Система диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты
Полезная модель относится к области горной промышленности, в частности к системам оперативно-диспетчерского контроля и управления на угольных шахтах.
Задачами полезной модели являются повышение надежности системы, расширение функций диагностики состояния оборудования и архивирования рабочих параметров, обеспечение защищенного доступа по сети Интернет для осуществления мониторинга и управления.
Решение указанных задач достигается за счет того, что в систему диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты, содержащую центральный диспетчерский пост, подсистемы контроля и управления вентиляторной установкой главного проветривания, котельной, калориферами, поверхностной высоковольтной подстанцией, противопожарной насосной станцией и скважинами, погрузкой угля и складом, а также линии связи, введены автоматизированные рабочие станции горного диспетчера и главного энергетика, серверы ввода/вывода, сбора архивов, промышленных приложений и Web-портала. Кроме того, для осуществления связи между центральным диспетчерским постом и локальными подсистемами контроля и управления поверхностными установками шахты применена кольцевая оптоволоконная сеть, обладающая высокой помехозащищенностью и защитой против обрыва кабеля. Это обеспечивает повышение надежности системы, а введение автоматизированных рабочих станций и серверов позволяет существенно расширить функции диагностики состояния оборудования и архивирования рабочих параметров, а также обеспечивает возможность удаленного и безопасного доступа по сети Интернет.
Полезная модель относится к области горной промышленности, в частности к системам оперативно-диспетчерского контроля и управления на угольных шахтах.
Известна оперативно-диспетчерская система шахты (Гаврилов П. Д. Автоматизация производственных процессов. - М., Недра, 1985, с.189-194), содержащая центральный диспетчерский пост, подсистемы контроля и управления вентиляторной установкой главного проветривания, калориферами, противопожарной насосной станцией, погрузкой угля и поверхностной подстанцией, а также линии связи. Данная система обеспечивает бесперебойное функционирование производственных процессов шахты и оперативное устранение (посредством вмешательства диспетчера) возникающих нарушений в работе шахтных установок и комплексов.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является система диспетчерского контроля и управления поверхностными установками угольной шахты (Батицкий В.А. Автоматизация производственных процессов и АСУТП в горной промышленности. - М., Недра, 1991, с.240-244), содержащая центральный диспетчерский пост, подсистемы контроля и управления вентиляторной установкой главного проветривания, котельной, калориферами, противопожарной насосной станцией и скважинами, погрузкой угля и складами, поверхностной высоковольтной подстанцией, а также линии связи. Система имеет двухступенчатую структуру, при которой центральный диспетчерский пост связан с отдельными процессами и комплексами шахты через промежуточные операторские станции. Система обеспечивает сбор и передачу диспетчеру информации о текущих технологических параметрах и работе отдельных механизмов и аппаратуры автоматизации, об исполнении команд
и сигналов управления, о производительности механизмов и расходе электроэнергии, а также о возникающих неполадках и неисправностях.
Недостатками описанных систем являются низкая надежность, обусловленная применением релейно-контакторных схем и низкой помехозащищенностью линий связи, малые возможности в области диагностики состояния оборудования и архивирования рабочих параметров, отсутствие возможности доступа по сети Интернет.
Задачами полезной модели являются повышение надежности системы, расширение функций диагностики состояния оборудования и архивирования рабочих параметров, обеспечение защищенного доступа по сети Интернет для осуществления мониторинга и управления.
Решение указанных задач достигается за счет того, что в описанную систему диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты, содержащую центральный диспетчерский пост, подсистемы контроля и управления вентиляторной установкой главного проветривания, котельной, калориферами, поверхностной высоковольтной подстанцией, противопожарной насосной станцией и скважинами, погрузкой угля и складом, а также линии связи, введены автоматизированные рабочие станции горного диспетчера и главного энергетика, серверы ввода/вывода, сбора архивов, промышленных приложений и Web-портала. Кроме того, для осуществления связи между центральным диспетчерским постом и локальными подсистемами контроля и управления поверхностными установками шахты применена кольцевая оптоволоконная сеть, обладающая высокой помехозащищенностью и защитой против обрыва кабеля. Это обеспечивает повышение надежности системы, а введение автоматизированных рабочих станций и серверов позволяет существенно расширить функции диагностики состояния оборудования и архивирования рабочих параметров, а также обеспечивает возможность удаленного и безопасного доступа по сети Интернет.
На чертеже представлена структурная схема системы диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты.
Система диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты содержит центральный диспетчерский пост 1, в котором размещены рабочая станция диспетчера 2, основной 3 и резервный 4 серверы ввода/вывода, сервер сбора архивов 5, основной 6 и резервный 7 серверы промышленных приложений и сервер Web-портала 8, рабочую станцию главного энергетика 9 и подсистемы контроля и управления вентиляторной установкой главного проветривания 10, котельной и калориферами 11, противопожарной насосной станцией и скважинами 12, поверхностной высоковольтной подстанцией 13, погрузкой угля и складом 14. Рабочие станции 2 и 9, серверы 3, 4, 5, 6, 7 и 8 и подсистемы контроля и управления поверхностными установками шахты 10, 11, 12, 13 и 14 через линии связи 15 и оптические коммутаторы 16 объединены в кольцевую оптоволоконную сеть шахты 17.
Система диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты работает следующим образом. Основной (рабочий) сервер ввода/вывода 3 производит опрос контроллеров и других устройств подсистем контроля и управления вентиляторной установкой главного проветривания 10, котельной и калориферами 11, противопожарной насосной станцией и скважинами 12, поверхностной высоковольтной подстанцией 13, погрузкой угля и складом 14. Полученная информация по запросу сохраняется на сервере сбора архивов 5 и отображается на экранах рабочих станций горного диспетчера 2 и главного энергетика 9 в виде значений технологических параметров, сообщений о состоянии механизмов, о возникающих в системе событиях и неполадках. На рабочей станции горного диспетчера 2 кроме функции контроля реализована возможность непосредственного вмешательства в производственный процесс (проветривание шахты, подогрев воздуха, погрузка угля и т.д.), причем управляющие сигналы поступают в подсистемы контроля и управления поверхностными установками шахты 10, 11, 12, 13 и 14 через сервер ввода/вывода 3. На основном (рабочем) сервере промышленных приложений 6 установлено программное обеспечение, необходимое для
функционирования системы диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты. С сервера Web-портала 8 осуществляется выход в сеть Интернет. Серверы ввода/вывода 3 и промышленных приложений 6 продублированы резервными серверами 4 и 7, что способствует повышению надежности системы в целом.
Предлагаемая система диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты успешно испытана на действующей угольной шахте.
В данной системе обмен информационными и управляющими сигналами по линиям связи 15 осуществляется по сети Ethernet, а оптоволоконное кольцо 17 организовано по технологии Turbo Ring. В качестве оптических коммутаторов 16 могут быть применены коммутаторы Switch EDS-508.
Опыт эксплуатации системы диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты показал, что работа системы удовлетворяет требованиям промышленной безопасности и обеспечивает бесперебойное автоматическое функционирование технологических установок поверхностного комплекса шахты.
Система диспетчерского контроля и управления поверхностными установками шахты, состоящая из рабочих станций горного диспетчера и главного энергетика, основного и резервного серверов ввода/вывода, сервера сбора архивов, основного и резервного серверов промышленных приложений и сервера Web-портала, посредством оптических коммутаторов и линий связи, объединенных в кольцевую оптоволоконную сеть шахты, в которую через оптические коммутаторы включены подсистемы контроля и управления вентиляторной установкой главного проветривания, котельной и калориферами, поверхностной высоковольтной подстанцией, противопожарной насосной станцией и скважинами, погрузкой угля и складом.
