Бондарь Сергей Викторович
Факультет компьютерных наук и технологий
Кафедра компьютерной инженерии
Специальность «Компьютерные системы и сети»
Модернизация системы автоматизации диспетчеризации горнодобывающего предприятия
Научный руководитель: Мальчева Раиса Викторовна
Автобиография | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | | Индивидуальный раздел
Реферат по теме выпускной работы
Введение
В эпоху глобальной автоматизации мы все больше и больше внедряем продукты науки в нашу жизнь. Наш быт постоянно изменяется с процессом автоматизации. Микропроцессорных устройств, в наших квартирах, обычно больше чем простых ламп накаливания. Автоматизация повлияла почти на все устройства вокруг нас, начиная с телевизора и заканчивая обычным утюгом. Такое решение в значительной степени влияет на процесс пользования такой техникой, делая его значительно проще и самостоятельнее. Цена же на такие решения уже перешла ту границу, когда можно себе позволить встроить микрокомпьютер куда угодно.
Но если автоматизация в доме ведет к просто облегчению жизни, то в промышленности автоматизация позволяет: ускорить производственные процессы, сократить количество персонала, повысить качество и перевести контроль над деятельностью предприятия на совершенно новый уровень. Все это несомненно ведет к экономической выгоде, что является основным двигателем предприятий к каким-либо структурным изменениям.
Производственное предприятие – это сложная функциональная система. И занимая важное место в экономическом пространстве региона, она оказывает существенное влияние на экономику страны. Мы уже привыкли за последние десятилетия наблюдать снижение уровня конкурентоспособности продукции отечественных предприятий. Главными фактором, который оказывает наибольшее влияние на этот процесс, является использование достоверной надежной, оперативной, информации на всех этапах производства при принятии управленческих решений. [1]
Создавая комплексные информационные системы, применяя новейшие информационные технологии, для управления производственными предприятиями можно решить эту проблему. Кроме того, это определено законом Украины. В Указе Президента України № 1497/2005 от 20.10.2005 г. «Про першочергові завдання щодо впровадження новітніх інформаційних технологій» это направление определено как «приоритетное в государственной политике». Стоит отметить, что в первую очередь это как раз касается разработки и внедрения комплексных систем оперативного управления предприятиями. [1]
Цель и задачи магистерской работы
Основной целью магистерской работы является исследование готовых решений в сфере автоматизации диспетчеризации работы горнодобывающего предприятия и модернизация такой системы. За основу выбрана система «КАРЬЕР». Которая разработана компанией ООО «ВИСТ Групп» (Россия). [7]
Необходимо провести обзор других подобных решений, выявить сильные стороны данных систем и проанализировать возможность использования этого положительного опыта для модернизации базовой системы автоматизации. На основе собранных данных следует разработать проект модернизации, которая повысит функциональность или производительность системы.
На момент написания данного реферата уже выбрана область модернизации. Рассматривается возможность повысить функциональность системы, усовершенствовав оборудование экскаваторов на предприятии. Необходимо реализовать возможность двухсторонней передачи данных между экскаватором и диспетчерским центром в реальном времени и построить систему мониторинга работы экскаватора, работающую в соответствии с данным нововведением.
Так же предполагается повысить функциональность оснащения рабочих единиц предприятия, реализовав возможность передачи коротких текстовых сообщений.
Предполагаемая ценность и научная новизна
Научная новизна работы состоит в том, что будет создана новая компонента системы, позволяющая значительно повысить производительность общей системы. Реализованная система предполагает реализовать передачу данных о объективном состоянии экскаватора, установленным на него контролером, в диспетчерский центр. Так же данная система должна поддерживать обратную связь, для принятия указаний диспетчера. Это позволит контролировать работу рабочей единицы в режиме реального времени.
Реализация пересылки текстовых сообщений позволит как пересылку не предопределенных посланий, так и хранение наиболее частых сообщений для быстрого доступа.
Актуальность темы исследования
Автоматизация в промышленности
Микропроцессорные системы уже давно не новинка в промышленности. Но если изначально эти системы просто представляли собой программируемый придаток к тому или другому станку, который помогал частично заменить труд человека, то со временем микропроцессорные системы в промышленности усложнялись, образовывались целые сети компьютерных устройств, управляющих и выполняющих работу на производстве. Эти сети позволяют повысить скорость производства, точность, надежность и сократить рабочий персонал. Таким образом это позволяет так же исключить человеческий фактор на тех участках производства, где ошибки крайне критичны.
Микропроцессорные системы на производстве позволяют решать огромный спектр задач предприятия, таких как: контроль работы, организация рабочего процесса, диспетчеризация, сбор и мониторинг данных и др. Почти в любой задаче, возникающей на предприятии, можно найти решение автоматизации, которое упростит и ускорит процесс при этом, понижая поточные расходы предприятия.
Стоит так же отметить существующие ERP системы (англ. Enterprise Resource Planning System - Система планирования ресурсов предприятия). Они позволяют автоматизировать документооборот и контроль над деятельностью предприятия. ERP системы ведут учет всех основных хозяйственных показателей предприятия, что в значительной мере облегчает управление. Но они, пока что, не внедрены глубоко в производственный процесс и не могут контролировать его. Для этого потребовалось создать специализированные системы, разработанные специально специфицированными под конкретный тип предприятия. И такие системы уже появились на промышленных предприятиях. [4]
Исследуемая отрасль
Основной проблемой автоматизации диспетчеризации предприятия горнодобывающей отрасли является то, что основные средства рассредоточены по большой площади. Еще больше это усложняется тем, что они находятся в постоянном движении. Диспетчер должен контролировать работу транспортных и погрузочных средств предприятия. Но он не может достоверно знать, где на самом деле находятся эти средства, чем заняты и какая у них загруженность и отдача. Техническое состояние транспортного средства можно проверить только при снятии его с маршрута. А основную задачу диспетчера, равномерное распределение загруженности ключевых объектов, приходится выполнять вообще вручную. От качества организации труда на горнодобывающих предприятиях зависит не только доход, но человеческие жизни. А хорошо организованная деятельность поднимает множество ключевых показателей предприятия и повышает производительность. [5]
Проведение автоматизации такого предприятия позволяет решить обширный комплекс проблем. И тем самым можно повысить эффективность, снизить расходы и получить новые возможности контроля и диспетчеризации.
Обзор исследований и разработок по теме
Проблемы автоматизации предприятий такого типа уже были неоднократно подняты на рассмотрение в станах СНГ и всем мире. И прогресс не заставил себя ждать. Так, уже разработаны несколько проектов по автоматизации маркшейдерского дела на горнодобывающих предприятиях. И эти проекты уже получили реализацию на некоторых карьерах. Но в Украине число автоматизированных карьеров все еще мало.
Две разработки, получившие наибольшее признание на территории СНГ, можно рассматривать как базовые объекты для дальнейшего анализа. Это проекты:
- Система диспетчеризации горно-транспортного комплекса «КАРЬЕР». Разработана компанией ООО «ВИСТ Групп» (Россия).
- ГИС K-MINE®. Разработана компанией «КРИВБАСАКАДЕМИНВЕС» (Украина).
Они имеют разную реализацию, но основная структура и принцип действия все же остается одним и тем же (см. рис. 1). Это объясняется тем, что обе эти системы призваны решать одну и ту же задачу: они вносят современные технологии в процесс диспетчеризации и маркшейдерского дела на предприятиях горнодобывающей промышленности.
Это вполне самостоятельные системы, имеющие каждая свои достоинства и свои недостатки. На сегодняшний день они позволяют значительно облегчить контроль на горнодобывающих предприятиях. Но так как процесс автоматизации горнодобывающих предприятий Украины не так давно начался, еще остается множество позиций которые стоит усовершенствовать или добавить в будущих проектах такого типа. В этом случае, конечно же, стоит ориентироваться на уже достигнутый успех в данной отрасли и на основании удачных, проверенных решений строить систему, которая будет удовлетворять всем запросам современного производства. Такая система должна в идеале привести не к простому облегчению контроля за трудом, а к автоматизации и роботизации всего предприятия. Но это уже удел будущего.
Система K-MINE®
Геоинформационная система (ГИС) – информационная система, которая обеспечивает сбор, хранение, обработку, отображение, анализ, моделирование и распространения распределенных в пространстве данных. ГИС K-MINE® имеет модульную структуру, что позволяет производить гибкую настройку в соответствии с требованиями пользователей. Система самодостаточна и содержит все основные функциональные возможности для решения полного цикла задач горного производства.
Основные возможности K-MINE®:
- создание цифровых моделей месторождений, поверхностей, электронных карт и др.;
- планирование горных работ;
- геолого-маркшейдерское обеспечение горных работ;
- проектирование горных работ;
- проектирование буровзрывных работ;
- геолого-экономическая оценка запасов месторождений полезных ископаемых;
- проектирование объектов генпланов.
Области применения:
- ведение горных работ открытым способом;
- ведение горных работ подземным способом;
- геолого-экономическая оценка запасов месторождений полезных ископаемых;
- проектные решения различных направлений и степеней сложности при разработке месторождений открытым и подземным способом;
- проектирование элементов строительства, коммуникаций, зданий и сооружений;
- топографическая съемка поверхностей, геологические и геодезические изыскания;
- создание электронных карт местности, населенных пунктов, сооружений, промплощадок предприятий.
Система эксплуатируется на ряде предприятий уже более 10-ти лет, получила положительные отзывы ведущих предприятий горнодобывающей отрасли и проектных организаций. [3]
Система «КАРЬЕР»
Внедрение системы «КАРЬЕР» позволяет повысить эффективность оперативного управ работой предприятия и повысить достоверность контроля работы грузовых единиц предприятия.
Основные возможности системы «КАРЬЕР»:
- сокращение простоев и увеличение эффективного рабочего времени оборудования в течении рабочей смены;
- повышение контроля над деятельностью подразделений предприятия
- повышение эффективности использования ресурсов предприятия
- решение задач оптимизации грузопотоков
- обеспечение планомерного технического обслуживания и ремонта парка машин предприятия
- мониторинг состояния основных узлов рабочих едениц
- работа в реальном времени на актуальной цифровой модели горных работ карьера
- построение базы данных о работе предприятия для выведения отчетов и других нужд
Собранная информация поступает в диспетчерский центр предприятия (см. рис. 2). В диспетчерском центре поступающая информация обрабатывается двумя программными приложениями Pit Explorer и XRTL Explorer. [2]
Функции программного обеспечения Pit Explorer:
- Работа с базой данных системы;
- Оперативное управление карьером (мониторинг, выдача и изменение сменного задания, связь с мобильными объектами);
- Автоматическая и/или автоматизированная оптимизация грузопотоков в карьере, решение задачи усреднения качества;
- Анализ обработанной информации (результирующих данных, рейсов, простоев, превышений скорости);
- Создание и печать рапортов за различные отчетные периоды;
Основные функции системы XRTL Explorer:
- работа с информацией в базе данных о самосвалах, водителях, экскаваторах, пунктах разгрузки, точечных объектах, видах грузов, и т. д.;
- выдача сменных заданий водителям и самосвалам;
- формирование рапортов за отчетные периоды по водителям и самосвалам;
- просмотр информации о рейсах, нарушениях, простоях, состоянии самосвалов и т. д. в любой момент времени;
- работа со стандартными окнами и отчетами;
- создание (с помощью языка XRTL) произвольных пользовательских окон и отчетов и работа с ними;
- обмен с водителями текстовыми сообщениями;
- добавление и удаление пользователей системы, изменение их привилегий;
- изменение параметров работы системы;
- удаление устаревшей информации;
Планируемые практические результаты
Планируется модернизировать систему диспетчеризации горно-транспортного комплекса «КАРЬЕР» расширив ее функциональность. Таким образом удается повысить контроль загруженности и состояния рабочих единиц предприятия. Это даст возможность собирать наиболее достоверную информацию о состоянии работы карьера и повысит уровень контроля над проведением работ на карьере.
Заключение
Системы автоматизации диспетчеризации работы предприятий горнодобывающей отрасли на сегодняшний день являются довольно «молодой», но достаточно перспективной технологией. Используя современное аппаратное и программное обеспечение, она позволяет решить целый комплекс задач горнодобывающего предприятия, которые еще 10 лет назад казались практически неразрешимыми. Использование такой системы позволяет: сформировать трехмерные геологические модели поверхностей карьеров, вести в реальном времени мониторинг состояния всех ключевых объектов предприятия, перевести диспетчеризацию на новый, компьютеризированный уровень, значительно облегчить маркшейдерское дело и т. д. [8]
Но как любая технология на начальном этапе своего развития, она еще не лишена «детских» болезней. Так же еще не выработан общий, стандартных для таких решений, комплект функций. Некоторые компании на территории СНГ и за ее пределами разработали свои решения данной задачи. Но все эти системы решают эту задачу немного по своему. В данном процессе необходимо учитывать опыт «конкурентов» в процессе создания своей системы. Только так эта технология сможет развиваться быстро и эффективно. [6]
Литература
- Колесников М, И., Таипов З. А., Нефёдов А. В. Энергоснабжение и автоматизация предприятия АО «Костанайские минералы» [Текст] — «Горный журнал» 2005 г. №9-10.
- ООО «ВИСТ Груп». Документация к системе «КАРЬЕР» [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://www.vistgroup.ru/products/carier/
- © «КРИВБАСАКАДЕМИНВЕС». Документация к системе K-MINE® [Электронный ресурс]. — Режим доступа: www.kai.com.ua/products/k-mine.html/
- В. М. Назаренко, д. т. н., профессор, академик Международной Академии компьютерных наук и систем. Геоинформационная система «КРИВБАССАКАДЕМИНВЕСТ»: новые подходы к решению технологических задач. [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://www.kai.com.ua/publication/~/zadach.html
- © КРИВБАССАКАДЕМИНВЕСТ, 1994—2010. Новые геоинформационные технологические решения при производстве маркшейдерских работ [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.kai.com.ua/publication/~/rabot.html
- © КРИВБАССАКАДЕМИНВЕСТ, 1994—2010. Автоматизация процессов планирования производства крупных промышленных предприятий. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.kai.com.ua/publication/~/predprijatii.html
- Бондарь С.В., Мальчева Р.В. Донецкий национальный технический университет. Система автоматизации диспетчеризации работы горнодобывающего предприятия [Текст] — Інформатика та комп'ютерні технології - 2009 / Матеріали науково-технічної конференції молодих учених та студентів.
- Таипов З. А. Системы диспетчеризации горной отрасли. [Текст] — «Горный журнал» 2006 г. №2.
ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ || Автобиография | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | | Индивидуальный раздел