Концептуальность новых систем для добывающих отраслей промышленности

Т.А. Ткачева,

к.т.н., доц.,

МАМИ, г. Москва

Известно, что повышение производительности труда острейшая для РФ – наиважнейшая, но одновременно и сложнейшая проблема, имеющая множество научных (в данном случае – это теория добычных пространств в горной промышленности) и прикладных аспектов: социальных, финансово- экономических, технических, технологических и т.д. (и даже философских и нравственных). Кроме того, современные жёсткие экологические требования к процессу добычи любых полезных ископаемых, всегда осуществляемую в Природных условиях, а в соответствии с Европейскими стандартами ISO требуют особого теоретико-методологического подхода. А это возможно только при разработке и применении современных прецизионных процессных информациолого-измерительных, контрольных, наблюдения и др. систем (ПП ИИ К Н С), функционирующих, в т. ч. и для величин в наноразмерном диапазоне.

Важными показателями этих ПП ИИ К Н С являются, например, оперативно измеряемая кусковатость подготовленной к экскавации горной массы (для рудных, угольных и россыпных месторождений полезных ископаемых (МПИ)); контролируемая надёжность горного оборудования непосредственно на карьере, разрезе или россыпном МПИ рис. 1 и др. И здесь используются специальные комбинированные комплексы электронно-оптических устройств, разработанные в МГОУ-МАМИ и входящие в состав ПП ИИ К Н С (рис. 2).

Рис. 1. Особенности эксплуатации экскаватора в дневные часы на различных технологических участках карьеров, разрезов в зимний период эксплуатации экскаваторов и автотранспортных средств (АТС)

Рис.2. Обобщённая схема части ПП ИИ К Н С, где создаются виртуальные эталоны эксплуатации экскаваторов и АТС

При этом погрешность (неопределённость) оценки всех технологических параметров процессно: наблюдаемых, контролируемых и измеряемых физических величин в ПП ИИ К Н С ввиду использования точных устройств может составлять 0,05-0,1 %.

Для получения продукции высокого качества в горном производстве при использовании аудита и СМК, на основании стандартов предприятия производится выбор и использование измеряемых, контролируемых и наблюдаемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля, наблюдения и их метрологического обеспечения. И это осуществляется в соответствии с ГОСТами и учётом особенностей работы каждого горного предприятия. Развёрнутый вариант постоянно модернизируемой части ПП ИИ К Н С представлен на рис.3.

В виртуальной части функционирования ПП ИИ К Н С обзор камерой осуществляется всего экрана и по каждому к-сектору в отдельности (информационные потоки – Iэ).

Рис.3. Развёрнутая схема модернизируемой части ПП ИИ К Н С

Лазерный комплекс (несколько цветных указок, позволяющих одновременно информационно-графически выделять объекты как на экране (виртуальные горные объекты)), так и непосредственно на карьере, разрезе по технологии, например, экскавации горной массы с последующей передачей через систему связи в ПП ИИ К Н СА, а в инструментальном режиме может выделять любую информацию о горном объекте (рис. 4): для контроля нового карьерного автотранспорта, детального слежения за всей технологией экскавации горной массы и точного её нормирования. При этом на экран совместно поступают информационные потоки Iлк и Iпу. Информация Iэ постоянно фиксируется камерой. Информацию об изменениях на горном объекте I нииф _ГО можно вносить с клавиатуры и мышью.

Контроль нового карьерного автотранспорта Слежение за экскавацией на нижнем горизонте карьера

Контроль работы горного оборудования

в ночное время в зимний период на перегрузке

Рис. 4. Примеры контроля и слежения за горным оборудованием и технологией на карьерах

В ПП ИИ К Н С в виртуальном и инструментальных режимах, которые можно сделать согласованными можно исследовать целик (рис. 5), особенности горного массива, который потом на следующих фазах технологии превращается в горную массу, подготовленную для экскавации и вывоза.

Рис. 5. Виды целиков горных массивов на рудном карьере

В ПП ИИ К Н С можно вести сравнительные системные, аналитические и статистические исследования функционирования технологического оборудования (рис. 6) и выявлять особенности: нагрузки на автотранспорт (рис.7).

Рис. 6. Слежение и статистические расчёты изменчивости показателей нагруженности автотранспорта

В зависимости от нагрузки показатели и их отклонения могут иметь различную асимметрию, по которой можно вести более точное нормирование горных технологий. И это является информационной базой СМК горного предприятия.

Рис. 7. Оперативное виртуально-инструментальное Рис. 8. Контроль за полнотой заполнения ковша

слежение за автотранспортом на карьере экскаватора горной массой

Детальный контроль наполнения ковша экскаватора (рис. 8), при соответствующей подготовки горной массы, которое существенно влияет на его надёжность и производительность.

Концептуальность новых систем для добывающих отраслей промышленности определяется особыми программами для, метрологического обеспечения ПП ИИ К Н С. Это комплекс по согласованию и точному нормированию функционирования очень разнообразной отечественной и зарубежной техники: горной, контрольно-измерительной, информационной и т.д., необходимой для на обеспечение единства и точности измерений, контроля, наблюдений для достижения требуемых показателей и характеристик. И здесь представлено новое метрологическое обеспечение ПП ИИ К Н С в широком и в узком смысле.

В широком смысле оно включает:

· теорию, методологию, методы и средства (включая и поверочные) измерений, контроля, наблюдения и обеспечения их точности при получении данных и их аналитической обработки и интерпретации на горном объекте;

· организационно-технические и технологические вопросы обеспечения единства измерений, включая существующие и новые нормативно-технические документы (Государственные стандарты, методические указания, технические требования и условия), регламентирующие порядок и правила для ПП ИИ К Н С, аудит и т.д.

В узком смысле метрологическим обеспечение ПП ИИ К Н С - это

§ надзор и аудит применения всей техники (горного, энергетического, контрольно-измерительного, электронного, информационного и т.д.), включая создаваемые образцовые технические и информационные средства;

§ надзор за функционированием поверочных систем и схем, используемых в ПП ИИ К Н С;

§ разработку новых комплексных методов контроля, наблюдений, измерений и т.д. высокой точности для горных технологий);

§ надзор за состоянием ПП ИИ К Н С с повышенной точностью и ответственностью.

Выводы

1. Для повышения производительности и безопасности горного производства необходимы принципиально новые подходы, сочетающие инструментальный контроль и виртуальный в сравнительном режиме, что и определяет концептуальность новых систем для добывающих отраслей промышленности.

2. Системы типа ПП ИИ К Н С позволяют резко повысить коэффициент использования компьютерной техники новыми интеллектуальными задачами и по новому построенному программному обеспечению.

3. Системы типа ПП ИИ К Н С позволят стимулировать разработку новой оргтехники, как инструментальной, так и виртуальной.

4. Всё перечисленное повысит эффективность и прибыль в добывающих отраслях промышленности за счёт введения виртуальных эталонов, как базы сравнения правильности ведения горных технологий.

Литература

1. Ткачёва Т.А. О теории и технологии поверки горно-добывающих производственных процессов (ГД ПП). М.: Труды РНТО РЭС им. А.С. Попова. Выпуск LXI. 2006. С.207-210.

2. Ткачёва Т.А. Информациологическая точность интеллектуализированного мониторинга управления надёжностью карьерного оборудования. М.: Труды РНТО РЭС им. А.С. Попова. Выпуск LXI. 2006. С. 210-211.