Назначение
Подсистема контроля передвижения персонала на конвейере предназначена для применения на горнодобывающих предприятиях, осуществляющих добычу полезных ископаемых преимущественно подземным способом.
Согласно «Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений ископаемых подземным способом» ПБ 03-553-03 и «Правилами безопасности в угольных шахтах» ПБ 05-618-03 в подземных выработках рудников и шахт допускается перевозка людей на специально спроектированных грузо-людских конвейерах. Конвейера для перевозки людей оснащаются специальными площадками посадки персонала на ленту и схода с ленты, а также устройствами автоматического отключения конвейера при проезде пассажиром конечной станции схода.
Перемещение персонала на конвейерах, не предназначенных для перевозки людей, запрещено.
Выполняемые функции
Технические и программные средства Подсистемы позволяют осуществлять следующие мероприятия:
- регистрацию фактов перемещения персонала на конвейерной ленте;
- регистрацию фактов проезда человеком конечной площадки схода;
- передачу данных о зарегистрированных нарушениях горному диспетчеру с указанием персональных данных нарушителя;
- передачу сигнала на блокирующие устройства для автоматического отключения конвейера в случае регистрации факта нарушения.
Структура
Для эффективной работы контроля передвижения персонала на конвейере каждый горнорабочий должен быть оснащен индивидуальной высокочастотной меткой, позволяющей однозначно его идентифицировать. Работоспособность высокочастотных меток проверяется при каждом спуске горнорабочего в шахту.
Для организации эффективной и бесперебойной работы Подсистемы на предприятии предусматривается создание отдельной локальной сети, связывающей сервер (сервера) Подсистемы и автоматизированные рабочие места. Включение локальной сети Подсистемы в общую локальную сеть предприятия должно осуществляться через программируемый коммутатор (маршрутизатор) Ethernet 10/100TX.
Программно-технические средства Подсистемы могут включаться непосредственно в ЛВС предприятия, при этом качество и скорость передачи данных напрямую зависит от состояния ЛВС.
В качестве считывателей (СЧ) используются устройства регистрации персонала и транспорта УРПТ-485.4.ZZ (ТУ 3148-014-78576787-2007) с двумя или четырьмя приемопередающими антеннами, образующими не менее двух зон считывания. Считыватели обеспечивают регистрацию находящихся в зоне считывания высокочастотных меток или других устройств, отвечающих требованиям протокола передачи данных по высокочастотному радиоканалу, и передачу зарегистрированных номеров по запросу на сервер сбора данных. Для обмена информацией между считывателями и высокочастотными метками используется двухсторонняя радиосвязь.
В качестве повторителей (ПВ) и барьеров искробезопасности (БИ) используются повторители-барьеры искробезопасности ПБИ-485.XX.ZZ-VV.WW (ТУ 3148-703-44645436-2007), которые обеспечивают удлинение линии передачи данных стандарта RS-485 на 1200 м либо возможность подключения до 14 считывателей (или других устройств с интерфейсом RS-485) дополнительно. При этом обеспечивается гальваническое разделение электрических цепей двух участков (сегментов) линии передачи данных.
В шахтах, не опасных по газу и пыли, допускается использование считывателей УРПТ-485.2.ZZ с функцией повторителя.
В качестве источников питания в условиях рудников и шахт, опасных по газу (метану), пыли и внезапным выбросам применяются искробезопасные источники питания постоянного тока 12В с аккумуляторной поддержкой ZVB (ТУ 4217-002-44645436-2005) и/или ШИП (ТУ 3148-001-44645436-2007), и/или СПИН 00000-ИП01.21.3/FF (ТУ 3148-101-44645436-2008).
В качестве источников питания в условиях рудников и шахт, не опасных по газу (метану) и пыли применяется источник питания постоянного тока 24В с аккумуляторной поддержкой ИБП-24 (ТУ 3148-014-78576787-2007).
Конвертеры интерфейсов (КИ) обеспечивают возможность передачи потока данных, которым обмениваются сервер и считыватели через собственный канал связи, через систему передачи информации СПИН (ТУ 3148-101-44645436-2008) или через универсальные (высокоскоростные) системы передачи данных других производителей с интерфейсом RS-485. В качестве КИ могут применяться конвертеры USB/RS-485, Ethernet/RS-485, ModbusTCP/ModbusRTU. Для гальванического отделения искробезопасных линий передачи от искроопасных сетей общепромышленного назначения используются КИ с преобразованием среды Ethernet TX в Ethernet FX и обратно.
Основой проводной связи с интерфейсом RS-485 являются магистрали связи, количество которых определяется топологией контролируемой шахты (рудника). Деление магистрали связи на сегменты осуществляется с помощью повторителей, при этом длина сегмента не должна превышать 1200 м и количество устройств на сегменте должно быть не более 14, общее количество СЧ на магистрали не должно превышать 247 шт.
Принцип действия
В основе решения поставленной задачи лежит принцип последовательной регистрации высокочастотной метки горнорабочего в различных точках конвейерной выработки (например, до и после конечной площадки схода). При регистрации считывателем УРПТ метки горнорабочего в контрольной зоне до площадки схода запускается таймер отсчета времени. При последующей регистрации этой же метки в контрольной зоне после площадки схода таймер останавливается и осуществляется анализ времени перемещения метки. В случае если фактический период времени последовательного перемещения метки между зонами контроля считывателя УРПТ менее или равен заданному периоду времени, регистрируется факт проезда персоналом конечной площадки схода.
Контрольный период времени подбирается для каждого считывателя индивидуально в зависимости от точки установки считывателя, варианта компоновки технических средств, расстояния между зонами контроля и скорости ленты конвейера. Основной принцип подбора контрольного периода времени заключается в том, что скорость ленты конвейера однозначно больше скорости перемещения горнорабочего по ходовой стороне конвейерной выработки пешком.
В случае регистрации факта проезда персоналом конечной площадки схода считыватель УРПТ замыкает контакт реле и передает сигнал на штатное блокирующее устройство конвейера.
Информация о зарегистрированном нарушении передается на сервер. При этом на экране компьютера горного диспетчера отображается Ф.И.О., должность, участок работы нарушителя, время и место нарушения. Также предоставляется возможность печати отчетов о совершенных нарушениях за выбираемый промежуток времени.
Аналогичным образом осуществляется регистрация фактов перемещения персонала на конвейерах, не предназначенных для перевозки людей.
Варианты расстановки технических средств
Вариант 1. Установка одного считывателя УРПТ
Считыватель (СЧ) монтируется на борту выработки. К считывателю подключаются четыре приемопередающие антенны, две из которых (1 и 3) направляются навстречу движения ленты конвейера, образую контрольную зону А, а две (2 и 4) – по ходу движения ленты, образуя контрольную зону Б.
Конкретная точка крепления считывателя, как и конкретные точки крепления приемопередающих антенн, выбираются при проведении тестовых испытаний.
При нахождении горнорабочего на ленте конвейера метка его персонального радиоблока последовательно фиксируется в контрольных зонах считывателя. При этом, если горнорабочий сошел с конвейера на площадке схода, временной промежуток между последовательной регистрацией метки в различных зонах будет больше временного промежутка между регистрациями в случае, если горнорабочий останется на ленте конвейера и проедет за площадку схода. Соответственно, при сходе горнорабочего с ленты на площадке схода регистрации факта проезда конечной площадки схода не произойдет.
Аналогичным образом не произойдет регистрация факта проезда конечной площадки схода, если горнорабочий движется по ходовой стороне конвейерной выработки пешком.
В любом случае последовательной регистрации меток происходит сравнение фактического промежутка времени между регистрациями с контрольным. Сигнал на отключение конвейера генерируется только в том случае, если фактический промежуток времени менее или равен контрольному. При этом сигнал не прерывается до тех пор, пока метка нарушителя находится в контрольной зоне Б, не допуская повторного включения конвейера.
Контрольный промежуток времени задается в считывателе с помощью специального программного обеспечения. Величина контрольного промежутка времени вычисляется по формуле: T=L/V, с
где L – расстояние между приемопередающими антеннами, м; V – скорость ленты конвейера, м/с.
Полученный контрольный промежуток времени корректируется в большую или меньшую сторону при проведении тестовых испытаний. Величина контрольного промежутка времени должна обеспечивать минимальную возможность ложного срабатывания и, в то же время, минимальную возможность пропуска регистрации.
Вариант 2. Установка двух считывателей УРПТ
Считыватели (СЧ1 и СЧ2) монтируются на борту выработки. К считывателю СЧ1 подключаются три приемопередающие антенны, две из которых (1 и 3) направляются навстречу движения ленты конвейера, образую контрольную зону А, а одна (2) – по ходу движения ленты в сторону СЧ2. Антенна 2 СЧ1 является передающей.
К считывателю СЧ2 подключаются четыре приемопередающие антенны, две из которых (1 и 3) являются приемными и направляются в сторону СЧ1, а две (2 и 4) – по ходу движения ленты, образуя контрольную зону Б.
Конкретные точки крепления считывателей, как и конкретные точки крепления приемопередающих антенн выбираются при проведении тестовых испытаний.
Принцип работы СИСТЕМЫ при таком расположении технических средств аналогичен вышеизложенному. Отличие заключается в том, что данные о метках, зарегистрированных в контрольной зоне А, передаются от СЧ1 на СЧ2 по радиоканалу, что позволяет увеличить расстояние между контрольными зонами до 50 м в прямой видимости, тем самым обеспечив больший разброс значений фактического промежутка времени между регистрациями при различных способах перемещения персонала по конвейерной (пешком или на ленте).
Отсчет фактического промежутка времени осуществляется считывателем СЧ2 с момента получения данных о зарегистрированных в зоне А метках от считывателя СЧ1.
