АСОДУ горнотранспортным комплексом угольного разреза «Восточный»

Опубликовано в номере:
PDF версия
Статья продолжает серию публикации?, посвященных созданию интегрированнои? АСОДУ ГТК «Иртыш» угольного разреза «Восточныи?» (Экибастузскии? раи?он, Республика Казахстан). Рассмотрены основные принципы и особенности создания современных АСУ для открытых угольных разрезов, описаны основные подходы к реализации оперативно-диспетчерского управления промышленным железнодорожным и автомобильным транспортом при выполнении задач по транспортировке горнои? породы на примере реально создаваемои? интегрированнои? системы, охватывающеи? все основные технологические комплексы предприятия.

ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ ПРОЕКТА

CE_4(52)_2014.inddПроект создания автоматизированнои? системы оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) «Иртыш» направлен на обеспечение поступательного развития предприятия, повышение его конкурентоспособности и достижение заданных экономических показателеи? за счет кореннои? модернизации системы управления производством, организации надежного централизованного управления технологическим процессом на основе объективных инструментальных данных и контроля результатов работ с минимальным участием человека. Основнои? научно-техническои? целью проекта явилось обеспечение внедрения новых и совершенствования применяемых технологических процессов на основе использования современных решении? в области автоматизированного управления с использованием спутниковои? навигации и технологических радиосетеи? обмена данными. Экономическая цель — снижение себестоимости добычи и транспортировки угля за счет сокращения эксплуатационных затрат, повышения производительности труда персонала и оборудования без существенного увеличения их численности. Основная социальная цель — повышение безопасности выполняемых работ и улучшение условии? труда за счет оптимизации численности персонала, выполняющего свои функциональные обязанности непосредственно в разрезе, и объективнои? оценки результатов работ.

Создание и развертывание системы должно обеспечить:

    • повышение эффективности использования оборудования горнотранспортного комплекса и увеличение его производительности (повышение коэффициента использования грузоподъемности, производительности и мощности транспортных средств, увеличение интенсивности эксплуатации, повышение качества взрывоподготовки, координации работы выемочно-погрузочного и транспортного оборудования) за счет автоматизации и централизации процесса диспетчерского управления;
    • обеспечение экономии ресурсов при достижении необходимых объемов производства (снижение удельного расхода электроэнергии, ГСМ, запчастеи? и других расходных материалов) за счет объективного контроля использования горнотранспортного оборудования в процессе его эксплуатации и оптимизации технологических карт;
    • повышение безопасности работ за счет контроля соблюдения параметров и установленных маршрутов и параметров движения горнотранспортного оборудования (ГТО), предупреждения нарушении? и своевременного оповещения персонала в нештатных ситуациях;
    • улучшение использования трудовых ресурсов и укрепление трудовои? и технологическои? дисциплины за счет инструментального контроля времени и продолжительности выполнения всех технологических операции?, автоматизации сбора и обработки информации, контроля качества выполнения работ на основе объективных данных в реальном масштабе времени.

CE_4(52)_2014.indd
Дополнительными задачами при создании АСОДУ ГТК «Иртыш» стали совершенствование процесса диспетчерского управления на предприятии и улучшение информационного обеспечения и процессов поддержки принятия производственно-хозяи?ственных решении?, автоматизация процессов управления с использованием современнои? микропроцессорнои? техники, формирование единого информационного пространства и современнои? информационнои? инфраструктуры в интересах функционирования основных технологических комплексов.

Достижение основнои? цели проекта осуществляется выполнением следующих локальных целеи? технологии и организации производства:

    • выполнением плановых задании? на смену с заданнои? надежностью, организациеи? сбалансированного взаимодеи?ствия техники на операциях погрузки, транспортировки и разгрузки, обеспечением устои?чивости и ритмичности транспортных потоков в условиях случаи?ных возмущении? хода процесса;
    • сокращением необходимого количества оборудования и механизмов за счет повышения их готовности и максимального использования оборудования в течение смены;
    • сокращением расхода материалов, горюче-смазочных материалов и электроэнергии на единицу продукции — за счет сокращения количества используемого оборудования и механизмов и обеспечения рациональнои? их эксплуатации;
    • повышением коэффициента использования экскаваторов и локомотивосоставов за счет уменьшения простоев в ожидании по взаимным причинам, а также за счет своевременнои? регистрации отказов и восстановления;
    • повышением качества управления объектами за счет оперативного информирования управляющего персонала о ходе протекания технологического процесса;
    • повышением эффективности труда производственного и управляющего персонала за счет принятия оптимальных решении? на основе своевременнои? и точнои? информированности о результатах выполнения основных технологических операции?, а также на основе планирования и прогнозирования хода работ.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕИ? ПРОЕКТА

В процессе разработки проекта руководством Евроазиатскои? энергетическои? корпорации и разреза «Восточныи?» были определены следующие критерии оценки достижения целеи? создания АСОДУ ГТК «Иртыш»:

    • увеличение объемов производства (добыча угля, отработка вскрыши), сокращение (снижение) себестоимости продукции;
    • повышение ритмичности и устои?чивости технологического процесса, уменьшение числа смен, характеризующихся невыполнением установленных плановых задании?;
    • увеличение коэффициента использования технологического оборудования;
    • повышение производительности погрузочного и транспортного оборудования;
    • повышение производительности труда производственного персонала;
    • улучшение экономических показателеи? горнотранспортных и других работ в разрезе (уменьшение затрат на единицу производимои? продукции);
    • снижение непроизводительных расходов;
    • повышение готовности погрузочного и транспортного оборудования за счет непрерывного контроля технического состояния и оперативного планирования планово предупредительных ремонтов и своевременного обеспечения запчастями и расходными материалами.

CE_4(52)_2014.indd

ОСНОВНЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ФУНКЦИИ АСОДУ ГТК «ИРТЫШ»

С внедрением АСОДУ ГТК «Иртыш» разрез «Восточныи?» получил современную информационно-связную инфраструктуру, способную обеспечить автоматизацию технологического процесса добычи угля. Первыи? этап реализации системы предполагал автоматизацию работы ГТО, занятого на вывозе вскрышнои? породы и включающего в себя карьерные самосвалы, локомотивосоставы и одноковшовые экскаваторы в разрезе и отвалах.

Его выполнение позволило решить следующие основные функциональные задачи:

    • автоматическии? сбор объективных данных о функционировании ГТО и персонала в масштабе времени, близком к реальному;
    • автоматизированныи? контроль работы оборудования в режиме реального времени;
    • подготовка данных для автоматизации процесса диспетчерского управления;
    • объективныи? контроль перемещения вскрышнои? породы из разреза в отвалы;
    • отображение текущего размещения и состояния горнотранспортного оборудования и инфраструктуры разреза;
    • контроль скорости, маршрутов и графиков движения;
    • распознавание отклонении? в работе и генерация сигналов тревог.

АВТОМАТИЧЕСКИИ? СБОР ОБЪЕКТИВНЫХ ДАННЫХ О ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ГТО И ПЕРСОНАЛА В МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ, БЛИЗКОМ К РЕАЛЬНОМУ

Средства АСОДУ ГТК «Иртыш» в автоматическом режиме собирают данные о местоположении оборудования, временных составляющих цикла «погрузка–транспортировка–разгрузка», передают их в диспетчерскии? пункт и регистрируют в базе данных для последующеи? обработки. Предусмотрена возможность ручного ввода дополнительнои? информации диспетчерами, машинистами экскаваторов и локомотивосоставов, водителями самосвалов.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫИ? КОНТРОЛЬ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

Система обеспечивает контроль и анализ работы оборудования на основе непрерывно поступающих инструментальных данных с мобильного и стационарного оборудования (текущее время, идентификационныи? номер в системе, местоположение, параметры движения, состояние, характер использования).

Вся информация о работе горнотранспортного оборудования поступает в объединенныи? центр диспетчерского управления (ОЦДУ). На дисплеях операторов ОЦДУ отображается текущая информация о распределении, местоположении и состоянии ГТО, включая:

    • текущее местоположение с отображением на электронном плане разреза;
    • распределение по экскаваторам (точкам погрузки);
    • распределение по пунктам разгрузки;
    • оперативное состояние (порожнии?, на погрузке, на разгрузке, в движении с грузом, на стоянке, в аварии?ном состоянии, на перерыве);
    • вид груза (с какого горизонта вскрыша);
    • текущая производительность каждого экскаватора, локомотива, самосвала в течение смены;
    • ход выполнения основных производственных показателеи?.

Информация, которая не может быть собрана инструментальными средствами, вводится в систему в ручном режиме. Предусмотрена возможность контролируемои? ручнои? корректировки информации, при которои? диспетчер имеет возможность внести окончательные данные для расчетов в ручном режиме с регистрациеи? времени и ответственного за внесенные изменения.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Диспетчерское управление добычным и вскрышным комплексом обеспечивает возможность гибкого изменения производственных задании? в процессе выполнения работ в зависимости от реально складывающеи?ся обстановки. Принятыи? в АСОДУ ГТК «Иртыш» порядок автоматизированного управления транспортным оборудованием позволяет осуществлять динамическое перераспределение по объектам ГТО, пунктам погрузки и выгрузки с минимизациеи? простоев и обеспечением необходимои? интенсивности использования оборудования. Система предусматривает оптимизацию графиков работ по утвержденным критериям. Подготовленные средствами АСОДУ ГТК графики предоставляются диспетчерам ОЦДУ для принятия окончательного решения и выбора наиболее целесообразного, по мнению специалиста, варианта использования ГТО. На первом этапе реализации системы осуществлен сбор объективных данных о параметрах работы ГТО, необходимых для оценки деи?ствующеи? системы управления и выработки направлении? по ее оптимизации. Следует отметить, что получение вышеуказанных данных с необходимои? степенью детализации оказалось возможным только в результате внедрения функции автоматического мониторинга работы с использованием современных средств спутниковои? навигации.

Система включает в себя подсистему обеспечения принятия решении? на базе встроеннои? нормативно-справочнои? информации и сведении? из геолого-технологическои? базы данных.

ОБЪЕКТИВНЫИ? КОНТРОЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВСКРЫШНОИ? ПОРОДЫ ИЗ РАЗРЕЗА В ОТВАЛЫ

Контроль перемещения вскрышнои? породы производится на основе объективных данных о параметрах работы ГТО, позволяющих формализовать технологическии? процесс и надежно идентифицировать составляющие его операции, включая операции погрузки и разгрузки, которые служат основои? для оперативного учета объемов перемещаемои? вскрышнои? породы из разреза в отвалы самосвалами и локомотивосоставами. Определенные средствами системы временные параметры, касающиеся выполнения отдельных операции?, уточняются данными автоматизированного обмена информациеи? между операторами ГТО и могут быть введены или скорректированы диспетчером в случаях, когда они отсутствуют или являются неполными.

Диспетчеры ОЦДУ имеют возможность контролировать распределение ГТО по экскаваторам на погрузке, пунктам разгрузки, количеству выполненных реи?сов (циклов «погрузка-разгрузка»), массе вывезеннои? из разреза вскрыши, типе горнои? породы (с какого горизонта), общему количеству реи?сов по автомобильному и железнодорожному транспорту за смену или заданныи? период. Данные представляются применительно к экскаваторам на погрузке и пунктам разгрузки (разгрузка самосвалов производится в приемные бункеры двух камнедробилок, а локомотивосоставов — в тупиках двух отвалов).

Система хранит оперативныи? архив данных за 30 календарных днеи? и воспроизводит данные по отработанным сменам в полном объеме. Архивные данные используются для анализа аварии?ных ситуации? и обучения.

ОТОБРАЖЕНИЕ ТЕКУЩЕГО РАЗМЕЩЕНИЯ И СОСТОЯНИЯ ГОРНОТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ИНФРАСТРУКТУРЫ РАЗРЕЗА

Отображение касающеи?ся технологического процесса информации производится на индивидуальных мониторах операторов ОЦДУ и широкоформатном групповом мониторе в алфавитно-цифровом и графическом виде с автоматическои? генерациеи? сигналов тревог и использованием принятых правил отображения данных, включая цветовое (зеленыи? цвет — нормальное состояние, желтыи? — переходное, красныи? — аварии?ное). Алфавитно-цифровая информация представляется в виде таблиц, панелеи? и консоли диспетчера, графическая — в виде электронного ситуационного плана и индивидуаль- ных графиков, относящихся к работе соответствующего диспетчера.

На широкоформатном групповом мониторе отображается электронныи? ситуационныи? план, включающии? данные о дорожнои? сети, линиях электропередачи, элементах системы водоотлива, границах разреза и отвалов, объектов инфраструктуры разреза, а также текущее положение горнотранспортного оборудования. Дополнительно на широкоформатныи? дисплеи? выводится информация с любого рабочего места диспетчера ОЦДУ, а также данные деи?ствующеи? на разрезе системы видеонаблюдения.

Широкоформатныи? групповои? дисплеи? представляет собои? видеостену, состоящую из 20 жидкокристаллических дисплеев размером 46″, позволяющую отображать произвольные данные с их сменои? в автоматическом или ручном режимах. В системе предусмотрено отображение динамически обновляемои? постояннои? (электронныи? ситуационныи? план) и периодически изменяемои? (данные от различных диспетчеров и подсистем АСОДУ ГТК) информации. Управление работои? видеостены и выбор данных для текущего отображения на неи? производятся с выделенного рабочего места оператора ОЦДУ.

КОНТРОЛЬ СКОРОСТИ, МАРШРУТОВ И ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Контроль скорости, маршрутов и графиков движения подвижного ГТО производится на основе инструментальных данных, поступающих в систему в автоматическом режиме с заданнои? периодичностью. Периодичность представления данных может быть установлена в процессе работы индивидуально для каждои? единицы ГТО в зависимости от конкретных условии?. Возможности развернутои? на разрезе «Восточныи?» в рамках реализации АСОДУ ГТК «Иртыш» информационно-связнои? инфраструктуры и технологическои? радиосети обмена данными позволяют производить сбор навигационнои? информации с произвольнои? периодичностью, но не чаще раза в секунду. Принятые в системе задержки в поступлении данных составляют от нескольких до нескольких десятков миллисекунд, что обеспечивает нормальное функционирование программных средств, предназначенных для обеспечения автоматизированного диспетчерского управления и оптимизации технологических процессов, с учетом реально складывающеи?ся обстановки.

Скорость перемещения подвижного ГТО контролируется в реальном масштабе времени с учетом принятых ограничении? для сети железнодорожных путеи? и автомобильных дорог, а также вида горнотранспортного оборудования. В случае превышения заданного ограничения в скорости движения, бортовои? терминал оператора ГТО генерирует сигнал тревоги в виде звукового сообщения и индикации на мониторе. Факт нарушения скоростного режима фиксируется в базе данных для дальнеи?шего использования при подведении итогов работы.

Маршрут движения для каждои? подвижнои? единицы ГТО формируется средствами системы на основании плана работ и с учетом его текущих изменении?. Контроль маршрута движения производится с целью исключения ошибочного перемещения самосвала или локомотивосостава на погрузку, разгрузку или в пункт выполнения технологических операции?.

Выполнение графика работ производится автоматически на основе заданных параметров, определенных технологическими картами и единым технологическим процессом.

РАСПОЗНАВАНИЕ ОТКЛОНЕНИИ? В РАБОТЕ И ГЕНЕРАЦИЯ СИГНАЛОВ ТРЕВОГ

В АСОДУ ГТК «Иртыш» реализуется автоматическое распознавание отклонении? в работе, которое основывается на непрерывном контроле времени выполнения операции? погрузки и разгрузки, перемещения между пунктами погрузки и разгрузки, а также выполнения технологических операции? и предусмотренных графиком работ простоев для каждои? единицы ГТО. Строгая формализация выполняемых операции? и разработанные специалистами разреза нормативные показатели позволяют выявлять отклонения в работе в масштабе времени, близком к реальному. Это обеспечивает возможность своевременнои? реакции диспетчера на происходящие события и существенное сокращение простоев по причинам сбоев в работе.

В случае выявления отклонения система автоматически генерирует сигнал тревоги, которыи? доводится по каналам интегрированнои? технологическои? информационнои? сети до всех заинтересованных пользователеи? в соответствии с принятыми разграничениями ответственности. Разграничение ответственности в системе выполнено с учетом имеющихся возможностеи? пользователеи? по реагированию на соответствующие возникающие отклонения.

Таким образом, современная автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом разреза позволяет реализовать надежную и гибкую схему управления технологическим процессом добычи и транспортировки полезных ископаемых, обеспечив рост производственных показателеи? и повышение безопасности выполняемых работ. Современные системы данного типа, использующие последние достижения в области информационных технологии?, средств обмена данными и навигации, являются эффективным средством повышения производительности труда и сокращения себестоимости продукции. Внедрение таких систем может быть рекомендовано в качестве одного из ключевых направлении? технического перевооружения горнодобывающих предприятии?.

Первая часть цикла статеи? опубликована в Control Engineering Россия No 5’2013, с. 66

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *