Розробка системи управління рудниковим електровозом у форматі дистанційного керування

Abstract

Мета роботи: Мінімізація виробничого травматизму, виведення персоналу з небезпечних зон підземних виробок та підвищення ефективності логістичних процесів шахтного транспорту шляхом створення високонадійної мікропроцесорної системи бездротового дистанційного керування рудниковими локомотивами, а також підвищення рівня безпеки праці, оптимізація логістичних процесів підземного транспорту та зниження впливу людського фактора в небезпечних зонах шахт шляхом створення завадостійкої та надійної системи автоматизованого та дистанційного керування рудниковим електровозом. Для досягнення поставленої мети необхідно виконати такі завдання: Проаналізувати специфіку умов експлуатації підземного рейкового транспорту та визначити зони підвищеної небезпеки (пункти навантаження з люкових пристроїв, ділянки розвантаження у перекидачах), де присутність машиніста в кабіні є критичною. Проаналізувати специфіку умов експлуатації рудникового локомотивного транспорту та класифікувати потенційно небезпечні виробничі зони (ділянки завантаження, вивантаження, перекидачі вагонів), де присутність машиніста в кабіні пов'язана з підвищеним ризиком. Обґрунтувати архітектуру системи "пульт оператора – бездротовий канал зв'язку – бортовий контролер – тяговий перетворювач – гальмівна система". Розробити структурну та функціональну схеми бортового комплексу управління електровозом на базі сучасних промислових контролерів у вибухозахищеному та іскробезпечному виконанні. Обґрунтувати вибір каналу бездротової передачі даних та команд керування, що здатний стабільно функціонувати в умовах обмеженого простору підземних виробок, наявності металевих конструкцій та сильних електромагнітних завад від тягового обладнання. Дослідити особливості поширення радіохвиль різних частотних діапазонів у підземних гірничих виробках (ефект хвилеводу, затухання, багатопроменеве відбиття) та обрати оптимальний стандарт зв'язку. Створити алгоритми дистанційного керування тяговими двигунами, системами гальмування, подачі піску та звукової сигналізації, передбачивши багаторівневу систему аварійного захисту у випадку втрати зв'язку. Розробити алгоритми безпеки типу Fail-Safe (безпечна відмова), що забезпечують миттєву аварійну зупинку електровоза в разі втрати сигналу керування або виникнення перешкоди на колії. Інтегрувати в систему комплекс датчиків безпеки (оптичні, ультразвукові або радарні сенсори) для автоматичного виявлення перешкод на колії та запобігання зіткненням. Створити математичну модель гальмівного шляху локомотива з урахуванням затримки передачі сигналу по бездротовому каналу для розрахунку безпечних дистанцій керування. Виконати оцінку техніко-економічної ефективності впровадження системи дистанційного керування з урахуванням підвищення продуктивності відкатки та мінімізації виробничого травматизму.