Файл: Н.С. Купченко Автоматизация карьерного оборудования.pdf

2

После изучения каждой темы студент должен ответить на контрольные вопросы.

Программой предусмотрено выполнение одной контрольной работы, позволяющей выяснить, насколько хорошо проработан и усвоен материал курса.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1.Медведев А.Е. Системы автоматизации и управления: Учеб. пособие/ А.Е. Медведев, В.Г. Каширских.-Кемерово: КузГТУ, 1998.-188с.

2.Каширских В.Г. Автоматизация технологических процессов: Учеб. пособие/ В.Г. Каширских, А.Е. Медведев.-Кемерово: КузГТУ, 1998.-131 с.

Дополнительная литература

3.Ломакин М.С. Автоматическое управление технологическими процессами карьеров: Учеб. для вузов.-М.:Недра, 1978.-280 с.

4.Батицкий В.А. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности/ В.А. Батицкий, В.И. Куроедов,

А.А. Рыжков.-М.: Недра, 1991.-303 с.

5.Подлесный Н.И. Элементы систем автоматического управления

иконтроля /Н.И. Подлесный, В.Г. Рубанов: Учеб.- 3-е изд., перераб. и доп.-Киев: Выщашкола, 1991.-461 с.

6.Гаврилов П.Д. Автоматизация производственных процессов./П.Д. Гаврилов, П.Д. Гимельштейн, А.Е. Медведев: Учеб. для вузов

- М.: Недра, 1985.-215С.

7.Методические указания к выполнению лабораторных работ/Сост.: А.Е. Медведев.- Кемерово: КузГТУ, 1990-2000.

3

ПРОГРАММА КУРСА

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ

Цели и задачи курса. Этапы развития автоматизации. Роль человека в автоматизированном производстве. Состояние и перспективы развития автоматизации горных работ (АГР). Экономическая эффективность автоматизации производственных процессов в горной промышленности.

Основные понятия автоматики: технологический объект управления, процесс управления, управляемая величина, воздействия. Назначение и структура систем автоматического контроля, защиты, блокировки, сигнализации и регулирования.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Основные функции и классификация АСУ ТП. Режимы работы АСУ ТП. Виды обеспечении АСУ ТП.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В данном разделе следует усвоить роль и место автоматизации горных работ на современном этапе, знать основные направления и перспективы развития автоматизации на горных предприятиях.

Необходимо ознакомиться с вопросами экономической оценки АГР с точки зрения повышения производительности труда, снижения себестоимости продукции и т.д.

Особое внимание следует уделить принципам построения различных систем автоматики, способам их реализации, уяснить принципиальные особенности каждой системы, присущие им достоинства и недостатки.

При изучении АСУ ТП необходимо рассмотреть различные режимы работы АСУ ТП и принципы построения распределенных АСУ ТП.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое автоматизация?

2.Определите понятие «система автоматизации». Дайте классификацию систем автоматизации.

3.Структура и функции одно- и многоканальных систем автоматического контроля.

4

4.Структура и функции системы автоматического регулирования (САР) каскадной, соотношения параметров с селекцией сигнала рассогласования.

5.Структура и функции систем автоматической защиты.

6.Многоканальные и многоуровневые САУ.

7.Структура и функции систем управления технологическими процессами.

8.Назначение АСУ ТП, их классификация.

9.Информационные и управляющие функции АСУ ТП.

10.Структура и принципы построения распределенных АСУ ТП. Литература: [1, с. 3-11].

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИКИ

2.1.Измерительные элементы (датчики)

Классификация элементов автоматических систем по назначению. Датчики сопротивления: потенциометрические, тензометрические, терморезисторные; индуктивные, емкостные. Сельсинные измерительные преобразователи, тахогенераторы. Унификация элементов систем автоматического управления и контроля. Мостовая и компенсационная измерительные схемы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Датчики (первичные измерительные преобразователи) являются одним из основных звеньев САУ, поэтому при их изучении необходимо уяснить назначение, принцип действия, основные рабочие и конструктивные характеристики, область применения. Необходимо обратить внимание на то, какие датчики могут работать с мостовой, а какие с компенсационной схемой.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назначение, принцип действия, особенности конструкции, достоинства и недостатки перечисленных выше датчиков.

2.Что такое унифицированный сигнал? Какие их виды вы знаете?

3.Опишите работу измерительных схем в комплекте с различными датчиками.

5

4. Сельсинные измерительные преобразователи: назначение, устройство, режимы работы.

Литература: [5, с. 110-174; 6, с. 32-37].

2.2. Управляющие элементы

Усилительно-преобразовательные элементы систем: назначение, классификация, основные характеристики. Магнитные, полупроводниковые усилители.

Реле: классификация, статические характеристики. Электромагнитные реле: нейтральные реле постоянного и переменного токов и поляризованное реле. Полупроводниковые реле. Реле времени. Тепловые реле тока.

Регулирующие устройства: структура и классификация. Регуляторы непрерывного действия, позиционные и импульсные регуляторы.

Логические элементы: И, ИЛИ, НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Основные законы алгебры логики.

Микропроцессорная техника в системах управления. Микропроцессорный программируемый контроллер: структурная схема, отличия от мини-ЭВМ. Управляющие вычислительные комплексы и сети.

Задающие элементы систем.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении усилителей и реле основное внимание следует обратить на конструктивное использование, принцип действия и область применения. Необходимо ознакомиться с обобщенной структурой регулятора и принципами действия позиционных, импульсных регуляторов и регуляторов непрерывного действия.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Объясните принципы действия усилителей постоянного и переменного тока.

2.Объясните принцип действия магнитного усилителя, опишите его работу со смещением и обратными связями. Приведите необходимые графики.

3.Опишите работу изученных типов реле с рассмотрением физических процессов в них.

6

4.Проведите сравнительный анализ различных электромагнитных реле по основным характеристикам и конструктивному исполнению.

5.Запишите основные законы алгебры логики и объясните их применение при проектировании дискретных систем.

6.Изобразите схемы изученных логических элементов и объясните их работу.

7.Изобразите структурную схему программируемого контроллера

иопишите его работу.

8.Каково назначение микропроцессора в схеме автоматизации и в чем заключается преимущество микропроцессорных схем автоматизации перед обычными?

9.Поясните принцип действия регуляторов непрерывного действия: позиционных и импульсных. Приведите статические характеристики двухпозиционного регулятора, обобщенную структуру регулятора.

10.Проведите сравнительный анализ задающих элементов на интеграторах, а также потенциометрических и дискретных.

Литература: [1, с. 117-141; 5, с. 176-248, 390-397; 6, с. 37-45].

2.3. Исполнительные устройства

Исполнительные устройства: назначение, классификация и требования к характеристикам. Электрические, гидравлические и пневматические исполнительные механизмы: конструкция и принципы действия.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Исполнительные устройства являются завершающим звеном в цепи управления или контроля. Например, в системах автоматического регулирования исполнительные устройства используют для управления регулирующими органами (задвижками и т.д.). Поэтому необходимо рассмотреть различные виды исполнительных механизмов, обращая внимание на условия их применения, исходя из требований, предъявляемых к проектируемой системе управления.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните принцип действия исполнительных электродвигателей постоянного и переменного тока.

7

2.Опишите работу гидравлических и пневматических исполнительных устройств.

3.Объясните принцип действия электромагнитного исполнительного механизма.

4.Рассмотрите конструкцию и принцип действия электромагнитных муфт.

Литература: [6, с. 46; 5, с. 240-257, 265-272].

3.АВТОМАТИЗАЦИЯ КАРЬЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Основные направления и эффективность автоматизации экскаваторов. САУ процессом копания мехлопат и драглайнов. Автоматическое программное управление переносом ковша драглайна. АСУ циклом работы одноковшового экскаватора. Автоматическое управление процессом экскавации многоковшовых экскаваторов. Принципы автоматического программного управления роторными экскаваторами.

Основные направления и эффективность автоматизации процессов бурения. Системы автоматического управления процессом бурения шарошечными станками.

Автоматизация управления поточно-транспортными системами. Задачи автоматизации промышленного железнодорожного транспорта. Системы дистанционного и автоматического управления локомотивосоставами. Автоматизация управления стрелками и сигнальными огнями.

Основные направления и эффективность автоматизации конвейерного транспорта сырья и материалов.

Задачи и эффективность автоматизации процессов механической обработки материалов. Автоматическое регулирование производительности щековых дробилок. Автоматическое управление работой виброгрохотов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Автоматизация управления одноковшовыми экскаваторами включает в себя, прежде всего, автоматизацию основных операций цикла - копание (черпание) и транспортирование ковша (перенос его из забоя в точку разгрузки и обратно). Изучите принципы построения и структуру САУ копанием для мехлопат и драглайнов, программную САУ переносом ковша драглайна, АСУ циклом мехлопаты.

8

Автоматизация многоковшовых экскаваторов заключается, прежде всего, в применении САУ процессом копания и программных САУ установочных операций. Сравните способы и системы автоматического управления процессом копания роторных экскаваторов (РЭ), изучите принципы построения программных систем управления РЭ.

Важнейшую функцию в системах автоматизации шарошечных бурстанков выполняют САУ процессом бурения, они обеспечивают минимизацию затрат на бурение и заданную производительность.

Автоматизация промышленного железнодорожного транспорта решает такие задачи, как: а) управление локомотивами (автоматическое поддержание заданной скорости движения на перегонах, дистанционное управление в местах погрузки и разгрузки состава); б) управление сигнальными огнями и стрелками; в) автоматизированное управление движением поездов.

Дробление, сортировка и транспортировка угля. Из множества задач автоматизации указанных процессов рассмотрите важнейшие из них: автоматическое регулирование процесса дробления, оптимальное управление процессом сортировки (виброгрохотами), оптимальное управление дробильно-сортировочным процессом.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назовите основные направления и источники эффективности автоматизации карьерных экскаваторов.

2.Структурные схемы САУ копанием мехлопат и драглайнов.

3.Варианты САУ копанием роторных экскаваторов.

4.Структурная схема программной САУ прямым переносом ковша драглайна.

5.САУ процессом бурения «Режим-2НМ».

6.САУ процессом бурения «Режим-СВ».

7.Способы и системы автоматической стабилизации погонной загрузки ленты конвейера.

8.Способы и системы автоматического регулирования натяжения ленты конвейера.

9.Радиоуправление внутрикарьерными стрелками.

10.Системы автоматической блокировки стрелок и сигналов на станциях и перегонах.

11.АСУ движением поездов на карьерах.

9

12. Автоматическое регулирование процесса дробления щековой дробилки.

Литература: [3, с. 29-42; 53-124; 135-169; 4, с. 71-100; 167-190; 2, с. 46-66; 75-95].

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторные работы выполняются в университете в соответствии с методическими указаниями [7].

1.Датчики.

2.Магнитные усилители.

3.Технологические реле.

4.Устройство УКПС.

5.УКИ.

6.Системы автоматизации дробилок и цементных мельниц.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Контрольная работа выполняется в виде письменных ответов на следующие вопросы:

1.Автоматизация экскаваторов и буровых станков.

2.Автоматизация конвейерного и ж/д транспорта.

3.Автоматизация автомобильного транспорта.

При выполнении контрольной работы необходимо описать аппаратуру автоматики и структурные схемы систем управления соответствующими объектами, применяемые на предприятии, где трудится студент.

Пояснительную записку писать от руки, грамотно, разборчиво на страницах обычной ученической тетради. В записке следует строго выдерживать разделение материала на разделы, перед каждым из которых должно быть выделено наименование.

Пояснительную записку иллюстрировать необходимыми схемами, графиками, вычерченными карандашом, четко, в удобном масштабе с соблюдением всех требований ЕСКД и действующих ГОСТов. Нумеровать иллюстрации последовательно и размещать сразу после ссылки на них в тексте. Каждый рисунок сопровождать подписью, расположенной под изображением.

Ссылка на литературные источники обязательна и выполняется в виде номера источника, заключенного в квадратные скобки и поме-