Автоматизованные системы управления промышленным транспортом

2. Автоматизованные системы управления промышленным транспортом

Автоматизированная система управления (АСУ) транспортом - одна из функциональных подсистем АСУ промышленных предприятий. Структура и функции промышленных подсистем зависят от особенностей основного производства. Можно выделить пять типов промышленных предприятий с различающимися системами управления транспортом: открытые горные разработки, угольные районы, металлургические заводы, машиностроительные и другие предприятия, а также межзаводские транспортно-технологические объединения.

На открытых горных разработках одна из основных функций АСУ состоит в оперативном управлении горно-транспортным процессом, что сводится к решению следующих задач:

o  планированию выемки и погрузки горной массы по условиям оптимального ведения горных работ и наилучшего усреднения полезного ископаемого, планированию работы железнодорожных составов по критерию наилучшего использования горного и транспортного оборудования;

o  оперативному управлению движением с выбором маршрутов следования и моментов отправления каждого состава по выбору очередного адреса назначения каждого автосамосвала после выполнения им предыдущего рейса.

При оперативном планировании работы транспорта угольного района реша-ется комплекс взаимосвязанных задач планирования погрузки перевозок и сбыта. Прежде всего, планируются поставки угля на обогатительные фабрики, затем распределение порожних вагонов по станциям примыкания подъездных путей по шахтам и фабрикам на каждом примыкании, а также поездная работа и регулиро-вание движения поездов и локомотивов.

Система управления транспортом металлургического завода состоит из не-скольких автономных подсистем. Две из них - системы управления горячими пе-ревозками чугуна и стали входят в системы управления соответствующими тех-нологическими участками завода и предназначены для распределения груженых и порожних чугуновозных ковшей или слитковозных составов и планирования ра-боты локомотивов с целью наилучшего удовлетворения оперативных потребно-стей технологических агрегатов. Специализированная транспортная подсистема АСУ металлургическим заводом предназначена для управления общезаводскими перевозками и решает задачи планирования работы с вагонами общесетевого и заводского парков, поездной работы и управления локомотивами.

На машиностроительных заводах отдельные подсистемы АСУ предназначены для управления железнодорожным и автомобильным транспортом. Первая из них решает те же задачи, что и подсистема управления общезаводскими перевозками в металлургии. Вторая строится в зависимости от принятого варианта организации работы автотранспорта: по графику, под руководством диспетчера, под руководством оперативного персонала технологических цехов. Во всех случаях система решает задачи технико-экономического, сменно-суточного и оперативного планирования и учета, автомобильных перевозок, причем методы решения этих задач различны для каждого варианта организации перевозок.

Системы управления перевозками в межзаводских транспортно-технологических объединениях решают задачи: планирования ввоза и вывоза сы-рья, топлива и полуфабрикатов; обеспечения предприятий-потребителей необходимыми материалами, а поставщиков - порожними вагонами; контроля за про-движением основных грузов; сбора и накопления учетных данных. Подобные системы работают в тесном взаимодействии с АСУ магистральным транспортом.

Информационное и техническое обеспечение АСУ. Реализация АСУ начи-нается с создания информационных систем. Центральный вопрос разработки АСУ - организация сбора и обработки информации. В системах управления промышленным транспортом используется информация о пребывающих на предприятие и отправляемых с него вагонах и грузах. Наряду с оперативной информацией в АСУ используются плановые данные и нормативно-справочная информация (НСИ). Для ввода в систему оперативной информации, ее хранения, обработки и представления пользователям результатов расчета используется широкий набор технических средств (ТС), которые могут быть разделены на две группы - общего назначения и специализированные транспортные.

По функциональным признакам ТС АСУ подразделяются на четыре груп-пы:

Ø  регистрации, сбора и подготовки информации. Документированная информация фиксируется и подготавливается вручную; для ввода оперативной информации часто применяются специализированные транспортные датчики;

Ø  передачи информации, обеспечивающие обмен данными между пункта-ми их возникновения, переработки и потребления. Характеристики этих средств зависят от дальности передачи, объема данных и требуемой скорости их доставки;

Ø  хранения и обработки информации - вычислительные системы, конфигурация которых зависит от потребностей конкретных задач;

Ø  отображения и выдачи информации, предназначенные для представле-ния данных в виде документов и видеограмм на перфоносителях, экранах дисплеев, мнемосхемах и т.п.

В состав серийных средств ввода и вывода информации входят устройства прямой связи человека с ЭВМ с помощью индивидуальных пультов с ручным вводом данных, с фиксацией информации на бумаге или выводом ее на экран, ввода-вывода с промежуточным носителем информации, непосредственного вво-да с первичных документов, ввода-вывода данных в ЭВМ с удаленного терминала через канал связи.

Наиболее совершенные из используемых терминалов — абонентские пункты, представляющие собой комплекс устройств для обработки данных и обмена информацией между удаленным абонентом и ЭВМ или между двумя удаленными абонентами. Для автоматизации ввода оперативной информации.

АСУ промышленным транспортом используются специализированные уст-ройства, обеспечивающие контроль состояния железнодорожных путей и показаний сигналов, обмен информацией с движущимися объектами железнодорожного и безрельсового транспорта, счет числа проследовавших осей и вагонов, считыва-ние информации с движущегося подвижного состава, автоматическое взвешива-ние груза в вагонах, автомобилях и на конвейерной ленте, контроль количества груза на складах и в бункерах, контроль работы погрузочных и выгрузочных агре-гатов (экскаваторов, вагонов-опрокидывателей, кранов), начала и окончания гру-зовых операций и др. Для участков замкнутых технологических перевозок разра-ботаны устройства передачи информации о размещении и состоянии локомотивов и автосамосвалов. В составе оборудования специальных пультов транспортных диспетчеров наряду с табло-мнемосхемами (а иногда и взамен их) могут приме-няться дисплеи, позволяющие наглядно отображать буквенно-цифровую и графи-ческую информации.

Железнодорожный промьпаленный транспорт. На участках технологиче-ских перевозок функции управления транспортом тесно связаны с функциями, управления основным производством, поэтому транспортные подсистемы разра-батываются в составе комплексных АСУ технологическими участками. Основное отличие систем управления технологическими перевозками от информационно-справочных состоит в необходимости стыковки вычислительного комплекса (ВК) с устройствами железнодорожной автоматики (УЖДА) и другими датчиками ин-формации.

В разрабатываемых АСУ на участках горячих перевозок принят различный. уровень автоматизации управления. В одних случаях на автоматизированную часть системы возлагается лишь распределение транспортных средств и планиро-вание перевозок, в других - и оперативное управление движением. В частности, задача управления транспортом участка "сталь-прокат" решается в три этапа:

o  планирование потока плавок, когда разрабатывается наивыгоднейший план-график загрузки обжимного стана, определяющий для каждого слитковозно-го состава время начала и окончания всех технологических операций;

o  планирование работы локомотива, когда при освобождении одного из локомотивов несколько очередных (запланированных на предыдущем этапе) ра-бот распределяются между локомотивами, и для каждого состава определяются наивыгоднейшие направления движения, путь в парке назначения и место стоян-ки в выбранном пути;

o  управление движением, когда управляющие команды передаются ис-полнительным устройствам железнодорожной автоматики.

Информация о ходе технологических операций передается с различных площадок, из стриппера, отделения нагревательных колодцев и двора изложниц с помощью пультов ручного ввода или стандартных терминальных устройств. Для передачи информации о положении транспортных средств, состоянии путей и стрелок применяются устройства электрической централизации стрелок и сигна-лов или датчики номера составов. Информация поступает также от устройств въездной и переездной сигнализации, весовой автоматики, счета осей и др. Для слежения за движением применяются рельсовые цепи. Таким образом, исходная информация о подвижном составе и выполняемых операциях вводится в систему вручную, а о передвижениях — автоматически. Пульты диспетчера цеха подготов-ки составов и транспортного диспетчера содержат устройства ввода и вывода, обеспечивающие обмен информацией между человеком и ЭВМ.)

Системы станционного уровня предназначены для автоматизации управле-ния маневровой и грузовой работой на крупных железнодорожных станциях про-мышленныхпредприятий. На промышленных сортировочных станциях целесооб-разна привязка типовой АСУ.

Система обеспечивает решение следующих задач:

• обработку в реальном масштабе времени информации о подходе поездов и подготовку составов к расформированию (расчет и выдачу размеченной теле-граммы натурного листа, сортировочного листа и справок о наличии и подходе вагонов различных категорий);

• учет наличия и расположения вагонов на путях сортировочного парка и подготовку составов к отправлению (подготовку ведомости накопления вагонов, телеграммы-натурного листа на сформированный поезд, справок о составе поезда и наличии в нем вагонов и контейнеров различных типов и др.);

• подготовку ответов на запросы о состоянии станционных путей и наличии на них вагонов различных категорий;

• ведение учета и составление отчетности по стандартным формам;

• текущее планирование работы станции.

Совершенствование управления грузовой и маневровой работой достигает-ся с помощью систем диспетчерского контроля работы грузовых пунктов. Пульты ручного ввода информации (ПРВ) устанавливаются на основных грузовых фронтах и диспетчерских пунктах производственных цехов. С ПРВ в цифровом коде передается информация о номере грузового фронта, номерах и числе вагонов, роде и массе груза, времени начала и. окончания грузовых операций, потребности в вагонах или автомобилях и др. Информация поступает в ЭВМ, на мнемопультьт или дисплеи начальника смены, грузового диспетчера и маневровых диспетчеров для целей оперативного управления. Одновременно автоматизируются учет про-стоя вагонов на грузовых фронтах и взаиморасчеты между железнодорожными и производственными цехами, а пользователи системы обеспечиваются оператив-ной информацией о сверхнормативных простоях вагонов, автомобилей и погру-зочно-разгрузочных механизмов, текущих значениях основных показателей рабо-ты станции.

Технологические карьерные перевозки. Автоматизированные системы управления технологическими карьерными перевозками разрабатываются в со-ставе комплексных АСУ горнотранспортным процессом. Информацию о положе-нии составов и занятости экскаваторов получают из сигналов, поступающих с ло-комотивов, с помощью специальной телемеханической системы. Сигнал о прохо-ждении составом контрольной точки и данные, набираемые на пульте машини-стом локомотива, передаются по радиоканалу в вычислительное устройство. Сис-тема предназначена для контроля и учета основных параметров регулирования, выбора режима погрузки, определения пункта погрузки (зоны карьера и экскаватора) и направляемого туда состава, выбора адреса выгрузки для составов, гру-женных породой. Комплекс аппаратуры горного диспетчера обеспечивает ввод сменного задания по экскаваторам и отвалам, хранение этой информации и ее пе-редачу транспортному диспетчеру, вывод данных о ходе погрузки. У транспорт-ного диспетчера, кроме диспетчерского пульта, установлены устройства для приема по радиоканалам информации с электровозов и для автоматической печати исполненного графика ведения горно-транспортных работ. Для горных пред-приятий черной и цветной металлургии и угольной промышленности созданы и другие варианты систем управления горнотранспортным процессом. В современных системах применяются центральные и периферийные устройства ЭВМ третьего поколения, дисплейные модули, датчики контроля размещения локомо-тивов и состояния экскаваторов.

Внешний транспорт. В обеспечении нормальной работы промышленных предприятий большое значение имеет предварительная информация о подходе вагонов и грузов с внешней сети. Существующие системы обмена предварительной информацией между магистральным и промышленным транспортом могут быть значительно улучшены при использовании автоматизированных информацион-ных систем.

Наиболее эффективно организуется оповещение грузополучателей о про-движении адресованных им вагонов и грузов при внедрении на дорогах автоматизированных систем управления эксплуатационной работой. В этом случае вся необходимая информация поступает из дорожного вычислительного центра предприятия или на терминальные устройства грузополучателя. При отсутствии такой системы со стыковых станций дороги или со станций формирования на завод пе-редаются телеграммы-натурные листы на прибывающие в адрес завода поезда. Наряду с этим предусматривается передача предварительной информации о про-гнозируемой сдаче вагонов с предприятия в вычислительный центр и на сортировочные станции дороги, автоматизированный обмен информацией между пред-приятием и автоматизированными сортировочными станциями, машинное фор-мирование перевозочных документов и документов о качестве продукции, обмен информацией между предприятиями грузоотправителями и грузополучателями. При перевозке продукции кольцевыми маршрутами разрабатываются автоматизированные системы контроля за их дислокацией. В этом случае информация о про-хождении маршрутами контрольных точек поступает в вычислительный центр дороги, откуда передается в вычислительный центр предприятия. На основании этих данных определяются дислокация маршрутов, дается прогноз их прибытия, составляются сведения об их использовании и др.

Автомобильный промышленный транспорт. Автоматизированная система технико-экономического планирования предназначена для расчета основных пла-новых показателей работы заводского автотранспорта, обеспечивающих наилучшее использование транспортных средств при условии своевременного выполне-ния заданного объема перевозок.

Для внедрения системы технико-экономического планирования разрабаты-ваются карты технологического процесса транспортировки, технико-нормировочные карты транспортного процесса, нормы времени и расценки работ. При этом распределение транспортных средств по цехам, основанное на средне-годовых статистических данных, заменяется оперативным распределением, исхо-дящим из реальной потребности в перевозках. Системы сменно-суточного плани-рования и маршрутизации работы межцехового автомобильного транспорта раз-рабатываются соответственно принятой организации перевозок (по графику, по заявкам, с распределением по цехам и др.). Оптимизация планирования и мар-шрутизация перевозок сокращают затраты времени на выполнение перевозок общий пробег машин и объем грузовых работ на 20-25%. Разработаны и внедрены эффективные методы планирования внутризаводских автомобильных перевозок по маятниковым маршрутам и методы построения расписания движения транс-порта по радиально-кольцевым маршрутам, обеспечивающие максимальное ис-пользование, грузоподъёмности транспортных средств при доставке

продукции одного цеха в другие. Некоторые алгоритмы оптимизируют маршруты перевозок по минимуму пробега автомобилей.

Большинство показателей, характеризующих работу автотранспорта про-мышленного предприятия, можно получить в результате обработки первичного

учетного документа - путевого листа. Кроме учета трудовых и материальных за-трат, путевой лист используется для начисления заработной платы водителям и расчетов за перевозку грузов.

Автоматизированные системы оперативного управления экскаваторно--автомобильными комплексами распределяют поток автомобилей по забоям исхо-дя из требований сменного плана выемки, если обеспечивается требуемая ших-товка руд:

v  выбирают пункт погрузки и маршрут следования каждого автосамо-свала с целью минимизации суммарных простоев горного и транспортного обору-дования;

v  учитывают работу экскаваторов и автосамосвалов;

v  контролируют пра-вильность выполнения команд водителями.

Разработаны различные варианты по-добных систем, различающихся составом автоматизируемых функций, особенно-стями технических решений узлов съема и передачи информации с автомобиля на автомобиль и др.

Во всех случаях автосамосвалы оборудуются датчиками, передающими но-мер машины по радиоканалу. Номер считывается устройствами опознания, распо-ложенными у въездов в карьер, в пунктах погрузки (выгрузки) и других кон-трольных точках. Считанный номер передается по радиоканалу в диспетчерский пункт. Номер загрузившего автосамосвал экскаватора также передается по радио-каналу и в некоторых системах фиксируется в логическом устройстве, установ-ленном на автосамосвале, а затем считывается в контрольных точках. Масса груза автоматически фиксируется либо при прохождении автосамосвала через весы, ли-бо весомером, установленным непосредственно на машине. Вся информация по-падает в диспетчерскую, где фиксируется на машинном носителе или вводится-непосредственно в ЭВМ. Решение об адресовании автосамосвала, принятое дис-петчером или вычислительным устройством, передается на табло, установленное у въезда, в карьер, либо по радиоканалу непосредственно в кабину водителя. Ино-гда предусмотрен обмен между автосамосвалом и экскаватором специальными сигналами, гарантирующими правильность выполнения задания.

Лекция 7

ПРОМЫШЛЕННО-ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ ПРЕДПРИЯТИЙ