Оборудование АББ для первой алмазной шахты в России

А.А.Бородин, рудник «Интернациональный», АК «АЛРОСА»,
М. Граге, ABB Automation Systems AB,
В.В.Шувалов, АББ Автоматизация Россия, ООО «АББ Реле-Чебоксары»

В ав­гу­с­те 1999 го­да был вве­ден в экс­плу­а­та­цию че­ты­рех­ка­нат­ный фрик­ци­он­ный кле­ть­е­вой подъ­ем­ник на пер­вой рос­сий­ской ал­маз­ной шах­те руд­ни­ка «Ин­тер­на­ци­о­наль­ный» АК «АЛ­РО­СА» в го­ро­де Мир­ном.

Ком­па­ния АББ (АСЕА-Бра­ун Бо­ве­ри), име­ю­щая бо­лее чем 60-лет­ний опыт в кон­ст­ру­и­ро­ва­нии шахт­ных подъ­ем­ни­ков по по­след­не­му сло­ву тех­ни­ки и по­ста­вив­шая бо­лее 600 шахт­ных подъ­ем­ни­ков по все­му ми­ру, осу­ще­ст­ви­ла про­ек­ти­ро­ва­ние, из­го­тов­ле­ние, по­став­ку и ввод в экс­плу­а­та­цию со­вре­мен­но­го обо­ру­до­ва­ния для это­го подъ­ем­ни­ка.

Подъ­ем­ник ос­на­щен дву­хэ­таж­ной кле­тью, про­ти­во­ве­сом и хво­с­то­вы­ми ка­на­та­ми.

При­вод ба­ра­ба­на — без­ре­дук­тор­ный, от эле­к­т­ро­дви­га­те­ля по­сто­ян­но­го то­ка.

Подъ­ем­ная ма­ши­на МК4х5 бы­ла по­став­ле­на для ос­на­ще­ния шах­ты мно­го лет на­зад пред­при­я­ти­ем «До­нецкгор­маш». По­сколь­ку тор­моз­ная си­с­те­ма, ти­ри­с­тор­ный при­вод эле­к­т­ро­дви­га­те­ля и си­с­те­ма уп­рав­ле­ния подъ­ем­ной ма­ши­ной мо­раль­но ус­та­ре­ли, ру­ко­вод­ст­вом ком­па­нии «АЛ­РО­СА» бы­ло при­ня­то ре­ше­ние про­ве­с­ти мо­дер­ни­за­цию подъ­ем­ной ма­ши­ны, ос­на­с­тив ее си­с­те­мой дис­ко­вых тор­мо­зов, но­вым ти­ри­с­тор­ным при­во­дом для име­ю­ще­го­ся эле­к­т­ро­дви­га­те­ля по­сто­ян­но­го то­ка, но­вы­ми со­вре­мен­ны­ми си­с­те­ма­ми уп­рав­ле­ния и кон­тро­ля.

В со­от­вет­ст­вии с этим ре­ше­ни­ем, ком­па­ния АББ по­ста­ви­ла со­вре­мен­ный ти­ри­с­тор­ный пре­об­ра­зо­ва­тель с ми­к­ро­про­цес­сор­ной си­с­те­мой уп­рав­ле­ния в ком­плек­те с су­хи­ми вы­со­ко­вольт­ны­ми транс­фор­ма­то­ра­ми для при­во­да подъ­ем­ни­ка, ми­к­ро­про­цес­сор­ную си­с­те­му уп­рав­ле­ния подъ­ем­ни­ком, со­вре­мен­ную ци­ф­ро­вую си­с­те­му кон­тро­ля ра­бо­ты подъ­ем­ни­ка, а так­же низ­ко­вольт­ное рас­пре­ду­с­т­рой­ст­во и ком­пью­те­ри­зи­ро­ван­ный пульт уп­рав­ле­ния с цвет­ным мо­ни­то­ром и крес­лом ма­ши­ни­с­та.

Так­же ком­па­ни­ей АББ вза­мен тра­ди­ци­он­ных ко­ло­доч­ных тор­мо­зов бы­ло из­го­тов­ле­но и по­став­ле­но обо­ру­до­ва­ние со­вре­мен­ной си­с­те­мы дис­ко­вых тор­мо­зов, вклю­чая фун­да­мент­ную пли­ту, стой­ки с тор­моз­ны­ми суп­пор­та­ми, ги­д­ро­стан­цию и тор­моз­ные дис­ки для мон­та­жа на обо­да су­ще­ст­ву­ю­ще­го ба­ра­ба­на.

По­сколь­ку За­каз­чик был за­ин­те­ре­со­ван в ско­рей­шем вво­де подъ­ем­ни­ка в экс­плу­а­та­цию, из­го­тов­ле­ние и по­став­ка обо­ру­до­ва­ния бы­ли осу­ще­ств­ле­ны в два эта­па в ре­корд­но сжа­тые сро­ки.

На пер­вом эта­пе, в те­че­ние 4-х ме­ся­цев, бы­ли по­став­ле­ны ти­ри­с­тор­ный пре­об­ра­зо­ва­тель с транс­фор­ма­то­ра­ми, обо­ру­до­ва­ние си­с­те­мы дис­ко­вых тор­мо­зов, си­с­те­ма кон­тро­ля ра­бо­ты подъ­ем­ни­ка, низ­ко­вольт­ное рас­пре­ду­с­т­рой­ст­во, а так­же вре­мен­ный пульт уп­рав­ле­ния подъ­ем­ной ма­ши­ной в руч­ном ре­жи­ме для то­го, что­бы дать воз­мож­ность За­каз­чи­ку про­из­во­дить на­ве­с­ку ка­на­тов, кле­ти и про­ти­во­ве­са, а так­же ре­ви­зию и ар­ми­ров­ку ство­ла, не до­жи­да­ясь по­став­ки ос­таль­но­го обо­ру­до­ва­ния.

На вто­ром эта­пе, в те­че­ние по­сле­ду­ю­щих 4-х ме­ся­цев, бы­ло по­став­ле­но ос­таль­ное обо­ру­до­ва­ние, вклю­чая ком­пью­тер­ную си­с­те­му уп­рав­ле­ния и по­сто­ян­ный пульт уп­рав­ле­ния, обес­пе­чи­ва­ю­щее ра­бо­ту подъ­ем­ни­ка как в руч­ном, так и в по­лу­ав­то­ма­ти­че­с­ком ре­жи­ме.

Мон­таж обо­ру­до­ва­ния был вы­пол­нен си­ла­ми За­каз­чи­ка с уча­с­ти­ем шеф-мон­таж­ни­ков ком­па­нии АББ, на­лад­ку и ввод в дей­ст­вие обо­ру­до­ва­ния, по­став­лен­но­го АББ, вы­пол­ня­ли спе­ци­а­ли­с­ты АББ с уча­с­ти­ем спе­ци­а­ли­с­тов За­каз­чи­ка.

Обо­ру­до­ва­ние, по­став­лен­ное ком­па­ни­ей АББ для кле­ть­е­во­го подъ­ем­ни­ка руд­ни­ка «Ин­тер­на­ци­о­наль­ный», в ча­ст­но­с­ти, ти­ри­с­тор­ный пре­об­ра­зо­ва­тель се­рии DCS 600 с пол­но­стью ци­ф­ро­вым уп­рав­ле­ни­ем, ми­к­ро­про­цес­сор­ная си­с­те­ма уп­рав­ле­ния подъ­ем­ни­ком HSC (ABB Hoist System Control), со­вре­мен­ная ком­пью­тер­ная си­с­те­ма кон­тро­ля ра­бо­ты подъ­ем­ни­ка АНМ (Advant Hoist Monitor), ком­пью­те­ри­зи­ро­ван­ный пульт уп­рав­ле­ния, си­с­те­ма дис­ко­вых тор­мо­зов, ус­пеш­но ра­бо­та­ю­щее на мно­гих шах­тах по все­му ми­ру, в рос­сий­ской прак­ти­ке бы­ло ус­та­нов­ле­но и вве­де­но в экс­плу­а­та­цию впер­вые.

В подъ­ем­ни­ке при­ме­не­ны со­вре­мен­ные ме­то­ды уп­рав­ле­ния, за­щи­ты и кон­тро­ля, ос­но­ван­ные на ис­поль­зо­ва­нии но­вых тех­но­ло­гий и ми­к­ро­ком­пь­ю­те­ров. Эти тех­но­ло­гии не толь­ко уп­ро­ща­ют тех­ни­че­с­кое об­слу­жи­ва­ние, по­иск не­ис­прав­но­с­тей и экс­плу­а­та­цию шахт­но­го подъ­ем­ни­ка, но так­же по­вы­ша­ют бе­зо­пас­ность его экс­плу­а­та­ции, сте­пень го­тов­но­с­ти, на­деж­ность, про­из­во­ди­тель­ность и точ­ность от­ра­бот­ки ко­манд. Они так­же ока­зы­ва­ют вли­я­ние на сни­же­ние по­греш­но­с­тей и на по­вы­ше­ние плав­но­с­ти дви­же­ния, что сни­жа­ет из­нос ме­ха­ни­че­с­ко­го обо­ру­до­ва­ния.

По­став­лен­ное обо­ру­до­ва­ние от­ве­ча­ет тре­бо­ва­ни­ям меж­ду­на­род­ных и на­ци­о­наль­ных стан­дар­тов и нор­ма­ти­вов в от­но­ше­нии норм тех­ни­ки бе­зо­пас­но­с­ти при пе­ре­воз­ке лю­дей. Си­с­те­ма уп­рав­ле­ния подъ­ем­ни­ком и при­во­дом раз­де­ле­на на не­сколь­ко не ­за­ви­ся­щих друг от дру­га ми­к­ро­ком­пь­ю­тер­ных под­си­с­тем, сре­ди ко­то­рых на­и­бо­лее важ­ны­ми яв­ля­ют­ся сле­ду­ю­щие:

  • функ­ции уп­рав­ле­ния подъ­ем­ни­ком ре­а­ли­зо­ва­ны в СИ­С­ТЕ­МЕ УП­РАВ­ЛЕ­НИЯ ПОДЪ­ЕМ­НИ­КОМ HSC на ба­зе ми­к­ро­про­цес­сор­но­го ком­пью­те­ра AC 110;
  • функ­ции уп­рав­ле­ния обо­ру­до­ва­ни­ем при­во­да подъ­ем­ни­ка, вклю­чая функ­ции ре­гу­ли­ров­ки то­ка и ско­ро­сти, ре­а­ли­зо­ва­ны в ми­к­ро­про­цес­сор­ном КОМ­ПЬЮ­ТЕ­РЕ СИ­С­ТЕ­МЫ ПРИ­ВО­ДА, рас­пло­жен­ном в ти­ри­с­тор­ном пре­об­ра­зо­ва­те­ле;
  • функ­ции кон­тро­ля за ра­бо­той подъ­ем­ни­ка ре­а­ли­зо­ва­ны в не­за­ви­си­мом мо­ни­то­ре подъ­ем­ни­ка AHM на ба­зе ком­пью­те­ра AC 110;
  • функ­ции ИН­ТЕР­ФЕЙ­СА ЧЕ­ЛО­ВЕК-МА­ШИ­НА (MMC) ре­а­ли­зо­ва­ны в от­дель­ной ком­пью­тер­ной си­с­те­ме с ви­део­тер­ми­на­лом, эта си­с­те­ма сов­ме­ст­но с пуль­том уп­рав­ле­ния ком­пью­те­ром пре­до­став­ля­ет об­щую и де­таль­ную ин­фор­ма­цию опе­ра­то­ру и пер­со­на­лу те­хоб­слу­жи­ва­ния.

Подъ­ем­ник обес­пе­чи­ва­ет пе­ре­ме­ще­ние лю­дей и гру­зов меж­ду раз­лич­ны­ми го­ри­зон­та­ми шах­ты в по­лу­ав­то­ма­ти­че­с­ком или руч­ном ре­жи­ме.

В по­лу­ав­то­ма­ти­че­с­ком ре­жи­ме подъ­ем­ник уп­рав­ля­ет­ся опе­ра­то­ром, да­ю­щим ко­ман­ду на пе­ре­ме­ще­ние кле­ти (ски­па) с по­мо­щью кно­пок на пуль­те уп­рав­ле­ния. За­прос на пе­ре­ме­ще­ние кле­ти (ски­па) по­сту­па­ет по не­за­ви­си­мой си­с­те­ме сиг­на­ли­за­ции шах­ты. Ав­то­ма­ти­че­с­кое за­мед­ле­ние при при­бли­же­нии к тре­бу­е­мо­му го­ри­зон­ту и ос­та­нов­ка на тре­бу­е­мом уров­не вы­пол­ня­ют­ся си­с­те­мой уп­рав­ле­ния. По­сле до­сти­же­ния за­дан­но­го уров­ня клеть мо­жет быть на­прав­ле­на на но­вый го­ри­зонт на ос­но­ва­нии но­во­го за­про­са, на­прав­лен­но­го по си­с­те­ме сиг­на­ли­за­ции шах­ты.

В руч­ном ре­жи­ме подъ­ем­ник уп­рав­ля­ет­ся с по­мо­щью рас­по­ло­жен­но­го на пуль­те уп­рав­ле­ния джой­сти­ка, пред­наз­на­чен­но­го для вы­бо­ра на­прав­ле­ния вверх/вниз. Опе­ра­тор уп­рав­ля­ет вы­бо­ром на­прав­ле­ния дви­же­ния, пу­с­ком, ско­ро­стью и ос­та­нов­кой кле­ти.

В ком­пью­тер си­с­те­мы уп­рав­ле­ния за­гру­же­на при­клад­ная про­грам­ма уп­рав­ле­ния подъ­ем­ни­ком с вве­ден­ны­ми со­от­вет­ст­ву­ю­щи­ми па­ра­ме­т­ра­ми. Сиг­на­лы от уп­рав­ля­е­мо­го про­цес­са на­прав­ля­ют­ся в пла­ты вво­да/вы­во­да, ко­то­рые под­клю­че­ны к ба­зе дан­ных ком­пью­те­ра. Из ба­зы дан­ных сиг­на­лы на­прав­ля­ют­ся в про­грам­му на гра­фи­че­с­ком язы­ке AMPL. Поль­зо­ва­тель мо­жет из­ме­нять, за­гру­жать и вы­гру­жать как ба­зу дан­ных, так и про­грам­му на язы­ке AMPL (PC про­грам­му) с по­мо­щью сред­ст­в про­грам­ми­ро­ва­ния на ба­зе PC.

Функ­ции окон­ча­тель­но­го кон­тро­ля за ра­бо­той подъ­ем­ни­ка, а так­же функ­ции за­щи­ты от пре­вы­ше­ния ско­ро­сти и вы­хо­да за пре­де­лы зо­ны пе­ре­ме­ще­ния вы­пол­ня­ет ци­ф­ро­вой мо­ни­тор подъ­ем­ни­ка AHM.

Си­с­те­ма AHM 110 (Мо­ни­тор подъ­ем­ни­ка Advant 110) яв­ля­ет­ся но­вей­шим ва­ри­ан­том по­став­ля­е­мых ком­па­ни­ей АББ эле­к­трон­ных си­с­тем кон­тро­ля и за­щи­ты. Си­с­те­ма со­зда­на на ба­зе ми­к­ро­про­цес­сор­ной си­с­те­мы ABB Advant Controller AC 110 и пред­наз­на­ча­ет­ся для кон­тро­ля за ра­бо­той шах­ты.

Для из­ме­ре­ния ско­ро­сти и по­ло­же­ния подъ­ем­ни­ка си­с­те­ма кон­тро­ля ис­поль­зу­ет не­за­ви­си­мый дат­чик им­пуль­сов, на­пря­мую свя­зан­ный с ва­лом ба­ра­ба­на. Так как по дат­чи­ку им­пуль­сов мож­но оп­ре­де­лить толь­ко от­но­си­тель­ное по­ло­же­ние кле­ти, для оп­ре­де­ле­ния аб­со­лют­но­го зна­че­ния по­ло­же­ния в верх­ней ча­с­ти ство­ла и в ство­ле в кон­троль­ных точ­ках ус­та­нав­ли­ва­ют­ся ко­нцевые вы­клю­ча­те­ли.

Ко­неч­ный вы­клю­ча­тель в верх­ней ча­с­ти ство­ла пред­наз­на­чен для оп­ре­де­ле­ния аб­со­лют­но­го зна­че­ния по­ло­же­ния. Ко­неч­ный вы­клю­ча­тель в ниж­ней ча­с­ти ство­ла поз­во­ля­ет си­с­те­ме срав­нить дис­тан­цию, из­ме­рен­ную по сиг­на­лам дат­чи­ка им­пуль­сов, с рас­сто­я­ни­ем меж­ду ко­неч­ны­ми вы­клю­ча­те­ля­ми. По ре­зуль­та­там срав­не­ния си­с­те­ма ком­пен­си­ру­ет вы­тяж­ку ка­на­тов и из­нос фу­те­ров­ки ба­ра­ба­на, обес­пе­чи­вая тем са­мым точ­ный кон­троль по­ло­же­ния кле­ти в ство­ле.

В си­с­те­ме пре­ду­с­мо­т­ре­но дуб­ли­ро­ва­ние за­щит­ных функ­ций пу­тем срав­не­ния соб­ст­вен­но­го сиг­на­ла ско­ро­сти с сиг­на­лом ско­ро­сти си­с­те­мы уп­рав­ле­ния подъ­ем­ни­ком и про­вер­ки соб­ст­вен­но­го сиг­на­ла по­ло­же­ния на ос­но­ва­нии не­за­ви­си­мых внеш­них сиг­на­лов по­ло­же­ния.

Си­с­те­ма AHM 110 ком­па­нии АББ име­ет Рос­сий­ский сер­ти­фи­кат и раз­ре­ше­ние Гос­гор­тех­над­зо­ра Рос­сии на при­ме­не­ние на тер­ри­то­рии Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции.

Мак­си­маль­ная бе­зо­пас­ность ра­бо­ты шахт­но­го подъ­ем­ни­ка до­сти­га­ет­ся по­сред­ст­вом ис­поль­зо­ва­ния не­за­ви­си­мых ус­т­ройств за­щи­ты, обес­пе­чи­ва­ю­щих, в слу­чае от­ка­за од­но­го ус­т­рой­ст­ва, бе­зо­пас­ную ос­та­нов­ку подъ­ем­ни­ка, по край­ней ме­ре, еще од­ним ус­т­рой­ст­вом, кон­тро­ли­ру­ю­щим ту же функ­цию.

Си­с­те­ма за­щи­ты подъ­ем­ни­ка ре­а­ли­зо­ва­на с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­сто­ян­но под­клю­чен­ных ре­ле и не­за­ви­си­мых ми­к­ро­ком­пь­ю­те­ров.

Цепь за­щи­ты раз­де­ле­на на две не­за­ви­си­мые це­пи. Для всех функ­ций за­щи­ты ис­поль­зу­ет­ся ап­па­рат­но ре­а­ли­зо­ван­ная цепь за­щи­ты, ко­то­рая вы­пол­ня­ет функ­ции обес­пе­че­ния мак­си­маль­ной бе­зо­пас­но­с­ти, и про­грамм­ная ло­ги­че­с­кая цепь ава­рий­ной ос­та­нов­ки, ре­а­ли­зо­ван­ная с по­мо­щью ком­пью­те­ра HSC. Ра­бо­та не­за­ви­си­мых функ­ций обес­пе­че­ния бе­зо­пас­но­с­ти ре­гу­ляр­но про­ве­ря­ет­ся ав­то­ма­ти­че­с­ки при каж­дом цик­ле пе­ре­ме­ще­ния подъ­ем­ни­ка, а так­же мо­жет быть про­ве­ре­на вруч­ную опе­ра­то­ром подъ­ем­ни­ка че­рез фик­си­ро­ван­ные пе­ри­о­ды вре­ме­ни, оп­ре­де­ля­е­мые нор­ма­ти­ва­ми про­ве­де­ния под­зем­ных ра­бот. При лю­бом ано­маль­ном со­сто­я­нии (ава­рий­ной ос­та­нов­ке) цепь за­щи­ты с по­мо­щью ре­ле за­щи­ты от­клю­ча­ет при­вод эле­к­т­ро­дви­га­те­ля и вклю­ча­ет ме­ха­ни­че­с­кий пре­до­хра­ни­тель­ный тор­моз.

От­ли­чи­тель­ны­ми осо­бен­но­с­тя­ми дис­ко­вой тор­моз­ной си­с­те­мы АББ яв­ля­ют­ся ее эф­фек­тив­ность, аб­со­лют­ная на­деж­ность и дол­гий срок служ­бы. Си­с­те­ма обес­пе­чи­ва­ет ра­бо­чее и пре­до­хра­ни­тель­ное тор­мо­же­ние подъ­ем­ной ма­ши­ны. При пре­до­хра­ни­тель­ном тор­мо­же­нии ве­ли­чи­на за­мед­ле­ния во всех ре­жи­мах ра­бо­ты и во всем ди­а­па­зо­не на­гру­зок на­хо­дит­ся в пре­де­лах, ус­та­нов­лен­ных «Еди­ны­ми пра­ви­ла­ми бе­зо­пас­но­с­ти» Госгор­тех­над­зо­ра Рос­сии.

Си­с­те­ма дис­ко­вых тор­мо­зов ком­па­нии АББ име­ет Рос­сий­ский сер­ти­фи­кат и раз­ре­ше­ние Гос­гор­тех­над­зо­ра Рос­сии на при­ме­не­ние на тер­ри­то­рии Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции.

Журнал "Горная Промышленность" №1 2000