Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление»

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
2) 
автоматическое 
включение 
(отключение) 
резервного  ВМП  (АВР)  при  невключении  или 
отключении  (включении)  рабочего ВМП; 
3)  автоматическое  повторное  включение  ВМП 
(АПВ) 
при 
кратковременном 
исчезновении 
питающего  напряжения. 
Алгоритм  управления  ВМП  выполняется  в 
следующем порядке: 
1)  с  клавиатуры  ЭВМ  2  уровня  или  с  местного 
кнопочного  поста  осуществляется  ручной  ввод 
команды  «Включить  ВМП  РАБ»,  в  результате  чего 
включается  магнитный  пускатель  ВМП  рабочего 
первого вентиляционного  става (П1  ВМП  РАБ); 
2)  от  контакта  пускателя  П1  ВМП  РАБ  вводится 
команда  на  решение  условия:  если  истекшее  время 
больше  или равно величине t , то выдается команда на 
автоматическое  включение  магнитного  пускателя 
ВМП  рабочего  второго  вентиляционного  става  (П2 
ВМП  РАБ); 
3)  от  контакта  пускателя  П2  ВМП  РАБ  вводится 
команда  на  решение  условия:  если  контакт замкнулся, 
то выдается  запрет на включение  ВМП  резервного; 
4)  если  контакт  пускателя  П2  ВМП  РАБ  не 
замкнулся,  то  решается  следующее  условие:  если 
истекшее  время  больше  или  равно  величине  t ,  то 
выдается  команда  на  автоматическое  включение 
магнитного  пускателя  ВМП  резервного  (АВР) первого 
вентиляционного  става  (П3  ВМП  РЕЗ); 
5)  от  контакта  пускателя  П3  ВМП  РЕЗ  вводится 
команда  на  решение  условия:  если  истекшее  время 
больше  или равно величине t , то выдается команда на 
автоматическое  включение  магнитного  пускателя 
ВМП  резервного  второго  вентиляционного  става  (П4 
ВМП  РЕЗ); 
6)  если  осуществилось  включение  рабочих  ВМП, 
то  замкнувшийся  контакт  пускателя  П2  ВМП  РАБ 
выдает 
команду 
на 
отключение 
работающих 
резервных  ВМП; 
7)  при  кратковременном исчезновении питающего 
напряжения рабочей (Uраб) или резервной (Uрез) сети 
решается  следующее  условие:  если  истекшее  время 
меньше  величины  t ,  то  выдается  команда  на 
автоматическое  повторное  включение  (АПВ)  ВМП; 
если  время  снятия  питающего  напряжения  (Uраб, 
Uрез)  больше  величины  t ,  то  осуществляется  нулевая 
защита  пускателей  ВМП. 
Алгоритм  автоматизированного  разгазирования 
подготовительного  забоя предусматривает: 
1) 
оперативное 
включение 
и 
выключение 
оператором 
процесса 
автоматизированного 
разгазирования; 
2)  поддержание  концентрации  метана  в  месте 
контроля  подготовительного  забоя на уровне заданной 
уставки 
путем 
автоматического 
управления 
воздухораспределительным  устройством  в  течение 
всего процесса разгазирования; 
3)  защитное автоматическое выключение процесса 
разгазирования  при  отклонении  контролируемых 
параметров от допустимых  норм. 
Алгоритм  автоматизированного  разгазирования 
подготовительного  забоя  выполняется  в  следующем 
порядке: 
1)  с  клавиатуры  ЭВМ  2  уровня  осуществляется 
ручной  ввод  команды  «Включить автоматизированное 
разгазирование»; 
2) 
решаются 
последовательно 
следующие 
условия: 
– 
если 
измеренное 
количество 
воздуха, 
подаваемого к ВМП,  не менее нормы, также 
–  если  показание  датчика  концентрации  метана, 
управляющего  процессом  разгазирования,  не  равно 
нулю, также 
–  если  линия  связи  между  датчиком  скорости 
воздуха  в  трубопроводе  и  исполнительным  блоком 
исправна, также 
–  если  на  блок  питания  ЭМВ  1  уровня  поданы 
напряжения рабочей и резервной сети, 
то  выдается  в  течение  времени  t   команда  на 
открытие 
воздухораспределительного 
устройства 
первого вентиляционного  става (УВРГ1); 
3)  решается  условие:  если  УВРГ1  открыт,  то 
выдается  в  течение  времени  t   команда  на  открытие 
воздухораспределительного 
устройства 
второго 
вентиляционного  става  (УВРГ2); 
4)  решается  условие:  если  УВРГ2  открыт,  то 
выдается  команда  «Включить  ВМП  раб»,  в  результате 
чего  автоматически  включается  магнитный  пускатель 
ВМП  рабочего  первого  вентиляционного  става  (П2 
ВМП  РАБ); 
5)  от  контакта  пускателя  П1  ВМП  РАБ  вводится 
команда на решение условия: 
–  если  истекшее  время  больше  или  равно 
величине  t ,  то  выдается  команда  на  автоматическое 
включение  магнитного  пускателя  ВМП  рабочего 
второго вентиляционного  става (П2  ВМП  РАБ); 
6)  от  контакта  пускателя  П2  ВМП  РАБ  вводится 
команда  на  решение  условия:  если  пускатель П2 ВМП 
РАБ  включился,  то  выдается  команда  на  включение  в 
работу регулятора автоматического разгазирования; 
7) решаются условия: 
–  если  концентрация  метана  в  месте  контроля 
подготовительного  забоя С < 2 %, также 
– если концентрация  метана С < С
доп
, 
то  выдается  в  течение  времени  t   команда  на 
закрытие  (УВРГ2); 
8)  через  промежуток  времени  t   решаются 
условия: 
– если УВРГ2  не закрыт,  также 
– если концентрация  метана С < 2 %, также 
– если концентрация  метана С > С
доп
, 
то  выдается  в  течение  времени  t   команда  на 
открытие  УВРГ2; 
9) решаются условия: 
– если УВРГ2  закрыт,  также 
– если концентрация  метана С < 2 %, также 
– если концентрация  метана С > С
доп
, 
то  выдается  команда  в  течение  времени  t   на 
закрытие  УВРГ1; 
10)  через  промежуток  времени  t   решаются 
условия: 
– если УВРГ1  не закрыт,  также 
– если концентрация  метана С < 2 %, также 
– если концентрация  метана С > С
доп
, 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
то  выдается  в  течение  времени  t   команда  на 
открытие  УВРГ1; 
11)  решаются условия: 
– если УВРГ1  закрыт,  также 
– если концентрация  метана С
 
то 
выдается 
сообщение 
«Конец 
автоматизированного разгазирования»; 
12)  если  выход  решения  условий  по  п.2 
следующий: 
–  измеренное  количество  воздуха,  подаваемого  к 
ВМП,  менее нормы или 
–  показание  датчика  концентрации  метана, 
управляющего процессом разгазирования, равно нулю 
или более 2 %, или 
–  линия  связи  между датчиком скорости воздуха и 
контроллером неисправна, или 
–  на  блоке  питания  ЭВМ  1  уровня  отсутствует 
напряжение питания рабочей или резервной сети, 
то  выдается  команда  на  защитное  автоматическое 
выключение  процесса разгазирования. 
Алгоритм  управления  групповым  аппаратом 
электроснабжения 
подготовительной 
выработки 
предусматривает: 
1) 
ручное 
телемеханическое 
оперативное 
управление 
(включение-отключение) 
групповым 
аппаратом; 
2) 
автоматическое 
защитное 
отключение 
группового  аппарата  при  отключении  ВМП  рабочего, 
при  снятии  питающего  напряжения  резервной  сети, 
при  превышении  концентрации  метана  в  местах 
контроля  заданной  уставки,  при  снижении  количества 
воздуха,  подаваемого в забой, ниже уставки. 
Количество  воздуха,  подаваемого  с  помощью 
ВМП  в  подготовительный  забой,  определяется  по 
отдельному алгоритму. 
Алгоритм  управления  групповым  аппаратом 
выполняется  в следующем порядке: 
1)  с  клавиатуры  ЭВМ  1  или  2  уровня 
осуществляется  ручной  ввод  уставки  потребного 
количества 
воздуха 
для 
проветривания 
подготовительного  забоя; 
2)  определяется  по  отдельному  подалгоритму  на 
основе  входной  информации  фактическое  количество 
воздуха,  подаваемого с помощью ВМП  в забой; 
3) решаются последовательно  следующие  задачи: 
–  если  фактическое  количество  воздуха  больше 
или  равно  уставке  в  течение  времени  большем  или 
равном величине t , также 
–  если  концентрация  метана  во  всех  точках 
контроля  меньше заданных  уставок, также 
–  если  имеется  наличие  питающего  напряжения 
ВМП  резервного, также 
–  если  подготовительный  забой  проветривается 
ВМП  рабочим,  то  выдается  разрешение  на включение 
группового аппарата; 
4)  с  клавиатуры  ЭВМ  2  уровня  осуществляется 
ручной  ввод  команд «Включить групповой аппарат» и 
«Отключить  групповой аппарат»; 
5) решаются в непрерывном цикле условия п.3: 
–  если  фактическое  количество  воздуха  меньше 
уставки  в течение времени больше t  или 
– если концентрация метана хотя бы в одной точке 
контроля  выше заданной  уставки или 
–  если  исчезло  питающее  напряжение  ВМП 
резервного или 
– если отключился  ВМП  рабочий, 
то  осуществляется  автоматическое  защитное 
отключение  группового  аппарата  электроснабжения 
подготовительного  забоя. 
Алгоритм  контроля  состояний  параметров  и 
объектов  управления  предусматривает  обеспечение 
необходимой  местной  сигнализации  и  передачи 
сообщений в общесистемную ЭВМ 2 уровня. 
Алгоритм  контроля  выполняется  путем  проверки 
в каждом цикле  следующих  условий: 
1)
 
ВМП  рабочий: включен или  выключен; 
2)
 
ВМП  резервный: включен или  выключен; 
3)
 
УВРГ1:  открыто  или закрыто; 
4)
 
УВРГ2:  открыто  или закрыто; 
5)
 
групповой аппарат:  включен или  отключен; 
6)
 
количество  воздуха,  подаваемого  в  забой, 
больше нормы или меньше нормы; 
7)
 
питающее 
напряжение 
ВМП 
рабочего: 
имеется или снято; 
8)
 
питающее  напряжение  ВМП  резервного: 
имеется или снято; 
9)
 
концентрация  метана  в  местах  контроля: ниже 
нормы или выше нормы; 
10)
 
линия 
связи 
датчиков: 
исправна 
или 
неисправна; 
11)
 
ЭВМ 1 уровня: исправна или неисправна. 
Выходом  решения  каждого  условия  является 
сообщение  на  ЭВМ  2  порядка,  а  выходы  условий  по 
п.п.  1,  2,  3,  4,  6,  7,  8  дополнительно  реализуются  в 
виде местной сигнализации  в подготовительном  забое. 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
  Правила безопасности  в угольных шахтах  (ПОТ РК 0-028-99). Караганда, 2001. 
 
 
 
 
 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
 
 
 
УДК 658.264:004.4 
 
Автоматизированный стенд-имитатор 
насосных агрегатов с частотно-
управляемым электроприводом 
 
А.Б. КРИЦКИЙ , ст. преподаватель,   
Ю.Н. ДЕМЕНТЬЕВ , Ph.D, зав. кафедрой, 
Карагандинский  государственный  технический  университет,  кафедра  АПП, 
Национальный исследовательский  Томский политехнический  университет,  г. Томск 
 
Ключевые  слова:  теплоснабжающий  комплекс,  управление,  наладка,  эксплуатация,  моделирование, 
решение, электропривод, насосный агрегат, критерий, иерархический, многосвязный, об ъект, система, стенд. 
 
уществование 
городов 
в 
условиях 
резко 
континентального  климата  определяется  наличием 
технически  и  экономически  обоснованных  систем 
теплоснабжения 
мегаполисов 
(СТМ). 
Поэтому 
актуальность 
работ, 
направленных 
на 
совершенствование  СТМ  на  базе  современных 
достижений  теории  управления  и  информационных 
технологий,  очевидна и не вызывает  сомнений [1-  
Система  теплоснабжения  мегаполисов 
Система 
теплоснабжения 
мегаполисов 
(см. 
рисунок  1).  Представляет  собой  сложную  систему, 
наиболее  полно  модель  которой  можно  представить  в 
виде  ориентированного  графа,  узлами  которого могут 
быть:  ИТ  –  источник  тепла,  ЦТП  –  центральный 
тепловой  пункт,  ИТП  –  индивидуальный  тепловой 
пункт  потребителя,  НС  –  сетевые  насосные  станции, 
КП  –  контрольные  пункты,  а  ребрами  –  участки 
трубопроводов.  Основной  проблемой  эксплуатации, 
наладки  и  комплексного  развития  теплоснабжающих 
систем  мегаполиса  является  достижение  глобального 
критерия  –  комфортных  условий  теплообеспечения 
потребителей  тепла.   
 
C 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
 
Рисунок 1 – Система теплоснабжения  мегаполиса 
Комфортные 
условия 
теплообеспечения, 
определяемые  СНиП  41-02-2003  «Тепловые  сети», 
должны  соблюдаться  при  проектировании  вновь 
строящихся,  реконструируемых  и  эксплуатируемых 
тепловых  сетей,  транспортирующих  горячую  воду  с 
температурой  <=200
о
  С  и  давлением  <=250  м.в.ст.  от 
источника  до  потребителей  тепла  в  системах 
централизованного 
теплоснабжения 
и 
места 
сооружения тепловых  сетей.  
Комфортные  условия  определяются  расчетными 
(комфортными)  температурами  внутри  отапливаемых 
помещений  и  горячей  воды  в  системах  горячего 
водоснабжения.  
Комфортные  условия  могут  быть  достигнуты, 
если  будут  соблюдены  условия  допустимости  режима 
СТМ: 
расчетная 
температура 
теплоносителя, 
необходимый  располагаемый  перепад  на  входе 
тепловых 
пунктов, 
расчетные 
показатели 
теплообеспеченности.   
Эти  условия  релизуются  в  первую  очередь  для 
узлов  СТМ,  называемых  в  СТМ  РП  –  реальными 
потребителями 
(рисунок 
2). 
Реальными 
потребителями 
являются 
здания, 
к 
которым 
подведены  трубопроводы  СТМ  для  обеспечения  их 
услугами  центрального  теплоснабжения  и  горячего 
водоснабжения. 
Поддержание 
гидравлического 
режима, 
обеспечивающего 
необходимую 
температуру 
в 
помещениях,  достигается  в  основном  с  помощью 
насосных 
станций 
(рисунок 
3). 
Традиционно 
регулирование 
гидравлического 
режима 
осуществлялось  и  осуществляется  дросселированием, 
т.  е.  изменением  гидравлического  сопротивления  сети 
или,  проще  говоря,  изменением  положения  задвижки. 
При  использовании  данного  способа  регулирования 
для 
уменьшения 
производительности 
насоса 
необходимо  прикрыть  задвижку.  Очевидно,  что  при 
снижении 
производительности 
уменьшается 
мощность  на  выходе  насоса,  т.  е.  полезная  мощность. 
С  другой  стороны,  увеличение  гидравлического 
сопротивления  сети  приводит  к  увеличению  момента 
на  валу  двигателя  и,  следовательно,  к  увеличению 
потребляемой  мощности.  при  закрытии  задвижки 
потребляемая 
мощность 
увеличивается, 
следовательно, 
требуемая 
мощность 
двигателя 
определяется  из  расчета  при  работе  с  минимальной 
производительностью.  Таким  образом,  при  работе  на 
открытую  задвижку  двигатель  сильно  недогружен,  что 
приводит  к значительному снижению КПД  двигателя. 
Очевидно,  что  при  дросселировании  во  всех 
режимах  работы  насоса  имеют  место дополнительные 
потери.  Для  снижения  потерь  необходимо  применять 
регулирование 
производительности 
насоса 
изменением  частоты  вращения  рабочего  колеса,  т.  е. 
применением регулируемого электропривода. 
На 
сегодняшний 
день 
развитие 
силовой 
электроники  и  микропроцессорной  техники позволило 
создать 
относительно  недорогие  и  достаточно 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
надежные 
преобразователи 
частоты,  способные 
регулировать скорость асинхронных  двигателей.   
Однако 
определение 
скорости 
вращения 
двигателей  насосных  станций  СТМ,  при  которых 
будет  выдержан  оптимальный  тепло-гидравлический 
режим  СТМ,  представляется  сложной  задачей.  Ее 
решение 
представляется 
возможным 
лишь 
с 
применением 
программно-информационных 
комплексов  (ПИК),  моделирующих  режимы  работы 
СТМ  и  автоматизированных  стендов-имитаторов 
насосных 
агрегатов 
с 
частотно-управляемым 
электроприводом.  В  качестве  ПИК  предлагается 
использовать ТГИД-05kz,  разработанный 
 
 
Рисунок 2 – Реальный потребитель  системы теплоснабжения  мегаполиса 

жүктеу/скачать 6,79 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: