SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) угольного разреза «Восточный» АО «Евроазиатская энергетическая корпорация». Часть 4

Настоящая статья продолжает серию публикаций, посвященных созданию интегрированной автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом (АСОДУ ГТК) «Иртыш», первоначально создававшейся для угольного разреза «Восточный» (Экибастузский район, Республика Казахстан). В ней раскрываются основные принципы и особенности создания современных автоматизированных систем управления для открытых разрезов и описаны основные подходы к реализации оперативно-диспетчерского управления промышленным железнодорожным и автомобильным транспортом при выполнении задач по транспортировке горной породы на примере интегрированной системы, охватывающей все основные технологические комплексы предприятия. Статья рассчитана на руководителей и технических специалистов предприятий горнодобывающей промышленности, промышленного железнодорожного транспорта и электроэнергетики.

ЗАО «НПП «РОДНИК», г. Москва

RODNIK_logo.gif

Общие сведения

В технологическом процессе добычи и транспортировки угля на разрезе «Восточный» задействованы семь железнодорожных станций, оснащенных устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). К началу реализации проекта создания автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления горнотранспортным комплексом в железнодорожной се­ти применялась система централизации стрелок и сигналов, использовавшая в качестве основной элементной базы электромагнитные реле. Область управления движением поездов на станциях оставалась фактически свободной от применения компьютерных технологий, все основные технические решения и средства, применявшиеся на предприятии, к моменту начала проекта сильно устарели и практически полностью исчерпали свой ресурс. Основные функции управления движением осуществлялись по радиосети голосовой связи. В основе процесса управления движением железнодорожного транспорта использовалась комбинация устройств традиционной системы СЦБ и средств голосовой производственной радиосвязи. Такое взаимодействие часто вызывало несогласованность в действиях между диспетчерами на погрузке и поездными диспетчерами, машинистами электровозов и машинистами экскаваторов. Несогласованность не только ограничивала производственные возможности, но и не обеспечивала требований к безопасности технологического процесса. В связи с этим заказчик принял решение о создании на предприятии современной микропроцессорной системы управления устройствами СЦБ (МСУ СЦБ).


МСУ СЦБ железнодорожной станции Фестивальная

Железнодорожная станция Фестивальная задействована в пропуске между разрезом и отвалом локомотивосоставов, обеспечивающих вывоз вскрышной породы (основное назначение), а также в приеме и обработке хозяйственных грузов, обслуживании и ремонте подвижного состава. Характеристика станции в части развития системы СЦБ представлена в табл. 1.

Таблица 1. Информация о железнодорожной станции Фестивальная разреза «Восточный»

Tab_1.png

После завершения проектирования на станции была развернута МСУ СЦБ, разработанная специалистами ОАО «ВИСТ Групп», которая представляет собой полнофункциональную систему для железнодорожной станции, обеспечивающую оператора системы средствами безопасного и эффективного управления движением. Она позволяет поднять на качественно новый уровень управление движением железнодорожного транспорта, безопасность, надежность и эффективность в районе станции, а также взаимодействие с соседними станциями.

Система представляет собой комплекс средств микропроцессорной техники, обеспечивающий выполнение функций автоматизированного рабочего места дежурного по станции (оператора системы) и устройств электрической централизации. Она внедрена как составная часть АСОДУ ГТК и корпоративной информационной системы.

Ris_1.png

Рис. 1. Модернизированные стативы СЦБ

При установке системы традиционные постовые системы СЦБ были заменены на современные программно-аппаратные средства, позволяющие свести к минимуму влияние человеческого фактора и повысить информированность операторов об обстановке на станции:
- статив блочно-релейной маршрутизации и релейной системы управления стрелками от пульта дежурного был заменен полевой шиной с модулями УСО и программами управления маршрутов (рис. 1);
- пульт дежурного станционного поста был заменен на контроллеры МСУ и мониторы;
- электрический пульт был заменен на широкоформатный дисплей коллективного пользования на базе видеостены (рис. 2).

Ris_2.png

Рис. 2. Пульт управления МСУ СЦБ и видеостена

По сравнению с релейными системами централизации МСУ СЦБ обладает следующими основными преимуществами:
- существенно меньшими габаритными размерами оборудования, что позволяет производить замену системы централизации на действующих станциях без строительства новых постов электрической централизации (ЭЦ), а также оборудовать мобильные посты ЭЦ на базе железнодорожных вагонов для эксплуатации в зоне проведения горновзрывных работ;
- более простым восприятием циркулирующей в ней информации и наличием современного интерфейса взаимодействия, позволяющего осуществлять управление с использованием стандартной клавиатуры и мыши;
- значительно меньшим энергопотреблением, позволяющим снизить эксплуатационные затраты и высвободить электрические мощности;
более низкими затратами на техническое обслуживание в процессе эксплуатации.

Кроме того, для развертывания МСУ СЦБ требуется выполнение значительно меньшего объема строительно-монтажных работ по сравнению с релейными системами централизации.


Функциональные возможности

МСУ СЦБ предоставляет эксплуатационному и техническому персоналу полную информацию о состоянии устройств СЦБ на станции с возможностью ее автоматического экспорта в другие информационные системы предприятия, включая автоматизированную систему диспетчерского управления (АСДУ) и автоматизированную систему управления предприятием (АСУП). Она непрерывно регистрирует информацию о действиях эксплуатирующего систему персонала в целях ее последующего анализа.

Кроме того, МСУ СЦБ обладает набором технологических функций, реализуемых при вспомогательном режиме управления, который включается в случае возникновения отказов в устройствах СЦБ. В число эти режимов входят:
- прокладка маршрута без открытия сигнала;
- блокировка секций для исключения задания по ним маршрута;
- постановка стрелок на макет при отсутствии контроля положения.

В составе МСУ СЦБ имеется расширенный набор функций для организации движения в режиме вспомогательного управления, включая:
- установку и снятие позывного подвижной единицы на секцию оператором вручную;
- автоматическую подачу позывного подвижной единицы с секции отправления на секцию прибытия при движении поезда по замкнутому маршруту;
- установку объектов учета простоев по станции (объекты погрузки и выгрузки, например погрузочные экскаваторы);
- установку кода груза для локомотивосоставов и его автоматическую смену объектами учета простоев;
- управление и контроль состояния всех станционных систем, непосредственно не являющихся элементами системы централизации (обдува и обогрева стрелочных переводов, полива думпкаров и других технологических объектов), управление и контроль за которыми возложены на оператора системы.

В составе МСУ СЦБ на станции Фестивальная внедрена система счета осей, которая контролирует несанкционированный проезд светофоров с запрещающим показанием и передает эту информацию дежурному персоналу.

В основном режиме МСУ СЦБ предоставляет полную информацию о текущем состоянии всех объектов станции и поездной обстановке (состояние секций, причины их закрытия, предупреждения по секциям, позывные подвижных единиц, занимающих секции или участвующих в маршрутах).

При движении поезда по маршруту и разделке последнего происходит автоматическое перемещение позывного единицы от секции отправления на секцию прибытия. Информация о состоянии секций, стрелочных переводов и светофоров позволяет прокладывать и отменять маневровые и поездные маршруты, переводить стрелки, закрывать и открывать управляемые переезды с помощью электронной панели сигнальных кнопок при исправности указанных устройств, а также при неисправностях во вспомогательном режиме. Кроме того, предусмотрена возможность устанавливать с рабочего места пользователя позывной подвижной единицы, предупреждения и причины закрытия для движения участков пути, а для стрелочных переводов – проводить установку колпачков блокировки и неисправности. В любом месте мнемосхемы оператор может оставить запись в произвольной форме.

В МСУ СЦБ реализован ряд принципиально новых функций централизации, не использовавшихся ранее:
-дополнительный уровень безопасности движения подвижных единиц, который обеспечивается за счет логического контроля занятости секций с запоминанием позывного подвижной единицы: секция занята по прибытию подвижной единицы;
- новое состояние секции «захват» на этапе прокладки маршрута;
- состояние «замыкание в маршруте» на этапах контроля и ожидания разделки;
- ручное выполнение операции «прибытие подвижной единицы на секцию» (которая с этого момента будет контролироваться как занятая) на равных правах с сигналами от путевых реле;
- «логический» уровень занятости секций участвует во всех проверках безопасности прокладки, контроля и разделки маршрутов на равных правах с сигналами путевых реле;
- выполнение операции «исполнение маршрута» как замена автоматической разделки маршрута для случаев переноса позывного подвижной единицы в маршрутах, имеющих в своем составе ложно занятые секции, и для станций, на которых временно не работает система контроля занятости (в аварийном режиме);
- визуализация передвижения по маршрутам и стоянок подвижных единиц с отображением позывных в диспетчерском круге и пиктограмм четырех видов, обозначающих различные типы железнодорожной техники;
- при объединении МСУ СЦБ станций района или предприятия в единую вычислительную сеть операторы только наблюдают перемещения подвижных единиц без необходимости ручных манипуляций. Позывные подвижных единиц передаются с секции на секцию, со станции через перегоны на другую станцию автоматически системой маршрутизации;
- ручное управление прибытием и убытием подвижной единицы на секцию станции путем выбора позывного из структурированных списков по видам подвижных единиц.

Предусмотрено выполнение следующих операций:
- формирование и расформирование составных поездов, имеющих на мнемосхеме специальную индикацию;
- управление установкой сетевых соединений с соседними станциями с обеспечением возможности полной или частичной автономной работы станции;
- совместное управление одним перегоном с двух станций и передача позывных подвижных единиц, выполняющих движение по блок-участкам;
- ручная привязка объекта учета простоев к секции с выбором из списка, содержащего надпись, код груза и норматив простоя. При этом МСУ при занятии секции технологическим локомотивосоставом автоматически зафиксирует начало простоя и включит таймер, при превышении норматива предупредит оператора изменением цвета объекта и пиктограммой.


Результаты внедрения

Наиболее весомым эффектом от внедрения МСУ СЦБ явилось повышение пропускной способности станции, функционировавшей на пределе первоначально заложенных в нее возможностей. По оценке заказчика, средний ежемесячный объем вывоза вскрышной породы через станцию Фестивальная в первые шесть месяцев после внедрения МСУ СЦБ возрос на 1,9–6,9 %, или на 410 тыс. м³, что эквивалентно добыче дополнительно 250 тыс. тонн угля без увеличения количества задействованных в процессе перевозки локомотивосоставов.

Система позволила поднять качество организации движения поездов, сократить потери при перевозках, повысить производительность труда эксплуатационного и технического персонала, а также улучшить условия труда, повысить информированность персонала в процессе управления перевозками и за счет этого снизить риски аварий и продолжительность нетехнологических простоев в среднем на 3 %. Морально устаревшее станционное оборудование было заменено на современное микропроцессорное, адаптированное к потребностям производства. В результате продолжительность годового объема работ по восстановлению и поддержанию в работоспособном состоянии системы СЦБ сократилась более чем на 200 часов.


Перспективы развития

Проектом создания АСОДУ ГТК предусматривается последовательное расширение уже развернутой МСУ СЦБ на оставшиеся станции и организация централизованного управления движением во всей сети.

Дополнительно предусматривается проведение комплекса работ по ряду направлений, напрямую или косвенно связанных с развитием МСУ СЦБ, включая:
- внедрение автоматически формируемого графика исполненного движения для подвижного железнодорожного состава;
- установку управляемых по радиоканалу стрелочных переводов;
- трансляцию данных о текущем состоянии стрелочных переводов и светофоров на монитор машиниста в реальном масштабе времени;
- информирование машиниста о входе в зону выполнения дорожно-путевых работ;
- автоматическую трансляцию информационных сообщений о проследовании через станцию поездов по каналам громкоговорящей связи.

Ожидается, что в результате реализации проекта на предприятии будет создана и введена в эксплуатацию современная комплексная система управления перевозками и движением, которая позволит существенно расширить возможности по обеспечению всего технологического процесса добычи угля в части организации согласованного управления эксплуатацией железнодорожного и автомобильного транспорта. Значительная роль в решении этой задачи отводится созданию микропроцессорной системы управления устройствами сигнализации, централизации и блокировки как одного из наиболее перспективных средств совершенствования управления станциями промышленного железнодорожного транспорта.

Таким образом, в результате внедрения МСУ СЦБ станции Фестивальная уже на первом этапе реализации проекта существенно расширились функциональные возможности по оперативному управлению движением при соблюдении всех требований в части безопасности, а каждодневная работа операторов существенно упростилась.

Vrezka.jpg

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 2(68)_2017

С. А. Маргарян, заместитель
генерального директора,
главный конструктор
ЗАО «НПП «РОДНИК», г. Москва,
тел.: +7 (499) 613–7001,
e‑mail: info@rodnik.ru,
сайт: rodnik.ru