Комплекс технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти

Комплекс технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти, який містить пульт управління, підключений до першого входу автоматизованого робочого місця диспетчера на поверхні шахти, вихід останнього з'єднаний з входом екрана колективного користування, а другий вхід 3 грамного забезпечення, спеціально розроблених методів та засобів багатофакторної оцінки технологічних ризиків, виникаючих у процесі вугледобутку, використання математичних засобів прогнозування розвитку перед аварійних ситуацій. Найбільш близьким до корисної моделі є модуль диспетчерської служби модульно-адаптивної прогностичної системи видобування вугілля у шахті [2], у склад якого входять зв'язані між собою локальна обчислювальна мережа, автоматизовані робочі місця керівників шахти та технологічних служб і центральна електронно-обчислювальна машина, підключений до головного сервера, а останній - до з'єднаних між собою модулів автоматизації і контролю збагачення вугілля, обліку персоналу і організації праці, маркшейдерії та розвитку гірничих робіт, автоматизації керування поверхневим комплексом і економічних та бухгалтерських служб, а через канал зв'язку - до модуля збору та передачі інформації, який з'єднаний із модулями керування та контролю процесу видобутку вугілля. Недоліком цього модуля є відсутність експертної системи для вироблення і ухвалення ефективних оперативних рішень в ході контролю за виконанням технологічних процесів виїмки, управління і регулювання гірничо-транспортними процесами, збору, обробки і передачі первинної технологічної і прогностичної інформації про роботу устаткування в штатному і передаварійному режимах з шахтної комп'ютерної мережі в комп'ютерну мережу на поверхні для забезпечення безпечного ведення робіт та підвищення продуктивності праці за рахунок більш доскональної організації робіт, а також відсутність багаторівневої ієрархічної розподіленої інформаційної мережі. Задачею комплексу, який заявляється, є підвищення надійності та рівня безпеки, зниження рівня аварійності, розширення функціональних можливостей управління та підвищення вугледобутку. Поставлена задача вирішується тим, що у комплекс технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти, який містить пульт управління, підключений до першого входу автоматизованого робочого місця диспетчера на поверхні шахти, вихід останнього з'єднаний з входом екрана колективного користування, а другий вхід - до першого входу комутатора мережі, другий вхід якого підключено до входів автоматизованих робочих місць служб шахти, третій - до входу серверу безпеки системи комплексної безпеки, вхід та вихід якої з'єднані з шахтними автоматизованими комп'ютерними системами протиаварійного захисту, четвертий - до першого входу контролера з мережним виходом, другий і третій входи якого підключено до перших входів модулів збору інформації та видачі команд, виходи останніх з'єднані з входами апаратів управління механізмів, а входи з датчиками інформації на поверхні шахти, уведений технологічний сервер, перший вхід якого приєднаний до п'ятого входу комутатора мережі, другий вхід і вихід - до шахтних автоматизованих систем контролю і управління технологічними процесами. 43808 4 Застосування у комплексі технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти технологічного сервера, перший вхід якого приєднаний до п'ятого входу комутатора мережі, другий вхід і вихід - до шахтних автоматизованих систем контролю і управління технологічними процесами дозволяє підвищити надійність та рівень безпеки, знизити рівень аварійності, розширити функціональні можливості управління та підвищити вугледобуток. На фігурі приведена схема комплексу технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти. Комплекс технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти складається з екрану колективного користування 1, автоматизованого робочого місця диспетчера на поверхні шахти АРМ 2, автоматизованих робочих місць служб шахті - АРМи 3, технологічного серверу 4, пульта управління 5, контролера з мережним виходом 6, модулів збору інформації та видачі команд 7, 8, комутатора мережі 9, сервера безпеки 10 системи комплексної безпеки 11, шахтних автоматизованих комп'ютерних систем протиаварійного захисту, наприклад: УТАС, КАГИ, АПСС, ЗУА, ЗУА - 98, ШТИС4, CAT та інших, шахтних автоматизованих систем контролю і управління технологічними процесами: видобувними дільницями, прохідницькими дільницями, енергопостачанням, конвеєрного транспорту, вентиляційної мережі, стаціонарного устаткування, протипожежного захисту і пожежегасіння. Технологічний сервер 4, АРМ диспетчера 2, сервер безпеки 10 системи СКБ 11, АРМі служб шахти 3, комутатор мережі 9 і контролер збору даних і видачі команд управління 6 підключені до джерел безперебійного живлення (на фігурі не показані) для захисту від втрати інформації при перервах живлення. Пульт управління 5, підключений до першого входу автоматизованого робочого місця диспетчера на поверхні шахти 2, вихід останнього з'єднаний з входом екрана колективного користування 1, а другий вхід - до першого входу комутатора мережі 9, другий вхід якого підключено до входів автоматизованих робочих місць служб шахти, третій - до входу серверу безпеки 10 системи комплексної безпеки 11, вхід та вихід якої з'єднані з шахтними автоматизованими комп'ютерними системами протиаварійного захисту, четвертий - до першого входу контролера з мережним виходом 6, другий і третій входи якого підключено до перших входів модулів збору інформації та видачі команд 7, 8, виходи останніх з'єднані з входами апаратів управління механізмів, а входи - з датчиками інформації на поверхні шахти, технологічний сервер 4, перший вхід якого приєднаний до п'ятого входу комутатора мережі 9, другий вхід і вихід - до шахтних автоматизованих систем контролю і управління технологічними процесами. Комплекс, який заявляється, складається з покупних виробів. Працює комплекс технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти наступним чином. Екран колективного користування 1, АРМ диспетчера на поверхні шахти 2, пульт управління 5, 5 комутатор мережі 9, контролер з мережним виходом 6, а також модулі збору інформації і видачі команд 7, 8 розташовуються в приміщенні диспетчерського пункту шахти. АРМі служб шахти 3 - в приміщеннях керівників відповідних служб, шахтні автоматизовані системи протиаварійного захисту і системи контролю і управління технологічними процесами розташовані в підземних виробках шахти. Технологічний сервер 4 і сервер безпеки 10 системи СКБ 11 можуть розташовуватися як в приміщенні диспетчерського пункту, так і в приміщеннях, які розташовані в безпосередній близькості від нього. У технологічному сервері 4 в автоматичному режимі акумулюється інформація про стан гірничошахтного обладнання, хід протікання технологічних процесів і їх параметрів безпеки, яка поступає з шахтних комп'ютерних систем контролю і управління технологічними процесами. Там же формується архів даних (чорний ящик), який захищений від несанкціонованого доступу. У сервері безпеки 10 системи СКБ 11 в автоматичному режимі здійснюється збір, перетворення і зберігання інформації, яка поступає від систем протиаварійного захисту. Технологічний сервер 4 постійно обмінюється інформацією з сервером безпеки 10 через комутатор мережі 9. У сервери 4 та 10 також поступає інформація від дискретних, аналогових і цифрових датчиків стаціонарного обладнання поверхні шахти і інших систем, які не можуть бути введені в диспетчерський комплекс без перетворення їх вихідних параметрів в необхідний формат. Виходи датчиків підключаються до входів модулів збору інформації і видачі команд 7, 8 і, далі, на входи контролера з мережним виходом 6 і через комутатор мережі 9 в інформаційні бази серверів 4 і 10 відповідно з їх функціональним призначенням. Таким чином в базах даних технологічного серверу 4 і серверу безпеки 10 в автоматичному режимі постійно обновляється, накопичується в «чорному ящику» і обробляється інформація про хід виконання технологічних процесів і параметри безпеки шахтних комп'ютерних автоматизованих систем контролю і управління технологічними процесами і систем протиаварійного захисту, а також аналогових, дискретних і цифрових датчиків стаціонарного обладнання поверхні шахти. Диспетчер шахти, працюючи за АРМом диспетчера 2, керівники технічних служб, працюючи за відповідними АРМами служб 3 через комутатор мережі 9 по запитах одержують необхідну інформацію з серверів 4 і 10, яка відображається на їх моніторах для ухвалення адекватних управлінських рішень. Наприклад, диспетчер і керівники технічних служб одержують та на їх моніторах відображається технологічна інформація: - з видобувної дільниці (положення комбайнів в лаві, навантажених електродвигунів виїмочних машин, стан захисних апаратів, відтік на землю, стан електроустаткування, контроль транспортного ланцюгу видобувної ділянці, діагностичні та технологічні параметри кріплення, тиск в напірні та зливні магістралях, діагностичні параметри насос 43808 6 них станцій, параметри аерогазових обставин і т.д.); - з прохідницького вибою (стан та навантаження електрообладнання прохідницького комбайну, контроль параметрів апаратів захисту, стан електричної мережі, контроль стану вентиляторів місцевого провітрювання, та повітря в виробках, аерогазовий контроль в вибої); - про стан дегазаційних установок (витрати, відсоток зміст та тиск метану, навантаження електродвигунів вакуум насосів, температура охолоджуючої рідини); - про стан калориферної установи (температура вхідного повітря, стан теплоносіїв, діагностика апаратів); - про стан стаціонарного обладнання: - водовідливних установок - тиск в трубопроводах, витрати насосів, кількість насосів, навантаження їх електродвигунів, стан апаратів захисту; - вентиляторних установок головного провітрювання - контроль витрат та депресії, стан та навантаження електродвигунів вентиляторів, основна діагностика інформація апаратів керування та контролю; - підйомних установок - контроль основних діагностичних параметрів апаратів керування та захисту, рахунок кількості виданих скіпов, стан бункерів - рівень завантаження, рівень в них породи і вугілля, інша технологічна інформація; - про стан апаратів головної поверхневої підстанції (ГПП) можливості включення резервних ліній живлення; - про стан апаратів центральної підземної підстанції (ЦПП); - високовольтних комірок; - про стан центральних конвеєрних ліній, апаратів живлення та захисту. На екрані колективного користування 1 відображається інформація: а) у базовому режимі - інформація загальношахтного характеру з можливістю її деталізації, план гірничих робіт або його ділянки накладений на умовні зображення працюючого устаткування (транспорт, вентиляція, енергопостачання і ін.); б) по запиту диспетчера: 1) аерогазову обстановку гірських вироблень з індикацією стану атмосфери на контрольованих об'єктах; 2) схема конвеєрного транспорту з конвеєрами, бункерами, підйомними установками; 3) інформація про роботу компресорів; 4) інформація про роботу вентилятора головного провітрювання; 5) інформація про роботу комбайнів видобутку; 6) схема електропостачання з індикацією стану об'єктів (включено/виключено/аварія); і т.д. У комплексі технічних засобів автоматизації диспетчерського пункту шахти передбачена можливість дистанційного керування обладнанням і технологічними процесами диспетчером шахти за допомогою пульта управління 5. Команди управління поступають з пульта управління 5 в АРМ диспетчера шахти 2, в комутатор мережі 9, до підключених до нього серверів 4, 10 і в контролер з 7 43808 мережним виходом 6, а через них у відповідні системи управління і контролю технологічними процесами, протиаварійного захисту і стаціонарному обладнанню поверхні шахти. Наприклад, передбачена можливість управління: - високовольтними кіморками ЦПП і ГПП (вкл./викл.); - вентиляторами місцевого провітрювання (у тому числі включення резерву); - вентиляторами головного провітрювання (у тому числі включення резервного або реверс з контролем положення ляд); - насосами головного водовідливу (переключення на резервний); - конвеєрними лініями. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 Ці можливості передбачаються, а виконуватися можуть при наявності апаратів та систем телемеханічного контролю та управління. Технічним результатом комплексу, який заявляється, є підвищення видобування вугілля та зменшення невиробничих затрат часу на відновлення процесу вугледобичі, які виникають у позаштатних ситуаціях. У даний час виготовлений лабораторний зразок, який проходить іспит. Джерела інформації: 1. Патент України №65121, МКВ Е21 F 10/00, бюл. №3, 2004р. 2. Патент України №83927, МПК Е21 С 35/24, Е21 F 17/18, Е21 D 23/12, бюл. №16, 2008р. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601