Анализ этапов становления и развития систем диспетчеризации в России

- © А.Ф. Клебанов, 2014

УДК 622.013

А.Ф. Клебанов

АНАЛИЗ ЭТАПОВ СТАНОВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ В РОССИИ

Проанализированы все четыре этапа развития автоматизированных систем диспетчеризации, которые использовались в России при ведении открытых горных работ. Очерчен круг производителей и пользователей этих систем, дана оценка эффективности их применения при различных вида открытых работ.

Ключевые слова: система диспетчеризации, система «Карьер», коммуникационная подсистема, прикладная подсистема, разрез.

Система диспетчеризации составляет основу управления мобильным транспортным оборудованием карьеров и рудников открытой добычи (АСД АТ) и предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на автосамосвалы и устройства сигнализации.

С помощью АСД АТ решаются четыре базовые задачи горного производства:

1. учет горной массы;

2. учет использования оборудования;

3. контроль хода производства;

4. оптимизация управления автосамосвалами.

АСД АТ выполняют следующие функциональные операции:

• весовой контроль горной массы;

• временной контроль видов всех видов работ и простоев автосамосвалов;

• оптимальное распределение порожних и груженых автосамосвалов;

• контроль выполнения сменного задания;

• оптимизации работы водителей автосамосвалов;

• учет выполненной работы.

Системы АСД АТ, начиная с 1978 г.,

прошли четыре этапа становления, каждый из которых определяется степенью участия человека в выработке и реализации решений [1], а именно:

1. Этап создания систем «ручного режима» - оперативному персоналу представляется информация о работе автосамосвала, а выбор и реализацию управляющих воздействий производит, например, транспортный диспетчер («Кварцит», Ингулецкий ГОК).

2. Этап создания систем «режима советчика» - система вырабатывает рекомендации по управлению, а решение реализует транспортный диспетчер («Карат» «Пуск», «Томусинский» и «Гранит»).

3. Этап создания систем «диалогового режима» - оперативный персонал имеет возможность изменять постановку и условия задачи по управлению автосамосвалами («Карат-М», «Гермес» - СевГОКе, «Комплект-АТ» -Соколовский карьер ССГОКа).

4. Этап создания систем «режима реального времени» («КАРЬЕР»).

За 1978-85 гг. ЦНИИКА разработаны, изготовлены и поставлены на объекты горнорудной промышленности 13 систем типа «Карат» и «Карат-М», некоторые из которых успешно функционировали и находились в промышленной эксплуатации более 15 лет.

Внедрение таких систем позволило снизить простои автотранспорта в ожидании погрузки в среднем на 15-20%, простои экскаватора в ожи-

дании транспорта - на 20%, повысить однородность качества руды, поступающей на обогатительную фабрику, увеличить коэффициент использования грузоподъемности автотранспорта на 17%, повысить культуру производства.

В то же время система «Карат-М» и аналогичные ей системы не позволяли контролировать важные эксплуатационные характеристики работы автосамосвалов, что приводило к необоснованным и завешенным затратам на горюче-смазочные материалы, техническое обслуживание и ремонт, а также автомобильные шины.

Результаты использования рассмотренных систем управления автотранспортом показали, что системы «Карат» и «Пуск» целесообразно применять на карьерах производительностью 5-10 млн т сырой руды, а системы «Комплекс-АТ» и «Гермес» - свыше 10 млн т в год [2].

Современный этап создания систем диспетчеризации управления карьерными автосамосвала воплотился в системе «КАРЬЕР», разработанной специалистами фирмы ООО «ВИСТ Групп».

Система «КАРЬЕР» разработана с целью повышения оперативного управления работой большегрузных самосвалов за счет непрерывного обеспечения диспетчерского и управленческого персонала полной информацией о текущем положении и техническом состоянии самосвалов [3].

Система «КАРЬЕР» представляет собой информационную систему, которая связывает между собой источники и потребителей информации с помощью каналов передачи информации. В качестве источников информации используются датчики местоположения, скорости и технического и эксплуатационного состояния автосамосвалов и его отдельных углов и агрегатов, а также актуальная циф-

ровая модель горных работ разреза.

Потребителями информации являются диспетчерский центр разреза и другие инженерные службы предприятия, занимающиеся обработкой статистических данных.

Диспетчерский центр разреза, оснащенный радиооборудованием, средствами компьютерной техники и программным обеспечением, автоматически принимает и обрабатывает поступающую информацию, а также обеспечивает ее оперативное графическое отображение на терминалах пользователей - диспетчеров и накопление для последующего решения задач учета и анализа.

Обмен данными между диспетчерским центром и мобильными объектами осуществляется посредством передачи цифровых данных с использованием радиомодемов бортовых контроллеров, подключенных к входу автомобильных радиостанций. Данные о местоположении и состоянии самосвалов формируются в ее бортовом контроллере и отсылаются в диспетчерский центр автоматически.

В случае аварийного сбоя работы радиосвязи или ухода самосвала из зоны радиовидимости предусмотрена возможность сохранения телеметрической информации в памяти контроллера и дальнейшей передачи ее с контроллера мобильного объекта через стандартный интерфейс на ноутбук, что позволяет пополнить базу данных диспетчерского центра недостающей информацией.

Функционирование АСД АТ «КАРЬЕР» поддерживается глобальной системой позиционирования (Global Positioning System - GPS), назначение которой состоит в определении с достаточной точностью в реальном масштабе времени положения и скорости любого объекта, работающего в карьере с помощью спутниковой системы навигации, включающей 24 ис-

Рис. 1. Структурная схема системы диспетчеризации

кусственных спутника Земли, оборудованных соответствующей аппаратурой.

На структурном уровне система «КАРЬЕР» представляет собой распределенную структуру сбора, обработки, хранения и визуализации информации о местоположении и состоянии самосвалов. Структурная схема «КАРЬЕР» приведена на рис. 1.

Бортовой комплект оборудования предназначен для определения местоположения (координаты на местности), скорости и курса движения самосвала, пройденного пути, а также параметров его текущего состояния (вес перевозимой горной массы и количество.

Система контроля загрузки обеспечивает равномерную и точную загрузку самосвалов без недогрузок

и перегрузок, а для определения степени загрузки самосвала используется методика интегрированного вычисления веса груза по давлению в га-зо-маслонаполненных амортизаторах подвески.

Коммуникационная подсистема обеспечивает прием, обработку, накопление и передачу информации в прикладную подсистему.

Прикладная подсистема обеспечивает сбор, накопление, хранение и архивацию данных о положении и состоянии автосамосвалов, получаемых от коммуникационной подсистемы; визуализацию текущего положения и состояния контролируемых машин на терминалах рабочих мест пользователей.

Конструктивно прикладная подсистема состоит из основного и вспо-

Рис. 2. Структура диспетчерского центра

могательного компьютерного оборудования, а также системного и прикладного программного обеспечения, а организационно выделена в форме диспетчерского центра (рис. 2).

При использовании системы «КАРЬЕР» диспетчер имеет возможность наблюдать в динамике достоверную картину работы оборудования разреза и принимать оптимальные и оперативные решения по устранению ситуаций, связанных с авариями и простоем оборудования.

Система диспетчеризации «Карьер» была внедрена на горных пред-

приятиях открытой добычи России и стран СНГ, с общей производительностью добычи более 120 млн т / год, что позволило получить значительные экономический, социальный и экологический эффекты.

В их число вошли следующие предприятия: в России - разрез «Черниговский», Талдинский ГОК, ЮжноКузбасский ГОК; на Украине - Ингу-лецкий ГОК, Полтавский ГОК.

Экономический эффект от внедрения системы диспетчеризации «Карьер» составил более 500 млн руб. (в ценах 2003 г.).

1. Камынин Ю.Н., Зильберман Я.С. Автоматизация карьерного транспорта. - М.: Недра, 1991. - 224 с.

2. Васильев М.В. Транспорт глубоких карьеров. - М.: Недра, 1983. - 296 с.

3. Клебанов А.Ф., Владимиров Д.Я., Рыбак Л. В. Система диспетчеризации больше-

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

грузных автосамосвалов «Карьер» на разрезе «Черниговский»: структура, функциональность, экономическая эффективность // Горная промышленность. - 2003. - № 1. -С. 52-56. ЕЛЗ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ

Клебанов Алексей Феликсович - кандидат технических наук, e-mail: marketing@vistgroup.ru, ВИСТ Групп.

UDC 622.013

ANALYSIS OF INITIATION AND DEVELOPMENT OF DISPATCHING CONTROL SYSTEMS IN RUSSIA

Klebanov A.F., Candidate of Technical Sciences, e-mail: marketing@vistgroup.ru, VIST Group.

The author has analyzed all four stages of automated dispatching control development in open-pit mining in Russia. The circle of manufacturers and users of the systems is outlined, and efficiency of the systems in various open-pit mining operations is evaluated.

Key words: control system, the system "Quarry", the communication subsystem, the application subsystem section.

REFERENCES

1. Kamynin Yu.N., Zil'berman Ya.S. Avtomatizatsiya kar'ernogo transporta (Automation of open-pit mine transport), Moscow, Nedra, 1991, 224 p.

2. Vasil'ev M.V. Transport glubokikh karerov (Deep open-pit mine transport), Moscow, Nedra, 1983, 296 p.

3. Klebanov A.F., Vladimirov D.Ya., Rybak L.V. Gornaya promyshlennost', 2003, no 1, pp. 52-56.

ОЦЕНКА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

Голотвин Алексей Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент, УФ ВНИМИ, Осинцев Валерий Андреевич - кандидат технических наук, доцент, Кокарев Константин Владимирович - кандидат технических наук, ассистент кафедры, Широков Максим Александрович - аспирант,

Уральский государственный горный университет, e-mail: office@ursmu.ru.

ASSESSMENT OF THE RELATIVE STRENGTH OF ROCKS

Golotvin A.D., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, UV VNIMI,

Osintsev V.A., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor,

Kokarev K.V., Candidate of Technical Sciences, Assistant of Chair,

Shirokov M.A., Graduate Student,

Ural State Mining University, e-mail: office@ursmu.ru.

_ РУКОПИСИ,

ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»