• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Статья

Архитектура киберфизической системы управления проветриванием подземного горнодобывающего предприятия на базе платформы Интернета вещей

Кычкин А. В., Николаев А. В.

В статье рассматривается архитектура системы управления процессом проветривания подземных горнодобывающих предприятий (на примере калийного рудника), оснащенная цифровым двойником с он-лайн функциями имитационного моделирования и предиктивной аналитики. Система ориентирована на реализацию управления главной вентиляторной установкой (ГВУ) с учетом изменяющихся параметров наружного воздуха, подаваемого в шахтные стволы. В отличие от существующих, предложенный способ управления учитывает влияние параметров наружного воздуха на изменение общерудничной естественной тяги, от которой зависит общий объем воздуха, подаваемого в рудник. Известно, что системы проветривания таких предприятий потребляют от 30 до 50% всей затрачиваемой на процесс добычи полезного ископаемого электроэнергии. В связи с этим разрабатываемая система, способная к анализу изменений общерудничной естественной воздушной тяги и, как следствие, объемов подачи воздуха, сможет работать в энергосберегающем режиме. Предложенный способ управления включает в себя алгоритм расчета взаимосвязей физических параметров общерудничной естественной тяги, действующей между стволами, алгоритм расчета величины общерудничной естественной тяги; алгоритм расчета производительности и выбора требуемого режима работы ГВУ.  Для реализации способа предложена архитектура киберфизической системы (CPS) проветривания на базе платформы Интернета вещей (IoT) InfluxData стека TICK. Предложенная архитектура CPS состоит из четырех подсистем: подсистема физического объекта, сетевая и вычислительная инфраструктура IoT, цифровой двойник, интерфейс пользователя. Цифровой двойник системы проветривания выполнен с использованием базы данных временных рядов и базы данных атрибутов, хранящих сведения об изменении параметров оборудования по времени, показателях воздуха, индикаторах эффективности, статистикам по авариям и наработке вентиляторов, характеристикам CPS и др. CPS данной архитектуры подразумевает подключение дополнительных источников данных, обеспечение расчетов рациональных объемов подачи воздуха с учетом правил безопасности и требований энергоэффективности.