geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2020-63-6-35-45geology-729Research ArticleТЕХНИКА ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТGEOLOGICAL EXPLORATION TECHNIQUEЦифровая трансформация в управлении приводами геолого-разведочной и горной техникиDigital transformations in drive control technology for exploration and mining equipmenthttps://orcid.org/0000-0002-0306-6238КрылковМ. Ю.KrylkovM. Yu.

Крылков Михаил Юрьевич  — кандидат технических наук, доцент кафедры механизации, автоматизации и энергетики горных и геолого-разведочных работ

SPIN-код: 9637-9330

23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997

тел.: +7 (925) 881-03-98

Mikhail Yu. Krylkov — Cand. of Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Mechanization, Automation and Energy of Mining and Geological Exploration

SPIN-code: 9637-9330

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997

tel.: +7 (925) 881-03-98

krilkovmi@mgri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8320-5890ОливетскийИ. Н.OlivetskiyI. N.

Оливетский Иван Николаевич  — кандидат технических наук, доцент кафедры механизации, автоматизации и энергетики горных и геолого-разведочных работ

SPIN-код: 4753-2620

23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997

тел.: +7 (925) 739-85-91

Ivan N. Olivetskiy  — Cand. of Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Mechanization, Automation and Energy of Mining and Geological Exploration

SPIN-code: 4753-2620

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997

tel.: +7 (925) 739-85-91

olivetskyin@mgri.ruФГБОУ ВО «Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе»РоссияSergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological ProspectingRussian Federation2020190620226363545Copyright © Крылков М.Ю., Оливетский И.Н., 20222022Крылков М.Ю., Оливетский И.Н.Krylkov M.Y., Olivetskiy I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/729Введение

Введение. Мировые технологии в геолого-разведочном бурении и горном деле в настоящее время быстро меняются. Научный прогресс в этой области плавно смещается в Азию. Он характеризуется главным образом проникновением сетевых технологий в производство. Происходит все более и более глубокое проникновение цифровых технологий в производственные технологии. Общество начало существенно делиться на творческую часть, разрабатывающую (проектирующую) эти цифровые технологии, и людей с образованием бакалавра, то есть способных правильно запускать и контролировать конкретные автоматизированные процессы. Особенно это стало видно с появлением и развитием 4-го поколения автоматики. Период 2008—2009  годы считается началом цифровой трансформации в жизни человека из-за превращения интернета людей в интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT). Такой подход получил название «Индустрия 4.0» или «Промышленный интернет вещей» (IoT).

Цель

Цель. Изучение трансформации в управлении приводами геолого-разведочной и горной техники.

Материалы и методы

Материалы и методы. Приведены методы и примеры управления геолого-разведочным и горным оборудованием.

Результаты

Результаты. Рассмотрены основные тенденции трансформации в управлении приводами геолого-разведочной и горной техники.

Заключение

Заключение. Суть современной цифровой управляющей системы заключается в ее возможности перепрограммирования управляющих контроллеров на основе методов активной и пассивной идентификации многокомпонентных многосвязных объектов управления, выполняемого в режиме реального времени. Для программируемых контроллеров разработан новый язык FCL (Flight Contol Language), позволяющий использовать в управлении методы «Нечеткой логики» [5, 8]. Это контроллерный язык нечеткого управления, в котором используется новый тип данных «лингвистическая переменная» — числовая переменная, имеющая имя (давление, скорость вращения, температура и т.д.), с которой связаны лингвистические описания.

Background

Background. Technologies applied in geological exploration and mining are undergoing rapid transformations. The scientific progress in this field, which is shifting towards Asia, is characterized by the integration of network and production technologies. The modern society can be conventionally divided into the creative part, i.e. people designing digital technologies, and those operating these technologies. This has become particularly evident with the advancement of the 4th generation of automatics. The period of massive digital transformation started in 2008–2009 with the appearance of the Internet of Things (IoT). This process acquired the term Industry 4.0 or Industrial Internet of Things (IIoT).

Aim

Aim. To study current digital transformations in drive control technology applied in exploration and mining equipment.

Materials and methods

Materials and methods. Methods and examples of controlling exploration and mining equipment are presented.

Results

Results. The main trends in the development of drive control technology applied in exploration and mining equipment were examined.

Conclusion

Conclusion. Modern digital control systems are capable of re-programming controllers using an active or passive identification of multicomponent multiloop controlled objects in real time. The new Flight Contol Language (FCL) designed for programmable controllers incorporates the methods of fuzzy logic [5,8]. This fuzzy control language uses a new type of data — a linguistic variable, which is a numerical variable with a name, e.g. pressure, rotation speed, temperature, etc., involved in linguistic descriptions.

управлениеприводгеологоразведкацифровая трансформацияcontroldriveexplorationdigital transformationReferencesАлексеев В.В., Козярук А.Е., Батурин С.В. Электрический привод. Моделирование приводов с векторным управлением горного оборудования: учебное пособие. СПб., 2012.Alekseev V.V., Kozyaruk A.E., Baturin S.V. Electric drive. Modeling of drives with vector control of mining equipment. St. Petersburg, 2012.Анучин А.С. Системы управления электроприводов: учебник для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2015. 373 с.Anuchin A.S. Control systems for electric drives: a textbook for universities. Moscow: MPEI, 2015. 373 p .Басинский В.Г., Жернаков А.П., Крылков М.Ю. Современные цифровые системы автоматического управления: учебно-методическое пособие к курсам «Автоматизация технологических процессов» и «Теория автоматического управления» для студентов специальности «горный инженер». М.: МГРИ-РГГРУ, 2018. 33 с.Basinsky V.G., Zhernakov A.P., Krylkov M.Yu. Modern digital automatic control systems: teaching aid for the courses “Automation of technological processes” and “Theory of automatic control” for students of the specialty “mining engineer”. Moscow: MGRI-RGGRU, 2018. 33 p.Беляев А.К. Локальная неустойчивость вращения бурильной колонны // Экологический вестник научных центров ЧЭС. 2008. № 1. С. 5—11.Belyaev A.K. Local instability of the drill string rotation // Ecological Bulletin of Scientific Centers of the BSEC. 2008. No. 1. P. 5—11.Варламов И.Г. SCADA нового поколения. Эволюция технологий — революция системостроения // Автоматизированные информационно-управляющие системы в энергетике. 2016. № 2 (79). С. 2—6.Varlamov I.G. SCADA of a new generation. Evolution of technologies — revolution of system engineering // Automated information and control systems in the power industry. 2016. No. 2 (79). P. 2—6.Воробьев Г.А. Оптимизация работы сжатой зоны бурильной колонны: дисс. … канд. техн. наук: 04.00.19. М., 1984. 302 c.Vorobyev G.A. Optimization of work of the compressed zone of the drill string: dissertation of the candidate: 04.00.19. Moscow, 1984. 302 p.Горицкий А.Ю., Кружков С.Н., Чечкин Г.А. Квазилинейные уравнения с частными производными первого порядка: обобщенные решении, ударные волны, центрированные волны разряжения. Краткое учебное пособие. М.: Изд-во мехмат ф-та ВГУ, 1999.Goritsky A.Yu., Kruzhkov S.N., Chechkin G.A. First order quasilinear partial differential equations: generalized solutions, shock waves, centered discharge waves. A short tutorial. Publishing house of the Faculty of Mechanics and Mathematics of the Voronezh State University. 1999.Зиненко В.П. Направленное бурение: учеб. пособие для вузов. М.: Недра, 1990. 152 с.Zinenko V.P. Directed drilling: textbook. manual for universities. Moscow: Nedra, 1990. 152 p.Елисеев В.В. Механика упругих тел. СПБ.: Изд-во С.-Петербургского политехнического университета, 1999.Eliseev V.V. Mechanics of elastic bodies. St. Petersburg Polytechnic University Publishing House, 1999.Крылков М.Ю. Оценка информации о геолого-разведочном бурении с помощью многофакторного анализа // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1981, № 4. С. 144—150Krylkov M.Yu. Evaluation of information on exploration drilling using multivariate analysis Proceedings of higher educational institutions. Geology and exploration. 1981. No. 4. P. 144—150.Крылков М.Ю. Об оперативном управлении бурением на базе минии микро-ЭВМ // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1981. № 7. С. 62—66.Krylkov M.Yu. On the operational control of drilling on the basis of mini- and micro-computers. Proceedings of higher educational institutions. Geology and exploration. 1981. No. 7. P. 62—66.Крылков М.Ю., Крылков Н.М., Латышев Г.В. Автоматизация колонкового алмазного бурения. XII Международная научно-практическая конференция «Новые идеи в науках о Земле» (Москва: Российский государственный геологоразведочный университет, 8—10 апреля, 2015 г.): в 2 т.: доклады. Т. 1. С. 61—62. М.: МГРИ-РГГРУ, 2015. 576 с.Krylkov M.Yu., Krylkov N.M., Latyshev G.V. Automation of diamond core drilling. XII International Scientific and Practical Conference “New Ideas in Geosciences” (Moscow: Russian State Geological Prospecting University, April 8—10, 2015): in 2 volumes: reports. T. 1. P. 61—62. Moscow: MGRIRGGRU, 2015. 576 p.Крылков М.Ю., Крылков Н.М., Латышев Г.В. Распределенная автоматизированная система управления алмазным колонковым бурением // Математика, информатика, естествознание в экономике и обществе: труды Всероссийской научной конференции: в 2 т. М.: МФЮА, 2016. Т. 1. С. 113—117.Krylkov M.Yu., Krylkov N.M., Latyshev G.V. Distributed automated control system for diamond core drilling.  // Mathematics, informatics, natural science in economics and society. Proceedings of the AllRussian Scientific Conference: in 2 volumes. Moscow: MFYuA, 2016. T. 1. P. 113—117.Крылков М.Ю., Оливетский И.Н. Цифровые системы управления производственными процессами. Пособие к курсу «Автоматизация технологических процессов»: учебно-методическое пособие для студентов специальности «горный инженер». М.: МГРИ-РГГРУ, 2020. 38 с.Krylkov M.Yu., Olivetskiy I.N. Digital control systems of production processes: textbook for the course “Automation of technological processes”: a teaching aid for students of the specialty “mining engineer”. Moscow: MGRI-RGGRU, 2020. 38 p.Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Наука, 1961. 824 c.Lurie A.I. Analytical Mechanics. Moscow: Nauka, 1961. 824 p.Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем: Современные концепции, парадоксы и ошибки. М.: Наука, 1987. 352 c.Panovko Ya.G., Gubanova II Stability and oscillations of elastic systems: Modern concepts, paradoxes and errors. Moscow: Nauka, 1987. 352 p.Сароян А.Е., Оганов Г.С., Ширин-Заде С.А. Проектирование и эксплуатация бурильной колонны. М.: ВНИИОЭНГ, 2010. 380 с.Saroyan A.E., Oganov G.S., Shirin-Zade S.A. Design and operation of the drill string. Moscow: VNIIOENG, 2010. 380 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.