Модернізація автоматизованої системи управління циклічно-поточною технологією транспортування гірничої маси з горизонту -300 в умовах ПРАТ "ІГЗК"

Об’єктом дослідження є технологічний процес транспортування гірничої маси стрічковими конвеєрами на горизонті −300 м тракту «Східний-2» ПрАТ «ІНГЗК». Предметом дослідження є автоматизована система керування режимами роботи конвеєрного транспорту з використанням частотно-керованих електроприводів. Метою кваліфікаційної роботи є підвищення ефективності, надійності та безпеки транспортування гірничої маси шляхом удосконалення автоматизованої системи керування на основі застосування частотних перетворювачів і сучасних засобів програмно-технічної реалізації. Для досягнення поставленої мети у роботі використано методи системного аналізу, математичного моделювання динамічних процесів, теорії автоматичного керування, а також методи структурного та функціонального синтезу АСУ ТП. У першому розділі виконано аналітичний огляд предметної області та досліджено технологічний процес транспортування гірничої маси як об’єкт автоматизації. Показано, що діючі системи управління на аналогічних об’єктах мають обмежені можливості адаптації до змінних режимів роботи та не забезпечують повного використання потенціалу енергозбереження. Аналіз літературних джерел і практики впровадження сучасних АСУ ТП дозволив обґрунтувати доцільність застосування частотно-регульованих електроприводів у поєднанні з інтелектуальними алгоритмами керування як одного з найбільш ефективних напрямів модернізації конвеєрного транспорту. У другому розділі сформовано постановку задач автоматизації та обґрунтовано структуру модернізованої системи управління. Запропоновано ієрархічний підхід до організації АСУ ТП з чітким розподілом функцій між рівнями керування, моніторингу, сигналізації та захисту. Показано взаємозв’язок функціональних завдань системи та їх роль у забезпеченні стабільної роботи конвеєрного тракту в умовах змінного навантаження. Такий підхід створює основу для гнучкого розвитку системи та впровадження адаптивних і супервізорних алгоритмів управління. У третьому розділі наведено реалізацію запропонованої системи управління на базі сучасної апаратно-програмної платформи Siemens. Обґрунтовано вибір програмованого логічного контролера, розподілених модулів введення-виведення, частотно-регульованого електропривода та засобів вимірювання технологічних параметрів. Запропоновано систему автоматичного регулювання швидкості стрічкового конвеєра з урахуванням реального навантаження, а також концепцію нечіткого супервізорного керування для корекції параметрів регулятора. Показано, що така реалізація дозволяє зменшити динамічні навантаження на обладнання, підвищити стабільність роботи та покращити керованість технологічного процесу. У четвертому розділі виконано економічне обґрунтування доцільності впровадження запропонованих технічних рішень. Застосовано аналітично-методичний підхід до оцінювання економічного ефекту, який не потребує використання конфіденційних виробничих даних. Показано, що впровадження частотно-регульованого електропривода та сучасної АСУ ТП створює передумови для зниження споживання електроенергії, скорочення витрат на технічне обслуговування та зменшення кількості аварійних зупинок. Сукупність прямих і непрямих ефектів підтверджує економічну доцільність модернізації системи управління. Запропоновані рішення забезпечують зниження енергоспоживання, зменшення динамічних навантажень на обладнання, підвищення стабільності роботи та зменшення кількості аварійних зупинок. Практичне значення роботи полягає у можливості впровадження отриманих результатів на діючому виробництві без суттєвої заміни існуючого обладнання, що створює економічний ефект за рахунок зниження експлуатаційних витрат.