🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

Разработка и исследование системы автоматического управления шахтной водоотливной установкой

Работа №138660

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

горное дело

Объем работы121
Год сдачи2024
Стоимость4700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
195
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


РЕФЕРАТ ………………………………………………………………...….3
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………...….9
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ …………..……………………………………………10
1.1 Шахтная водоотливная установка как объект автоматического
управления………………………..……………………………………......10
1.2 Цель квалификационной работы и задачи исследований………….21
2 ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ШАХТНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ ……………………..………………….22
2.1 Способ автоматической защиты шахтной водоотливной
установки при нарушении гидравлических параметров насоса…………22
2.2 Способ автоматического контроля безнапорного
притока воды в водосборник водоотливной установки………………. 25
2.3 Способ автоматического контроля развития кавитации в
насосе водоотливной установки……………………………………………27
2.4 Способ автоматического управления водоотливной установкой как
потребителем – регулятором системы электроснабжения шахты………..31
2.5 Способ автоматического регулирования подачи водоотливной
установки……………………………………………………………………..34
2.6 Определение параметров дроссельного регулирования подачи водоотливной установки……………………………………………………………40
2.7 Исследования системы автоматического регулирования положения
запорного органа задвижки на нагнетательном трубопроводе
водоотливной установки…………………………………………………….53
3 ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМОТЕХНИЧЕСКИХ
РЕШЕНИЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ШАХТНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКОЙ…………………….. …60
3.1 Функциональные требования к системе автоматического управления
шахтной водоотливной установкой……………………………………….59
3.2 Критический анализ существующих систем автоматического
управления шахтными водоотливными установками…………………….61
3.3 Алгоритм автоматического управления шахтной водоотливной
установкой………………………………………………………………...….70
3.4 Схемотехнические решения системы автоматического управления
шахтной водоотливной установкой…………………………………..……76
3.5 Эксплуатационные требования к системе автоматического
управления шахтной водоотливной установкой……………………….…97
4 ОХРАНА ТРУДА………………………………………………………...... 99
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
АВТОМАТИЗАЦИИ ШАХТНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ
УСТАНОВКИ……………………………………………………………….105
ВЫВОДЫ ……………………………………………………………………115
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК ………………………………………………………116
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Перечень замечаний нормоконтроллера по
квалификационной работе ………………………………………………….120
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Заявление………………………………………….……121


Одним из основных технологических процессов шахты является процесс водоотлива. В настоящее время на действующих шахтах Донецкой народной республики разрабатываются глубокие горизонты. Это приводит к существенному усложнению технологии водоотлива. Статистическими исследованиями функционирования водоотливных установок установлено наличие значительного количества отказов водоотливных установок. Так, вероятность безотказной работы водоотливной установки достаточно низкая и после 2000 часов эксплуатации составляет 0,15 для главных и 0,3 для участковых водоотливных установок, а после 3000 часов соответственно 0,03 и 0,08. Это связано с рядом причин, основными из которых является повышенный износ насосов и трубопроводной сети, работа насосов вне зоны промышленного использования и в аварийных режимах.
Одним из путей решения указанных проблем является автоматизация водоотливных установок. Использование системы автоматического управления сводит к минимуму участие человека в управлении и обеспечивает более эффективную работу водоотливных установок. Как показал опыт применения существующей аппаратуры автоматизации водоотливных установок, они не в полной мере отвечают всем современным требованиям к контролю и управлению шахтными водоотливными установками.
Применение современных методов научных исследований, программных продуктов и микропроцессорной техники позволит обосновать функциональные возможности и разработать новую, эффективную систему автоматического управления шахтной водоотливной установкой.
Поэтому разработка и исследование системы автоматического управления шахтной водоотливной установкой является актуальной темой магистерской диссертации.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

В результате анализа шахтной водоотливной установки как объекта автоматического управления установлены необходимые параметры контроля, виды управления и защит при эксплуатации водоотливных установок. Сформулированы цель и задачи исследований.
Для практической разработки системы автоматического управления шахтной водоотливной установкой проведены теоретические исследования по определению ряда параметров контроля и настроечных параметров системы управления.
Так, работе предложены новые способы: способ автоматической защиты шахтной водоотливной установки при нарушении гидравлических параметров насоса; способ автоматического контроля притока воды в водосборник
водоотливной установки; способ автоматического контроля развития кавитации в насосе водоотливной установки; способ автоматического управления водоотливной установкой как потребителем – регулятором системы электроснабжения шахты; способ автоматического регулирования подачи водоотливной установки. Каждый способ имеет отличительные особенности от существующих способов и могут быть реализованы в подземных условиях шахт. Так, например, способ автоматического контроля развития кавитации в насосе водоотливной установки заключается в текущем контроле подачи насоса Qн и величины вакуумметрического давления pм во всасывающем трубопроводе насоса. Эти значения сравниваются с соответствующими значениями уставок: Qну и pму. При снижении текущей подачи и увеличении ве-личины вакуумметрического давления по сравнению со значениями их уставок формируется информация о развитии кавитации в насосе. Причем формирование информации о начале развития кавитации возможно при достижении воды в водосборнике определенного уровня воды hк, соответствующего расчетному значению кавитационного запаса применяемого насоса. Для измерения указанных параметров существуют надежные в эксплуатации датчики.
Также проведены на ЭВМ исследования системы автоматического регулирования положения запорного органа задвижки на нагнетательном трубопроводе водоотливной установки с целью определения типа регулятора задвижки, при котором переходной процесс гидравлических параметров во-доотливной установки при регулировании будет иметь наилучшие показатели качества. Принят регулятор типа ПИД-регулятор. Определены параметры дроссельного регулирования подачи водоотливной установки для исключения опасных гидроударов в системе «водоотливная установка – трубопроводная сеть».
Используя результаты теоретических исследований, сформулированы требования к системе автоматического управления шахтной водоотливной установкой, которые наряду с типовыми требованиями, предусмотренные нормативными документами, включают новые требования, например, регулирование подачи водоотливной установки, что позволит управлять водоотливной установкой как потребителем – регулятором в системе электроснабжения шахты.
Разработан соответствующий алгоритм автоматического управления.
Предложена двухуровневая схема управления шахтной водоотливной установкой. На верхнем уровне управления находится автоматизированное рабочее место диспетчера шахты на базе рабочей станции AWS-8248. На нижнем уровне управления находится система автоматического управления шахтной водоотливной установкой САУВ и система автоматического регулирования (САР) положения запорного органа задвижки, установленной на нагнетательном трубопроводе водоотливной установки, в составе ПИД-регулятора типа ТРМ12 и прибора ПКП1И
До уровня принципиальной электрической схемы в диссертации разработано система САУВ. Схема выполнена на базе микроконтроллера ATmega 16. Содержит специальные элементы для гальванической развязки внутренних и внешних цепей системы. Информация между устройствами верхнего и нижнего уровней передается с помощью интерфейса типа RS485.
Внедрение на шахте разработанной системы автоматизации экономически выгодно. Годовой экономический эффект составит 660972 руб.



1. Бойко, Н. Г. Рудничные (шахтные) водоотливные и вентиляторные установки: конспект / Н. Г. Бойко; Н. Г. Бойко; ДонНТУ, Каф. Энергомеханические системы. – Донецк, 2009. – 168 с.
2. Попов, В.М. Водоотливные установки: Справочное пособие. - М: Недра, 1990. - 294с.
3. Гейер, В.Г. Шахтные вентиляторные и водоотливные установки
/ В.Г. Гейер, Г.М. Тимошенко – М.: Недра, 1987.– 270с.
4. Ерофеева, Н. В. Стационарные установки. Водоотливные и вентиляторные установки: учебное пособие / Н. В. Ерофеева. — Кемерово : Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2021. – 182 c. – ISBN 978-5-00137-220-2. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. – URL: https://www.iprbookshop.ru/116571.html (дата обращения: 09.12.2022). — Режим доступа: для авторизир. пользователей.
5. Центробежные насосы и трубопроводные сети в горной промышленности: справочное пособие / Ф.А. Папаяни [и др.] ; под общ. ред. Ф.А. Папаяни, Н.Б. Трейнера. - Донецк : Восточный издательский дом, 2011. – 334 с.
6. Никулин, Э.К. Методология расчётов гидродинамических параметров шахтных автоматизированных стационарных установок с центробежными нагнетателями: монография / Э.К. Никулин, И.В. Ковалёва, К.Н. Маренич.- Донецк: ООО "Технопарк ДонГТУ "Унитех", 2015. – 134 с.
7. Данильчук, Г.И. Автоматизация электропотребления водоотливных
установок/ Г.И. Данильчук, С.П. Шевчук, П.К. Василенко. – К.: Техника, 1981.–102с.
8. Бессараб, В. И. Управление шахтной водоотливной установкой в аварийных и аномальных режимах работы / В. И. Бессараб, Р. В. Федюн, В. А. Попов // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия: Вычислительная техника и автоматизация. Выпуск 106. – Донецк: ДонНТУ, 2006. – С. 26–33.
9. Карпенко Д.А. Определение параметров дроссельного регулирования подачи насосной установки. / Д.А. Карпенко, Р.С. Заднипренко, А. С. Оголобченко // Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых. Сборник научных трудов ХXIII научно-технической конференции аспирантов и студентов в г. Донецке 23-25мая 2023 г. – Донецк, ДонНТУ, 2023. – С. 44-51.
10. Карпенко Д.А. Способ автоматизированного управления пуском высоконапорной насосной станции гидрошахты / Д.А. Карпенко, С.А. Ромадин, А. С. Оголобченко // Автоматизация технологических объектов и про-цессов. Поиск молодых. Сборник научных трудов ХIX научно-технической конференции аспирантов и студентов в г. Донецке 28-30мая 2024 г. – Донецк, ДонНТУ, 2024. – С. 34-39.
11. Баховцев И.А. Микропроцессорные системы управления устройствами силовой электроники. Структуры и алгоритмы [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Баховцев И.А.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2018.— 219 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/91248.html.— ЭБС «IPRbooks». — Режим доступа: для авторизир. пользователей
12. Водовозов A.M. Микроконтроллеры для систем автоматики [Элек-тронный ресурс]: учебное пособие/ Водовозов A.M.— Электрон. текстовые данные.— Москва: Инфра-Инженерия, 2016.— 164 c. - 1 файл. - Режим до-ступа: http://www.iprbookshop.ru/51727.html. .— ЭБС «IPRbooks» — Режим доступа: для авторизир. пользователей
13. Александров, С.Н. Охрана труда в угольной промышленности: учебное пособие для студентов горных специальностей высших учебных заведений [Электронный ресурс] / С.Н. Александров, Ю.Ф. Булгаков, В.В. Яйло. - Донецк: РИА ДонНТУ, 2012.- 480 с. Режим доступа: http://ed.donntu.org/books/cd1779.pdf.
14. Правила безопасности в угольных шахтах ПБ 05-618-03. - Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data1/39/39967/ - Дата обращения: 16.05.2024. - Загл. с экрана.
15. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях : учебное пособие для вузов /Я. Д. Вишняков [и др.] ; Я.Д. Вишняков, В.И. Вагин, В.В. Овчинников, А.Н. Стародубец. - 2-е изд., стер. - М. : ИЦ "Академия", 2008.-304с.
...
всего 22 источника

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.