MSD-80

MSD-80 (Modułowy System Dyspozytorski) – system monitorowania typu SCADA, przeznaczony do zastosowania w kopalniach węgla kamiennego. Został opracowany na przełomie lat 70. i 80. XX wieku, w Zakładzie Systemów Sterowania (BS-3) Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Systemów Mechanizacji, Elektrotechniki i Automatyki Górniczej SMEAG w Katowicach.

Koncepcja systemu MSD-80 zakładała wyodrębnienie z procesu technologicznego kopalni poszczególnych procesów jednostkowych i zastosowanie do monitorowania każdego z nich autonomicznego modułu. Częścią centralną każdego modułu był minikomputer PRS-4, wyposażony w standardowy zestaw urządzeń peryferyjnych oraz oprogramowanie narzędziowe i systemowe. Pozostałe elementy modułu (czujniki, układ transmisji sygnałów, interfejs przemysłowy oraz oprogramowanie użytkowe, ewentualnie także elementy wykonawcze) były dostosowane do realizowanych funkcji.

Prototypowe moduły zastosowano w kopalniach Szombierki (do oceny zagrożeń tąpaniami) i Moszczenica (do kontroli przebiegu produkcji) w roku 1980, Wesoła (do zabezpieczenia przed wybuchem metanu) w roku 1981 oraz SZOMBIERKI (do lokalizacji wstrząsów) w 1983 roku.

Pozytywne rezultaty doświadczalnej eksploatacji spowodowały instalację w polskich kopalniach następnych 78 modułów systemu MSD-80. W połowie lat 80. XX wieku wyeksportowano 21 modułów do Chin i 8 do Rumunii.

Przeznaczenie

System dyspozytorski MSD-80 przeznaczony był do monitorowania przebiegu produkcji i stanu bezpieczeństwa kopalni węgla kamiennego, a poszczególne moduły służyły do:

• oceny zagrożeń tąpaniami (SAK),
• oceny zagrożeń wyrzutami skał i gazów (SAK-SG),
• lokalizacji epicentrum wstrząsu i wyznaczania jego energii (SYLOK),
• zabezpieczenia przez wybuchem metanu (CMC1/2),
• wczesnego wykrywania pożarów endo- i egzogenicznych (SWWP),
• kontroli przebiegu produkcji oraz wybranych parametrów bezpieczeństwa (HADES),
• kontroli ruchu załogi (SKRZ).

Do najbardziej rozpowszechnionych modułów należały: SAK, SYLOK, HADES i CMC1/2. Wyniki pracy poszczególnych modułów w postaci raportów i wykresów udostępniano personelowi obsługi na ekranach monochromatycznych, alfanumerycznych monitorów oraz w postaci wydruków. HADES służył dyspozytorowi głównemu kopalni, CMC1/2 dyspozytorowi metanowemu, a SAK i SYLOK personelowi działów ds. tąpań. Dyspozytorom służyły również statyczne tablice synoptyczne, na których ujawniano stan procesu produkcyjnego i wartości wybranych parametrów bezpieczeństwa.

Historia powstania systemu

Na przełomie lat 60. i 70. XX wieku opracowano w Zakładach Konstrukcyjno-Mechanizacyjnych Przemysłu Węglowego system kompleksowej automatyzacji S, który zainstalowano w Doświadczalnej Zautomatyzowanej Kopalni JAN, w grudniu 1970 roku. System S tworzyły następujące urządzenia: minikomputer, pamięć buforowa spełniającą rolę kanału przemysłowego pozwalającego powiązać obiekt z minikomputerem, transmisja TFF, czujniki, łączność dyspozytorska, łączność alarmowo - rozgłoszeniowa i stół dyspozytorski.

Zastosowany minikomputer miał szeregową strukturę arytmometru, co wydłużało czas realizacji rozkazów, a programowany był w języku wewnętrznym, co utrudniało wprowadzanie niezbędnych modyfikacji. Ponieważ kopalnia jest obiektem o złożonej i zmieniającej się w czasie strukturze przestrzennej to nadążanie za jej zmianami było niezwykle uciążliwe.

System S zastosowano jeszcze w kopalniach Siersza (1973), Szczygłowice i Dębieńsko (1975), ale we wszystkich napotkano te same problemy związane z niewystarczającą niezawodnością i kłopotliwym modyfikowaniem funkcji. Coraz powszechniejsza stawała się w środowisku zaplecza badawczego opinia, że opracowanie niezawodnego systemu jest niemożliwe.

W tym samym czasie inna grupa pracowników przygotowała, we współpracy z kopalnią Zofiówka system kontroli produkcji (wdrożony tam w 1975 roku) oraz, we współpracy z kopalnią SZOMBIERKI system analizy zagrożeń tąpaniami (wdrożony tam w 1976 roku). Pracowano również nad wykorzystaniem minikomputera do zabezpieczenia kopalni przed wybuchem metanu, co zakończyło się zastosowaniem w kopalni WESOŁA cyfrowej centrali metanometrycznej CMC1.

Cechą charakterystyczną wszystkich trzech aplikacji było wykorzystanie minikomputera SMC-3, ścisła współpraca z potencjalnym użytkownikiem oraz ograniczenie zakresu realizowanych funkcji do jednego procesu. Okazało się, że dekompozycja procesu technologicznego kopalni na poszczególne procesy jednostkowe i zastosowanie do każdego z nich oddzielnego systemu bazującego na niezawodnym minikomputerze pozwala na efektywne zastosowanie systemów informatycznych w kopalniach.

W 1978 roku w Zakładzie Systemów Sterowania (BS-3) Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Systemów Mechanizacji, Elektrotechniki i Automatyki Górniczej SMEAG przystąpiono do prac, w wyniku których powstał modułowy system dyspozytorski MSD-80.

Bibliografia

• Żymełka K. "Aktualny stan wdrażania komputerowych systemów kontroli produkcji i bezpieczeństwa w polskich kopalniach węgla kamiennego – wyniki dotychczasowej eksploatacji", Sympozjum Systemy sterowania kopalniami w latach 80. Dolni Lomna C.S.S.R. 3-5 listopada 1981 r.
• Żymełka K. "Modular mine monitoring and control system MSD-80", Sympozjum Automation in the Mines Industry, Bejing China December 1982
• Żymełka K. "Systemy dyspozytorskiego monitorowania w polskich kopalniach w drugiej połowie XX wieku”, Pomiary Automatyka Kontrola nr 10 2000, ISSN 0032-4110 Indeks 36958
• Żymełka K. "Minikomputer PRS-4. Wspomnienia konstruktora", ANALECTA Studia i materiały z dziejów nauki, Rok 2010 nr 1-2, ISSN 1230-1159