Ирклиевский В.Д. Автоматизация горно-технологических процессов

Подождите немного. Документ загружается.

КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

КОМПЛЕКСА

Дисциплина

"АВТОМАТИЗАЦИЯ ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ"

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

В.Д. Ирклиевский

Объем издания – 183с.

Алчевск

ДонГТУ

2007

для студентів спеціальностей

денної і заочної форм навчання

гірничих

СОДЕРЖАНИЕ

ТЕМА 1. Введение

Лекция №1

1.1 Основные понятия и определения………………………………………..

1.2 Состояние комплексной механизации и автоматизации на угольных

шахтах………………………………………………………………………

1.3 Периоды и этапы автоматизации производственных процессов……… 10

1.4 Основные технические направления автоматизированного

управления горно-технологическими процессами. Понятие о шахте

будущего…………………………………………………………………...

1.5 Классификация автоматических устройств шахтной аппаратуры…….. 16

1.6 Классификация систем автоматического управления………………….. 18

Лекция №2

2.1 Об условных графических обозначениях в электрических схемах…….

2.2 Способ изображения принципиальных электрических схем.

Буквенные обозначения на схемах……………………………………….

2.3 Разработка структурных схем автоматизации…………………………...

ТЕМА 2. Автоматизация угледобывающих машин и комплексов…………... 29

Лекция №3

3.1 Проблема автоматизации забойных машин. Варианты

автоматизации……………………………………………………………...

3.2 Математические модели динамики угледобывающих машин…………

Лекция №4

4.1 Частотные и передаточные функции электропривода

угледобывающих комбайнов…………………………………………….. 36

4.2 Автоматизация движения угледобывающих машин по газовому

фактору…………………………………………………………………….. 38

Лекция №5

5.1 Классификация и типовые структуры промышленных автоматических

регуляторов……………………………………………............................... 41

5.2 Серийный промышленный регулятор «Уран-1М»……………………... 45

Лекция №6

6.1 Регулятор нагрузки и скорости для очистных комбайнов с

вынесенной системой подачи……………………………………………..

6.2 Автоматическое управление предохранительными лебедками,

работающими совместно с выемочными машинами……………………

Лекция №7

7.1 Релейно-импульсные регуляторы………………………………………... 53

7.2 Принцип работы релейно-импульсного элемента. Датчик тока

нагрузки……………………………………………………………………. 55

Лекция №8

8.1 Аппаратура управления забойными машинами САУК-М……………... 57

8.2 Аппаратура управления забойными машинами АУ3М…………………

8.3 Аппаратура управления СПК-А забойным оборудованием на крутых

пластах……………………………………………………………………... 61

8.4 Аппаратура автоматического управления ЦПУ. Типовые схемы

управления…………………………………………………………………

ТЕМА 3. Автоматизация струговых установок

Лекция №9

9.1 Структурная схема автоматизированного управления струговым

комплексом………………………………………………………………... 66

9.2 Аппаратура управления и автоматизации струговых установок и

комплексов типа АРУС.1М………………………………………………. 69

Лекция №10

10.1

Автоматическое управление передвижкой секции гидрокрепи……….. 72

10.2

Влияние автоматизации угледобывающей техники на основные

экономические показатели……………………………………………….. 74

ТЕМА 4. Автоматизация проходческих работ

Лекция №11

11.1

Разновидности проходческих комбайнов как объектов

автоматизированного управления………………………………………..

11.2

Автоматическая ориентация комбайна в пространстве………………... 82

11.3

Комплексная автоматизация проходческого оборудования и

перспективы использования промышленных роботов………………….

Лекция №12

12.1

Управление проходкой с помощью УВМ и МиниЭВМ………………... 86

ТЕМА 5. Автоматизация процесса транспортирования полезного

ископаемого

Лекция №13

13.1

Зарубежный опыт автоматизации подземного транспорта…………….. 88

13.2

Основные принципы и средства автоматизации шахтного

конвейерного транспорта…………………………………………………

Лекция №14

14.1

Автоматическое регулирование производительности конвейеров……. 90

Лекция №15

15.1

Средства автоматизации ленточных и скребковых конвейеров………. 91

15.2

Устройство контроля двухцепных конвейеров…………………………. 92

15.3

Контроль пробуксовки и скорости ленты……………………………….. 93

15.4

Контроль температуры приводных барабанов ленточных

конвейеров…………………………………………………………………

15.5

Контроль уровня накопительных емкостей…………………………….. 96

Лекция №16

16.1

Комплектная аппаратура автоматизации конвейерных линий………… 97

16.2

Унифицированная блочная аппаратура ЦИКЛ автоматизированного

управления, сигнализации и связи для конвейеров типажного ряда и

конвейерных линий………………………………………………………..

ТЕМА 6. Автоматизация подземного рельсового транспорта

100

Лекция №17

100

17.1

Виды управления откаткой полезного ископаемого…………………… 100

17.2

Аппаратура автоматизации управления сигнальными огнями и

стрелками…………………………………………………………………...

101

Лекция №18

103

18.1

Средства автоматизации электровозного транспорта. Комплекс

НЭРПА ……………………………………………………………………..

103

18.2

Комплекс контроля движения рельсового транспорта – КДРТ……….. 104

Лекция №19

106

19.1

Аппаратура сигнализации и блокировки КУВЭТ-1, КУВЭТ-2,

КУВЭТ-3……………………………………………………………………

106

19.2

Устройство формирования информации УФИ…………………………..

106

ТЕМА 7. Автоматизация стационарных установок. Шахтные

подъемные установки.

108

Лекция №20

108

20.1

Классификация подъемных установок…………………………………...

108

20.2

Основные технические средства автоматизации подъемных

установок…………………………………………………………………...

109

20.3

Аппаратура контроля нагрузки подъемных машин…………………….. 111

Лекция №21

113

21.1

Аппаратура управления подъемными машинами………………………. 113

21.2

Средства контроля загрузки и разгрузки скипов………………………...

114

21.3

Основные виды автоматической защиты подъемных установок……… 115

Лекция №22

117

22.1

Режимы работы подъемных установок………………………………….. 117

22.2

Регуляторы хода подъемных установок………………………………… 118

Лекция №23

120

23.1

Автоматизация подъемных установок с асинхронным приводом…….. 120

23.2

Автоматизация пуска по току с дополнительной выдержкой по

времени……………………………………………………………………..

120

23.3

Управление пуском асинхронного двигателя с жидкостным

реостатом…………………………………………………………………. 121

Лекция №24

122

24.1

Автоматизация подъемной установки в период равномерного хода….. 122

24.2

Частотное управление подъемной машиной……………………………. 123

24.3

Автоматизация дотягивания и стопорения подъемной машины………. 124

Лекция №25

125

25.1

Подъемные установки с приводом постоянного тока………………….. 125

25.2

Система управления ТП-Д (тиристорный преобразователь –

двигатель)………………………………………………………………….. 125

25.3

Автоматическое управление подъемной машиной при помощи

асинхронно-вентильного каскада………………………………………... 127

ТЕМА 8. Системы автоматического управления проветриванием шахт

128

Лекция №26

128

26.1

Общие вопросы автоматизации проветривания шахт………………….. 128

26.2

Автоматизация режимов работы шахтных вентиляторов главного

проветривания…………………………………………………………….. 129

Лекция №27

132

27.1

Математическая модель управления проветриванием для

централизованных схем…………………………………………………... 132

Лекция №28

134

28.1

Основные технологические схемы работы вентиляторных 134

установок…………………………………………………………………..

28.2

Автоматическое регулирование производительности вентиляторов

главного проветривания…………………………………………………...

135

Лекция №29

136

29.1

Средства автоматизации вентиляторов главного проветривания……... 136

29.2

Комплектная аппаратура автоматизации вентиляторов главного

проветривания……………………………………………………………...

137

ТЕМА 9. Автоматизация водоотливных установок

138

Лекция №30

138

30.1

Общее построение системы автоматического управления шахтной

водоотливной установкой…………………………………………………

138

30.2

Автоматизация заливки насосов…………………………………………. 142

Лекция №31

145

31.1

Аппаратура и принципиальные электрические схемы автоматизации

водоотливных установок…………………………………………………. 145

Лекция №32

146

32.1

Автоматический контроль уровня воды в водосборнике………………. 146

32.2

Автоматический контроль работы и защиты насосной установки от

аварийных состояний…………………………………………………….. 147

Лекция №33

149

33.1

Автоматизация главной водоотливной установки в функции периода

минимальной энергонагрузки шахтной сети…………………………….

149

ТЕМА 10. Автоматизация канатных откаток

151

Лекция №34

151

34.1

Особенности работы одноконцевых откаток и требования,

предъявляемые к их автоматизации……………………………………... 151

Лекция №35

154

35.1

Схемы автоматизации откатки с одноконцевым канатом……………… 154

35.2

Автоматический контроль температуры подшипников откатной

лебедки……………………………………………………………………...

159

Лекция №36

161

36.1

Технические средства автоматизации канатных откаток……………….

161

36.2

Автоматический контроль схода с рельсов подъемных сосудов

канатных откаток…………………………………………………………..

162

ТЕМА 11. Контроль за содержанием метана в рудничной атмосфере

165

Лекция №37

165

37.1

Средства контроля за содержанием метана в рудничной атмосфере…..

165

37.2

Принципиальная схема датчика ДМТ-3Т……………………………….. 166

37.3

Аппаратура сигнализации АС-3У……………………………………….. 168

37.4

Комплект аппаратуры АМТ-3Т; АМТ-3У………………………………. 170

ТЕМА 12. Автоматизация калориферных установок

171

Лекция №38

171

38.1

Виды технологических схем калориферных установок………………... 171

38.2

Калориферная установка как объект автоматического управления……

173

Лекция №39

175

39.1

Технологические схемы безвентиляторной и вентиляторной

калориферной установок…………………………………………………. 175

39.2

Комплектная аппаратура АКУ-3………………………………………….

177

ТЕМА 13. Аппаратура автоматизации вентиляторов местного

проветривания

180

Лекция №40

180

40.1

Аппаратура автоматизации проветривания тупиковых выработок……

180

40.2

Средства автоматизации аппаратуры АПТВ…………………………….

181

ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация производственных процессов на угольных шахтах и

рудниках являются мощным техническим средством, которое может

освободить человека от работы в забое и свести его функции к наблюдению за

автоматическим и телемеханическими устройствами, увеличить

производительность машин и механизмов, резко повысить производительность

труда.

ЛЕКЦИЯ №1

1.1 Основные понятия и определения

Автоматикой называется наука об общих принципах построения и

расчета автоматических устройств и систем, выполняющих свои основные

функции без непосредственного вмешательства человека.

Для успешного выполнения и осуществления комплексной механизации

и автоматизации всех производственных процессов на угольных шахтах и, в

первую очередь, процессов выемки угля необходимы следующие условия:

1) максимальная механизация всех операций производственного

процесса;

2) наличие средств автоматизации – устройств автоматического

управления, регулирования, контроля, и защиты;

3) достаточная надежность всех звеньев автоматического производства –

рабочих машин, средств автоматики, исполнительных механизмов и

т.п.;

4) разработка новых технологических процессов добычи угля,

отличающихся непрерывностью и малооперационостью.

1.2 Состояние комплексной механизации и автоматизации на

угольных шахтах

Развитие механизации и автоматизации производственных процессов на

угольных предприятиях прошло в несколько этапов.

1.3 Периоды и этапы автоматизации производственных процессов

Первый период – 1917-1947г.г. характеризуется сравнительно низким

уровнем механизации и автоматизации работ на шахте.

Второй период – 1948-1954г.г. – характеризуется дальнейшим развитием

работ по механизации основных и вспомогательных процессов угледобычи, а

также поисковыми работами в области автоматизации, разработкой систем

дистанционного управления отдельными установками, автоматизацией

некоторых стационарных установок, приспособлением систем и средств

автоматизации к существующим производственным процессам и

оборудованию.

Третий период – 1954-1991г.г. – характеризуется значительным

качественным изменением технологии подземной добычи угля, увеличением