Разработка и исследование автоматизированной системы мониторинга технологического процесса тяжелых экскаваторов-драглайнов

• Автор: Дуань Хунмэй
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание

Введение
1. Анализ и постановка задач исследования
1.1. Анализ работ по автоматизации и интеллектуализации рабочих процессов шагающего экскаватора-драглайна
1.2. Задачи исследования
2. Разработка математической модели мониторинга технологического процесса экскавации
2.1. Шагающий экскаватор и технологический процесс как объект автоматического мониторинга
2.2. Разработка математической модели технологического процесса экскавации
2.2.1. Модель системы “главные механизмы экскаватора”
2.2.2. Модель технологического движения ковша драглайна
2.2.3. Модель контроля движения ковша в рабочем пространстве
3. Разработка алгоритмов автоматического мониторинга технологического процесса экскавации
3.1. Разработка алгоритмов идентификации состояния технологического процесса экскавации
3.2. Разработка алгоритмов оценки геометрических параметров технологического процесса экскавации
3.2.1. Определение координат движения ковша драглайна
3.2.2. Определение параметров вскрышного уступа
3.3. Разработка алгоритмов оценки эффективности технологического процесса экскавации
3.3.1. Алгоритм определения производительности экскаватора
3.3.2. Алгоритм определения массы ковша
3.3.3. Алгоритм определения энергоемкости процесса экскавации
3.3.4. Алгоритм определения временных параметров
3.4. Алгоритм контроля выполнения технологического задания
4. Экспериментальные вычислительные исследования алгоритмов автоматического мониторинга технологического процесса экскавации тяжелых - драглайнов
4.1. Разработка структуры имитационной модели системы
технологического мониторинга
4.2. Разработка в среде МАТЬАВ/БтиНпк модели транспортного
движения ковша драглайна
4.2.1. Выбор программных средств для моделирования системы
4.2.2. Описание пакета прикладных программ
4.2.3. Модель “электропривод механизма подъема и тяги”
4.2.4. Модель “электропривод механизма поворота”
4.2.5. Модель “поворотная платформа—ковша”
4.2.6. Модель программного управления движения ковша
4.3. Разработка модели идентификации состояния
технологического процесса экскавации драглайна
4.4. Разработка модели вычисления основных показателей
технологического процесса экскавации драглайна
4.5. Вычислительный эксперимент и анализ результатов
исследования системы технологического мониторинга процесса экскавации драглайна
5. Предложения по технической реализации системы
технологического мониторинга
Заключение
Список литературы

Введение
Основным видом горно-транспортной техники современных карьеров являются крупные карьерные одноковшовые экскаваторы, эффективность эксплуатации которых во многом определяет основные технико—экономические показатели горного предприятия.
Как показывает опыт эксплуатации горной техники на разрезах Российской Федерации и Китайской Народной Республики имеет место значительное недоиспользование производственных мощностей разрезов. Недостаточно высокая эффективность эксплуатации мощных экскаваторов, снижение срока их службы приводит к большим потерям объёма вскрышной горной массы и недоподготовке к выемке полезного ископаемого - вот одна из основных причин недостаточно высокой эффективности разрезов.
Снижение эксплуатационной производительности экскаваторов объясняются недоиспользованием мощности приводов главных механизмов, их скоростных и силовых параметров, нерациональным управлением механизмами при выполнении экскаваторного цикла, недоиспользованием концевой нагрузки экскаватора, нарушениями технологической дисциплины.
Кроме того, уровень квалификации машиниста, его индивидуальное психофизическое состояние в течение рабочей смены существенно влияют на показатели работы экскаваторов, что приводит к недоиспользованию технических возможностей этих машин. Одновременно из--за отсутствия достаточного объёма информации о ходе рабочего процесса и дефицита времени зачастую возникают дополнительные динамические нагрузки на оборудование, теряется производительность, повышается вероятность ошибочных действий, ведущих к аварийным ситуациям.

9\\, (0т *)- полярный угол 1- го звена трассы шагания;
8 шь (8 гш *) - длина I- го звена трассы шагания;
N ш;, (И на *) - число шагов ь го звена трассы шагания.
Такое количество технологических показателей невозможно оценить визуально, как это приходится делать машинисту. Поэтому предлагается на борту экскаватора поставить ЭВМ, которая бы считала текущие технологические показатели процесса экскавации и представляла бы математическую модель контроля выполнения технологических показателей процесса экскавации.
Объектом управления (рис. 2.1.4) выступает экскаватор и образуемый им процесс экскавации, на нижнем уровне системы с датчиков, установленных на экскаваторе, снимаются показания, являющиеся входными переменными модели. Эти переменные, поддающиеся измерению, позволяют расчитать необходимые параметры процесса экскавации. Вычисления производятся специальной программой, находящейся в ЭВМ экскаватора.
В начале работы на каждый экскаватор выдается задание, где указывается, например, границы забоя, время в течении которого данный экскаватор должен обработать выделенный ему участок, геометрические параметры забоя, отвала, трасса шагания и др. Все эти параметры и условия продуманы заранее для обеспечения оптимальной и безопасной работы и указаны в паспорте. Эти паспортные данные, например, с помощью дискеты вводятся в ЭВМ экскаватора как исходные данные.
Полученные после расчетов фактические параметры процесса экскавации сравниваются с паспортными. Таким образом, осуществляется контроль выполнения технологического задания.