Передмова

1. Автоматизований електропривід гірничих підприємств

2. Автоматизація видобувних машин

3. Автоматизація конвеєрного транспорту

4. Особливості автоматизації рейкового транспорту

5. Автоматизація під’ємних установок

6. Автоматизація вентиляторних установок

7. Автоматизація водовідливних установок

8. Автоматизація технологічних комплексів поверхні шахт

9. Шахтна апаратура телемеханіки та диспетчерського зв’язку

ПЕРЕДМОВА

Гірничодобувна галузь вітчизняної промисловості є базовою для державного та приватного секторів економіки. Без вугілля, залізної руди, руд  кольорових металів не можна уявити собі нормальне функціонування промисловості, сільського господарства, транспорту та інших галузей економіки. Разом з тим ця галузь є найбільш трудомісткою, тобто на одиницю виробленої продукції витрачається багато людських ресурсів. У зв’язку з цим у вартості, наприклад, однієї тони вугілля приблизно 30-60% складають витрати на заробітну плату. Слід мати на увазі, що для деяких галузей  ця цифра менше 10%. У цих умовах найбільш ефективним засобом інтенсифікації галузі є зменшення витрат на заробітну плату, що найефективніше досягається автоматизацією виробництва. Слід також мати на увазі, що автоматизація, крім скорочення обслуговуючого персоналу, підвищує за деяких умов продуктивність машин та якість продукції, зменшує енергоспоживання та матеріаломісткість кінцевої продукції і т.і.

Водночас для розробки, виробництва, налагодження, обслуговування та ремонту засобів автоматизації необхідні висококваліфіковані кадри: інженери, бакалаври та кваліфіковані робітники. Відповідно до зростання складності апаратури автоматизації зростають вимоги до рівня кваліфікації робітників (електрослюсарів), що працюють на шахтах, монтажноналагоджувальних організаціях та заводах, які виготовляють засоби автоматизації. Цей підручник призначено для використання учнями та викладачами навчальних закладів, що готують робітників указаної кваліфікації.

Першим автоматичним пристроєм в історії техніки вважається пристрій для стабілізації швидкості обертання парового двигуна. Цей пристрій розробив і виготовив англійський винахідник Джеймс Ватт (1784 р.). Приблизно через сто років автоматика отримала теоретичну базу у роботах  Дж. К. Максвелла, І. А. Вишнеградського, А. Стодоли  та ін. Як самостійна галузь техніки автоматика сформувалась у 1930-1940 роки. У гірничій промисловості початок використання автоматичних пристроїв припадає на п’ятдесяті роки ХХ сторіччя. У цей час було створено заводи для виготовлення засобів автоматизації для гірничої промисловості, такі як “Червоний металіст” (м. Конотоп), завод шахтної автоматики (М. Дніпропетровськ). На них вироблялися засоби автоматизації для гірничих підприємств усього колишнього СРСР та для імпорту за кордони країни. У той же час було створено заклади для розробки, проектування та впровадження засобів автоматизації: Інститут гірничої механіки і технічної кібернетики та інститут “Автоматгірмаш” (м. Донецьк), Луганський філіал інституту “Гіпровуглеавтоматизація” та ін.. Трохи пізніше у Дніпропетровському гірничому інституті  та КПІ починають випускати інженерів-автоматиків для гірничої галузі. З цими закладами пов’язані імена відомих в Україні вчених: А. Г. Івахненка, С. А. Волотковського, І. А. Кухтенка та інших, що зробили значний внесок у розвиток засобів автоматизації для гірничої промисловості. Тоді ж у професійно-технічних училищах Донбасу та Львівсько-Волинського басейну починається підготовка слюсарів відповідного фаху, а при вугільних об’єднаннях починають працювати курси підвищення кваліфікації для робітників та інженерно-технічних працівників. Значного поширення набуває технічна творчість названих спеціалістів. Завдяки цьому на гірничих підприємствах відбувається вдосконалення, а в деяких випадках і розробка принципово нових автоматичних засобів. Наприклад, робітниками та інженерно-технічними працівниками вугільного об’єднання “Ровенькиантрацит” у той час була розроблена, виготовлена та широко впроваджена апаратура керування вентиляторними установками головного провітрювання, що експлуатується і до сьогодні у цьому та сусідніх вугільних об’єднаннях.

Перший крок в історії розвитку автоматики, як уже було вказано, зробив Дж. Уатт. Його регулятор являв собою механічний пристрій, що використовував відцентрову силу обертового руху для стабілізації швидкості обертання парової машини. Якщо швидкість обертання з якоїсь причини починала збільшуватись, то регулятор зменшував подачу пару до циліндрів, утримуючи швидкість обертання на встановленому рівні. У подальшому подібні принципи було застосовано при розробці регуляторів рівня рідини, натягу нитки у ткацькому станку та ін. Спільним для них усіх є те, що вони працюють без використання електричного струму.

З початком широкого використання електричної енергії історики пов’язують новий етап бурхливого розвитку технічної революції. У цей період з’являється апаратура автоматизації, побудована на базі електромеханічних реле. Ця апаратура широко застосовується аж до початку 60-х років ХХ сторіччя. Деякі комплекти експлуатуються у гірничодобувній промисловості до сьогодні. Цей значний і тривалий період розвитку засобів автоматизації отримав назву періоду релейно-контактних схем.

Поява напівпровідників (діодів, транзисторів, тиристорів та ін.) започаткували наступний період – період безконтактних схем автоматики. Апаратура на базі цих схем була схвально сприйнята у вугільній промисловості, бо значно підвищувала вибухобезпечність обладнання завдяки відсутності контактів електромеханічних реле, що завжди є джерелом виникнення електричної іскри, яка може ініціювати вибух метано-повітряної суміші.

Подальший розвиток електронної техніки ініціював появу інтегральних мікросхем, які являють собою більш складні електронні пристрої, що містять від десятків до десятків тисяч транзисторів, розміщених в одному кристалі. Кожна з таких мікросхем може виконувати певні функції автоматичного керування. Засоби автоматизації, побудовані на базі інтегральних мікросхем відрізняються високою точністю, компактністю та надійністю.

Вдосконалення цих засобів привело до появи програмованих інтегральних мікросхем – мікропроцесорів. У наш час мікропроцесор є основою складних систем автоматики, у тому числі й ЕОМ. У зв’язку з цим сучасні засоби автоматизації будуються, як правило, на базі мікропроцесорів та ЕОМ.