WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«В.Г. Шевченко, канд. техн. наук, Ю.И. Кияшко, докт. техн. наук, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ ...»

«Мехатрнное горное оборудование – 2010»

УДК 622.272:622.232.72-5

В.Г. Шевченко, канд. техн. наук

,

Ю.И. Кияшко, докт. техн. наук, Институт геотехнической

механики им. Н.С. Полякова НАН Украины

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ

СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ ОЧИСТНЫМ КОМБАЙНОМ, КАК

МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМОЙ

Рассмотрены научно-технические принципы разработки способа управления

очистным комбайном, как мехатронной системой, на примере комбайнов УКД 300 и КДК 500 .

Очистной комбайн, способ управления, мехатронная система Проблема и ее связь с научными и практическими задачами .

Современные очистные комбайны должны в полной мере соответствовать требованиям высокопроизводительной и безопасной угледобычи. Процесс управления комбайном должен строиться на принципах своевременности предоставления информации машинисту, оперативного контроля целого ряда параметров внешней среды и самого комбайна, внедрении системы поддержки принятия решений;

сам же процесс управления должен быть максимально удобным для машиниста, обеспечивать наилучшие эргономические показатели .

Проблема обоснования и разработки новых способов управления очистными комбайнами, как мехатронными системами, является важной для повышения безопасности горнорабочих и производительности процессов угледобычи в целом [1] .

Анализ исследований и публикаций. Общие проблемы, принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем рассматриваются, например в [2, 3]; вопросы применения мехатронного подхода к проектированию очистного оборудования угольных шахт рассматриваются в [4, 5]. Однако проблемы совершенствования очистной техники требуют обоснования и разработки новых способов управления очистными машинами, как мехатронными системами .

Постановка задачи. Обоснование и разработка нового способа управления очистным комбайном, как мехатронной системой .

Научные труды международной научно-технической конференции Изложение материала и результаты. Рассмотрим типовую схему машины с компьютерным управлением [6] применительно к очистному комбайну для выемки пологих пластов .

Внешней средой для очистМашинист- Компьютерная ного комбайна является пространоператор сеть Цель ство очистного забоя, а объектом управления Устройство работы – угольный пласт, которые управления характеризуются целым рядом Приводы различных параметров, большинСиловые пре- Сенсоры (датство из которых неопределенн

–  –  –

номного программирования и непосредственно в процессе движения (для современных очистных комбайнов наиболее характерен последний режим); организация обмена данными с периферийными устройствами, сенсорами и другими устройствами системы .

Нами предлагается новый способ управления очистным комбайном в полной мере отвечающий требованиям к современным мехатронным системам и обладающий всем набором основных функций устройства управления перечисленным выше.

В основу предлагаемого способа положены следующие научно-технические принципы повышения готовности системы “горнорабочие – очистной комплекс” к высокопроизводительной и безопасной работе [7,8]:

- научно-обоснованный подбор и расстановка кадров с помощью современной компьютеризированной системы количественной оценки склонности каждого из рабочих к выполнению узкоспециализированной операции и его способности к общей работе в коллективе;





- обеспечение каждого горнорабочего средствами индивидуального контроля биомеханических характеристик (измерение энергозатрат в процессе угледобычи) с передачей данных на пульт управления и принятие руководителем звена решения относительно оптимального режима работы системы “звено горнорабочих - очистной комплекс”;

- централизованный сбор, хранение в единой базе данных и обработка информации о состоянии, психофизических и биомеханических параметрах горнорабочих, технологических, технических и горно-геологических параметрах внешней среды;

- реализация нелинейного управления руководителем звена горнорабочих, которое основано на обработке нечетких исходных данных о состоянии оборудования, горно-геологических условий, параметрах самых горнорабочих и обеспечение рациональных соотношений между необходимым и достаточным количеством и качеством информации, которая поступает к горнорабочим, их индивидуальными психофизическими особенностями, возрастом, физическими кондициями и пр.;

- организация автоматизированного рабочего места машиниста, который единолично управляет очистным комплексом из кабины, и внедрение способа управления очистным комбайном и устройства для его реализации, который заключается в автоматизации управления и контроля параметров очистного комбайна, оперативном получении и выдаче информации на монитор, который отличается тем, Научные труды международной научно-технической конференции что машинист-оператор получает информацию о параметрах технологического процесса выемки, элементов очистного комбайна, обрабатывает ее и с помощью системы поддержки принятия решений, формирует управляющие команды, которые с помощью пультов управления передаются очистному комбайну .

Устройство обеспечивает механизацию перемещения машиниста по лаве, позволяет минимизировать энергозатраты машиниста в процессе выемки, избегать травм, повысить, в сравнении с традиционным способом управления, концентрацию внимания, время латентного периода сенсомоторных реакций, в целом вероятность безошибочной работы машиниста .

Схема устройства для управления очистными комбайнами КДК500 и УКД300 приведены на рис. 2 и 3. Устройство для комбайна КДК 500 состоит из 1 - металлического корпуса, 2 - поворотного основания, 3- футляра с каской, самоспасателем, аптечкой, 4 - бронированного стекла, 5 - блока рычагов управления поворотным механизмом, 6 - сиденья машиниста, 7 – дверей, 8 - поворотного механизма с приводом, 9 - пульта управления с монитором – компьютером, 10 амортизаторов - стабилизирующих элементов, 11 - кабелей (электропитания, приема/передачи данных), 12 - световых датчиков автоматического управления передвижкой секций механизированной крепи .

Для комбайна УДК300 из 1 - металлического корпуса, 2 - бронированного стекла, 3 - сиденья машиниста, 4- футляра с каской, самоспасателем, аптечкой, 5- дверей, 6 - монитора – компьютера, 7 - пультов управления, 8 - кабелей (электропитания, приема/передачи данных), 9

- амортизаторов - стабилизирующих элементов, 10 - световых датчиков автоматического управления передвижкой секций крепи .

Металлический корпус и плотно прилегающее к нему бронированное стекло обеспечивают защиту и микроклимат внутри кабины .

Бронированное стекло, обеспечивает круговой обзор для машиниста .

Съемное сиденье, перемонтируется для комбайна УКД300 на 180 град при обратном движении комбайна при челноковой выемке. Монитор-компьютер, прикрепленный к металлической стойке по середине с правой стороны (для комбайна УДК300), обеспечивает визуализацию информации с датчиков и каналов связи, обеспечивает удобство и оперативность управления очистным комбайном. Футляр с каской, самоспасателем, обеспечивающими защиту машиниста при перемещении по выработкам, аптечкой, для оказания первой меди

–  –  –

Пульты управления обеспечивают удобство управления на основе визуальной информации и информации с монитора. Амортизаторы - стабилизирующие элементы, которые крепятся к корпусу очистного комбайна, обеспечивают снижение вибраций, передаваемых от корпуса комбайна. Кабели приема-передачи данных с датчиков и каналов связи для передачи данных на монитор компьютера и с пультов управления очистным комбайном, расположенные по центру справа. Датчики автоматического управления передвижкой секций, расположенные на корпусе очистного комбайна по обеим его сторонам сверху и на секциях механизированной крепи, обеспечивают автоматическую передвижку секций механизированной крепи и забойного конвейера при совпадении световых сигналов .

Отличие устройства для управления очистным комбайном КДК500 от устройства для комбайна УКД300 состоит в том, что в первом случае при челноковой схеме выемки и изменении направления движения комбайна машинисту не надо покидать кабину, что обеспечивается наличием поворотного механизма. Во втором случае при изменении направления выемки машинист выходит из кабины и вручную перемонтирует сиденье. Габаритные размеры устройств управления вписываются в размеры поперечного сечения корпуса комбайна, что не уменьшает живое пространство очистного забоя и не препятствует подаче необходимого для вентиляции количества воздуха .

Сравнительная характеристика традиционного (управление с пульта) и предлагаемого способа управления очистным комбайном приведена в табл. 1. Предложенный способ обеспечивает полную компьютеризацию и реализацию функций управления очистным комбайном, как мехатронной системой, в целом направлен на повышение безопасности, снижение уровня травматизма горнорабочих и повышение производительности процесса добычи, реализацию технических возможностей современных высокопроизводительных механизированных комплексов .

Выводы и направление дальнейших исследований .

1. На основании полученных научных результатов и сформулированных принципов предложен новый способ управления очистным комбайном и устройство, обеспечивающего полную компьютеризация управления, механизацию перемещения машиниста по лаве, в полной мере отвечающий требованиям к современным мехатронным системам и обладающий всем набором основных функций устройства управления:

–  –  –

Научные труды международной научно-технической конференции

- способ заключается в автоматизации управления и контроля параметров очистного комбайна, оперативном получении и выдаче информации на монитор, который отличается тем, что машинистоператор получает полную, своевременную и достоверную информацию о параметрах технологического процесса выемки, элементов очистного комбайна, обрабатывает ее и с помощью системы поддержки принятия решений, формирует управляющие команды, которые при помощи пультов управления передаются очистного комбайну;

- устройство, которое содержит металлический корпус, бронированное стекло, сиденье машиниста, футляр с каской, самоспасателем, аптечкой, двери, монитор – компьютер, пульты управления, кабели электропитания и приема-передачи данных, четыре амортизатора - стабилизирующих элемента, световые датчики автоматического управления передвижкой секций механизированной крепи, обеспечивает механизацию перемещения машиниста по лаве, позволяет минимизировать энергозатраты машиниста в процессе выемки, избегать травм, повысить концентрацию внимания, время латентного периода сенсомоторных реакций, в целом вероятность безошибочной работы машиниста .

2. К основным преимуществам предложенного способа по сравнению с традиционным относятся: минимизация энергозатрат машиниста, за счет исключения перемещения по лаве, повышение вероятности безошибочной работы за счет повышения достоверности, полноты и своевременность информации, времени реагирования на нештатные ситуации, снижение уровня аварийности и травматизма, сокращение численности бригады, повышения нагрузки на забой, снижения себестоимости угля. Направление дальнейших исследований предусматривает разработку исходных требований к проектированию предложенного способа .

Список источников .

1. Сургай Н.С. Производительность очистных комплексов нового технического уровня и пути ее повышения / Н.С. Сургай, В.В. Виноградов, Ю.И. Кияшко // Уголь Украины. – 2001 .

- № 6. – С. 3-5 .

2. Подураев Ю.В. Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем / Подураев Ю.В., Кулешов В.С. // Мехатроника, 2000. - №1 .

3. Богачев Ю.П. Мехатронные модули движения-приводы машин нового поколения / Богачев Ю.П., Петриченко В.Н. // Приводная техника, 1997. -№ 1 .

4. Косарев В.В. Мехатронный подход к проектироованию сложных горных машин / В.В. Косарев, Н.И. Стадник, П.А. Горбатов // Збірник наукових праць «Школа подземной разраМехатрнное горное оборудование – 2010»

ботки – 2008». Материалы II международной научно-практической конференции. Днепропетровск-Ялта, 2008. – С. 24-29 .

5. Горбатов П.А. Оптимальное проектирование очистных комбайнов как сложных систем / П.А. Горбатов, Н.М. Лысенко, Е.А. Воробьев // Горные машины и автоматика. – М.: Машиностроение, 2001. - № 6. – С. 9-13 .

6. Попов Е.П. Манипуляционные роботы. Динамика и алгоритмы / Е.П. Попов, А.Ф. Верещагин, С.Л. Зенкевич. - М.: Наука, 1978 .

7. Шевченко В.Г. Сравнение эффективности труда горнорабочих в комбайновой и струговой лавах / Шевченко В.Г. Кияшко Ю.И. // Уголь Украины. – 2008. № 6. – С. 12-17 .

8. Кияшко Ю.И. Анализ биомеханических характеристик машиниста комбайна в комплексно-механизированной лаве / Кияшко Ю.И., Шевченко В.Г. // Уголь Украины. – 2009. № 3 .

- С. 30-34 .

Стаття надійшла до редколегії 14.06.2010 .

Шевченко В.Г., Кіяшко Ю.І. Науково-технічні принципи розробки способу керування очисним комбайном, як мехатроною системою. Розглянуто науково-технічні принципи розробки способу керування очисним комбайном, як мехатроною системою, на прикладі комбайнів УКД 300 і КДК 500 .

Очисний комбайн, спосіб керування, мехатрона система .

Shevchenko V.G., Kiyashko U.I. The technological principles of development of a way of control of a cutter-loader, as machatronic system. The technological principles of development of a way of control of a cutter-loader, as machatronic system, on an example of UKD 300 and KDK 500 cutter-loaders are reviewed .

Cutter-loader, way of control, machatronic system.




Похожие работы:

«Бетева Наталья Валерьевна ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМАТИКУ УПРАВЛЕНИТЕТА Статья раскрывает проблематику социальной власти в рамках современного общества. Основной предмет работы понятие управленитет, призванное выявить новые способы и формы реализации власти в обществе. Власть рассматривае...»

«СБОРНИК СТАТЕЙ международной научно-практической конференции "Повышение эффективности, надежности и безопасности гидротехнических сооружений" ТОМ I "Гидротехника иншоотларининг самарадорлиги, ишончлилиги ва хавфсизлигини ошириш" ма...»

«УДК 681.332 МЕТОДЫ ОБОБЩЁННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЗМА ЦЕЛЕПОЛАГАНИЯ к.т.н. Т.Н. Новожилова (представил д.ф.-м.н., проф. В.Ф. Клепиков ) В статье рассмотрены методы обобщённого определения механизма целеполагания языка представления знаний...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ ГОСТР НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИСО 6947— СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ 2017 ФЕДЕРАЦИИ С ва р ка и р о д с т в е н н ы е п р о ц е с с ы ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ...»

«Экз. №_ АКТ государственной историко-культурной экспертизы раздела об обеспечении сохранности объектов археологического наследия по объекту Тепловая сеть для подключения к системам теплоснабжения ПАО МОЭК объекта Жилой дом, по адресу: г. Москва, Да...»

«Ж урнал Н овой экон ом и ческой ассоциации № 1 (13), С. 126-146 Е.В. Балацкий Ц ЭМ И РАН, М осква H.А. Екимова Государственный университет управления, М осква Глобальные рейтинги университетов: проблема манипулирования1 В статье раскры вается роль закона Гудхарта в построении глобальных рейтингов университетов....»

«3.122.011МИ/2014/01 Электротехнический завод "КВТ" г. Калуга www.kvt.su ИНСТРУКЦИЯ ПО МОНТАЖУ заливных соединительных муфт для 3-х, 4-х, 5-ти жильных кабелей с пластмассовой изоляцией с броней и без брони на напряжение до 1 кВ марки МКС...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.