0,6
1.0
(£)(£)"
0,1
а — для начальных условий, вводимых в блок-схему расчета; б — динамика концентрации метана; / — концентрация метана, записанная датчиком ДМТ-4; 2 — сглаженная концентрация метана.
|
\
|
|
|
/v;
|
|
|
..А-^
|
К\
|
|
ГУ
|
V
|
|
A
|
|
*J? V
|
|
|
|
^A-_
|
<***
|
|
|
|
s^^^
|
|
|
|
t4
373
В 7-м блоке определяется приращение концентрации метана.
В 8-м блоке осуществляется логическая операция сравнения полученного значения приращения концентрации метана с допустимым приращением, т. е.
Если Дск<ДсД0Ш то далее по величине Аск производится расчет приращения расхода воздуха. Так как оно относительно невелико. то такое приращение условно относится к плавным. Если Дск^ДСдоп, т. е. концентрация метана в исходящей струе участка равна или больше допустимой, то осуществляется расчет более резких приращений расхода воздуха, способных оперативно остановить и ликвидировать развивающееся загазование. В отличие от плавных такие приращения определяются как безопасные оперативные. Поэтому дальше алгоритм обработки информации разветвляется на ветви А и В. По ветви А функционирование алгоритма идет последовательно по блокам (9—13), по ветви В— по блокам (14—15) и далее (16—23). Затем расчет возвращается на новый цикл, начиная с 3-го блока.
Действие алгоритма контроля по ветви А следующее.
В 9-м блоке реализуется обнуление индекса / и предыстории развития загазования на участке.
В 10-м блоке рассчитывается сглаженное значение концентрации метана. Концентрация метана, записываемая по показаниям датчиков, отражает все изменения концентрации, в том числе и колебания высокочастотные, на которые нет необходимости реагировать расходом воздуха. Поэтому динамика концентрации метана сглаживается путем расчета на каждом такте контроля сглаженного значения приращения концентрации по формуле
Аск = 0,25Дск + 0,75Дск_1. (29.1)
В выражении (29.1) приращение Дск— разность между измеренным значением концентрации ск и допустимым. В сглаженное значение концентраций с/ и в соответствующее приращение Дс/ включаются только 25 % от его измеренного значения, а остальные 75% берутся от предыдущего сглаженного значения приращения концентрации Дск_ь В результате дальнейшие расчеты и управление производятся по сглаженной динамике концентрации метана c'(t). (см. рис. 29.5), которая хорошо отражает влияние технологических факторов (обрушений и др.), геологических (повышение газоносности, появление новых источников выделения метана) и аварийных (отключение системы дегазации) на изменение концентрации метана, которые нейтрализуются системой автоматического управления вентиляцией.
В 11-м блоке сравниваются результаты расчета Асл/ с минимально и максимально допустимыми значениями приращений. Если
АС'к'^СДАСдоп Сует)» 374
то принимаем
г
АСК = АСдоп Сует-
Если
АСК ^ АСд0п,
то принимаем
г
i\CK = /лСдоп-
В 12-м блоке проверяется условие равенства индекса к числу тактов контроля в одном такте регулирования п.
В 13-м блоке определяется приращение расхода воздуха при безопасном плавном регулировании и выдается управляющее воздействие. Блок представляет собой самостоятельные алгоритмы расчета приращения расхода воздуха AQt и управления регулятором расхода воздуха.
После расчета AQi по ветви В производятся следующие операции.
В 14-м блоке сравнивается приращение концентрации метана на данном такте контроля Дск с предельным приращением Дспр. Если Дск^Дспр, то сразу осуществляется безопасное оперативное регулирование (переход к 22-му оператору).
В 15-м блоке увеличивается индекс / на единицу (определение значений концентрации метана, превышающих допустимое).
В 16-м блоке определяется приращение концентрации метана над допустимым приращением.
В 17-м блоке производится специальная обработка данных о развитии концентрации метана за предыдущий период, чтобы прогнозировать этот процесс на несколько тактов вперед с целью принятия мер (в случае опасного развития загазования) по оперативному изменению ситуации.
Прогнозируемое приращение концентрации метана определяется по формуле
Ac" = d0TB — dyxl + ДсД0п, (29.2)
где тв — продолжительность выдержки автоматической газовой защиты;
d0 = (M4 + diM2)/Mi;
dl = (MBM1 —Af2M4)/(Afl—МхМэ);
Мх-Л*!+ ('*/)"; (29.3)
M3-M2 + (/J)3; (29.4)
Л*8 = Ма+(/к/)4; (29.5)
М4 = М4+^/Ас/; (29.6)
М5-М5 + (/к/)2Дсу, (29.7)
В 18-м блоке производится проверка наличия необходимого набора измеренных значений концентрации метана для п-рогнози-
375
Рис. 29.6. Блок-схема сбора и обработки информации от датчиков скорости движения воздуха: / — начало; 2 — ввод SK
AQi-i;AQ^2;3-/=0;4-
*_ЯвЖ+1; 7-t>K = 0; 8~-QK^vK-SK; 9 - AQK = QK - Q CT; W-AQK = 0,25ДК+ -f 0,75AQ^_^; 11 — AQK -h AQt-; 12 — контроль положения шторы РРВП; 13 — к -t- n; 14 — AQC = 18-94 (Дс^ — 1,5Дс£-1 + 0,5 X X AcI-_2)-T.l,62AQ(._1 - 0,64AQ-__2 -f 0,02 X
вывод AQj ; 17 — переиндексация AQ; 18 — анализ ситуации; 19 — конец
рования ее развития. Если необходимая предыстория ср не набрана, то осуществляется возврат к 10-му блоку и продолжается отбор и обработка информации.
В 19-м блоке проверяется условие равенства индекса / времени выдержки автоматической газовой защиты. Если имеет место равенство / = ф + я Р, то осуществляется переход к оперативному регулированию (к 22-му оператору).
В 20м блоке определяются параметры характеристических функций dx и d0 и рассчитывается прогнозируемое значение приращения концентрации метана к моменту окончания выдержки автоматической газовой защиты.
В 21-м блоке сравнивается прогнозируемое приращение концентрации метана Дс" с допустимым Дс ДОп. Если Дс'^ДСдош т<> осуществляется переход к безопасному оперативному регулированию, в противном случае — переход к 10-му оператору.
В 22-м блоке определяется приращение воздуха при безопасном оперативном регулировании и выдается управляющее воздействие.
В 23-м блоке производится перезапись приращений концентрации метана:
г t
Ac t-_ x = (\ск.
Алгоритм сбора и обработки информации от датчиков скорости движения воздуха функционирует следующим образом (рис. 29.6).
Во 2-м блоке вводятся начальные условия (установленное значение расхода воздуха на выемочном участке Q yCT> нулевые значения сглаженных отклонений расхода от установленного уровня на предыдущих тактах управления, т. е. AQ'k-i^O, AQV-i = 0;
AQ'k-2 = 0).
В 1-м блоке производится обнуление индекса /.
В 4-м блоке производится обнуление индекса к.
В 5-м блоке вводится текущее значение скорости движения воздуха и присваивается ему индекс к.
В 6-м блоке индекс к увеличивается на единицу.
В 7-м блоке проверяется равенство нулю показания датчика скорости движения воздуха.
В 8-м блоке вычисляется текущее значение расхода воздуха.
В 9-м блоке определяется приращение расхода воздуха на данном такте контроля AQ K.
В 10-м блоке вычисляется сглаженное значение приращения расхода воздуха на данном такте контроля AQ K.
В 11-м блоке проверяется соответствие сглаженного значения приращения расхода воздуха на данном такте контроля значению приращения расхода воздуха на последнем такте регулирования.
В 12-м блоке контролируется положение шторы регулятора расхода воздуха при AQk'^AQ*.
376
Рис. 29.7. Блок-схема алгоритма безопасного плавного регулирования расхода воздуха;
к; QycT; Д<ЭК_ /с—0; 5 — ввод t
16-
15 — расчет Qt- = AQ^-f-Q.
УСТ'
/ — начало; 2 — ввод исходных данных; 3 —
расчет промежуточных параметров; 4 — /=0;
5— /с =0; 6 — ввод оперативной информации
vk} ск' 7~ к=к + 1; 8— vK=0; 9 — анализ
ситуации; 10 — первичная обработка опера
тивной информации; И — &Qk ^ ^Qi'y
12 — контроль положения шторы РРВП;
13— Дс к>Д£ Д0П; 14 — /=0; МХ = М2=МЪ=М±=
= Af5—0; 15 — расчет сглаженного значения
ДС; 16 — анализ результатов расчета; 17 —
кфп; 18 — расчет AQ t-; 19 — анализ резуль
татов расчета; 20 — вывод Д<З г-; 21 — расчет
Q f= AQ,- + Q yci; 22 — переиндексация AQ; Дс;
23 — использование безопасного оперативного
регулирования; 24 — конец
В 13-м блоке проверяется условие равенства индекса к числу тактов контроля в одном такте регулирования п.
В 14-м блоке вычисляется приращение расхода воздуха на данном такте регулирования.
В 15-м блоке вычисляется расход воздуха на данном такте регулирования.
В 16-м блоке выдается управляющее воздействие AQ*.
377
В 17-м блоке переприсваиваются индексы приращений расхода воздуха на (i—1)-м и (I — 2)-м тактах регулирования и (к—1)-м такте контроля (AQi-z = AQi-2; AQ*-2 = AQf-i; AQi-i^AQr, AQ K-i=AQ0-
В 18-м блоке анализируются признаки ситуации vK^=0.
Метод безопасного комплексного регулирования вентиляции выемочного участка, используемый в разрабатываемой системе автоматического управления вентиляцией шахты, включает безопасное плавное и безопасное оперативное регулирование. На основании контроля и обработки информации от датчиков концентрации метана и скорости движения воздуха в УВМ в соответствии со сложившейся газовой ситуацией вырабатывается управляющее воздействие по одному из указанных выше методов. Отрабатывается же управляющее воздействие с помощью регуляторов расхода воздуха или вентилятора главного проветривания. В связи с этим приняты следующие основные алгоритмы управления:
алгоритм безопасного плавного регулирования вентиляции (рис. 29.7);
алгоритм безопасного оперативного регулирования вентиляции;
алгоритм расчета прогнозируемого значения приращения концентрации метана;
алгоритм расчета приращения расхода воздуха при безопасном оперативном регулировании;
алгоритм управления регулятором расхода воздуха;
алгоритм оптимального воздухораспределения в шахтной вентиляционной сети.
Функционирование алгоритма безопасного плавного регулирования вентиляции осуществляется следующим образом.
Во 2-м блоке вводятся исходные данные постоянной и условно-постоянной информации.
В 3-м блоке вычисляются промежуточные параметры.
В 4-м блоке производится обнуление индекса /.
В 5-м блоке производится обнуление индекса к.
В 6-м блоке вводится оперативная информация (текущие значения концентрации метана и скорости движения воздуха) и присваивается индекс /с.
В 7-м блоке индекс к увеличивается на единицу.
В 8-м блоке осуществляется проверка равенства нулю показания датчика скорости движения воздуха.
В 9-м блоке анализируются признаки ситуации vK = 0.
В 10-м блоке производится первичная обработка оперативной информации:
вычисляется текущее значение расхода воздуха Q K;
вычисляются значения приращений концентрации метана и расхода воздуха на данном такте контроля по формулам:
АСк = Ск Сует] 1лЦк = QK Цуст]
378
сглаженное значение приращения расхода воздуха по формуле AQk = 0,25AQ K + 0,75AQk-i ■
В 11-м блоке проверяется соответствие сглаженного значения приращения расхода воздуха на данном такте контроля значению приращения расхода воздуха на последнем такте регулирования.
В 12-м блоке осуществляется контроль положения шторы регулятора при AQ/^AQi.
В 13-м блоке сравнивается значение приращения концентрации метана на данном такте контроля с допустимым приращением. Если Ас к^АСдоп, т0 осуществляется переход к безопасному оперативному регулированию (к 23-му оператору).
В 14-м блоке производится обнуление индекса / и параметров предыстории развития загазованности М{ = М2=М^=МА = М 5 = 0.
В 15-м блоке вычисляется сглаженное значение приращения концентрации метана на данном такте контроля по формуле
Аск = 0,25Ас к + 0,75AcLi ■ В 16-м блоке сравниваются результаты расчета Дс к' с минимально и максимально допустимыми значениями приращений. Если
АС к<СдДСд 0П Сует),
АСК = АСдоп Сует
Аск s> ДСдоп 1
то принимаем Если
то принимаем
Z\C K =- /лСдоп-
В 16-м блоке проверяется условие равенства индекса к числу п тактов контроля на одном такте регулирования
рде~/ р ^продолжительность интервала регулирования; / к — продолжительность интервала контроля.
В 18-м блоке вычисляется расход воздуха на 1-й. такте регулирования при безопасном плавном управлении по формуле
AQt= 18,94(Дск—1,5Дс {_ 1 + 0,5Асг-г)+ \fi2HQi-i— — 0 f64AQ £_ s + 0,02 AQf-з-В 19-м блоке анализируются результаты расчета (сравниваются рассчитанные значения приращения расхода воздуха на участке с минимальным Qm\n и максимальным Q max расходами воздуха, обусловленными регламентированными Правилами безопасности значениями скорости движения воздуха по выработкам). Если
AQ* + QycT 379,
Do'stlaringiz bilan baham: |