Обучающий комплекс по многофункциональным автоматизированным системам контроля рудничной атмосферы

Обучающий комплекс по многофункциональным автоматизированным системам контроля рудничной атмосферы предназначен для подготовки специалистов угольных предприятий по эксплуатации и обслуживанию оборудования этих систем, основных и дополнительных функций систем жизнеобеспечения, контроля работы и управления технологическим оборудованием. Комплекс содержит в своем составе автоматизированное рабочее место преподавателя, 9 автоматизированных рабочих мест операторов аэрогазового контроля, один действующий макет очистного забоя и один действующий макет подготовительного забоя угольной шахты. Комплекс позволяет приобрести навыки работы со следующими функциями многофункциональной системы: аэрогазовый контроль (измерение концентрации метана, оксида углерода, скорости воздушного потока, температуры и давления поступающего в горные выработки воздуха), автоматическая газовая защита (отключение электрооборудования при превышении порога концентрации метана и оксида углерода), контроль работы и управление вентиляторами местного проветривания, контроль и управление энергоснабжением, контроль давления и расхода воды в противопожарных и оросительных системах, контроль запыленности воздуха, автоматизация и контроль работы водоотливных установок, контроль работы технологического оборудования (комбайнов, конвейеров), отработать взаимодействие между поверхностным и подземным персоналом угольной шахты с моделированием работы технологического оборудования при технологических и нештатных ситуациях его работы и отказах в элементах многофункциональной системы. Макеты датчиков и элементов технологического оборудования содержат электронные компоненты и позволяют имитировать работу реального оборудования. Элементы комплекса размещаются на глухих стенах помещения с размерами не менее 5×5×2,5 м.

Название полезной модели.

Обучающий комплекс по многофункциональным автоматизированным системам контроля рудничной атмосферы.

Область техники, к которой относится полезная модель.

Технические средства обучения.

Уровень техники.

1. Обучающий комплекс управления движения поездов. Научно-исследовательская лаборатория «Комплексные системы автоматизации». г.Екатеринбург, www.nilksa.ru

2. Объемный макет с показом технологического процесса. ООО «MAKET-W» Москва, www.maket-w.ru

Раскрытие полезной модели

Обучающий комплекс по многофункциональным автоматизированным системам контроля рудничной атмосферы относится к техническим средствам обучения.

Технический результат применения обучающего комплекса заключается в приобретении навыков у персонала по эксплуатации и обслуживанию систем жизнеобеспечения, контроля и управления технологическим оборудованием, реализованных на многофункциональных автоматизированных системах контроля рудничной атмосферы.

Обучающий комплекс моделирует работу угольной шахты, состоящей из одного очистного и одного подготовительного забоев.

Основные функции:

- контроль работы и управление объектами жизнеобеспечения угольной шахты;

- отработка взаимодействий между оператором и подземным персоналом;

- реализация алгоритмов работы шахтной автоматики и телемеханики: аэрогазовый контроль, автоматическая газовая защита, контроль скорости воздушного потока; раннее обнаружение пожаров, контроль запыленности в очистных и подготовительных

выработках, контроль водоснабжения и орошения в очистных и подготовительных выработках, управление и контроль работы вентиляторов местного проветривания, контроль и управление работой автоматизированного водоотлива, контроль и управление электроснабжением подготовительных участков, контроль работы технологического оборудования;

- моделирование работы технологического оборудования угольной шахты;

- ввод технологических и нештатных ситуаций: отказ элементов технологического оборудования, линий связи, элементов электроснабжения, в том числе неисправностей оборудования многофункциональной системы;

- протоколирование информации для дальнейшего анализа действий обучаемого;

Состав:

- автоматизированное рабочее место преподавателя;

- автоматизированное рабочее место оператора аэрогазового контроля - 9 шт.;

- действующий макет технологического оборудования очистного забоя с элементами водоотлива;

- действующий макет технологического оборудования подготовительного забоя.

Оборудование диспетчерской шахты содержит: барьер искробезопасности, модем, две серверные станции, два источника бесперебойного питания, одну рабочую станцию.

Действующий макет технологического оборудования очистного забоя содержит: имитаторы датчиков метана, оксида углерода, скорости воздушного потока, запыленности, давления и расхода воды и имитатор автоматизированной насосной установки по откачке воды. На макет нанесены контуры горных выработок с указанием направления воздушной среды. Технологическое оборудование показано в виде уменьшенных копий со световыми сигнализаторами состояния работы.

Действующий макет технологического оборудования подготовительного забоя содержит имитаторы датчиков метана, оксида углерода, скорости воздушного потока, давления и расхода воды, запыленности воздуха. Для моделирования автоматизированной вентиляционной установки используются миниатюрные вентиляторы и воздуховод с установленным в нем датчиком скорости воздушного потока. Скорость вращения электродвигателей вентиляторов может изменяться от 0 до максимального значения, что позволяет моделировать аварийные ситуации воздухоснабжения.

Технические средства обучения представляют собой компьютеры, объединенные общей сетью с серверными станциями и позволяющие вести управление объектами макетов с рабочих мест. Как дополнительное средство визуализации используется видеопроектор.

Имитаторы датчиков представляют собой копии датчиков в натуральную величину с электронными компонентами, позволяющими получать на их выходе регулируемый сигнал аналогичный сигналу реального датчика, а так же уровень сигнала выходящий за пределы диапазона датчика, что позволяет моделировать нештатные ситуации.

В качестве подземной управляющей системы для оборудования очистного и подготовительного забоя используются контроллеры технологического оборудования "MineWatch PC-21" фирмы "Davis Derby" Великобритания. В состав оборудования многофункциональной системы входят: источник питания 1300/1000, блок телеметрии БТ, блок управления БУ, блок ввода-вывода БВВ, модуль ввода вывода, датчик метана ИДИ 10.00.00, датчик оксида углерода ТХ6373, Датчик скорости потока воздуха ТХ5922, датчик температуры ТХ6273, датчик давления ТХ6143, звуковой сигнализатор ТХ6831. В обучающем комплексе могут быть применены многофункциональные системы иных производителей: «Микон-1P», «Гранч» (Россия), «Mincos» Германия, «Baldwin & Francis» Великобритания.

Краткое описание чертежей.

Фото 1 - автоматизированное рабочее место преподавателя.

Фото 2 - действующий макет очистного забоя.

Фото 3 - действующий макет подготовительного забоя.

Осуществление полезной модели.

Полезная модель может быть осуществлена путем изготовления макетов элементов из дерева, металла или пластмассы, установки и крепления на стенах помещения размером 5×5×2,5 м. Для подключения элементов макета к модулям многофункциональной системы используются многожильные кабели сечением не менее 0,5 мм2. Питание обучающего комплекса 220 В 50 Гц. Потребляемая мощность не более 3,5 кВт.

Обучающий комплекс по многофункциональным автоматизированным системам контроля рудничной атмосферы, содержащий в своем составе технические средства обучения, действующие макеты подготовительного и очистного забоев с имитаторами датчиков метана, оксида углерода, скорости, давления и температуры воздуха, запыленности, давления и расхода воды в противопожарном трубопроводе и технологического оборудования, моделирующий работу системы аэрогазового контроля угольной шахты, контроль и управление работы вентиляторов местного проветривания, автоматизированной водоотливной установки в штатном и нештатном режимах работы и позволяющий производить ускоренную и качественную подготовку специалистов угольных шахт.