Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах
Запропонована система самоперевірки АСУ вібророзпушувальної установки для відновлення сипучості змерзлого вугілля і залізорудних концентратів в залізничних напіввагонах перед їх розвантаженням. Система самоперевірки АСУ може здійснювати перманентний контроль за управлінням її роботою, виключи...
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2011
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33557 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах / А.С. Минеев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 94. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-33557 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-335572012-05-29T12:30:13Z Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах Минеев, А.С. Запропонована система самоперевірки АСУ вібророзпушувальної установки для відновлення сипучості змерзлого вугілля і залізорудних концентратів в залізничних напіввагонах перед їх розвантаженням. Система самоперевірки АСУ може здійснювати перманентний контроль за управлінням її роботою, виключити взаємовплив різних помилок елементів АСУ, виключає вплив людського чинника і тим самим значно підвищить надійність функціонування АСУ. The system of self-examination of the ACS vibroscarifiering unit for restoration of flowability of the frozen within coals and concentrates of iron ore in gondola's wagons before their unloading is offered. The system of self-examination of the ACS can carry out permanent control over management of its work, exclude interference of various errors of elements of the ACS, excludes influence of the human factor and by that way will raise reliability of functioning of the ACS. 2011 Article Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах / А.С. Минеев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 94. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33557 622.64-531.6 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Запропонована система самоперевірки АСУ вібророзпушувальної установки для
відновлення сипучості змерзлого вугілля і залізорудних концентратів в залізничних
напіввагонах перед їх розвантаженням. Система самоперевірки АСУ може здійснювати
перманентний контроль за управлінням її роботою, виключити взаємовплив різних помилок елементів АСУ, виключає вплив людського чинника і тим самим значно підвищить
надійність функціонування АСУ. |
| format |
Article |
| author |
Минеев, А.С. |
| spellingShingle |
Минеев, А.С. Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах Геотехническая механика |
| author_facet |
Минеев, А.С. |
| author_sort |
Минеев, А.С. |
| title |
Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах |
| title_short |
Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах |
| title_full |
Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах |
| title_fullStr |
Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах |
| title_full_unstemmed |
Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах |
| title_sort |
система самопроверки асу виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2011 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33557 |
| citation_txt |
Система самопроверки АСУ виброрыхлительной установки для рыхления смерзшихся углей в ж.д. полувагонах / А.С. Минеев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 94. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT mineevas sistemasamoproverkiasuvibroryhlitelʹnojustanovkidlâryhleniâsmerzšihsâuglejvždpoluvagonah |
| first_indexed |
2025-07-03T14:14:39Z |
| last_indexed |
2025-07-03T14:14:39Z |
| _version_ |
1836635473546575872 |
| fulltext |
УДК 622.64-531.6
А.С. Минеев, аспирант
(ГВУЗ «Национальный горный университет»)
СИСТЕМА САМОПРОВЕРКИ АСУ ВИБРОРЫХЛИТЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ ДЛЯ РЫХЛЕНИЯ СМЕРЗШИХСЯ УГЛЕЙ В Ж.Д.
ПОЛУВАГОНАХ
Запропонована система самоперевірки АСУ вібророзпушувальної установки для
відновлення сипучості змерзлого вугілля і залізорудних концентратів в залізничних
напіввагонах перед їх розвантаженням. Система самоперевірки АСУ може здійснювати
перманентний контроль за управлінням її роботою, виключити взаємовплив різних поми-
лок елементів АСУ, виключає вплив людського чинника і тим самим значно підвищить
надійність функціонування АСУ.
SYSTEM OF SELF-EXAMINATION OF ACS OF
VIBROSCARIFIERING UNIT FOR SCARIFIER FROZEN WHITHIN
COALS IN GONDOLA VAGONS
The system of self-examination of the ACS vibroscarifiering unit for restoration of flowabili-
ty of the frozen within coals and concentrates of iron ore in gondola's wagons before their un-
loading is offered. The system of self-examination of the ACS can carry out permanent control
over management of its work, exclude interference of various errors of elements of the ACS, ex-
cludes influence of the human factor and by that way will raise reliability of functioning of the
ACS
Автоматизированные системы управления технологическим процессом
(АСУ ТП), позволяют существенно сокращать, как финансовые, так и вре-
менные расходы в производстве только том случае, если механические агре-
гаты (лебедки, двигатели, датчики и др.) беспрекословно выполняют все ко-
манды главного центра системы управления. Этот этап в разработке АСУ ТП
особенно важен, поскольку если какой-либо агрегат выйдет из строя, то воз-
можна ситуация, когда он своей неисправностью повлечет травмирование
рабочих и повреждения функционирующих элементов участвующих в произ-
водственном цикле. Поэтому очевидна необходимость перевода всех АСУ
ТП на систему самоконтроля, которая сможет обезопасить саму АСУ ТП от
саморазрушения и снизить расходы на ее обслуживание [1]. Т.е. разработка
системы самопроверки является одним из важнейших этапов при создании
любой АСУ ТП. В связи с этим, в работе была поставлена задача разработать
систему самоконтроля для АСУ виброрыхлительной установки (ВРУ), ис-
пользуемой в морском торговом порту «Южный» для разрушения смерзших-
ся углей или железорудных концентратов в железнодорожных полувагонах
перед их разгрузкой [2].
Разработанная система самопроверки должна также иметь возможность
воздействия на работу агрегатов ВРУ [3]. При этом, ранее автором была
предложена система самопроверки простых АСУ ТП [4], которая позволяет
осуществлять перманентный контроль за их работой, исключит взаимовлия-
ние ошибок элементов системы и снизить влияние человеческого фактора.
Система должна обесточивать все агрегаты в производственном цикле и вы-
водить соответствующие сигналы на табло оператору или же на дисплей спе-
циальной комиссии по регулированию работы данного АСУ в случае полной
автоматизации технологического процесса. Эту систему было решено взять за
основу при разработке система самопроверки АСУ ВРУ для рыхления
смерзшихся углей и концентратов в ж.д. полувагонах. Такая структурная схе-
ма системы самопроверки простых АСУ ТП в общем виде представлена на
рисунке 1 [4].
Разработка системы самопроверки виброрыхлительной установки прово-
дилась в соответствии с основными принципами систем самопроверки про-
стых АСУ ТП, изложенных в работах [3, 5]. В соответствии с этими принци-
пами выделим для системы самопроверки АСУ ТП следующие группы эле-
ментов, которые должна контролировать данная система: различные типы
датчиков, систему проводки, управляющий контроллер и схему хранения
данных. Учитывая это, для АСУ ВРУ, была разработана структурная схема
самопроверки, представленная на рисунке 2.
При разработке АСУ ВРУ, использующейся при разгрузке смерзшихся
грузов из железнодорожных вагонов, наибольшей степенью ошибки облада-
ют фотодатчики и концевые выключатели. Поэтому для АСУ ВРУ было не-
обходимо разработать систему проверки работоспособности этих датчиков. С
этой целью определим наиболее вероятные ошибки, которые могут выдавать
эти датчики. Поскольку данные датчики будут использоваться как источники
двоичного сигнала (возможны только 2 ответа), то они не могут выдать не-
точный ответ. Следовательно, перед запуском установки и запуском каждого
нового цикла необходимо сравнивать показание датчиков с реальной ситуа-
цией на ВРУ. В случае же их неправильного ответа останавливается работа
ВРУ и выдается специальный сигнал на пульт управления установкой.
Рис. 1 Структурная схема системы самопроверки простых АСУ ТП
Рис.2 - Структурная схема системы самопроверки АСУ ВРУ
Фотодатчики на виброрыхлителе выполняют функцию определения поло-
жения вагонов. Наиболее частой причиной неисправности фотодатчиков яв-
ляется их запыленность и загрязненность в процессе работы ВРУ. Поэтому
перед запусками каждого цикла виброрыхления датчики должны выдавать
сигнал (1-0-1), а перед запуском установки – (1-1-1). Ниже приведена схема
соответствия показания датчиков и положения вагона (рис. 3).
Вертикальными стрелками обозначается пути распространения сигнала датчиков, от-
носительно различных положений ж.д.вагона
Рис. 3- Схема соответствия показания датчиков и положения полувагона
На рисунке 3 положения 3, 2 и 1 обозначают зеленый, желтый и красный
цвета светофора, являющегося главным, передающим команды машинисту,
устройством, соответственно. Зеленый, желтый и красный цвета светофора
обозначают движение, торможение и полную остановку, являющуюся концом
цикла, состава с ж.д. вагонами соответственно. То есть, в положении 3 вагон
со смерзшимся грузом установлен под виброрыхлительными модулями.
Что касается концевых выключателей, то на ВРУ они используются для
контроля механизма спуска-подъема вибромодулей и должны проверятся
системой аналогично фотодатчикам. Единственная разница заключается в
том, что контрольных сигналах перед запуском установки на каждом из виб-
ромодулей должна быть следующая композиция показаний (1-0-1-0), а перед
каждым циклом (0-1-1-0), где «1» – включенный концевой выключатель,
«0» – отключенный концевой выключатель. А расположение этих показаний,
приведенных выше в скобках, в порядке нумерации расположения концевых
выключателей на каждом вибромодуле, представленной на рис. 4. Аналогич-
ная схема расположения концевых выключателей рекомендована для всех
трех вибромодулей, установленных на ВРУ. Методология размещения и ис-
пользования концевых выключателей и датчиков на установке для эффектив-
ной работы ВРУ была разработана ранее [6] и защищена патентом [7]. Описа-
ние такой схемы и результаты ее опробования описаны в работе [6]. Порядок
работы предложенной схемы самопроверки АСУ ВРУ приведена ниже.
1-5 – концевые выключатели №1 - №5 соответственно, 6 – вибромодуль, 7
– механизм определения натяжения троса, 8 – трос, 9– опорное колесо меха-
низма для определения натяжения троса
Рис. 4 - Схема расположения концевых выключателей на одном из вибромодулей уста-
новки ВРУ
Проверка порванности проводов. Как отмечалось, проверка порванности
проводов является одной из наиболее важных, с точки зрения дороговизны
возможного ущерба, поэтому ей уделяется особое внимание. Система само-
проверки будет проверять особенно те участки силовых (энергонесущих)
проводов, которые подвержены механическому воздействию (кручению, из-
гибу, и т.д.). Для этого перед каждым запуском АСУ ВРУ будет проведена
проверка этих участков по средством пропускания через них низкого напря-
жения (5V), согласованного с контроллером самопроверки. В рассматривае-
мом случае возможно возникновение вопроса о том, что сами провода от кон-
троллера к силовым участкам проводов могут порваться, но это практически
исключено. Провода, несущие напряжение 5V и силу тока 10-20 mA могут
иметь достаточно малое сечение. И приобретение таких проводов, с наивыс-
шим уровнем стойкости к механическим повреждениям, не приведет к силь-
ному увеличению стоимости виброрыхлителя, в то время, как применение ус-
тойчивых силовых проводов существенно увеличит стоимость ВРУ в целом,
что снижает ее конкурентоспособность.
Проверка управляющего микроконтроллера. Управляющий микрокон-
троллер выполняет одну из важнейших функций работы АСУ ТП. Он факти-
чески генерирует порядок выполнения работ внутри цикла и переход на но-
вый цикл виброрыхления. Отметим, основные проблемы с которыми может
столкнутся микроконтроллер при работе ВРУ – это зависание, а также нару-
шение арифметико логического устройства (АЛУ) внутри процессора. Для
избегания подобных проблем управляющий микроконтроллер будет генери-
ровать номер цикла путем простейших итераций (i=i+1) и передавать их на
контроллер самопроверки. Тот в свою очередь будет следить за тем, что пе-
ременная «i» будет монотонно возрастать и передаваться с началом каждого
цикла. В случае нарушения логики или системы проверки или главного кон-
троллера установка отключается. Следует так же отметить, что ошибку может
выдать и контроллер самопроверки, но одновременный выход из строя двух
микроконтроллеров практически исключен. Поэтому контроллеры будут од-
новременно проверять друг друга. При этом, если по каким-либо причинам
выходит из строя система проверки, а не управляющий микроконтроллер, что
будет выглядеть одинаково, как несовпадение результатов контроллеров, рас-
сматриваемая нами система будет отключена и поставлена в режим ожидания
ремонта.
Таким образом, предложенная система самопроверки АСУ ВРУ позволит
проводить перманентный контроль за управлением ее работой, исключит
взаимовлияние различных ошибок элементов системы, снизит влияние чело-
веческого фактора и тем самым значительно повысит надежность функцио-
нирования АСУ. Причем предложенная система самопроверки АСУ вибро-
рыхлительной установки может быть эффективно применима как для рыхле-
ния смерзшихся углей и железорудных концентратов в ж.д. полувагонах, так
и для их выбуривания, например с помощью бурорыхлительной установки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мамиконов А.Г., Проектирование АСУ.- М.: Высшая школа, 1987.- 303 с.
2. Минеев С.П., Сахненко А.Л., Обухов С.А. Вибрационное и волновое рыхление агрегированной сыпу-
чей горной массы.- Днепропетровск: Дніпро, 2005.-212с.
3. Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП.- М.: Энергоиздат, 1982.- 352 с.
4. Слесарев В.В., Минеев А.С. Система самопроверки простых АСУ ТП // Гірнича електромеханіка: Зб.
наук.-техн. трудов НГУ– Д.: НГУ, 2010. –С. 95-99.
5. Типовая инструкция по эксплуатации РД 153-34.1-35.522-98 АСУ ТП теплоэнергетического оборудо-
вания. Инструкция. – РАО "ЕЭС РОССИИ", 1998. -53 с.
6. Минеев А.С. Рекомендации по автоматизации виброрыхлительной установки // Геотехническая меха-
ника: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины. - Днепропетровск, 2010 - Вып. 90.- С.
114- 118.
7. Патент України на винахід № 90195 від 01.07.08р Засіб управління пристроєм для розпушування мер-
злих матеріалів у піввагона / С.П. Мінєєв, С.Д. Синиця, В.М. Скіра та ін.- Опубл.12.04.10р. Бюл.№7, 2010р. –
6 с.
|