Вестник КРАУНЦ.Физ.-мат. науки. 2021. Т. 36. №3. C. 133-145. ISSN 2079-6641

Содержание выпуска/Contents of this issue

УДК 621.643

Научная статья

Алгоритмы управления и сигналы станций пневмотранспортной системы на предприятиях горно-металлургического комплекса

А.М. Кабышев, В. В. Хмара, Б. Д. Хасцаев, С. В. Кулакова, М.П. Маслаков

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), 362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, Россия

E-mail: info@skgmi-gtu.ru

Автоматическое управление любым технологическим процессом предусматривает непрерывный или периодический контроль параметров, определяющих данный технологический процесс. Для горных, обогатительных, металлургических заводов и фабрик таким параметром является химический состав исходного сырья, флюсов, используемых реагентов, промежуточных продуктов, готовой продукции, отвальных хвостов и сбрасываемых сточных вод. Информацию о химическом составе этих продуктов получают путем отбора и последующего анализа представительных проб. Целью данной работы является разработка системы контейнерной доставки технологических материалов, основанной на применении унифицированных узлов, функционирующих под управлением универсальной микропроцессорной системы. Решение поставленной задачи позволяет упростить процесс адаптации системы к конкретному технологическому процессу, повысить ее надежность за счет применения унифицированных узлов и упростить обслуживание в процессе эксплуатации. Разработана схема системы контейнерной доставки технологических материалов, в состав которой входят станции, обслуживающие процесс транспортировки контейнера. Станции выполнены на основе унифицированных узлов и элементов. К таким узлам станций относятся: пневмоцилиндры, электропневматические клапана, распределители, магнитные датчики. Эти узлы и элементы предназначены для перемещения транспортного контейнера как внутри станций, так и по транспортному трубопроводу. Управление узлами станций системы осуществляется с помощью микропроцессорной системы управления. В статье проведена оптимизация сигналов управления, формируемых как внутри станций, так и поступающих от вспомогательных устройств транспортной системы. Сигналы управления позволяют реализовать оптимальные алгоритмы функционирования системы. Разработаны алгоритмы реализующие различные режимы функционирования станций. Разработана принципиальная схема микропроцессорной системы управления на основе современной элементной базы. Разработанная система управления отличается универсальностью, легко адаптируется для выполнения различных режимов работы станций, это позволяет расширять функциональные возможности системы.

Ключевые слова: технологические материалы, пневмотранспортная система, транспортный контейнер, станции, сигналы.

DOI: 10.26117/2079-6641-2021-36-3-133-145

Поступила в редакцию: 17.06.2021

В окончательном варианте: 04.10.2021

Для цитирования. Кабышев А. М., Хмара В. В., Хасцаев Б. Д., Кулакова С. В., Маслаков М. П. Алгоритмы управления и сигналы станций пневмотранспортной системы на предприятиях горно-металлургического комплекса // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2021. Т. 36. № 3. C. 133-145. DOI: 10.26117/2079-6641-2021-36-3-133-145

Конкурирующие интересы. Авторы заявляют, что конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.

Авторский вклад и ответственность. Все авторы участвовали в написании статьи и полностью несут ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать. Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами.

Контент публикуется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International
(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Кабышев А. М. и др., 2021

MSC 93

Research Article

Control algorithms and signals of the pnevmotransport system stations at the enterprises of the mining and metallurgical complex

A. M. Kabyshev, V. V. Khmara, B. D. Khastsaev, C. V. Kulakova, M.P. Maslakov

Northern Caucasus Mining and Metallurgical Institute (State University of Technological), 362021, Vladikavkaz, Nikolaeva st., 44, Russia

E-mail: info@skgmi-gtu.ru

Automatic control of any technological process provides for continuous or periodic monitoring of the parameters that determine this technological process. For mining, processing, metallurgical plants and factories, such a parameter is the chemical composition of the feedstock, fluxes, reagents used, intermediate products, finished products, dump tailings and discharged wastewater. Information about the chemical composition of these products is obtained by selecting and then analyzing representative samples. The purpose of this work is to develop a container delivery system for technological materials based on the use of unified nodes operating under the control of a universal microprocessor system. The solution of this task makes it possible to simplify the process of adapting the system to a specific technological process, increase its reliability through the use of unified nodes and simplify maintenance during operation. The scheme of the container delivery system of technological materials, which includes stations serving the process of container transportation, has been developed. The stations are made on the basis of unified nodes and elements. Such nodes of the stations include: pneumatic cylinders, electropneumatic valves, distributors, magnetic sensors.

Key words: technological materials, pneumatic transport system.

DOI: 10.26117/2079-6641-2021-36-3-133-145

Original article submitted: 27.07.2021

Revision submitted: 28.07.2021

For citation. Kabyshev A. M., Khmara V.V., Khastsaev B. D., Kulakova C.V., Maslakov M. P. Control algorithms and signals of the pnevmotransport system stations at the enterprises of the mining and metallurgical complex. Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2021, 36: 3, 133-145. DOI: 10.26117/2079-6641-2021-36-3-133-145

Competing interests. The authors declare that there are no conflicts of interest regarding authorship and publication.

Contribution and Responsibility. All authors contributed to this article. Authors are solely responsible for providing the final version of the article in print. The final version of the manuscript was approved by all authors.

The content is published under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Kabyshev A. M. et al., 2021

Список литературы/References

1. Хмара В. В. Универсальная контейнерная система пневмотранспорта проб на анализ. Основы, принципы построения, конструкция, алгоритмы функционирования. Саарбрюккен, Германия: LambertAcademic Publishing, 2012. 96 с. [Khmara V. V. Universal’naya konteynernaya sistema pnevmotransporta prob na analiz. Osnovy, printsipy postroyeniya, konstruktsiya, algoritmy funktsionirovaniya. Saarbryukken, Germaniya: LambertAcademic Publishing, 2012. 96 pp. (In Russian)]
2. Chenglin M., Haijun M., Xuechun Y., Jingfeng D., Chao M. and Lihua A. Study on the development mode of urban underground logistics system // Service Science and Management Research (SSMR), 2014. vol. 3, no. 1.
3. Cox B. Pneumatic powder transport system, U.S. Patent No 7464733, 2008.
4. Arends G., Grote B. J. H. Underground logistics systems versus trenchless technology / In: Proceedings from the 2nd International Symposium on Underground Freight Transportation by Capsule
   Pipelines and Other Tube/ Tunnel Systems, September 28–29, Delft, The Netherlands. ASCE Task Committee, 1999. Freight pipelines: current status and anticipated future use, 12, 1999, pp. 300–310.
5. Roop S. S., Roco C. E., Olson L. E., Warner J. E., Kang D., Bierling D. H. The technical and economic feasibility of a freight pipeline system in texas, Year 3 Report. Report No. 1519-3. Texas: Texas Transport Institute, Texas A&M University, College Station, 2002.
6. Hodson N. Foodtubes. Energy saving pipeline capsule goods transport / In: Proceedings from the International Symposium on Underground Freight Transportation by Capsule Pipelines and Other Tube/Tunnel Systems. ISUFT 2008, 20–22 March 2008. Arlington, Texas., 2008.
7. Liu H. Research, development and use of PC Pin the United States of America // Japanese Journal of Multiphase Flow, 2007. no. 21(1), pp. 57–69.
8. Pielage B.A. Underground freight transportation. A new development for automated freight transportation systems in the Netherlands / In: Proceedings of the IEEE Intelligent Transportation Systems. Oakland, CA, 2001, pp. 762–767.
9. Kosugi S., Saitou K., Matsui N. and Tomita Y. Development of vertical pneumatic capsule pipeline system for deep under ground // 2th International Symposium on Underground Freight Transportation by Capsule Pipelines and Other Tube/ Tunnel Systems, 2000.
10. Sandor T., Endre M., Szilard K. Condition monitoring and fault diagnostic of the pneumatic conveying systems / International Scientific Conference on Sustainable Development & Ecological Footprint, March 26-27, 2012. Sopron, Hungary, 2012, pp. 1–4.
11. Chertov V.G., Trubaev P.A., Sokolova L.W. Improvement of Productivity of Mobile Pneumatic Transporters // Research Journal of Applied Sciences, 2014. vol. 9, pp. 1124–1133.
12. Davydov S. Ya., Kosarev N. P., Valiev N. G., Simisinov D. I., Kozhushko G. G., Panov D. A. Problems with the use of Pneumatic screw pumps to transport bulk cargo // Refractories and Industrial Ceramics, 2013. vol. 54, no. 2, pp. 100–105.
13. Волошин А. И., Пономарев Б. В. Механика пневмотранспортирования сыпучих материалов. Киев: Наукова думка, 2001. 521 с. [Voloshin A. I., Ponomarev B. V. Mekhanika pnevmotransportirovaniya sypuchikh materialov. Kiyev: Naukova dumka, 2001. 521 pp. (In Russian)]
14. Пономаренко С. Н.Влияние характеристик аэросмеси на технологические параметры пневмотранспортирования закладочными установками эжекторного типа // Геотехнiчна механiка, 2013. №109, С. 52–62. [Ponomarenko S. N. Vliyaniye kharakteristik aerosmesi na tekhnologicheskiye parametry pnevmotransportirovaniya zakladochnymi ustanovkami ezhektornogo tipa // Geotekhnichna mekhanika, 2013. no. 109, pp. 52–62 (In Russian)].
15. Евтюков С. А., Шапунов М. М. Справочник по пневмокомплексам и пневмотранспортному оборудованию. ДНК: Спб., 2005. 456 с. [Yevtyukov S. A., Shapunov M. M. Spravochnik po pnevmokompleksam i pnevmotransportnomu oborudovaniyu. DNK: Spb., 2005. 456 pp. (In Russian)]
16. Евтюков С. А.,Шапунов М. М. Пневмотранспортное оборудование в строительной индустрии и строительстве: учеб.пособие. ДНК: Спб., 2005. 360 с. [Yevtyukov S. A., Shapunov M. M. Pnevmotransportnoye oborudovaniye v stroitel’noy industrii i stroitel’stve: ucheb.posobiye. DNK: Spb., 2005. 360 pp. (In Russian)]
17. Петровский В. С., Щедрин С. П. Анализ и синтез систем автоматического управления пневмотранспортом и учетом технологической щепы //Лесотехнический журнал, 2013. №3, С. 199–204. [Petrovskiy V. S., Shchedrin S. P. Analiz i sintez sistem avtomaticheskogo upravleniya pnevmotransportom i uchetom tekhnologicheskoy shchepy // Lesotekhnicheskiy zhurnal, 2013. no. 3, pp. 199–204 (In Russian)].
18. Futamura M. Pressure drop and scale – up desing of the plug type pneumatic conveying lines //Powder Handling and Processing, 2005. vol. 17(1), pp. 12–17.
19. Lai Yeng Lee, Tai Yong Quek, Rensheng Deng, Madhumita B. Ray, Chi–Hwa Wang Pneumatic transport of granular materials througha 900 bend // Chemical Engineering Science, 2004. vol. 59, no. 21, pp. 4637–4651.
20. Mills D., Agarwal V. K. Pneumatic conveying systems. Trans tech publications. Clausthal-Zellerfeld: Trans Tech Publications, 2001. 345 pp.
21. Kril S. I., Semenenko E. V. Calculation of pneumatic transport parameters of sands from gravel and technogeneous deposits // Metallurgy and metal mining industry, 2006. no. 35, pp. 77–80.
22. Lobotsky Y. G., Khmara V. V., Kabyshev A. M., Dedegkaev A. G. The Principles of complex systems of container pneumatic transport with the use of universal switches //Modern Applied Science. Canada, 2015. vol. 9, no. 5, pp. 228–246.
23. Лобоцкий Ю. Г., Хмара В. В.Пути повышения надежности автоматической загрузки проб в транспортный контейнер // Устойчивое развитие горных территорий, 2014. №2, С. 30–37.
    [Lobotskiy YU. G., Khmara V. V. Puti povysheniya nadezhnosti avtomaticheskoy zagruzki prob v transportnyy konteyner // Ustoychivoye razvitiye gornykh territoriy, 2014. no. 2, pp. 30–37 (In Russian)].
24. Лобоцкий Ю. Г., Хмара В. В. Станция автоматической разгрузки проб из транспортного контейнера // Международный научный журнал Устойчивое развитие горных территорий, 2014. №3, С. 35–42. [Lobotskiy YU. G., Khmara V. V. Stantsiya avtomaticheskoy razgruzki prob iz transportnogo konteynera // Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal Ustoychivoye razvitiye gornykh territoriy, 2014. no. 3, pp. 35–42 (In Russian)].

---

---

---

---

---

---