1997 жылдың 6 ақпанында №402 және 1998 жылдың 26 мамырында №266-ж қайта есепке



жүктеу 6.07 Kb.
Pdf просмотр
бет3/16
Дата18.05.2017
өлшемі6.07 Kb.
#9523
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16
часть 
автоматизированного 
электромеханического  угледобывающего  ком-
плекса  (АЭУК),  создаваемого  с  целью  повы-
сить  производительность  труда,  ресурс  на-
дежности  и  долговечности  машин  и  механиз-
мов,  уменьшить  себестоимость  и  энергопо-
требление  на 1 т  угля,  улучшить  условия  ра-
боты при подземной добыче угля. АЭУК – это 
гибкая  производственная  система,  конструи-
руемая  на  базе  полупроводникового  электро-
привода  и  управляющих  ЭВМ.  АЭУК,  являю-
щийся частью электротехнического комплекса 
угольной  шахты,  относится  к  классу  сложных 
иерархических  систем  управления  (ИСУ)  с 
архитектурой,  которую  можно  представить  в 
виде, изображенном на рисунке 1. 
Задача АЭУК как иерархической системы 
управления  в  этом  случае  состоит  в  согласо-
вании  работы  локальных  систем  управления 
УМ,  КУ,  МНС,  МК  и  непосредственном  управ-
лении  в  ситуациях,  когда  локальные  системы 
не могут обеспечить требуемые значения кри-
териев  качества  АЭУК,  с  учетом  той  инфор-
мации,  которую  можно  получить  от  УМ,  КУ, 
МНС,  информации  о  свойствах  разрабаты-
ваемых пластов, размещенной в базе данных 
УВК,  информации,  прогнозируемой  и  восста-
навливаемой программными средствами УВК. 
Входящие  в  комплекс  ГДМ  машины  и  ме-
ханизмы  представляют  сложные  электро-  или 
гидроэлектромеханические  динамические  сис-
темы. В рабочих режимах ГДМ при разрушении 
угольного  массива  происходит  изменение  во 
времени  процессов,  связанных  с  преобразова-
нием  энергии  в  конструктивных  узлах  и  приво-
дах машин. При этом мгновенные значения уп-
ругих моментов в трансмиссиях и усилий в тяго-
вых  органах,  линейных  и  угловых  скоростей, 
токов в обмотках электрических машин, а также 
других  параметров  и  сигналов,  характеризую-
щих  функционирование  ГДМ,  существенно  от-
личаются от расчетных номинальных значений. 
Длительная  работа  в  подобных  динамических 
режимах  снижает  надежность  и  долговечность 
машин. В работе рассматриваются обобщенные 
горнодобывающие машины, в качестве которых 
приняты  двухшнековый  угледобывающий  узко-
захватный комбайн с раздельными электропри-
водами  исполнительных  органов  и  механизмов 
подачи,  лавные  скребковые  конвейеры  и  мас-
лонасосные  станции  с  управляемыми  электро-
приводами.  Упрощение  обобщенных  машин  и 
замена  управляемого  привода  на  неуправляе-
мый  позволяют  получить  все  существующие  в 
угольной  промышленности  варианты  конструк-
тивного построения элементов ГДМ. 
Математические модели машин позволяют 
получить оценки показателей, характеризующих 
статические  и  динамические  режимы  работы 
электроприводов  и  ГДМ  как  объектов  управле-
ния при вариации возмущающих воздействий.  
Исходной  информацией  для  формирова-
ния  линеаризованных  моделей  в  координатах 
пространства  состояний  являются  нелинейные 
двухмассные, не учитывающие зазоры в редук- 
  1-2/2001 
27
 

Б.Н.Фешин 
УМ -угледобывающие машины
КУ - конвейерные установки
МНС - маслонасосные станции
МК - механизированные крепи
ЛСАУ - локальные САУ (Л АЭП)
СЛУ - система логического управления
ГДМ - горнодобывающие машины
ГДМ = {УМ, КУ, МКС, МК}
 
 
Y – контрольно-измерительная информация; 
F – внешние возмущения; 
Q – управляющие воздействия на ГДМ; 
QQ – управляющие воздействия от УВК; 
U – управляющие воздействия локальных систем; 
PE – потоки электрической энергии; 
Θ – оценки и функционалы качества работы комплекса; 
ΘL – критерии качества ЛСАУ. 
 
Рис. 1. Иерархическая структура автомати-
зированного 
электромеханического 
угледобывающего комплекса 
 
торных передачах, а также одномассные моде-
ли  АЭП  ГДМ.  Предложен  формализуемый  ме-
тод построения моделей АЭП ГДМ в координа-
тах  пространства  состояний  на  основе  направ-
ленного графа, составленного по исходным ли-
неаризованным  интегральным  и  дифференци-
альным  уравнениям  электроприводов  ГДМ  с 
последующим использованием формул Мэзона 
на  этапе  получения  многосвязных  линеаризо-
ванных  моделей  АЭП  ГДМ  в  координатах  про-
странства  состояний  в  форме  систем  диффе-
ренциальных  уравнений  первого  порядка  с  за-
паздывающим аргументом, то есть: 
1
0
0
0
( )
( )
(
)
( )
( ),
( )
,
( )
,
( )
( ),
p
x
p
o
X t
A X t
A X t
B
t
F f t
X t
X
X
t
при t
t
t
Z t
C X t
τ
μ
ϕ

=
+

+
+
⎪⎪
=
=
≤ ≤


=
⎪⎭
&
 (1) 
или  в  форме  обыкновенных  дифференциаль-
ных уравнений, аппроксимирующих (2) 
0
0
( )
( )
( )
( ),
( )
,
( )
( ),
Y t
Ap Y t
B
t
F f t
Y t
Y
Z t
C Y t
μ

=
+
+

=


=

&
 (2) 
где  Х(t), 
μ(t), f(t) – n, n
μ
, n
f
-мерные векторы, 
соответственно, координат пространства 
состояний, управлений, возмущений; 
А, А
1
, В, F – числовые матрицы размером 
соответственно n 
× n, n × n, n × n
μ
, n 
× n
f

Y(t) – (n+m)-мерный составной вектор ко-
ординат пространства состояний, где m – 
порядок уравнений, аппроксимирующих 
запаздывающие функции; 
, ,
Ap B F
 – числовые матрицы размером 
соответственно ((n+m) 
× (n+m)), (n+m) – n
μ

(n+m) – n
f

Z(t) – n
z
-мерный вектор выхода ГДМ; 
С – числовые матрицы размером n
z
× n 
и n
z
 
× (n+m). 
Независимыми аргументами в дискретных 
моделях  АЭП  ГДМ  будут  являться  интервал 
дискретности td и  время  наблюдения  дискрет-
ных процессов Tr = k · td, в течение которых в 
супервизорной  МСАУ  должны  будут  решены: 
задачи приема информации от датчиков, уста-
новленных  на  АЭП  ГДМ,  отдельно  для  «мед-
ленных» и «быстрых» процессов; идентифика-
ция  и  адаптация  параметров  математических 
моделей  с  необходимой  точностью;  вычисле-
ние  оценок  ненаблюдаемых  координат  мате-
матических  моделей;  проведение  вычисли-
тельных  операций  по  расчету  оптимальных 
управлений  для  отдельных  машин;  принятие 
решений  по  управлению  отдельными  машина-
ми  и  АЭП  ГДМ  в  целом;  формирование  опти-
мальных управлений для АЭП ГДМ. 
Интервал дискретности td в общем случае 
индивидуально  подбирается  для  каждой  ма-
шины и может определяться в виде диапазона 
td = {td
min
, td
max
}, где верхнее значение td
max
 вы-
бирается  при  допустимости  увеличения  ошиб-
ки  воспроизведения  сигнала,  а td
min
 – с  целью 
повысить точность воспроизведения сигнала. 
Алгоритмы  получения  дискретных  моде-
лей  из  непрерывных (1), (2) разработаны  на 
основе работ Заде Л., Дезоера Ч., Медич Дж., 
Квакернаак  Х.,  Сиван  Р.  При  этом  форма 
представления дискретных моделей, с учетом 
задач, решаемых на последующих этапах син-
теза МСАУ АЭП ГДМ, имеет вид: 
(( 1) )
(
)
(
)
(
),
(
)
(
),
0,1,2,...,
X k
td AD X k td BD U k td FD f k td
Z k td CD X k td k
+ ⋅
=

⋅ +

⋅ +





=


=

 
(3) 
где td – период (интервал) дискретности оцен-
ки элементов векторов X, U, f, Z на верх-
нем уровне управления МСАУ АЭП ГДМ; 
(k+1) · td = t
k+1
, k · td = t
k
 – моменты вре-
28 
1-2/2001
 

Супервизорные многосвязные системы управления автоматизированными электроприводами… 
мени оценки и измерения. 
Допустимая  по  точности  воспроизведе-
ния  координат  дискретность td измерения 
элементов векторов Zум, Zку и Zмнс в первом 
приближении  определяется  на  основании 
теоремы  Котельникова,  а  в  последующем 
уточняется, так как в общем случае процессы, 
происходящие  с  электроприводами  ГДМ,  яв-
ляются  стохастическими,  обусловленными 
характером изменения основного возмущения 
– сопротивляемости угля резанию A(t).  
На  этапах  анализа  и  проектирования 
АЭП  ГДМ  численные  значения  электромеха-
нических  Т
м
  и  электромагнитных  Т
э
  постоян-
ных  времени,  а  также  длительности  переход-
ных  процессов  t
п
  по  различным  каналам  по-
зволяют,  в  первом  приближении,  провести 
разделение  процессов,  происходящих  в  АЭП 
ГДМ, на «медленные» и «быстрые». Парамет-
ры  амплитудно-частотных,  корреляционных  и 
спектральных функций, такие как f
п
, f
c
 – часто-
та  полосы  пропускания  и  частота  среза,  а 
также  положения  теоремы  Котельникова  до-
пускают  возможность  предварительной  оцен-
ки для элементов вектора Z(t), интервала дис-
кретности td, допустимой  точности  воспроиз-
ведения  сигналов 
σ
Σ
,  минимальной  длины 
реализации  Т
r
  и n дискретных  выборочных 
значений из нее. 
Анализ численных значений Т
м
, Т
э

ω
п

ω
с

td, T
r
, полученных по паспортным данным АЭП 
ГДМ, а также в результате обработки экспери-
ментальных результатов, показывает, что: час-
тоты  вращения  валов  рабочих  органов  ГДМ  и 
токи  якорных  обмоток  (
ω
j
(t)  и  I
j
(t))  можно  в 
сравнении  с  линейной  скоростью  подачи  УМ 
(V
п
(t))  считать  «быстрыми»;  полоса  пропуска-
ния f
п
 и частота среза f
c
 корреляционных функ-
ций процессов 
ω
j
(t), I
j
(t) и V
п
(t) связаны с анало-
гичными  характеристиками  основного  возму-
щения – сопротивляемости  угля  резанию  А(t); 
допустимые интервалы дискретности td = {td
min

td
max
}  превышают  длительность  выполнения 
элементарных  арифметических  операций  на 
ПЭВМ  типа Pentium, например P166/EDO16/ 
2.1Gb/ 1.44/S3 Trio64V+, не  менее  чем  в 1000 
раз.  Очевидно,  что  в  супервизорной  много-
связной  системе  управления  АЭП  ГДМ  суще-
ствует  значительный  резерв  времени  для  ре-
шения  в  течение  интервала td множества  пе-
речисленных  выше  задач.  Оценки td, T
r
,  и n 
могут  корректироваться  по  предлагаемому  в 
работе алгоритму, основанному на вычислении 
корреляционных  и  спектральных  функций  по 
данным  пассивных  измерений.  Оценка  устой-
чивости,  управляемости  и  наблюдаемости  мо-
делей  АЭП  ГДМ  затрудняется  высоким  поряд-
ком  систем  дифференциальных  уравнений, 
наличием запаздывающих функций, зависимо-
стью  коэффициентов  уравнений  от  амплитуд-
ного значения основного возмущения – сопро-
тивляемости  угля  резанию.  Алгоритмы  оценки 
свойств  устойчивости,  управляемости  и  на-
блюдаемости  моделей  АЭП  ГДМ,  описывае-
мых системами дифференциальных уравнений 
вида (1), (2), (3), разработаны на основе алгеб-
раических  матричных  критериев,  теоретически 
обоснованных  в  работах  Гершгорина  С.А., 
Островского  А.М.,  Брауэра  А.,  Фань  Цзи,  Гоф-
мана А. и Калмана Р. Модификация этих алго-
ритмов,  проведенная  в  работе  с  учетом 
свойств  моделей  АЭП  ГДМ,  позволила  полу-
чить  формализуемые  процедуры  и  апробиро-
вать их в машинных программах. 
Во  множество  оценок 
Θ(t),  характеризую-
щих  статические  и  динамические  режимы  ра-
боты  АЭП  ГДМ,  входят: 
ΘM1 – реально  изме-
ряемые  координаты  АЭП  ГДМ; 
ΘM2 – оценки, 
формируемые  как  реакция  на  воздействия, 
близкие  к  ступенчатым; 
ΘM3 – оценки, являю-
щиеся  абсолютными  максимальными  выбро-
сами  координат  АЭП  ГДМ; 
ΘM4 – статистиче-
ские  оценки  измеряемых  координат; 
ΘM5 – 
оценки  получаемых  расчетным  путем,  среди 
которых  выделим:  зависимости  электромаг-
нитных моментов на валах двигателей от вре-
мени 
; максимальные выбросы 

статические  характеристики  и  коэффициенты 
динамичности;  зависимости  упругих  моментов 
M
ij
(t)  и  вычисляемые  по  M
ij
(t)  максимальные 
выбросы;  прямые  и  интегральные  критерии 
качества для M
ij
(t); коэффициенты загрузки ки-
нематических передач.  
( )
m
Дl
M
t
max
( )
Дl
M
t
Решение  задачи  определения  возможного 
качества 
Θ(t)  выходных  сигналов  АЭП 
  на 
входе в супервизорную МСАУ достигается путем 
оценки  математических  ожиданий 
( )
z
i
Z t
( )
(
)
z
i
i
M Z t
  и 
дисперсии 
( )
(
)
z
i
i
D Z t
,  а  последующая  статисти-
ческая  обработка  позволяет  получить  довери-
тельные интервалы 
количества измерений N
α
 
для заданной вероятности
ntz
i
I
N
P
α

Для выбора варьируемых факторов и диа-
пазонов их изменения, а  также качества пере-
дачи  сигналов  были  проведены  отдельные 
имитационные  эксперименты,  позволившие 
установить  следующее:  запаздывание 
τ
ТКС
  не 
влияет  на  качественный  вид  динамических 
процессов если 
τ
ТКС
 
≤ 0.15с; при τ
ТКС
 > 0.5с ка-
чественный  вид  динамических  процессов,  по 
сравнению  с  эталоном  (сигналами  на  выходе 
МСАУ),  сильно  искажается;  период  квантова-
ния t
кв
 практически не влияет на качественный 
вид динамических процессов при t
кв
 
≤ 0.01с.  
  1-2/2001 
29
 

Б.Н.Фешин 
30 
1-2/2001
 
Последующие  серии  имитационных  экспе-
риментов,  каждый  из  которых  заключался  в 
численном  моделировании  МСАУ  УМ,  после 
обработки данных позволили получить статиче-
ские зависимости Q = f (tкв, MATOG, 
τ
кс
) в виде 
уравнений  регрессии  и  двух-,  трехмерных  гра-
фических  изображений.  Доказательство  воз-
можности  качественной  передачи  выходных 
сигналов АЭП ГДМ в УВК позволило поставить 
вопрос  о  выборе  целевых  функций  для  иерар-
хической супервизорной МСАУ АЭП ГДМ. 
Глобальная  цель  управления  АЭП  ГДМ 
средствами  иерархической  супервизорной 
системы заключается в получении экономиче-
ского  эффекта  Э  от  эксплуатации  комплекса 
горнодобывающих машин за весь срок их экс-
плуатации,  равный  долговечности  (остаточ-
ному ресурсу) Tд наименее надежной машины 
среди  комплекса  ГДМ.  Определим  зависи-
мость целевой функции Э от условий и пара-
метров  эксплуатации  ГДМ.  Предположим,  что 
если  комплекс  ГДМ  выдержит  весь  период 
паспортной эксплуатации Тд, тогда 
Д
З
Э
Э
Э
=

, (4) 
1
1
д
д
i
n T
n T
Д
i
i
ДОП
ДОП
i
i
Э
Д S
Д
S
=
=
=
=
=

+



i
, (5) 
где  S
i
 – цена 1 т угля в i-м месяце [у.е.]; 
Д
i
 – месячная добыча угля заданного ка-
чества в i-м месяце; 
Т
д
 – расчетная (паспортная) долговеч-
ность ГДМ, [месяц]; 
i
ДОП
Д
 – доля высоко- и низкокачественно-
го угля в процентах от Д
i

i
ДОП
S
 – доплата или штраф за качество, 
[у.е./%]. Эта переменная может иметь от-
рицательный знак тогда, когда существу-
ет доля низкокачественного угля среди Д
i

Условие  минимизации  энергозатрат  дос-
тигается  обеспечением  оптимальных  режимов 
работы  резания  и  транспортирования  угля,  а 
долговечность  ГДМ  обеспечивается  путем 
снижения  динамической  нагруженности  эле-
ментов  машин  средствами  автоматического 
управления.  В  работе  рассмотрены  четыре 
варианта реально возможных комплексов ГДМ 
и показано, какие целевые функции оптималь-
ного  управления  в  супервизорных  МСАУ  АЭП 
ГДМ достижимы в зависимости от состава ма-
шин,  типа  электропривода  и  функциональных 
возможностей локальных АЭП ГДМ. 
Решение задачи снижения динамической 
нагруженности  АЭП  ГДМ  в  супервизорных 
МСАУ  АЭП  ГДМ  осуществляется  модифици-
рованными  для  особенностей  эксплуатации 
АЭП ГДМ методами аналитического конструи-
рования  регуляторов,  многомерных  фильтров 
Калмана-Бьюси  и  положений  теоремы  разде-
ления,  позволяющими  процесс  синтеза  опти-
мальных управлений разделить на два этапа: 
восстановление  вектора  координат  простран-
ства состояний Y(t) по результатам измерения 
Z(t)  при  действии  случайных  возмущений  и 
собственно  синтез  оптимальных  управлений, 
минимизирующих  интегральный  квадратич-
ный критерий качества. 
Известно, что подобные задачи сводятся 
к  решению  сложных  алгебраических  и  диф-
ференциальных  уравнений  Риккати,  а  опти-
мальные  решения  проще  решаются  про-
граммно,  чем  аппаратно.  Тогда  эта  задача 
реализуема  в  рамках  супервизорной  много-
связной системы управления АЭП ГДМ, струк-
тура которой приводится на рисунке 2.  
 
АСУ ТП и АСУП шахты
Управляющий вычислительный комплекс АЭУК
БД Апо
i
Б Апо1
Б Апо2
Б Апо3
Б Апо4
Б Апо5
Б Апо6
БД Ап
j
Б Ап1
Б Ап2
Б Ап3
Б Ап4
Б Ап5
Б Ап6
АП1
АП2
АП3
АП4
АП8
АП7
АП6
АП5
АП0
АП9
УВД
УВВД
СТИС
ККИС
УВИ
ГДМ
СИ
ЦАП АЦП
СТЗУВ
ККЗУВ
ИУ
ЦАП АЦП
 
БД Апi – апостериорный банк данных; 
БД Апj – априорный банк данных; 
АПi – комплекс алгоритмов и программ; 
СИ – система измерения; 
ККИС – контроллеры-коммутаторы измерительных сигна-
лов; 
УВИ – устройство вывода информации; 
АЦП  и  ЦАП – аналого-цифровые  и  цифро-аналоговые 
преобразователи; 
СТИС – система телемеханики измерительных сигналов; 
УВД – устройство ввода данных; 
УВВД – устройство вывода данных. 
 
Рис. 2. Структура супервизорной МСАУ АЭП ГДМ 

ҒЫЛЫМИ ЖӘНЕ 
ҚОЛДАНБАЛЫ ЗЕРТТЕУЛЕР
 
НАУЧНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ 
ИССЛЕДОВАНИЯ 
 
УДК 330.322:004.42:622(574) 
© С.Б.Алиев, 2001
 
Рекомендации по оценке 
эффективности инвестиций 
при реструктуризации предприятий 
угольной отрасли на основе 
программного комплекса Project Expert
 
 
С.Б.АЛИЕВ, канд. техн. наук 
Карагандинский государственный технический университет 
 
 
Рекомендовано  производить  оценку  риска 
инвестиций,  эффективности  капитальных 
вложений в реструктуризацию и техническое 
перевооружение  предприятий  угольной  от-
расли  с  помощью  компьютерной  имитирую-
щей системы Project Expert, которая позволя-
ет  построить  финансовую  модель  дейст-
вующего  в  условиях  рынка  предприятия  и 
обеспечивает при этом соответствие нало-
говому  законодательству  Казахстана.  В  ра-
боте  описано  это  современное  инструмен-
тальное  средство,  позволяющее:  разрабо-
тать  бизнес-план  инвестиционного  проекта 
с  учетом  специфики  экономических  условий 
Казахстана;  детальный  финансовый  план 
развития  предприятия;  разработать  бюд-
жет  предприятия  и  определить  потребно-
сти  и  принципиальную  схему  финансирова-
ния;  осуществлять  контроль  за  процессом 
реализации плана развития предприятия. 
 
При  долгосрочном  планировании  в 
угольной  отрасли,  где  инвестиционные  вло-
жения  окупаются  годами  и  десятилетиями, 
важное  экономическое  значение  имеют  про-
блема  риска  инвестиций,  необходимость 
оценки эффективности капитальных вложений 
в  реструктуризацию  и  техническое  перевоо-
ружение  предприятий,  оценка  рангового  зна-
чения  каждого  фактора,  взаимосвязь  эконо-
мических показателей. 
В  современных  условиях  следует  обос-
новывать  методы  измерения  эффективности 
инвестиций  реализуемых  инвестиционных 
проектов  реструктуризации  и  обновления 
производства, которые отражают особенности 
перехода  к  рынку.  Здесь  важно  как  проведе-
ние  расчетов  эффективности  за  жизненный 
цикл рассматриваемого объекта с учетом дис-
контирования  разновременных  затрат  и  ре-
зультатов, так и оценка влияния фактора рис-
ка  на  целесообразность  реализации  инвести-
ционного проекта. 
При  этом  целесообразно  скорректиро-
вать  с  учетом  особенностей  развития  эконо-
мики  Казахстана  в  рыночных  условиях  хозяй-
ствования  систему  показателей  эффективно-
сти  инвестиций,  включающую:  финансовый 
итог  и  современную  стоимость  будущего  фи-
нансового  итога;  общий  финансовый  итог  от 
реализации  инвестиционного  проекта  или 
чистую  современную  стоимость;  внутреннюю 
норму  прибыли;  индекс  выгодности  инвести-
ций; период окупаемости инвестиций. 
В условиях хозяйственной самостоятель-
ности  и  самофинансирования  при  определе-
нии  вариантов  проектных  и  других  решений 
следует  ясно  представлять,  какие  денежные 
средства  необходимо  дисконтировать.  При 
этом главное значение имеет временной фак-
тор платежей и получения средств. Очевидно, 
более всего это  относится  к  сумме  денежных 
средств,  подлежащих  дисконтированию,  т.е. 
разнице  между  суммой  денежных  поступле-
ний  и  расходов  за  конкретный  период  време-
ни или сумме чистой прибыли и амортизации. 
Формирование  прибыли  угольного  предпри-
ятия  в  Казахстане,  которая  подлежит  дискон-
тированию, можно представить по следующей 
схеме (рис.1). 
  1-2/2001 
Каталог: old
old -> МҰҚАҒали – МƏҢгілік ғҰмыр
old -> Қасым а м а н ж о л о в поэзияның өзге жанрлардан бір өзгешелігі онда
old -> Өмір м е н ө л е ң (Қасымның өмірбаяны, ақындық сапары туралы)
old -> Көркемөнер халықтікі. Еңбек шілердің қалың бұқарасы арасына
old -> Қ а з а қ сср ғ ы л ы м а к а д е м и я с ы м. О. ӘУезов атындағЫ
old -> Қасым аманжолов (1911-1954)
old -> Сарыарқа күйшілері Кіріспе
old -> Библиография Абай шығармаларының аудармасы
old -> Алғы сөз «Өлкетану əдебиеттерін насихаттауға арналған көмек құралы»
old -> Өлкетану бөлімі

жүктеу 6.07 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16




©emirb.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет