Joseph–Jean Paques, Louis Germain – Безопасность шахтного подъема контролируемого программированными системами

Аннотация

В данной статье рассмотрены новейшие современные разработки по вопросам безопасности при эсплуатации шахтных подъемных установок.

Общие принципы структуры системы управления и мониторинга

Рекомендации этого документа никоим образом не изменяют общую структуру системы управления и контроля для шахтных подъемников установленных в Квебеке. Независимо от технологии, используемой для производства этих систем, общий принцип все еще заключается в полном разделении между основными функциями управления и контроля функций в правильной работе установки. Предписанные периодические испытания на основе данного принципа позволяют оператору обеспечить оперативную, механическую, электрическую и электронную безопасность.

Управляющая часть действует на оборудование коммутации мощности, тем самым позволяя скорости подъемника изменяться во времени. Почти во всех случаях контроль оборудования регулирует скорость. При использовании PES, нормальная скорость автоматически ограничивается датчиками относительно оставшегося расстояние между перевозкой и ограничением движения, в связи с датчиками.

Управление двигателем действует на отпускание тормоза в нормальном режиме работы (цепь безопасности «Включено»). Управление PES открывает цепь безопасности после начала одного из следующих сбоев (неполный список):

Двигательная и электрическая защиты сети;
Различные типы температурной защитой;
Тормозные защиты;
Пределы защиты поездки;
Трос защиты;
Эксплуатация и индикатор защиты;
Шахтные стволовые защиты.

Устройства безопасности для PES–контролируемых подъемных установок могут провести четыре вида деятельности: Тип 1: немедленную остановку аппарата, открыв цепи безопасности (экстренное торможение). Тип 2: Автоматическая остановка машины движущей силой (динамическое торможение) и при единичной остановке, открытие цепи безопасности (проблемы, которые привели к инициированию должны быть исправлены до того, как подъемник будет сброшен). Данный останов может произойти в любом месте на пути транспортировки. Тип 3: После нормальной остановки машины в пункт назначения, открытие цепи безопасности (проблемы, которые привели к инициированию должны быть исправлены до того, как подъемник будет сброшен). Тип 4: сигнал тревоги оператору подъемной машины с указанием потенциальная обнаруженной проблемы, не инициируя остановки.

Элементы страховочной цепи должны использовать проверенные технологии, такие как электромеханические реле, так как любое отверстие электрической цепи (провод, выход из строя катушки и т.д.) приводит к остановке машины.

Открытие цепи безопасности заключается в подавлении источника питания на двигателя подъемной установки и вызывает экстренное торможение. Когда происходит инициирование сигналов защиты из PES управления или контроля узла, они должны быть сгенерированы посредством по меньшей мере трех выходов, с двумя независимыми реле, а третье используется для активации внешнего таймера. Эти три реле являются неотъемлемой частью цепи безопасности, и подъемник не может быть сброшен, если их активные контакты не находятся в выключенном положении (самопроверка контакта движения).

Следующие сигналы безопасности должны быть непосредственно подключены к цепи безопасности с жесткими контактами:

Выключатель перекрутить и его откат;
Реле перегрузки для контура постоянного тока, если он не подключен к управляющему PES;
Аварийная остановка переключателей при ручном управлении;
Выход из строя монитора (два реле и один внешний таймер);
Отказ управления (два реле и один внешний таймер).

Аварийный тормоз

Данное устройство работает от электрической цепи безопасности. Экстренного торможения применяется в том случае, если последний открыт. Оно применяются на их собственных устройствах перед открытием контура безопасности. Он представляет собой силовой контакт, который подает питание на катушку электромагнитного клапана, который должен иметь достаточную емкость для того, чтобы подать требуемый ток для экстренного торможения.

Мощностные стадии двигателя

Силу можно представить несколькими различными способами для двигателя подъемного механизма, в первую очередь для работы с различной скоростью. Мощность полупроводников все чаще используется в сочетании с микропроцессорами, предназначенными для этих специализированных приложений. Неправильное обращение с силовым каскадом должно приводить к немедленному открытию цепи безопасности, а также начального выключателя и / или автоматического выключателя на цепи постоянного тока (петля выключателя). Во всех случаях энергия должна быть передана только на двигатель, когда цепь безопасности замкнута. Открытие цепи безопасности из–за проблем, не связанных с силовым каскадом может, в течение менее чем за одну секунду, поддерживать энергию в двигателе, чтобы избежать ускорения передвижения.

Мониторинг PES

Система контроля скорости, иногда называемой регулятором скорости, может быть механической, электронной или комбинацией двух первых. Более 60% шахтных подъемников в Квебеке были оснащены системами PES–мониторинга с 1993 года. Роль систем PES мониторинга для иммобилизации подъемником с помощью первого типа останова (немедленную остановку аппарата, при открытии цепи безопасности).

Основные виды защиты, которые обычно выполняет система PES мониторинга:

Превышение скорости на всей длине вала;
Пределы движения в шахте;
Вспомогательные переключатели;
И различные другие виды защиты.

Функция внешнего сторожевого

НДля того чтобы гарантировать, что программа работает нормально, функция должна быть вставлена в программе, которая активирует вывод из каждого PES с интервалом менее одной секунды. Этот импульс, выход которого соединен с таймером вне PES, так, что он может быть активным. Исчезновение импульсов открывает цепь безопасности. Таким образом, программа не может быть остановлена, либо из–за изменений, вызванных электромагнитным излучением или последовательность циклов не была обнаружена в течение испытаний.

Защита от физических изменений

Изменения или манипуляции, последствия которого могут оказать влияние на безопасность управления и / или систему контроля, должны определяться автоматически, например, путем проверки сигнала датчика или путем технического обнаружения (использование ключ зажигания, систематические испытания при запуске и т.д.). Если изменение было обнаружено, должны быть приняты чрезвычайные меры.