Лекции - Автоматизация производственных процессов на горных предприятиях
Подождите немного. Документ загружается.
Аппаратура АУГТ в зависимости от типа тормозного привода и
условий эксплуатации выпускается четырёх модификаций. Например,
АУГТ-1 предназначена для подъёмных машин с гидрогрузовым
приводом тормоза, работающих на поверхности шахт. В комплект
АУГТ-1 входят: регулятор давления унифицированный гидравлический
типа РДУГ, блок управления тормозом БУТ, командоаппарат
сельсинный, устройство обратной связи УОС, стабилизатор
напряженния С-0.75.
Аппаратура КУПТ для дистанционного и автоматического
управления в трёх модификациях. КУПТ- 1- для новых подъёмных
машин устанавливаемых на поверхности шахты включает: регулятор
давления унифицированный РДУ-1, блок управления тормозом,
стабилизатор напряжения С-0.28.
Комплекс АРПТ предназначен для поддержания заданного
уровня замедления независимо от величины статической нагрузки и
направления движения сосуда. Применим для различных типов машин,
может использоваться с дисковыми и радиальными тормозными
устройствами вертикальных и наклонных подъёмов. В состав комплекса
входят аппарат управления АУ, датчик путевой импульсный ДПИ и
тормозная панель электроклапанов ЭПК или электрогидроклапанов ЭГК
(исполнительные органы).
Датчик ДПИ во время работы машины формирует два сдвинутые
по фазе на 90 град. прямоугольные импульсы, пропорциональные
скорости движения сосуда.
Используя эту информацию, оба канала в блоке управления
осуществляют:
измерение величин скорости и ускорения движения;
61
задание уставок минимальной скорости стопорения,порога
включения и отключения каждого из ЭПК и порога отключения
каждого ЭГК;
сравнения величины действительного замедления с уставками и
формирования команд управления исполнительными органами.
Для реализации схем управления асинхронными приводами
разработана комплектная аппаратура АГП-61, АГП-2. Схемы
аппаратуры построены на принципах:
вывод скипов из загрузочного и разгрузочного устройств с малой
скоростью под контролем регулируемого механического тормоза;
разгон до максимальной скорости в функции тока и времени;
замедление в режиме свободного выбега или динамического
торможения с автоматическим выбором (или без выбора) точки начала
замедления;
дотягивание с малой скоростью под контролем регулируемого
механического тормоза.
Развитие силовой полупроводниковой техники позволяет
применять каскадные схемы регулирования и частотное регулирование.
Системы асинхронно - вентильного каскада (АВК) для плавного
регулирования скорости АДФР обеспечивают высокую управляемость и
экономичность.
Частотное регулирование сдерживалось отсутствием
преобразователей частоты достаточной мощности, которые в последние
годы разработаны рядом организаций.
Основной аппаратурой, применяемой для программирования
циклов до настоящего времени, является АЗК-1. Принцип их работы
базировался на использовании следящей сельсинной передачи.
Последняя отслеживала угол поворота вала машина. Задание по
скорости определялось профилем ретардирующего диска. Для выдачи
62
аварийного сигнала в цепь защиты в случае превышения максимальной
скорости на 15% или подхода нормальному верхнему положению
сосуда со скоростью свыше 1,5 м в сек предназначаются электрические
ограничители скорости ЭОС- 2. Аппарат АКХ также, как АЗК
привязаны к коренному валу ПМ. Вследствие фрикционной связи
канатов и канатоведущего шкива они имеют определённую
погрешность, несмотря на наличие корректирующих устройств,
включаемых по окончании цикла подъёма.
Элементы АЗК и АКХ модернизировались (ЭОС-1 на ЭОС-2, -3).
Однако, в основном, принцип их работы был прежним.
В настоящее время разработаны новые аппараты контроля хода.
Так, вместо ЭОС-3 применяется двухканальный электронный
ограничитель скорости ОСПМ.
Разработаны аппараты программирования (“Горизонт, Скип”) с
привязкой непосредственно к подъёмным канатам - путём нанесения на
них магнитных меток. В этом случае проскальзывание или
переползание канатов не оказывает никакого влияния на точность
работы аппарата.
Магнитная метка на канате может быть получена в виде
постоянного магнита, расположенного вдоль оси каната. Метка
наносится на канат при помощи записывающей головки. Полюса
сердечника этой головки прижимаются к канату. Через обмотку
записывающей головки пропускается импульс тока, в результате на
канате остаётся магнитная метка. На расчётном расстоянии от
записывающей головки установлен блок воспроизведения( по аналогии
с магнитофоном) .
В аппарате с использованием магнитной записи на канате
применяется система “магнитная запись - шаговый двигатель”(МЗ-ШД).
Система МЗ-ШД предназначена для преобразования линейного
63
перемещения по стволу сосудов в соответствующий по величине и
направлению угол поворота ротора шагового двигателя (ШД)
независимо от взаимного положения подъёмных канатов и
канатоведущего шкива.
Направление вращения ШД определяется направлением
перемещения каната, при этом каждому шагу двигателя соответствует
одно и то же перемещение каната. Вращение от ШД через редуктор
передаётся:
путевым выключателям, предназначенным для выдачи эл
импульсов в цепь управления в отдельных точках пути движения
сосудов в стволе
сельсин-датчикам указателей глубины и ограничителя скорости
для выдачи сигналов заданной скорости, которые в электрическом
ограничителе скорости сравниваются с сигналом фактической скорости,
поступающим от тахогенератора. Сигнал рассогласования эл
ограничителя скорости поступает в цепь защиты.
Исключить промежуточное преобразование информации можно за
счёт установки микропроцессора, на вход которого будут поступать
сигналы от блоков воспроизведения в дискретной форме. С выхода
микропроцессора будут выдаваться сигналы в систему управления
подъёмной машиной.
В аппаратуре “СКИП” предусмотрена цифровая аппаратура
управления и защиты, выполненная в виде набора блоков логических
элементов. Счёт импульсов от магнитных меток выполняется с
помощью реверсивного счётчика. В составе аппаратуры управления и
программирования логические схемы и дешифраторы, выдающие
сигналы в зависимости от задания и отработки системой тахограммы
ПМ. Глубину ствола определяет заданное количиство импульсов на
счётчике при подъёме производится пропорциональное вычитание
64
импульсов со счётчика. Скорость движения сосуда определяется
дифференцированием сигналов путевых импульсов.
Системы автоматического регулирования электроприводов ПМ
часто строятся по многоконтурным схемам, в частности по принципу
подчинённого регулирования, рассматриваемому в курсе ТАУ.
Реализация систем подчинённого регулирования выполняется на базе
использования универсальной блочной системы регулирования УБСР
различных модификаций.
Кроме асинхронных приводов на ПМ применяют электроприводы
постоянного тока. Последние имеют, несмотря на недостатки, несколько
лучшие регулировочные характеристики.
В тиристорных системах электропривода КТЗУ, а также в
автоматизированных комплектах асинхронного привода подъёма КАУП
(Донецкий энергозавод, Александрийский эл.маш завод) предусмотрена
поставка задатчиков интенсивности вместо механических
ретардирующих устройства.
Для комплексного отображения параметров движения сосудов и
формирования предупредительного сигнала о необходимости снижения
фактической скорости при её приближении к заданной применена
аппаратура УКД, где информация о скорости вращения вала ПМ
поступает от датчика - щелевого модулятора, расположенного на
боковине барабана ил шкива трения ПМ.
Замена ПМ машины и сопутствующего оборудования
производится крайне редко. Аппаратура автоматики часто монтируется
из отдельных подходящих блоков. Кроме вышеупомянутых в числе
современных элементов автоматизации можно назвать следующие.
Станция предохранительного тормоза СТП-1В
предназначенная для питания и контроля цепей управления тормозным
приводом ПМ с барабаном до 3м с системой регулируемого
65
предохранительного торможения (АРПТ) с пружинно-гидравлическим
или с пружинно-пневматическим приводами тормоза.
Ограничитель скорости ОСП-1 предназначен для защиты от
превышения скорости ПМ. Комплект ОСП-1 состоит из:
блока сравнения и контроля ограничителя БСКО-1, трёх путевых
импульсных датчиков ДПИ-1, блока питания БП-2.
Аппаратура шахтной стволовой сигнализации и связи
вертикальных подъёмных установок ШСС-1 предназначена для
координации действий обслуживающего персонала при выполнении
операции по спуску - подъёму людей, грузов и оборудования. ШСС-1К
для клетевых подъёмов,
ШСС-1С - для скиповых.
ШСС-1С обеспечивает:
рабочую световую (в сопровождении звуковой) сигнализацию и
громкоговорящую связь для подъёмов высотой до 2000 м и числом
горизонтов до трёх;
подачу в машинное отделение из горизонта рабочих сигналов;
подачу в машинное отделение сигналов об уровне угля в бункере,
положении дозатора;
предупредительную сигнализацию перед пуском ПМ.
На эффективность работы скиповых подъёмов большое значение
оказывает способ загрузки и разгрузки , а также конструктивные
особенности загрузочнных и разгрузочных устройств (ЗУ и РУ).
Автоматизированные З и РУ должны обеспечивать выполнение ряда
требований:
невозможность открывания затвора дозатора, если нет скипа под
загрузкой и повторного открывания затвора дозатора, если скип
загрузился.
защиты от перегрузок и КЗ двигателей
66
конроля полной загрузки и разгрузки скипов и уровня заполнения
бункеров
контроль верхнего и нижнего уровней угля в приёмном бункере
контроль положения затворов дозаторов загрузки и прихода
скипов под загрузку и другие требования.
Загрузочные устройства, применяемые на шахтах имеют
различные конструкции затворов и способов их открывания.
Наиболее эффективным способом является способ дозирования
угля в скип по весу. Под дозатором устанавливается
весоизмерительный датчик (тензометрический, магнитоупругий или
гидравлическое взвешивающее устройство), при этом точность загрузки
до 5%, в результате чего снижаются требования к системе
регулирования хода ПМ.
Способ разгрузки определяется конструкцией скипов: сдонной
разгрузкой при отклоняющемся кузове с секторным затвором,
опрокидывающиеся, скипы с боковой разгрузкой при неподвижном
кузове и обращённым механизмом открывания- закрывания секторного
затвора с помощью индивидуального привода, установленного на копре.
Последние выгодно отличаются незначительными динамическими
нагрузками на разгрузочные кривые и копёр, малой длиной
дотягивания, высокой допустимой скоростью полхода скипа. Очевидно,
что по этим параметрам такие скипы наиболее пригодны для создания
надёжных систем автоматизации.
В настоящее время изготавливается взрывоопасная аппаратура
весовой дозировки скипов КДС. КДС выполняет следующие функции:
автоматически включает и выключает питатель дозатора, подаёт
световую сигнализацию о наличии угля в дозаторе и подготавливает
цепь загрузки скипа.
67
КДС состоит из двух датчиков дозировки скипов ДДС с
воспринимающими элементами ( наклеенными на упругий стержень
тензодатчиками ТПА, включенными по мостовой схеме ) и
взрывобезопасного аппарата дозировки скипов типа АДС, включающего
два линейных усилителя ЛУН, выполненных на базе преобразователя
ПТ-ТП -68 с унифицированным выходом 0-5ма, двух релейных
усилителей мощности РУМ и источника питания ИП.
Комплектная аппаратура для установок с асинхронными
приводами развивается в направлении применения тиристорной
силовой техники, высоконадёжных полупроводниковых устройств и
герметизированных реле, а также разработки блочных конструкций,
обеспечивающих высокую надёжность и удобство эксплуатации
аппаратуры.
Пример такой разработки АГП-2 (вместо АГП61). В её основе
следующие принципы:
реостатное управление разгоном двигателя в функции ускорения с
корректировкой по фактическому току нагрузки;
замедление и дотягивание при питании двигателя от тиристорного
преобразователя низкой частоты( например типа УКПЧ, Харьковского
электромехзавода). Система автоматизации предусматривает
возможность кнопочного управления для проведения ревизий каната и
ствола.
Для проведения контроля износа канатов и регистрации
результатов применяется аппаратура ИИСК-5.
68
7. Автоматизация проветривания горных выработок
7.1. Автоматизация вентиляторных установок
Вентиляция подземных выработок угольных шахт является
важнейшим технологическим процессом и обеспечивается большим
комплексом оборудования и мероприятий.
В составе комплекса подача и подогрев атмосферного воздуха в
шахту , распределение требуемого количества воздуха по выработкам,
контроль качественного и количественного состава, процессы дегазации
и т.п. Основное оборудование - вентиляторы главного проветривания
(ВГП), калориферные установки, регуляторы подачи воздуха в
выработки, шлюзы, вентляторы местого проветривания (ВМП),
аппаратура контроля сблокированная с системой сигнализации и
электроснабжения.
Только совместная, синхронизированная работа всех элементов
перечисленного оборудования может обеспечить снабжение выработок
достаточным количеством качественного воздуха и удалить
отработанный воздух. Под качественным понимается воздух,
содержащий по объёму не менее 20% кислорода, не более 0.5%
углекислого газа и содержащий в отработанной струе добычного
участка не более 1%.
Вентиляторы главного проветривания должны оборудоваться
двумя одинаковыми вентиляторами, с включением резервного не более
чем через 10 мин после отключения рабочего.
Различают центральную и фланговую схемы проветривания
шахты.
Способы проветривания: всасывающий (наиболее распространённый),
нагнетательный и комбинированный.
Вентиляторы: центробежные (типов ВЦ, ВЦД, ВШЦ), осевые (ВОД).
69
Для реверсирования струи могут использоваться реверсивные и
нереверсивные ВГП. Последние для осуществления реверса
оборудуются специальной системой обводных вентиляционных каналов
с перебрасываемыми лядами (переключающимися перегородками).
Электропривод ВГП должен:
-работать в длительном режиме с номинальной нагрузкой
- обеспечивать запуск и разгон вентилятора с большим динамическим
моментом инерции до номинальной частоты вращения
- обладать возможностью реверса (при соответствующей схеме)
- иметь низкую синхронную скорость вращения при безредукторном
подключеннии к вентилятору
- обеспечивать возможность регулирования подачи вентилятора в
диапазоне 2:1.
В качестве электродвигателей мощностью более 200 квт
применяют синхронные (до 350 квт низковольтные, свыше 350 квт
высоковольтные).
При маломощных сетях или по другим причинам используют
асинхронный вспомогательный двигатель для запуска СД.
Асинхронный двигатель может служить для привода вентилятора в
выходные и ремонтные дни или в начальный период эксплуатации
шахты.
При нерегулируемом приводе регулирование режима работы
вентилятора может осуществляться:
- изменением сопротивления вент сети ( дросселированием)
- изменением угла наклона лопаток направляющих аппаратов
- изменением угла установки лопаток рабочего колеса – для осевых
вентиляторов.
Различают регулируемый привод ВГП со ступенчатым, а также с
плавным изменением частоты вращения.
70