Горно-шахтное оборудование

Современная шахта является сложным производственным объектом, нуждающимся в постоянном контроле за технологическими процессами, происходящими в ней. Необходимость постоянного мониторинга состояния технологических объектов вызвана не только производственными нуждами предприятия, но и требованиями безопасности работников шахты, находящихся в подземных выработках.

 

Автоматизированная система управления подразумевает централизованный контроль за текущими технологическими процессами, мониторинг режимов работы оборудования шахты для оптимизации режимов эксплуатации оборудования – контроля нагрузки конвейерного транспорта, мониторинг качества электропитания, контроля систем водоотлива и вентиляции. Важным аспектом работы АСУ ТП является недопущение аварийных ситуаций при выходе оборудования из строя или вызванных неправильными действиями персонала.

Современная система управления промышленными объектами должна интегрироваться со SCADA системами управления, образуя единый программно-аппаратный комплекс управления предприятием, позволяющий отображать текущее состояние производственных процессов на любой момент времени, а также обеспечивать хранение и доступ к «журналам событий», с помощью которых можно отследить и проанализировать случившиеся ранее ситуации.

Требования производственной безопасности предъявляют к оборудованию, предназначенному для эксплуатации в шахтах специфические требования – наличие защитной взрывобезопасной оболочки, искробезопасных барьеров и иных конструктивных решений, призванных обезопасить эксплуатацию оборудования.

ООО «Эникомп» представляет комплекс оборудования для создания АСУ ТП в угольных шахтах и иных производственных объектах, опасных по пыли и газу.

Основой АСУ ТП, разработанной в ООО «Эникомп», являются универсальные управляющие контроллеры, представленные двумя модификациями — ЦАУК-1.*.*.*. и ЦАУК-2.*.*.*. Контроллеры содержат богатый набор измерительных, управляющих и коммуникационных интерфейсов, позволяющих осуществлять контроль состояния подключенных к ним датчиков, формировать сигналы управления оборудованием в соответствии с заложенными алгоритмами программы, обмениваться информацией с серверами «верхнего уровня». Наличие дискретных и аналоговых сигнальных входов позволяет решать разнообразные задачи телеметрического контроля и управления.

Контроллеры ЦАУК могут настраиваться для работы в различных режимах: в составе объединённой АСУ ТП предприятия и в качестве автономного управляющего устройства. Также, контроллеры могут быть настроены для работы в режиме «модуля ввода-вывода» (УМВВ) — становясь ведомым, по отношению к основному контроллеру, «удлинителем интерфейсов».

Настройка контроллеров и управление подключенным к ним оборудованием может осуществляться как удаленно, через интерфейс RS-485, так и локально – при помощи кнопок панели управления и информационного дисплея.

Для связи персонала, обслуживающего конвейерную линию, применяются устройства ПСМ (Пост Связи Многофункциональный). При помощи ПСМ решается задача организации двусторонней и громкоговорящей связи в подземных выработках и с центральным диспетчерским пунктом шахты. Устройства ПСМ выпускаются в стальных оболочках IP65 с классом защиты РО РO Ех[m]iaI.

Кроме функций организации связи, в состав ПСМ входит кабель-тросовый выключатель (КТВ), четыре дискретных входа и два релейных выхода. Такое решение позволяет использовать ПСМ для контроля и управления исполнительными механизмами небольшой сложности в составе АСУ ТП.

 

 

Обмен телеметрической информацией ПСМ с сетью АСУ ТП предприятия производится через интерфейс RS-485 и протокол Modbus. Устройства ПСМ могут обмениваться с системой управления верхнего уровня следующей информацией:

• Передача сигналов срабатывания КТВ;

• Приём команд управления релейными выходами;

• Передача сигналов, полученных через дискретные входы.

Обмен звуковой информацией осуществляется в через RS-485, в оцифрованном виде, с использованием кодека высокой степени сжатия.

Объекты, управляемые контроллерами ЦАУК и ПСМ, могут располагаться на значительном расстоянии как друг от друга, так и от серверов управления верхнего уровня (центрального диспетчерского пункта). Также, при использовании большого количества приборов, использующих низкоскоростную шину RS-485, могут возникнуть проблемы, связанные с недостаточной полосой пропускания в канале связи.

Для решения задач организации связи рекомендуется использовать коммутатормультиплексор МСК-М – Многопортовый Сетевой Коммутатор (модифицированный). Коммутатор предназначается для преобразования сигналов, получаемых через порты RS-485 в формат кадров Ethernet и передачу их по оптоволоконному кабелю. Использование оптоволоконного кабеля в качестве среды передачи позволяет резко увеличить радиус охвата сети АСУ ТП до нескольких десятков километров при практически неограниченном запасе производительности канала связи.

К последовательным портам коммутатора МСК-М может быть подключено до 8 независимых линий RS485. На каждой из них может быть подключено до 32 устройств c контроллерами ЦАУК (также, могут подключаться другие приборы и механизмы, в т.ч. и иных производителей — при условии наличия у них искробезопасного порта RS-485); подключение МСК к магистральной сети передачи данных осуществляется через оптоволоконный интерфейс Ethernet 100Base-FX. Для повышения надежности связи через интерфейсы Ethernet, в коммутаторах МСК реализована поддержка протокола RSTP, обеспечивающего организацию топологиюсети с дублированными коммуникационными линиями и мгновенное автоматическое переключение на резервный канал при обрыве основного оптоволоконного кабеля связи.

Коммутаторы МСК-М выпускаются в металлических оболочках со степенью защиты от внешних воздействий IP54 и имеют маркировку взрывозащиты Ex ia op is I Ma.

 

Обеспечение взрывобезопасного питания приборов ЦАУК, ПСМ и МСК производится при помощи искробезопасных источников питания. Они могут выступать в качестве источников резервного электропитания подключенного к ним оборудования в случае выхода из строя питающей сети.

Все устройства, входящие в комплекс оборудования «Эникомп» для угольных шахт, могут быть интегрированы в любую SCADA систему управления технологическими процессами предприятия.

Также, возможно применение, в составе комплексов управления, цифровых регуляторов возбуждения синхронными электродвигателями производства ООО «Эникомп» — ЦРВД серий «Б», «Т» и «ТМ».

Комплексные решения для автоматизации производства

Программное обеспечение оборудования «Эникомп» позволяет осуществлять гибкую конфигурацию режимов управления подключенных к ним устройств через специализированную оболочку-конфигуратор; также, возможно использование готовых прошивок, сконфигурированных для управления конкретными объектами: системой конвейерного транспорта, системой водоотлива, повысительных насосов системы пожаротушения, подземных распределительные подстанции РПП, канатно-кресельных дорог и т.д.

Управление работой конвейерной линии осуществляется контроллерами ЦАУК, ведущими непрерывный контроль состояния линии и её отдельных компонентов. Контроль осуществляется путём циклического опроса подключенных к нему ведомых контроллеров, настроенных в режим УМВВ, а также датчиков и исполнительных механизмов, непосредственно подключённых к ЦАУК:

• Мониторинг датчиков состояния конвейерных линий – КТВ, КСЛ, УАП, скорости, заштыбовки и др.;

• Запуск (дозапуск) конвейерных линий или отдельных конвейеров в составе линии, с соблюдением технологической последовательности операции и подачей звукового оповещательного сигнала;

• Оперативный останов линии, либо входящего в её состав конвейера;

• Автоматическую блокировку запуска неисправного или неготового к запуску конвейера;

• Индикацию состояния конвейеров и отдельных узлов конвейерной линии,отображение причин останова или блокировки запуска.

Контроллер гибко настраивается для работы с конвейерами ленточного и скребкового типов, в т.ч. в составе одной линии.

Процедура запуска конвейерной линии заключается в выдаче контроллером команды запуска, с предварительным анализом состояния контролируемых узлов первого конвейера линии. Если опрос датчиков показывает отказ какой-либо из контролируемых точек, запуск конвейера блокируется, с выводом сообщения о причине останова; при отсутствии сигналов блокировки – включается звуковой сигнал предупреждения, после чего производится поднятие тормозов и активируются пускатели двигателей конвейерного привода. Звуковой сигнал отключаетсяпосле выхода конвейера в рабочий режим.

После запуска первого конвейера, аналогичным образом производится запуск всей цепочки конвейерной линии.

Конвейерная линия может быть запущена командами, подаваемыми как с центрального диспетчерского пульта, так и с местного пульта управления контроллером ЦАУК. Управление отдельными конвейерами, входящими в состав линии может осуществляться в ручном, дистанционном и автоматическом режимах.

Еще один пример применения оборудования, разработанного и выпускаемого ООО «Эникомп» — автоматизированная система управления водоотливом в шахте. При этом обеспечиваются следующие функциональные возможности системы:

• Дистанционный контроль состояния насосных агрегатов, текущего и аварийного уровня воды в водосборнике.

• Автоматический пуск и останов насосного агрегата в зависимости от уровня воды в водосборнике.

• Контроль работы насосного агрегата, сигнализация (в ручном режиме) или его отключение (в автоматическом режиме) при недопустимых и аварийно-опасных режимах работы.

• Блокировка запуска незалитого насоса, защита электродвигателя привода насосного агрегата от перегрузки.

• Автоматическое включение резервного насосного агрегата при неисправностиосновного.

• Возможность ручного управления отдельными насосными агрегатами.

• Совмещение технологических перерывов в работе водоотлива с установленными периодами максимума потребления в энергосистеме шахты.

• Контроль текущего уровня и определение скорости изменения уровня воды в водосборнике.

Также, с использованием оборудования «Эникомп» возможно создание систем АСКУЭ (автоматизированная система контроля и управления энергосистемой) шахты, контроль параметров работы РПП. Реализуются следующие функциональные возможности:

• непрерывный контроля текущих значений токов;

• непрерывного контроля текущих значений напряжений;

• непрерывного контроля текущих значений активных и реактивных мощностей;

• контроль значения Сos φ;

• контроля состояния и срабатывания высоковольтного коммутационного оборудования (КРУВ);

• контроль состояния и срабатывания защит КРУВ;

• контроль значений уставок защит;

• регистрация и контроль аварийных токов;

• контроль токов, напряжений, мощностей по предельным допустимым значениям;

• регистрация и запоминание последовательности срабатывания устройств защиты и коммутационного оборудования;

• регистрация и запоминание электромеханических переходных процессов (токи, напряжения, мощность);

• контроль потребляемой активной и реактивной мощности и электроэнергии с привязкой ко времени по группам электроустановок и по отдельным электроустановкам;

• формирование суточных, месячных, годовых отчетов нагрузки предприятия;

• дистанционное управление с центрального пульта оператора коммутационным оборудованием;

• дистанционное изменение уставок защит КРУВ с центрального пульта оператора;

• дистанционное квитирование защит;

• подачи световой и звуковой сигнализации горному диспетчеру шахты в аварийных и предаварийных ситуациях энергосистемы.

Таким образом, комплекс оборудования, разработанный и выпускаемый ООО «Эникомп» позволяет создание распределённых систем АСУ ТП, рассчитанных на самые жесткие условия эксплуатации.