Система автоматичного забезпечення прямолінійності очисного вибою при струговій виїмці - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукДисертація присвячена рішенню актуальної наукової задачі створення системи автоматичного забезпечення прямолінійності (САЗП) очисного вибою в площині пласта при струговій виїмці. В основу функціонування запропонованої системи покладений принцип вирівнювання скривленої лінії очисного вибою шляхом повторного стругання його опуклих ділянок, певних на основі порівняння заданої і фактичної ліній, з обмеженням швидкості посування і частоти комутації за рахунок пауз в роботі струга змінної тривалості і подальшого підтримання заданої прямолінійності струганням ділянок з імовірним утворенням опуклостей. Розроблена математична модель лінії очисного вибою, що дозволяє оцінити її стан і на основі цього сформувати керуючий вплив, направлений на забезпечення заданих параметрів прямолінійності. Науково обгрунтований критерій для оцінки ефективності функціонування САЗП, що полягає в мінімізації абсолютного відхилення фактичного від заданого стану лінії вибою з урахуванням виконання обмежень по фактичній максимальній стрілі прогину, допустимим частоті комутації електропривода струга і швидкості посування очисного вибою.Метою дисертаційної роботи є розробка системи автоматичного забезпечення прямолінійності очисного вибою при струговій виїмці на основі наукового обгрунтування критерію ефективності функціонування, принципу побудови і математичного опису обєкту і системи його керування, що дозволить підвищити ефективність і безпеку технологічного процесу стругової виїмки вугілля на гірничих підприємствах за рахунок зниження непродуктивних витрат часу, питомого видатку електроенергії, аварійності обладнання і забезпечення роботи стругу в розвантаженій зоні пласта. Ідея роботи полягає в визначенні по спеціальній програмі фактичної лінії очисного вибою по показанням датчиків величини посування рештачного ставу конвейєра і на підставі порівняння її з заданою, усунення опуклих дільниць вибою шляхом повторного стругання з обмеженням швидкості його посування і частоти комутацій електропривода за рахунок пауз в роботі струга змінної тривалості, і наступного підтримання заданої прямолінійності шляхом стругання вибою в місцях з можливим утворенням опуклостей з аналогічним обмеженням швидкості посування і частоти комутацій, завдяки цьому забезпечуючи мінімальні тягові зусилля і спрацьованість механічної частини стругової установки, а також знаходження в допустимих межах швидкості посування вибою. Наукова новизна отриманих результатів полягає в обгрунтуванні критерію і принципу ефективного функціонування САЗП; в розробці на основі методів сплайн-інтерполяції і аналітичної геометрії математичної моделі лінії очисного вибою і системи автоматичного забезпечення її прямолінійності; в розробці принципів побудови елементів САЗП, що в сукупності дозволило сформулювати і вирішити наукову задачу створення САЗП очисного вибою при струговій виїмці. Критерій ефективності функціонування САЗП, що полягає в мінімізації абсолютного відхилення фактичного стану лінії вибою від заданого з обмеженнями по допустимій максимальній стрілі прогину лінії очисного вибою, частоті коммукацій електропривода струга і швидкості посування вибою. Математична модель лінії очисного вибою і системи автоматичного забезпечення її прямолінійності, що відрізняються описом лінії очисного вибою у вигляді безперервної функції, наведеної як інтерполяційний сплайн, з метою подальшого її порівняння з заданою лінією і на підставі цього, вироблення керуючих впливів, направлених на забезпечення заданої прямолінійності.Для перевірки точності моделювання значень лінії очисного вибою застосовувався метод винятку однієї вузлової крапки початкової сітки числових значень і наступного визначення її ординати по відомій абсцисі. В результаті встановлено, що максимальна похибка визначення значень фактичної лінії вибою між вузлами інтерполяції не перевищує 4%. Правильність алгоритмів забезпечення прямолінійності здійснювалася шляхом порівняння значень меж: розрахункових і фактичних по даним шахти, отриманих при виконанні робіт по вирівнюванню вибою. Це підвищує ефективність відладки алгоритмічного забезпечення, прискорює процес розробки системи, дозволяє виключити витрати на створення натурних моделей системи. Використання при побудові принципових електричних схем нової технічної бази (малогабаритні ОМК серії PIC16 фірми MICROCHIP; електричні запамятовуючі пристрої, що перепрограмовуються, послідовного типу; іоністори), дозволило реалізувати прості і надійні в роботі датчики автоматизації (ПКМС, ДПК).