Киберфизические системы для работы горнодобывающих предприятий
На заседании семинара цикла «Цифровые трансформации» доцент кафедры информационных технологий в бизнесе Алексей Кычкин рассказал об архитектуре системы управления процессом проветривания подземных горнодобывающих предприятий.
Алексей Кычкин объяснил, что в зависимости от изменяющихся параметров наружного воздуха, подаваемого в шахтные стволы, изменяется общерудничная естественная тяга, оказывающая на процесс проветривания значительное влияние, увеличивая или уменьшая общий объем воздуха, подаваемого в шахту (рудник). На проветривание предприятий расходуется от 30 до 50% всей затрачиваемой в процессе добычи полезного ископаемого электроэнергии.
Разрабатываемая нами система будет способна обеспечить подачу воздуха в требуемом объеме в энергосберегающем режиме. Существующие способы управления проветриванием не учитывают действие общерудничной естественной тяги на работу главной вентиляторной установки (ГВУ), осуществляющей подачу воздуха в шахту. Для устранения этого недостатка предлагается способ управления, включающий в себя алгоритм расчета взаимосвязей физических параметров общерудничной естественной тяги, действующей между стволами, алгоритм расчета величины общерудничной естественной тяги и алгоритм расчета производительности и выбора требуемого режима работы ГВУ.
Для реализации метода Алексей Кычкин предложил архитектуру 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 Авычислительная инфраструктура IoT,
- цифровой двойник,
- интерфейс пользователя.
Архитектура CPS предусматривает обработку данных со счетчиков энергоресурсов, управляющих контроллеров и датчиков параметров воздушной среды, реализуемую в блоках on-line и off-line расчетов.
Алексей Кычкин отметил, что 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 норм безопасности и требований энергоэффективности.
В среду, 26 февраля, на заседании цикла научных семинаров «Цифровые трансформации» выступит старший научный сотрудник НУЛ междисциплинарных эмпирических исследований, доцент кафедры информационных технологий в бизнесе Алексей Бузмаков с докладом «Почему нужно и как уйти от необходимости задания функции расстояния при кластеризации данных?». Приглашаем всех желающих!