом.

Снабжение потребителей рудника сжатым воздухом предусматривается от компрессорной станции в которой установлено три турбокомпрессора К-250-61-2, производительностью 250 м3/мин каждый, мощностью 1600 кВт.

Компрессорная станция автоматизирована в функции давления сжатого воздуха в коллекторе.

Сеть трубопроводов сжатого воздуха прокладывается по поверхности и подземным выработкам.

Контролируемые параметры: работа компрессорных агрегатов, расход сжатого воздуха, давление на коллекторе компрессорной станции.

Закладка выработанного пространства.

В состав комплекса входит поверхностный закладочный комплекс и трубопроводный транспорт закладки до блока. В поверхностном закладочном комплексе контролируются расходы компонентов закладки и смеси в целом, температура смеси, состояние работы механизмов. В подземных выработках контролируется давление закладочной смеси в трубопроводе, температура смеси в блоке, а также дистанционное управление пневмо- врезками.

Водоснабжение.

Водоснабжение промплощадки и подземных работ рудника осуществляется от существующих сетей водопровода. Вода используется на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды. Контролируемые параметры: давление и расходы воды по потребителям.

Электроснабжение.

Основным источником электроснабжения рудника является подстанция 150/35/6 кВ "Северная-Глубокая", расположенная непосредственно на промплощадке рудника и питающаяся от ЛЭП Колэнерго с вводным напряжением 154 кВ. На подстанции установлено два трансформатора мощностью по 40 МВА. От распредустройства 6кВ этой подстанции питаются поверхностные подстанции: РТП-1, РТП-3, РТП-6, а также подземные подстанции ЦРТП -320м, ЦРТП -948м. Все остальные потребители получают электроэнергию от подстанции №21 и подстанции №1, питающей обогатительную фабрику.

На руднике приняты следующие напряжения в электрических сетях: 6000 В- для питающих и распределительных сетей высокого напряжения, а также для силовых потребителей мощностью 250 кВт и выше; 380/220 В - в системах с заземленной нейтралью для силовых и осветительных сетей на поверхности; 1140, 660, 380 В - в системах с изолированной нейтралью для подземных силовых сетей; 127 В - в системах с изолированной нейтралью для сетей электроосвещения в подземных выработках. Контролируемые параметры: напряжение, ток, расход активной и реактивной энергии.

Теплоснабжение объектов поверхности.

Теплоснабжение рудника решено от ТЭЦ, входящей в состав энергоцеха №1, и снабжающей теплом также объекты города Заполярный.

Контролируемые параметры: расходы воды, давление и температура.

Организационная структура рудника.

Режим работы рудника: 305 рабочих дней в году, 3 смены в сутки (две смены по 7 часов и одна 6часов). Продолжительность рабочей недели для подземных горнорабочих - 35 часов.

Общая численность персонала рудника (списочная) - 1200 чел. Автоматизированному контролю подлежит контроль спуска-подъема трудящихся в шахту.

1.3 Автоматизация и диспетчеризация

1.3.1 Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) рудником

Существующая система диспетчерского управления рудником "Северный" выполненная на базе системы телемеханики ТМ-320 физически и морально устарела. Отсутствуют запасные части, многие контрольные пункты (КП) ТМ-320 вышли из строя.

Руководством рудника принято решение взамен системы телемеханизации выполнить автоматизированную систему оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) рудника на современных цифровых средствах.

АСОДУ рудника "Северный" предназначена:

- для диспетчерского контроля и управления основными технологическими процессами и энергетическими объектами рудника, в том числе, подстанциями, водоотливными, подъемными, компрессорными, вентиляторными и калориферными установками, внутришахтным транспортом, закладочным комплексом, комплексом загрузки-разгрузки клетей, энергоснабжением и проветриванием подземных выработок;

- для учета расхода и планирования потребления энергоресурсов рудника, в том числе электроэнергии, тепла, сжатого воздуха и управления энергопотреблением;

- для моделирования вентиляционной системы рудника с выдачей рекомендаций по формированию рациональных режимов проветривания в штатных и аварийных ситуациях;

- для составления и отработки плана ликвидации аварий на руднике;

- для формирования в реальном масштабе времени и накопления с заданной периодичностью основных производственных и организационно-технических показателей рудника.

В соответствии с основными классификационными признаками разрабатываемая АСОДУ представляет собой многоуровневую систему управления с непрерывно - дискретными процессами добычи руды информационно-советующего типа и круглосуточным режимом работы.

Основные цели создания АСОДУ.

Целью создания системы является обеспечение функционирования совокупности технологических и организационных процессов в оптимальном режиме за счет управления ими как единой системой с обеспечением:

- повышения безопасности ведения горных работ;

- повышения организационно-технического уровня выполнения работ по добыче руды, проходке горных выработок, энергоснабжению и строительству рудничных объектов;

- повышения эффективности производства.

Критериями оценки достижения цели создания АСОДУ являются следующие показатели:

- обеспечение ритмичности выполнения плановых объемов добычи руды и проходки горных выработок;

- снижение непроизводительных расходов;

- сокращение сроков устранения нештатных и аварийных ситуаций;

- оптимальное количество обслуживающего персонала рудника.

АСОДУ состоит из следующих функциональных подсистем:

- энергоснабжение;

- воздухоснабжение;

- водоснабжение;

- проветривание;

- водоотлив;

- подъемные установки;

- транспорт;

- закладка выработанного пространства;

- автотабельный учет;

- связь;

- план ликвидации аварии;

- снабжение расходными материалами;

Структура АСОДУ трехуровневая. На первом уровне - устройства сбора, обработки сигналов и выдачи управляющих воздействий. На втором уровне - операторские пункты управления отдельными технологическими объектами. На третьем уровне - центральный пункт с техническими средствами обработки и представления информации, органами управления. Межуровневая связь системы осуществляется при помощи магистральной шины или радиального интерфейса в соответствии с принятым протоколом обмена.

Требования к системе изложены в техническом задании (ТЗ) на создание АСОДУ.

Автоматизации и контролю в настоящем проекте подлежат:

1. Главная промплощадка:

- наземные технологический комплекс клетевого ствола;

- поверхностные электроподстанции П/Ст-105, РТП-1;

2. Площадка автоуклонов:

- поверхностная электроподстанция РТП-50;

- комплекс порталов грузового и порожнякового автоуклонов;

- три вентиляторные установки с вентиляторами ВШЦ-16;

- компрессорная станция с тремя турбокомпрессорами К-250, насосной станцией оборотного водоснабжения и градирней;

3. Площадка восточного вентиляционного ствола (ВВС):

- наземный технологический комплекс ВВС;

- поверхностная электроподстанция при подъемных машинах ВВС;

4. Площадка восточного наклонного ствола (ВНС):

- наземный технологический комплекс ВНС;

- поверхностная электроподстанция РПТ-3;

5. Площадка поверхностного закладочного комплекса:

- главные вентиляторно-калориферные установки №1 и №2 с вентиляторами ВОД-30;

- поверхностная электроподстанция РПТ-6;

- поверхностный закладочный комплекс;

6. Подземные объекты рудника:

- объекты горизонта - 20м с электроподстанцией ЦРТП-20 и водоотливным комплексом гор. - 34м;

- объекты горизонта - 200м с электроподстанцией ЦРТП-200;

- объекты горизонта - 320м с электроподстанцией ЦРТП-320;

- объекты горизонта - 500м с электроподстанцией ЦРТП-500 и водоотливным комплексом;

- объекты горизонта - 740м с электроподстанцией ЦРТП-740 и водоотливным комплексом;

- объекты горизонтов - 260м, -380м, -440м, -560м, -620м, -680м, -800м,;

- лифтовой восстающий с горизонта -800м на -740м;

- водоотливной комплекс гор. -1042м;

- электроподстанции РТП-740 и РТП-948 (проектные).

Объемы управления и контроля АСОДУ представлены в перечне контролируемых параметров и управляющих воздействий АСОДУ (Таблица 1).

Функциями, реализуемыми АСОДУ в целом являются:

- автоматизированный информационно-управляющий режим работы;

- автоматизированный сбор, обработка и представление информации о состоянии рудника;

- централизованный контроль состояния технологического оборудования;

- дистанционное управление оборудованием диспетчером;

- косвенное измерение и учет основных технико-экономических показателей технологических процессов;

- обобщенная оценка и прогнозирование состояния объекта.

Функциями (задачами) подсистем АСОДУ являются:

Подсистема "Энергоснабжение".

Подсистема обеспечивает:

- контроль состояния оборудования;

- управление оборудованием электроподстанций;

- технический учет расхода энергоносителей.

В рамках перечисленных задач выполняются:

- сигнализация состояния масляных выключателей ячеек и запорной арматуры;

- сигнализация вскрытия подстанции;

- общестанционные сигналы: авария, предаварийный и контроль напряжения в оперативных цепях;

- управление масляными выключателями ячеек;

- измерение напряжения на секциях шин;

- измерение тока на вводных и отходящих фидерах;

- измерение расхода активной энергии на вводных и отходящих фидерах;

- измерение расхода реактивной энергии на вводных и отходящих фидерах;

- суммирование расходов электроэнергии по заданным группам;

- измерение расходов, давлений и температур в сетях тепловодоснабжения;

- анализ режимов и расчет графиков работы калориферных установок с учетом климатических условий;

- расчет количества тепла для подогрева до нормативной температуры воздуха, поступающего в рудник;

- формирование отчетных документов и протоколов, отражающих оперативные переключения, аварийные состояния и расходы электроэнергии.

Подсистема “ Воздухоснабжение”.

Подсистема обеспечивает:

- централизованный оперативный контроль диспетчером технологических параметров (температуры, давления, расхода) в сетях воздухоснабжения на всех объектах в соответствии с заданием Заказчика;

- сигнализацию и регистрацию отклонений технологических параметров с выделением аварийных режимов;

- представление в виде графиков динамики изменения технологических параметров за определенные промежутки времени (час, смена, сутки);

- автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм.

Подсистема “Водоснабжение”.

Подсистема обеспечивает:

- централизованный оперативный контроль диспетчером технологических параметров (давления, расхода, уровня) в сетях водоснабжения,

- возможность выборочного контроля технологических параметров с рабочих мест;

- дистанционное управление диспетчером насосными установками, запорной арматурой и контроль их работы;

- выдачу сигналов на отключение заданного технологического оборудования при достижении аварийных параметров в системе;

- сигнализацию и регистрацию отклонений технологических параметров с выделением аварийных режимов;

- представление в виде графиков динамики изменения технологических параметров за определенные промежутки времени (час, смена, сутки);

- автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм.

Подсистема “Проветривание”.

Подсистема проветривания обеспечивает:

- централизованный оперативный контроль горным диспетчером технологических параметров (температуры, депрессии, расхода воздуха, положения вентиляционных сооружений) в горных выработках;

- централизованный оперативный контроль горным диспетчером работы главных и вспомогательных вентиляторных установок;

- централизованный оперативный контроль и управление горным диспетчером вентиляторами местного проветривания;

- централизованный оперативный контроль за положением ляд, температурой и количеством проходящего воздуха через калориферные установки рудника;

- дистанционное управление диспетчером вентиляционными и противопожарными дверями и контроль за их положением;

- выдачу сигналов на отключение заданного технологического оборудования при достижении аварийных параметров в системе;

- сигнализацию и регистрацию отклонений технологических параметров с выделением аварийных режимов;

- представление в виде графиков динамики изменения технологических параметров за определенные промежутки времени (час, смена, сутки);

- автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм.

Подсистема “Водоотлив”.

Подсистема обеспечивает:

- контроль диспетчером производительности насосных станций;

- контроль давления в напорных ставах;

- контроль уровня воды в водосборниках;

- учет времени наработки каждого насоса;

- контроль затопления камеры насосной станции;

- представление в виде графиков динамики изменения технологических параметров за определенные промежутки времени (час, смена, сутки);

- автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм.

Подсистема “Подъемные установки”.

Подсистема обеспечивает:

- централизованный оперативный контроль горным диспетчером состояния подъемных установок на вертикальном и наклонном стволах рудника;

- учет количества руды и породы, выдаваемой рудником на дневную поверхность по вертикальному и наклонному стволам;

- учет времени работы подъемных установок;

- ведение графика планово-предупредительных ремонтов (ППР) подъемных установок рудника;

- автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм.

Система стволовой сигнализации и связи клетевых подъемов допускает работу в лифтовом режиме в часы спуска/подъема людей.

Подсистема “Транспорт”.

Подсистема обеспечивает:

- диспетчерский контроль работы и зоны нахождения рельсового и самоходного рудничного транспорта;

- контроль перемещения грузов и транспортных единиц;

- контроль уровня загрузки бункеров и рудоспусков;

- автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм.

Подсистема “Закладка отработанного пространства”.

Подсистема обеспечивает:

- операторский контроль уровней в расходных емкостях и баках поверхностного закладочного комплекса;

- операторский контроль температур, давлений и расходов компонентов закладочной смеси;

- операторский контроль давления закладочной смеси поступающей в рудник;

- операторский контроль работы технологического оборудования поверхностного закладочного комплекса;

- операторский и диспетчерский контроль прохождения закладочной смеси в трубопроводах, а так же диспетчерский контроль температуры и уровня закладочной смеси в закладываемой выработке.

Подсистема “Автотабельный учет”.

Подсистемой “Автотабельный учет” (АТУ) предусматривается контроль прохождения персонала в ламповых промплощадок рудника.

Подсистема обеспечивает:

- автоматическую регистрацию получения и сдачи светильника (персонала, вошедшего и вышедшего из рудника);

- автоматический учет времени нахождения персонала в подземной части рудника;

- формирование по запросу информации на текущий момент времени о каждом трудящемся;

- формирование табеля выхода персонала за смену, сутки, месяц;

- автоматический вывод информации через заданные промежутки времени в аварийном режиме (при вводе ПЛА);

- автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм.

Подсистема “Связь”.

Описание подсистемы “Связь” приводится ниже в разделе “Системы связи”.

Подсистема “ План ликвидации аварии”.

Подсистема обеспечивает:

При составлении и подготовке плана ликвидации аварии (ПЛА):

- формирование мероприятий по ликвидации аварии, маршрутов выхода людей, заданий подразделениям ВГСЧ и пожарной команде по конкретным позициям ПЛА;

- оперативную корректировку исходных данных (файлов) текстовых и графических материалов ПЛА;

- возможность работы в информационно - советующем режиме на основе создаваемых и наращиваемых библиотек данных;

- формирование и распечатку оперативной части ПЛА по форме в соответствии с "Методическими указаниями по составлению ПЛА".

При вводе в действие ПЛА:

- выполнение мероприятий, предусмотренных оперативной частью ПЛА, ответственным руководителем работ в информационно - диалоговом режиме и включение функций автоматического исполнения отдельных мероприятий оперативной части ПЛА;

- полное взаимодействие с автоматизированными подсистемами проветривания, газового контроля, автотабельного учета, связи, электроснабжения, тепловодоснабжения, воздухоснабжения (снабжения сжатым воздухом);

- автоматическое выполнение отдельных мероприятий ПЛА при запуске подсистемы в режиме "Авария" с выдачей сообщений о выполнении ответственному руководителю работ;

- запись речевых переговоров на ЦДП в период действия ПЛА.

1.3.1.1 Технические средства сбора и представления информации

В настоящем проекте для сбора, обработки, передачи, отображения и хранения данных принято оборудование фирм Siemens (Германия) последнего поколения и Funke+Huster (Германия).

КТС сбора и обработки информации реализован на технических средствах семейства Simatic фирмы Siemens (наземные объекты) и ZM51 фирмы Funke+Huster (подземные объекты).

Все технические средства, размещаемые в подземной части рудника (ZM51), имеют рудничное взрывозащищенное исполнение с видом взрывозащиты "Искробезопасная электрическая цепь".

Технические средства фирмы Funke+Huster соответствуют по степени взрывозащиты требованиям действующих европейских и Российских норм для горных предприятий опасных по газу и пыли и имеют допуск Госгортехнадзора.

Для сбора информации и управления в подземной части рудника, в том числе для сбора информации от датчиков газовой концентрации, использованы микропроцессорные контроллеры ZM51 фирмы Funke+Huster.

Подземная искробезопасная шина передачи данных организуется от моноблочного контроллера типа Z51K-2112, устанавливаемого на поверхности. Искробезопасная развязка осуществляется модулем iKNF5. Связь осуществляется по выделенной паре телефонного кабеля посредством модемов со скоростью передачи данных 19,2 кбод. Ветвление шины реализуется при помощи активных станций SKA, в которые устанавливаются модули разветвления типа SKP11 и модули модемов связи MD511.

В подземной части рудника располагаются контроллеры ZM51. Каждый из контроллеров наполняется функциональными модулями в зависимости от требуемого количества входов/выходов.

Связь контроллеров Z51K-2112 с контроллерами верхнего уровня (S7-300) осуществляется по стандартным интерфейсам RS485 с протоколом обмена RK512.

Для сбора информации на объектах наземной части рудника применяются контроллеры S7-300 и устройства ET200M. При этом в ЦДП основной промплощадки устанавливается контроллер S7-300 №0 являющийся центральным, через который все данные от всех наземных и подземных контроллеров направляются в ЦДП.

ET200M являются цифровыми устройствами без развитых вычислительных функций и предназначены для обмена данными между датчиками и вышестоящим контроллером.

Контроллеры S7-300 и устройства ET200M наполняются модулями ввода/вывода по аналогии с контроллерами ZM51.

Наземные контроллеры и устройства ET-200M подключаются к шине Profibus-DP. Средой передачи данных является специализированный экранированный кабель с витой парой. Скорость передачи данных от 9,6 кбод до 12 мбод в зависимости от длины сегмента. Наибольшая длина шины Profibus-DP 10 км, при этом через каждые 1000 м требуется установка репитера. Учитывая сложность топологии промплощадки рудника "Северный" передача данных будет осуществляться не только шинным способом. Передача осуществляется при помощи модемов по выделенным телефонным парам, по радиоканалу или инфракрасному лучу. Стыковка с нешинным оборудованием передачи данных осуществляется по интерфейсу RS232. Учитывая отсутствие окончательных данных о наличии свободных жил в телефонных кабелях, возможности прокладки в пределах промплощадки специализированных кабелей, возможности организации радиоканала окончательные решения по структуре системы передачи данных должны приниматься на последующих стадиях проектирования.

Центральный контроллер Simatic S7-300 имеет выход на шину Industrial Ethernet, к которой так же подключены сервер, рабочие станции диспетчера рудника и диспетчера энергоснабжения.

Каждое автоматизированное рабочее место (АРМ) выполняется на базе рабочих станций OS77 фирмы Siemens. Основа OS77 - мощный промышленный персональный компьютер с процессором Pentium II. На базе станции OS77 организуется АРМ оператора ПЗК.

Стволовые клетевые подъемы вертикальных стволов оборудуются комплексом технических средств стволовой сигнализации и связи фирмы Funke+Huster, предназначенные для применения в шахтах, опасных по газу и пыли. На комплексе технических средств реализуется интегральная система оснащения ствола, включая оборудование передачи данных и связи (ПГС, телефонная и радиосвязь). Оборудование фирмы Funke+Huster имеет сертификат соответствия последним европейским нормам безопасной эксплуатации и Разрешение Госгортехнадзора России для эксплуатации оборудования в шахтах, опасных по газу и пыли.

Аппаратура шахтной стволовой сигнализации и связи подъема функционально состоит из следующих систем (подсистем):

- подсистемы сбора, обработки и передачи данных от датчиков приемных площадок и датчиков положения клети в стволе с передачей данных в контроллер управления приводом подъемной машины (ПМ);

- подсистемы кодовой сигнализации машинисту ПМ и подачи сигналов "Аварийный стоп" и "Запрет подъема" непосредственно в аппаратуру управления ПМ;

- подсистемы телефонной связи, обеспечивающей прямую телефонную связь между приемными площадками и ПМ;

- подсистемы ПГС, обеспечивающей громкую речевую связь между приемными площадками и ПМ, и выдачу тональных сигналов;

- подсистемы радиосвязи, обеспечивающей командную и симплексную речевую связь между носимыми радиостанциями, клетьми и машинистом подъема, а также передачу данных с движущейся клети от датчиков и пульта управления.

Оборудование позволяет управлять подъемными машинами клетевых подъемов в лифтовом режиме.

Конструктивно оборудование стволовой сигнализации и связи состоит из:

- шкафа станций стволовой сигнализации и связи, где устанавливаются центральные устройства системы;

- шкафов контроллеров приемных площадок;

- шкафов выносных пультов управления;

- постов ПГС;

- комплекта оборудования радиочастотного излучающего кабеля;

- комплекта оборудования клети.

Система передачи данных реализуется на базе моноблочных контроллеров Z51K-2112 и модульных контроллеров ZM51 и описана выше.

Подсистема радиосвязи выполнена на базе пятиканальной системы MR90 фирмы Funke+Huster.

Логическая обработка данных, выдача управляющих воздействий на привод подъемной машины (ПМ) и через контроллеры Z51K-2112, ZM51 на механизмы загрузки/разгрузки скипов выполняется на контроллере S7-300 фирмы Siemens. К контроллеру также подключен АРМ машиниста подъема, выполненный на базе станции OS77.

Как вариант реализации системы автоматического табельного учета (АТУ) применимы технические средства Siport OS-M фирмы Siemens.

1.3.1.2 Программное обеспечение АСОДУ

С КТС АСОДУ комплектно поставляется пакет системного программного обеспечения (ПО) для адаптации и поддержания функционирования технических средств на объекте. Человеко-машинный интерфейс АРМов реализуется на системе SCADA разработки фирмы Siemens WinCC. Кроме традиционной SCADA системы WinCC предназначен для разработки прикладного ПО визуализации, коммуникации данных их архивации и протоколирования, оперативного управления технологическим процессом в реальном масштабе времени. WinCC гарантирует возможность применения АСОДУ как распределенной многопользовательской системы. SCADA WinCC строится по принципу клиент-сервер, реализуется на базе IBM-совместимых персональных компьютерах с процессорами Intel и функционирует под управлением операционной системы Windows-NT.

Все поставляемое ПО представляет собой инструментальную и обеспечивающую функционирование КТС систему программ, в результате работы которой пользователь обеспечивается видеограммами с нормированной технологической информацией; видеограммами обзорного, группового и индивидуального изображения; видеограммами графического представления процесса с учетом определенных символов оборудования, трубопроводов, контуров контроля и управления, протоколами событий и сообщений, автоматической регистрацией аварийных ситуаций, документированием, автоматической реакцией на отклонения параметров от нормы и автоматическим тестированием КТС.

Микропроцессорные контроллеры фирмы Funke+Huster программируются при помощи пакета прикладных программ на основе языка Step5. Программирование оборудования стволовой сигнализации и связи выполняется фирмой - изготовителем. Программирование контроллеров Simatic S7 осуществляется при помощи языка Step7.

Аппаратное средство - программатор (переносного типа - Notebook), поставляется комплектно с системой.

Прикладное ПО, представляющее собой сконфигурированный под решение технологических задач конкретного рудника пакет программ, разрабатывается, как правило, по отдельному договору на "Ввод системы АСОДУ в действие".

1.3.1.3 Технические средства контроля

Для дистанционного контроля технологических параметров предусматриваются следующие датчики и преобразователи.

Для измерения технологических параметров поверхностного и подземного технологических комплексов, в том числе шахтной атмосферы, используются датчики, поставляемые фирмой TROLEX (Англия). Эти датчики имеют выход по напряжению 0,4 - 2 VDC, току 4-20 мА.

Газовый контроль окиси углерода (CO) осуществляется датчиками с пределом измерения 0...200ppm.

Датчики скорости потока воздуха типа TX5922 устанавливаемые у вентиляторов местного проветривания имеют релейные выходы с регулируемым порогом тревожного сигнала и аварийного переключения электропотребителей. Датчики предназначены для работы при температуре -10 - +1500Си допущены для эксплуатации в шахтах. Исполнение датчиков - рудничное с искробезопасными цепями и маркировкой EExiaI. Датчики измерения газовой атмосферы рудника работают по принципу химической ячейки. Для измерения технологических параметров применяются следующие датчики фирмы TROLEX:

- датчики уровня буйковые типа TX5811;

- датчики уровня емкостные типа TX1124 и TX1125;

- датчики температуры камерные TX2068;

- датчики температуры вставные TX2061 и TX2062;

- датчики температуры контактные типа TX2041;

- датчики давления типа TX6101 и TX6107;

- датчики расхода вихревые типа TX5921;

- датчики измерения депрессии типа TX6107;

- датчики скорости воздушных потоков типа TX5922.

Измерение остальных параметров технологического контроля осуществляется датчиками производства в основном предприятий России и стран СНГ:

- контроль давления воды на горизонтах - манометр сигнализирующий взрывозащищенный типа ДМ2005Сг-IEx (ВЭ16-Рб);

- контроль напряжения на секциях шин подстанций - преобразователями измерительными напряжения типа Е-855/3-М1;

- контроль частоты электрического тока - преобразователем измерительным частоты Е-858/8;

- учет расхода активной электроэнергии - счетчиками электрического учета типа СА3У-И670Д;

- учет расхода реактивной электроэнергии - счетчиками электрического учета типа СР4У-И673Д;

- контроль положения вентиляционных и защитных дверей - магнитогерконовыми выключателями типа ДПМГ2-200;

- звуковое оповещение - сиренами сигнальными типа СВ-1.

Датчики для поверхностных сооружений имеют общепромышленное исполнение, для подземных объектов - рудничное.

1.3.2 Локальные системы управления и контроля

Основной задачей локальных систем автоматизации является контроль и управление работой технологического процесса на уровне отдельных агрегатов. Кроме того, оборудование локального уровня является источником информации АСОДУ рудника.

На руднике "Северный" имеются локальные системы управления и контроля. Оборудование и датчики локальных систем устарело, изношено и требует замены в соответствии с требованиями, предъявляемыми АСОДУ.

Автоматическое управление электроприводами стационарных установок и агрегатами рудника дается в электротехнической части настоящего проекта.

1.3.3 Организационные вопросы

Ввод систем АСОДУ в действие включает следующие этапы (работы):

- подготовка объекта к вводу в действие;

- комплектация (поставка) предусмотренных проектом программно-технических комплексов, технических средств автоматизации и вспомогательного оборудования;

- адаптация прикладного программного обеспечения;

- строительно-монтажные работы;

- проведение стендовой отладки и испытаний;

- проведение опытной эксплуатации;

- проведение приемочных испытаний, включая сдачу системы в промышленную эксплуатацию.

Для выполнения работ по монтажу и наладке КТС (включая низовые средства) необходимо привлечение специализированных строительно-монтажных организаций.

Приемка АСОДУ и систем автоматизации может производиться с учетом очередности внедрения. Очередность внедрения определяется на стадии рабочего проектирования.

Подготовка объектов должна предусматривать обеспечение надежной работы систем локальной автоматики. При необходимости должны быть реорганизованы и доукомплектованы штаты службы автоматизации.

1.3.4 Размещение технических средств АСОДУ

Размещение технических средств верхнего уровня АСОДУ и диспетчерской связи предусмотрено в ЦДП рудника.

Устройства, располагаемые в подземной части рудника, устанавливаются в удобных местах на основе принципа минимальной протяженности кабелей связи от датчиков и преобразователей.

1.3.5 Общесистемные вопросы и монтаж

Питание устройств КТС АСОДУ осуществляется:

- наземных устройств - однофазным напряжением от сети 220В 50Гц с глухозаземленной нейтралью;

- подземных устройств - однофазным напряжением от сети 127В 50Гц с изолированной нейтралью.

Питание устройств более низким напряжением осуществляется от специальных блоков питания.

1.3.6 Мероприятия по подготовке объекта

К моменту монтажа оборудования АСОДУ рекомендуется подготовить помещения ЦДП, службы АСОДУ и технологические объекты (локальные системы автоматизации).

В качестве помещений АСОДУ используются существующие помещения ЦДП.

Подготовка к внедрению АСОДУ должна предусматривать обучение оперативного и ремонтного персонала, работающего с комплексом АСОДУ. Обучение персонала должно быть предусмотрено в том числе и при заключении контрактов с инофирмой и продолжено во время монтажа и наладки системы.

1.4 Системы связи

В соответствии с принятой схемой организационной структуры управления производственными и технологическими процессами производства, а также для безопасной эксплуатации объектов и оборудования предусматриваются следующие виды связи и сигнализации:

- производственная автоматическая телефонная связь;

- диспетчерская телефонная и громкоговорящая связь;

- радиофикация;

-пожарная и охранная сигнализация;

- громкоговорящая связь комплекса вертикального клетевого ствола (ВКС);

- связь машинистов подъемов;

- беспроводная связь аварийного оповещения.

Производственная автоматическая телефонная связь организуется на базе существующей автоматической телефонной станции (АТС) типа ЕСК-400. Телефонные аппараты на горизонтах и в поверхностных сооружениях устанавливаются согласно требованиям 505 “Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом” (ПБ-06-111-95), в дальнейшем ЕПБ.

Диспетчерская телефонная для связь для подземных объектов выполняется на базе АТС Hicom-150E фирмы Siemens, а громкоговорящая связь для подземных объектов выполняется на базе системы L-111 фирмы Funke+Huster, обеспечивающие двустороннюю связь диспетчера с персоналом. Для главного бухгалтера, главного энергетика и главного механика могут быть предложены телефонные аппараты Standart 100E, которые в отличие от телефонных аппаратов Comfort 100E (ЦДП и руководство рудника) не имеют возможности подключения приставок и адаптеров, а во всем остальном имеют такие же сервисные возможности. В качестве абонентских телефонов в подземной части рудника устанавливаются аппараты iVT-2 фирмы Funke+Huster.

В качестве системы аварийного оповещения горнорабочих используется существующая система СУБР-1СВ.

Пожарная сигнализация в помещениях наземных сооружений существующая на базе системы УОТС-М.

Громкоговорящая связь, включая связь машинистов подъема, осуществляется с помощью системы L111 фирмы Funke+Huster, в которую подключаются посты громкоговорящей связи LV30. Центральное устройство громкоговорящей связи L111 включает в себя генераторы тональных сигналов и усилительно-коммутационное устройство.

Радиофикация поверхностных объектов - существующая.

Шахтная подземная радиосвязь выполняется на базе многоканальной радиосистемы MR90 фирмы Funke+Huster, для чего у горного диспетчера и диспетчера ВШТ устанавливаются центральные радиостанции типа MRST12, на движущейся технике в шахте - возимые радиостанции MRFP01, а ремонтные рабочие и инженерно-технический персонал оснащаются носимыми портативными радиостанциями MRH01. Передача радиосигнала осуществляется с помощью излучающего коаксиального кабеля, который прокладывается вдоль выработок, где необходимо осуществить радиосвязь.

Все оборудование связи, используемое в подземных выработках, имеет сертификат соответствия последним европейским нормам безопасной эксплуатации и Разрешение Госгортехнадзора РФ.

1.5 Штаты служб АСОДУ и связи

оперативный информация диспетчерский управление

Штаты службы АСОДУ:

- зам. главного инженера рудника по АСОДУ и связи - инженер, 1 чел.;

- начальник АСОДУ - инженер, 1 чел.;

- инженер-программист - 2 чел.;

- инженер по техническим средствам вычислительной техники (средства сбора, передачи, обработки и хранения информации) - 2 чел.;

- инженер по КИП и А (преобразователи, источники питания и другое аналоговое оборудование) - 1 чел.;

- техник КИП и А - 2 чел.;

- слесарь КИП и А 5 - 6 разряда - 1 чел.;

- дежурный инженер АСОДУ - 1 чел/смена.

Для обслуживания систем связи, пожарной и охранной сигнализации, а также для формирования службы АСОДУ используются существующие штаты цехов КИПиА и связи, с переподготовкой по новой технике.

Размещено на Allbest.ru