ПРОЕКТ

«Система диспетчеризации и ее применение для извлечения выгоды на Качканарском горно-обогатительном комбинате»

Руководитель проекта:

Гулидова Анна Ефимовна, , МОУ СОШ №7

Мартынов Вячеслав, инженер, ЕВРАЗ КГОК

Проект выполнили:

Бердников Артем Олегович, ученик 11А класса МОУ СОШ №7

Шилимов Антон Сергеевич, ученик 11А класса МОУ СОШ №7

Качканар, Россия

2018 г.

Содержание:

  • 1)Введение------------------------------------------------------------------------------------------2-3
  • 2)Основная часть:
  • 1. Что такое СД?----------------------------------------------------------------------------------4
  • 2.Виды компаний производящих СД, их достоинства и недостатки -----------------5
  • 3.Плюсы введения системы “Карьер” на КГОКе---------------------------------------5-6
  • 4.Принцип действия СД------------------------------------------------------------------------6
  • 5.Выгода полученная от применения: Преимущества использования СД “Карьер”--------------------------------------------------------------------------------------7-8
  • 6.Отвалообразование-------------------------------------------------------------------------8-9
  • 7.Распределение потоков руды за отвалы-------------------------------------------------10
  • 8.Извлечение выгоды из некондиционных материалов при использовании СД----------------------------------------------------------------------------------------------------11-13
  • 3)Заключение----------------------------------------------------------------------------------------14
  • 4)Использованная литература--------------------------------------------------------------------15

1. Введение

Качкана́рский горно-обогати́тельный комбина́т (ЕВРАЗ КГОК, прежнее название: КГОК «Ванадий») — российский производитель железно-рудного сырья в городе КачканарСвердловской области.

ЕВРАЗ КГОК входит в пятерку крупнейших в России горнорудных предприятий. Комбинат расположен в 140 км от ЕВРАЗ НТМК, в Свердловской области. ЕВРАЗ КГОК разрабатывает Гусевогорское месторождение титаномагнетитовых железных руд, содержащих примеси ванадия. Содержание ванадия позволяет выплавлять высокопрочные легированные сорта стали.

Гора Качканар является единственным источником ванадиевой руды в России. Первые описания горы Качканар были сделаны в 1770 году академиком П. С. Палласом в книге «Путешествие по разным провинциям Российского государства», 1771—1801 гг.

Наибольший вклад в геологическое изучение района внесли А. П. Карпинский , А. А. Краснопольский, Е. Н. Барбот де Марни и Н. К. Высоцкий впервые составивший первую детальную карту массива.Однако качканарские руды из-за бедного содержания железа мало интересовали промышленность, в связи с чем детальная разведка долгое время не проводилась.

Геологическая разведка рудного месторождения началась в первой половине 30-х годов прошлого века. В 1956 г. советское правительство решило построить на Качканаре горно-обогатительный комбинат для поставки ванадиевой руды Нижнетагильскому металлургическому комбинату, а со временем и всем металлургическим заводам Урала. Со временем КГОК превратился в одно из ведущих горно-обогатительных предприятий СССР и Европы.

Производственная мощность комбината составляет порядка 55 млн тонн железной руды в год. Основным потребителем продукции ЕВРАЗ КГОКа является ЕВРАЗ НТМК.
В настоящее время ЕВРАЗ КГОК добывает руду из трех карьеров с дальнейшей ее переработкой в цехах дробления, обогащения, агломерации и окускования. Конечный продукт (агломерат и окатыши) загружается в железнодорожные вагоны и отправляется потребителям, в том числе за рубеж. В 2018 году ЕВРАЗ Качканарский ГОК отметит 55-летие.

Но в настоящее время на комбинате отсутствует система точного позиционирования автотранспорта и железнодорожных локомотивов. Отсутствует система формирования блочной модели на перегрузочных пунктах при разгрузке автосамосвалов. Недостаточный объём информации о качестве руды при разгрузке локомотиво-составов на дробильной обогатительной фабрике.

Евраз КГОК является единственным основным промышленным объектом города, и нам хотелось бы, чтобы он развивался. Поэтому темой своего проекта мы выбрали: ”Система диспетчеризации и ее применение для извлечения выгоды на Качканарском горно-обогатительном комбинате ”

Цели проекта:

  1. Установка СД для эффективного распределения транспорта и стабилизации качественных показателей поставляемой руды.
  2. Извлечение выгоды из некондиционных материалов.

Задачи:

1.Изучить принцип действия СД

2.Выявить более эффективную СД

3.Оценить возможности её использования

4.Изучение отвалообразования на КГОКе

5.Изучение объёмов добычи некондиционных материалов на КГОКе

6.Извлечение выгоды из некондиционных материалов.

7.Изучение факторов, влияющих на высоту яруса отвала.

2. Основная часть

2.1 На комбинате перераспределением электровозов управляет диспетчер, а значит как можно понять, на весь процесс действует пресловутый человеческий фактор. Наилучшим решением является СД, которая помогает сократить силу влияния и проявления данного фактора.

1)Диспетчеризация - процесс централизованного оперативного контроля и дистанционного управления, а также является дополнением к автоматизации и расширяет функции автоматизации. А СД является информационной системой, объединяющая все отдельные процессы и позволяющая дистанционно осуществлять наблюдение и управление выбранными объектами. В нашем случае, речь идет о диспетчеризации движения транспорта внутри карьера и по железнодорожным путям на отвалы и ДОФ. Также, это направлено на максимизацию эффективности доставки руды во все время любой смены персонала транспорта и самого диспетчера.

И на данный момент существуют кампании которые занимаются разработкой СД и среди них можно выделить несколько лидеров в этой области:

  • 1.“Модулар Майнинг Системс”
  • 2.ОАО “ВИСТ Групп”

2.2. Модулар: технологическая компания, разработчик и интегратор систем управления горнотранспортным оборудование. Их основной продукт является система DISPATCH, которая была выбрана ими как стандартное решение для управления горно-транспортным комплексом (ГТК). Основополагающим принципом системы является возможность автоматического переназначения самосвалов для сокращения их простоев в очередях на погрузке и разгрузке. Диспетчер предприятия используя систему управляет всеми процессами горных работ от заправок и назначений на места погрузки до управления пересменой и остановками на ТО. DISPATCH позволяет оптимизировать и улучшить процессы работы ГТК, повысить качество показателей добытого, улучшить загрузку перерабатывающих мощностей, повысить безопасность.

Вист Групп: кампания разрабатывающая информационные системы нужные для реализации сложных комплексных решений для различных задач горнодобывающей и металлургической промышленности и других отраслей экономики. Интересующий нас продукт - Система диспетчеризации "КАРЬЕР". Это программно-аппаратный комплекс для контроля, управления и оптимизации процессов на горнодобывающем предприятии.

2.3. При внедрении системы :

  • 1.Увеличиться производительность горнотранспортного комплекса за счет планирования, оптимизации и автоматической диспетчеризации работы горнотранспортного оборудования, контроля за ходом выполнения работ, оперативного учета и управления
  • 2.Будет осуществляться автоматизированный контроль и управление качеством полезного ископаемого
  • 3.Будет получена достоверная информация о количестве рейсов и перевезенной горной массе, реальной работе экскаваторов, самосвалов, бульдозеров, буровых станков
  • 4.Будет осуществлено управление качеством на основе систем высокоточной навигации и другое.

Все это осуществляется за счет подключаемых модулей:

  • 1.RealtimeKit(модули для управления работой в карьере в реальном режиме времени в течение смены)
  • 2.AnalyticKit (модули для анализа работы карьера)
  • 3.SetupKit(настройка Системы и ввод справочной информации)

Дополнительные :

  • 1.SmartTruck (модуль оптимизации и автоматического диспетчерирования)
  • 2.RailRoadManager (модуль управления железнодорожным транспортом и учета его работы)
  • 3.Diagnostics(модуль диагностики и мониторинга технического состояния объектов) и другие.

Как видно из приведенных характеристик кампаний, их разработок и данной таблицы можно решить, чья СД более лучше подходит для внедрения и работы на КГОК.У первой компании присутствует достаточно гибкая СД с большими возможностями, но не возможна модуляция СД, т.е. отделение возможных ненужных функций. Также существует проблема в неимении каких-либо связей с этой компании, даже у родственных предприятий. Ситуация со второй компанией сложилось гораздо лучше: можно выбрать пакеты которые нужны на более специализированном предприятии; их система опробована на предприятиях Магнитогорска и Железногорска, а СД обладает широкими способностями.

Чем больше транспорта и оборудования присутствует в карьерах и в других местах, тем больше необходимость в применении системы диспетчеризации. Благодаря диспетчеризации, все ресурсы используются рационально, а передвижение транспорта детально контролируются. Соответственно, при существенном снижении затрат – прибыль растет.

2.4. При установке системы диспетчеризации управление локомотивами будет происходить следующим образом:

  • 1.Уточнение пространственного положения локомотиво-состава на схеме дежурного по станции по спутниковой навигации.
  • 2.Дополнительный источник информации о пространственном расположении при ложных срабатываниях СЦБ.
  • 3.Визуализация состояния светофоров на бортовом терминале машиниста.
  • 4.Оповещение машиниста о работающих людях в зоне, прилегающей к ЖД путям.
  • 5.Автоматическое формирование состава с использованием информации о количестве осей.

2.5. Обогатимость — способность полезных ископаемых к разделению на соответствующие продукты при их обогащении. Один из основных показателей добываемой породы, зависящий от минерального состава породы, её текстуры и структуры. Для стабилизации качественных показателей поставляемой породы, на ПП должно проводиться примерный анализ состава, погрузка в думпкары в зависимости от показателей и передача информации о них СД.

Стабильная поставка руды с целевыми показателями железа и обогатимости позволит значительно снизить затраты на электроэнергию, мелющие элементы и производство оборотной воды, так же увеличится межремонтный период.

Экономический эффект выраженный в повышении показателя обогатимости на 0,03% дает прибыль в 6000 тыс. руб.

С приходом информации СД о показателях загруженной на думпкары руды, он выбирает какой отправить на ДОФ, также посылая команду на саму ДОФ о приближающихся поставках. Это позволяет снизить затраты на электроэнергию и другие требуемые ресурсы.

При помощи СД перебои между доставками от ПП до ДОФ и далее будут минимизированы, а также произойдет стабилизация показателей руды и последующая прибыль от этого. Также будут уменьшены затраты на электроэнергию, ремонт оборудования и производство воды для обогащения. А как известно, при уменьшении затрат - прибыль только растет.

Используя систему диспетчеризации мы предлагаем распределять породы на разные отвалы.

2.6. Отвал — размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного минерального сырья, а также хвостов обогатительных фабрик, отходов или шлаков от различных производств и сжигания твёрдого топлива.

Вскрыша — пустая порода, покрывающая залежи полезного ископаемого и вынимаемая при его добыче открытым способом.

Горная масса везется на отвалы из карьеров. При открытых горных работах в зависимости от места расположения отвалы разделяют на следующие виды:

  • 1. Внутренние, создаваемые в отработанном пространстве карьера;
  • 2. Внешние, расположенные за границами карьера;

3. Комбинированные.

В данный момент на комбинате используют внешние отвалообразования. Отвалы отсыпают в один или несколько ярусов.

В зависимости от способа механизации работ, отвалы разделяют на:

  • 1.Бульдозерные;
  • 2.Экскаваторные;
  • 3.Конвейерные;
  • 4.Гидравлические.

На КГОКе используются бульдозерные и экскаваторные отвалы. Горная порода транспортируется из карьера на отвалы автомобильным и железнодорожным транспортом. Железнодорожным транспортом вскрышная порода транспортируется на экскаваторные отвалы, а автомобильным на бульдозерные. На данный момент, порода не сортируется и складируется на отвалы. Соответственно, она нигде не применяется и не продается.

Бульдозерный отвал — отвал, основным средством механизации на котором является бульдозер. При автомобильном транспорте вскрышные породы на бульдозерном отвале складируются периферийным (наиболее распространённым) и площадным способами. В первом случае доставленная на бульдозерный отвал порода разгружается под откос или как можно ближе к нему и затем перемещается к бровке откоса бульдозером. Во втором — мягкие породы последовательно разгружаются по всей площади бульдозерного отвала или его большей части, планируются бульдозером и укатываются катком.

Движение автосамосвалов на бульдозерный отвал осуществляется по веерной или кольцевой схемам. Первая применяется при складировании мягких пород, вторая — полускальных и скальных.

Экскаваторный отвал — насыпь из пустых пород или некондиционных руд, создаваемая экскаваторами (механическими лопатами или драглайнами) при открытой разработке месторождений полезных ископаемых с доставкой горной массы к отвалу. Экскаваторный отвал располагают на борту карьера на расстоянии, обеспечивающем эффективность и безопасность работы (1-2 км). Механические лопаты используют на отвалах для складирования скальных пород, драглайны — мягких. Технология отвалообразования механической лопатой заключается в экскавации разгружаемой из думпкаров породы и укладке её в отвал. При этом экскаватор располагается ниже уровня железнодорожного пути на высоту разгрузки экскаватора. Порода из думпкаров разгружается в углубление, сооружаемое экскаватором. Экскавируемую породу укладывают сначала в нижний подступ, затем в верхний.

2.7.Основным условием для выбора места складирования породы в отвал является обеспечение минимальной дальности транспортировки породы автотранспортом и занятие непригодных для использования земель. Все отвалы располагаются в существующем земельном отводе на безрудных площадях.

транспорта. Остальные отвалы законсервированы и рекультевированы.

Я предлагаю везти строительный камень на первый отвал, так как только на него разрешено складировать строительный камень. Вскрыши добывается немного меньше, поэтому ее можно размещать на четвертом отвале. Высевы можно везти на второй отвал, а щебень складировать на седьмом отвале. Если места под размещения породы будет не хватать, то один из двух ярусов второго или четвертого отвалов можно оставить под породу, которой не хватает места. На данный момент функционируют 1,2,4 отвалы. На них породу доставляют с помощью железнодорожного транспорта. И седьмой отвал, на который породу доставляют с помощью автомобильного

2.8. Если это сделать то можно будет получить прибыль с использования этих материалов.

Щебень можно применять для закладки фундаментов зданий, использовать в дорожном строительстве или его можно просто продавать. Цена щебня в среднем 400 рублей. В период с 2014 по 2017 год добыли примерно 1700 тонн. При продаже можно было бы заработать около 700 000 рублей.

Объемы добычи Средняя цена за тонну Прибыль
1700 тонн 400 руб. 680 000 руб.

Высевы можно применять следующим образом:

1. Производство тротуарной плитки и железобетонных изделий

2. Изготовление бетонных смесей.

3. Использование в фильтрационных установках для очистки воды.

4. Использование в качестве противогололедного материала, предотвращающего скольжение.

5. Производство керамики.

6. Дорожное строительство.

Также высевы можно просто продавать. С 2014 по 2017 добыли 6650 м3 высевов. Цена одного 1м3 в среднем 250руб. Можно было бы заработать больше 1 600 000 рублей. С каждым годом объемы добычи высевов увеличиваются. А значит прибыль тоже будет увеличиваться.

Объемы добычи (куб. метров) Средняя цена за метр кубический Прибыль
6650 250 руб. 1 660 000 руб.

Строительный камень можно применять для возведения домов и их отделке. На КГОКе с 2014 по 2017 год добыли примерно6300 м3 камня. Если его продавать, то учитывая, что 1м3 стоит примерно 1 000 рублей, можно было бы получить почти 6 300 000 рублей.

Объемы добычи (куб. метров) Средняя цена за метр кубический Прибыль
6300 1000 руб. 6 300 000 руб.

Средняя цена вскрыши 180 рублей за тонну. Объёмы добычи вскрыши составили около 24 000 тонн. С продажи вскрыши можно было бы получить 4 320 000 рублей.

Объемы добычи Средняя цена за тонну Прибыль
24 000 тонн 180 руб. 4 320 000 руб.

Общая прибыль с продажи материалов составила бы 12 920 000 рублей.

Ярусы отвала

Высота яруса зависит от:

  • 1.Свойств складируемых пород
  • 2.Рельефа поверхности
  • 3.Гидрогеологии месторождения
  • 4.Климатических условий
  • 5.Технологии отвалообразования.

В настоящее время средняя высота отвалов на комбинате - 30 метров.Если на комбинате будут сортировать породу по разным отвалам, то это позволит увеличить высоту ярусов некоторых отвалов.

При отсыпке взорванной скальной вскрыши на склонах высота ярусов ограничена лишь устойчивостью пород.

Строительный камень имеет большую плотность, твердость и устойчивость. Значит высота ярусов на 4 отвале, на которые я предложил везти камень, увеличится. Так как высота ярусов увеличится, то площадь поверхности, занимаемая отвалами, будет меньше.

Площадь отвала можно рассчитать следующим образом:

Из этой формулы выражу высоту яруса отвала:

Учитывая площадь отвала и объёмы добычи строительного камня вычислю, на сколько увеличится высота яруса 1 отвала.

Коэффициент, учитывающий откосы и неравномерность заполнения площади для одноярусных отвалов равен от 0,6 до 0,7. В своих расчетах я возьму K=0,6. Подставляя все данные в формулы, я получил, что высота яруса первого отвала только за 2018 год увеличится на 51 см.

3. Заключение

Работая над проектом, мы показали значимость ввода системы диспетчеризации на Качканарском горно-обогатительном комбинате. Установка СД позволяет проводить более лучшее распределение вагоносоставов на железных дорогах в зависимости от показателя обогатимости находящейся в вагонах руды т.е. составы с рудой высокого показателя имеют больший приоритет по доставке на ДОФ, чем с меньшим показателем. Также СД помогает уменьшить рабочую нагрузку на диспетчера, доверяя ему только проверка на рабочую способность системы, убирая тем самым человеческий фактор. Выполняя работу, мы пришли к выводу, что распределяя потоки некондиционных материалов по разным отвалам, можно начать применять их в различных производствах или просто продавать. Прибыль с продажи будет составлять почти 13 000 000 рублей. Распределение материалов по разным отвалам так же позволит увеличить высоту яруса первого отвала, что благоприятно скажется на экологическом состоянии окружающей среды.

4. Источники информации:

  • 1.https://ru.wikipedia.org/wiki/Диспетчеризация
  • 2.http://vistgroup.ru/products/karier/
  • 3.https://ru.wikipedia.org/wiki/Модулар_Майнинг_Системс
  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Отвал_(горное_дело)
  2. http://www.mining-enc.ru/b/buldozernyj-otval/
  3. http://www.evorock.ru/vidy-rabot/otkrytye-gornye-raboty/otvaloobrazovanie.html
  4. http://www.mining-enc.ru/e1/ekskavatornyj-otval/
  5. Архипов А.В., Земцовская Е.В. Выбор рациональной конструкции и высоты породных отвалов 
Целью моего проекта является изучение поведения пыли в пространстве как Броуновской частицы, провести опыт по определению количества пыли и выяснить, как улучшить состояние воздуха. А также, составить график зависимости количества выпадения пыли от времени и температуры помещения.

Содержание:

  • 1.Введение.............................................................................................. 3
  • 2.Теоретическая часть............................................................................5
  • 3.Экспериментальная часть...................................................................11
  • 4.Заключение...........................................................................................14
  • 5.Источники информации........................................................................15

Цели:

  •  Изучить, от чего зависит запыленность помещения; Выяснить влияние разных факторов на характер впадения пыли в пространстве как Броуновской частицы;
  •  Выяснить, как улучшить состояние воздуха;
  •  Провести опыт по выпадению пыли в помещении;
  •  Построить график зависимости количества выпадения пыли от времени и температуры помещения.

Гипотеза:

  • Я предполагаю, что выпадение пыли зависит от двух факторов - невесомости и температуры помещения. 

Актуальность:

  • Пыль способна вызывать различные заболевания кожи и слизистых оболочек, а также внутренних органов человека. При длительном пребывании в условиях запыленного воздуха с концентрацией выше допустимой пыль вызывает хронические заболевания легких (силикоз, туберкулез), которые ведут к ограничению дыхательной поверхности легких и нарушению функционирования всего организма.

Предмет исследования: Наблюдение.

Объект исследования: Пыль и ее опасность для людей находящихся долгое время в закрытом помещении.

Методы: изучение источников, работа с микроскопом, наблюдение, анализ и сравнение.

Проект представляет собой систему которая контролирует физическую активность, сердечный ритм и количество потребляемых калорий.

Актуальность и проблема

На сегодняшний день возрастает процент людей, которые ведут малоподвижный образ жизни, поэтому им необходимо правильно распределять физическую активность и соблюдать рацион питания. К сожалению, современные фитнес-браслеты и приложения не дают нам нужного функционала (подсчет сколько калорий употребил человек, сколько потратил при физических нагрузках различного типа (например: при работе на тренажерах)) и мы решили создать устройство, которое даст нам эти возможности.

Цель

Разработать устройство, обеспечивающее подсчет калорий, которые употребил человек и потратил при физических нагрузках различного типа (например: при работе на тренажерах)

За основу мы взяли фитнес-браслет. Так как нам не хватало его функций, мы решили заменить пульсометр кардиосистемой для того чтобы более точно фиксировать физическую активность человека. После этого мы добавили сканер штрих-кодов, который позволяет сразу получить данные о продукте и сохранить его количество калорий в базе данных. Также мы разработали тренажер, который преобразует энергию человека в электричество и аккумулирует его. Еще мы создали устройство, которое подсчитывает количество отжиманий в упоре лежа и в упоре на брусьях.

популяризация робототехники с помощью модели платформы Гью-Стюарта на базе Arduino.

На заседании Совета по науке и Образованию под председательством Владимира Путина было отмечено: «Сегодня лидерами глобального развития становятся те страны, которые способны создавать прорывные технологии и на их основе формировать собственную мощную производственную базу. Качество инженерных кадров становится одним из ключевых факторов конкурентоспособности государства». Формирование инженерного мышления и навыков в школе является актуальным в современной жизни, поэтому у нас возникла идея: создать роботизированную модель для популяризации занятия робототехникой.

Тема проекта – «Платформа Гью – Стюарта на базе Arduino», объектом исследования является робототехника, в области параллельных манипуляторов с октаэдральной компоновкой стоек. Предмет работы – конструирование и программирование модели платформы Гью – Стюарта на базе Arduino.

Для решения поставленных задач мы использовали теоретические методы исследования (анализ литературы, систематизация, классификация и обобщение, также метод анализа применялся по ходу работы), эмпирические методы исследования (измерение, моделирование, конструирование и анкетирование).

Работа над проектом состояла из 5 этапов:

На первом этапе были изучены литературные и интернет-источники, для расширения знаний о платформе Стюарта, её принципе работы и возможностях.

На втором этапе были рассмотрены микроконтроллеры, подходящие для управления моделью платформы Стюарта. Был проведён анализ характеристик микроконтроллеров и осуществлён выбор наиболее подходящего для осуществления поставленных задач – платформа ArduinoUno.

На третьем этапе были изучены методы работы с выбранным микроконтроллером, его особенности и простейшие компоненты из области его применения.

На четвёртом этапе были изучены программы для создания элементов модели платформы и с их помощью осуществлено создание составных частей платформы, составление программного кода для осуществления управления моделью, а также сборка модели по разработанным чертежам.

На пятом этапе готовая модель была представлена учащимся 9 «А» класса МАОУ СОШ № 177 г. Екатеринбурга, где было рассказано о преимуществах занятия робототехникой и актуальностью, на сегодняшний день, развития инженерного мышления и навыков; были проведены опросы и анализ полученных статистических данных. У большинства участников классного часа появилось желание заниматься робототехникой.

Таким образом, в результате проведённой работы была сконструирована и запрограммирована роботизированная модель платформы Гью – Стюарта и проведен классный час для учащихся 9 «А» класса МАОУ гимназии №177 г. Екатеринбурга.

Практическая значимость состоит в том, что проектная работа может быть использована на уроках технологии и робототехники. А также созданная модель может быть использована в образовательных целях на уроках физики при изучении разделов кинематика и динамика – это является перспективой и направлением дальнейшей работы над проектом.

                                                                   V Семихатовские чтения


Авторы:
Новгородова Алёна Владимировна, учащаяся 10 класса МАОУ "Школы № 9", г.Ирбит

Галактионов Константин Дмитриевич, учащийся 8 класса МБДОУ "Гимназии №5», г.Екатеринбург

Научный руководитель: Кормильцев Александр Сергеевич

Место выполнения работы: АО "НПО автоматики им. академика Н.А.Семихатова", Свердловская область, г. Екатеринбург

ВВЕДЕНИЕ

В современной космонавтике существует тенденция минимизации космических аппаратов, которая поддерживается развитием электронных средств, технологий, новых материалов. Для этого создаются малые космические аппараты, вывод на орбиту которых обеспечивается относительно дешёвыми ракетами-носителями. Но из-за уменьшения космических кораблей с целью удешевления их запусков уменьшается количество груза, которое можно с помощью них доставить. Тогда возникает вопрос: как запускать большие аппараты? Нашим решением стало создание системы стыковки, которой будут оснащены отдельные части аппарата -модули для доставки и сборки их на орбите. В Космосе каждый модуль будет выполнять свою функцию, при взаимодействии будет получается полноценный робот со своей смысловой нагрузкой. Исходя из этого, мы поставили перед собой цель: создать рабочий прототип модуля, оснащённого системой стыковки.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Первым этапом выполнения работы стало выявление эффективности нашего проекта. Проведя экономический расчёт, было доказано, что запуск модулей в 10 раз дешевле запуска целого аппарата, несмотря на то, что количество этих запусков увеличивается в разы.

Далее мы разработали функциональную схему модуля, которая состоит из ArduinoUno, MotorShield, двух серводвигателей, двух двигателей, ИК приёмника и ИК датчика, лазера и фототранзистора, составили техническое описание:

  • 1.Наведение «модуля 1» на «модуль 2» происходит за счёт ИК датчиков. Их сигнал может передаваться на разной частоте, за счёт этого происходит распознавание правильной стороны.
  • 2.Стыковка модулей происходит при соединении вилочных захватов.
  • 3.Маневрирование модулей в космосе будет происходить с помощью Control Momentum Gyros — CMG, используемой для маневрирования МКС, но в нашем проекте будет присутствовать более упрощенная версия.

В результате нашей научной деятельности был проведен эксперимент, в котором мы выяснили, что ИК датчики, используемые нами, имеют неконтролируемый диапазон. Поэтому было выдвинуто предложение использовать для распознавания лазерную систему наведения, а через ИК канал передавать действия модулей при их взаимодействии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над проектом мы достигли поставленной цели - создали рабочий прототип модуля, оснащённого системой стыковки, рассчитали эффективность нашего проекта, разработали внешний вид, перечислили все составляющие элементы модуля.

В дальнейшем планируем создать смысловую нагрузку модулям, то есть запрограммировать выполнение какой-либо функции при их взаимодействии. 

Носимое устройство, анализирующее определенные "метки" в пространстве и подающее пользователю звуковые сигналы о его местоположении. Упрощает навигацию людей с ограниченными возможностями зрения.

Одни из самых актуальных проблем на данный момент – проблемы людей с ограниченными возможностями. При этом довольно большая часть людей имеет ограничения зрения. Человек, который помогает, может быть не всегда рядом, а с самостоятельной навигацией испытываются затруднения.

Для упрощения навигации по жилым помещениям и социально значимым объектам людей с ограниченными возможностями зрения было решено разработать специальное устройство, решающее данную проблему.

Цель проекта: упрощение навигации людей с ограниченными возможностями зрения.

Задачи проекта:

  • 1.Изучить материалы по теме и аналогичные разработки
  • 2.Разработать управляющее программное обеспечение
  • 3.Разработать аппаратную часть устройства
  • 4.Собрать прототип устройства
  • 5.Протестировать прототип
  • 6.Представить результаты проекта

Устройство состоит из 4 частей – захватывающий блок, обрабатывающий блок, блок управления и блок питания.

Захватывающий блок представляет из себя камеру с необходимым оптическим оборудованием. Данный блок обеспечивает обрабатывающий блок данными для распознавания.

Обрабатывающий блок занимается распознаванием данных, получаемых от захватывающего блока. В данном блоке выполняется вся работа по распознаванию и анализу данных. Представляет из себя микрокомпьютер RaspberryPi 2 с необходимыми дополнительными компонентами.

Управляющий блок представляет из себя набор компонентов, реализующих интерфейс управления устройством. В нем находятся различные кнопки и переключатели, регулирующие поведение устройства. Является платой собственного производства.

Блок питания занимается обеспечением всех блоков автономным питанием, а также подзарядку. Благодаря этому блоку устройству не требуется постоянный источник питания. Также является платой собственной разработки.

Программное обеспечение работает по следующему принципу:

Видеопоток с камеры передается в обрабатывающий блок. В обрабатывающем блоке из кадров выделяются так называемые «метки» - особые изображения, в которых закодирована информация. Исходя из того, что закодировано в «метке» пользователю озвучивается определенное голосовое сообщение, в котором называется то, на что пользователь смотрит. Также в голосовом сообщении содержится информация о возможных путях перемещения пользователя.

Целью работы является создание функционального, дешевого механотерапевтического тренажера для восстановления функций лучезапястного сустава после травм.


Проблематика

Травмы и болезни лучезапястного сустава являются одними из самых сложных и вызывающих сложности реабилитации и возврата пациента к полноценной жизни.

Эффективная организация профилактической и лечебно-реабилитационной помощи пациентам с патологией опорно-двигательного аппарата, ориентированная на сокращение прямых и косвенных потерь общества за счет снижения заболеваемости и инвалидности, является важной задачей здравоохранения и служб социального обеспечения.

Расчет экономических потерь от заболеваемости с работников, страдающих заболеваниями костно-мышечной системы, выполненный с макроэкономических позиций, показал, что экономический ущерб огромен и исчисляется величиной более 15,9 млрд. руб. Экономические потери от заболеваемости работников обусловлены не только выплатой пособий по временной нетрудоспособности, но прежде всего, отрицательным влиянием на производство валового внутреннего продукта, уровень национального дохода государства, уменьшением экономического потенциала России.

  • в отечественных медицинских учреждениях используются аппараты иностранных производителей;
  • используемые аппараты имеют большие габариты и массу;
  • используемые аппараты дорого стоят;
  • используемые аппараты требуют дорогостоящего ремонта;
  • используемые аппараты имеют ограниченное число терапевтических программ;
  • используемые аппараты не имеют, либо имеют ограниченные возможности адаптации под антропометрические параметры и ограничения конкретного пациента.

Цель работы

Целью работы является создание функционального, дешевого механотерапевтического тренажера для восстановления функций лучезапястного сустава после травм.

  • Назначение тренажера:
  • предотвращение неподвижности суставов;
  • улучшение метаболизма суставов;
  • восстановление (лечение) хрящевых зон и поврежденных связок;
  • ускорение рассасывания гематом, улучшение лимфотока и кровообращения, противоотечная терапия;
  • снижение постоперационной боли.

Задачи, выполненные в ходе работы

  • анализ рынка механотерапевтических тренажеров, а также характеристик, уже существующих на рынке изделий;
  • выявление ключевых потребностей заинтересованных лиц;
  • формирование технического задания на разработку аппарата;
  • создание эскиза аппарата;
  • расчеты механической системы;
  • расчеты электрической системы (требования к двигателю, блоку питания);
  • создание цифровой модели деталей и сборки аппарата в CADсистеме Solidworks;
  • проектирование системы управления механотерапевтическим тренажером;
  • прототипирование (распечатка деталей на 3Dпринтере);
  • сборка аппарата;
  • программирование контроллера;
  • отладка работы аппарата.
Автор: Кузнецова Елизавета, 7 "В" класс, лицей № 110 Здание «Дома промышленности», где расположено НПО автоматики, является одним из интереснейших зданий города Екатеринбурга, и не только как объект архитектуры, но и как здание с уникальной историей. Это огромное серое семиэтажное здание в квартале Малышева – Луначарского - Мамина-Сибиряка горожане называют «Пентагон». Почему это здание включено в списки памятников культурного наследия российского (федерального значения), как здание связано с деятельностью академика Семихатова, и какие перспективы развития крупных промышленных и исследовательских зданий ?

Предмет исследования

Объект культурного наследия федерального значения «Дом промышленности», 1931-1937 гг., архитектор Д.Ф.Фридман. Здание расположено по ул. Мамина-Сибиряка, д. 145, в г. Екатеринбурге.

Регистрационный номер в едином государственном реестре объектов культурного наследия (памятников истории и культуры) народов Российской Федерации: 661711004750006

Цели и задачи исследования

1.Проследить историю существования объекта, его связь с исследовательским центром НПО автоматики.

2.Выявить возможности существования крупных зданий для промышленности в центре города.

История проектирования и начала строительства.

В 1923 году была создана Уральская область, в которую входили Екатеринбургская, Пермская, Тюменская и Челябинская губернии с центром в Екатеринбурге, и просуществовала в таком составе территорий до 1934 года.

За этот период на Урале построили 200 крупнейших предприятий.

В 1927 году в Свердловске решили построить штаб для управления всей уральской промышленностью. Был проведен Всесоюзный конкурс, во втором туре которого победил проект за авторством Я.А. Корнфельда, И.Ф.Милиниса и К.Н. Афанасьева. ( по данным «Свода памятников» лучшим был проект Г.А. Симонова, А.И. Гегелло, Д.Л, Кричевского)

Представленные проекты были выполнены в стиле «конструктивизм». В Свердловске, который переживал с те годы настоящий строительный бум, сохранилось много объектов в этом стиле, и большинство из них расположены близко к Дому промышленности: «Городок Чекиста» ,здание киностудии, жилые дома по ул. Ленина 52, 54, гостиница «Большой Урал».

Однако в 1931 начали реализацию другого проекта , занявшего второе место на этом конкурсе, авторы – Даниил Фридман и Глеб Глущенко. Проект был более практичный: 7 этажей по периметру квартала (длиной в 1 километр) и ориентированный на Главный проспект (проспект Ленина)140-метровый небоскрёб с причальной башней для дирижаблей. Это должен был быть первый небоскреб Советского Союза ( Для сравнения – у современного "Высоцкого" высота188 метров). 

Планам по строительству такого амбициозного здания было не суждено сбыться. В 1934 году Уральскую область расформировали: разделили на Свердловскую, Челябинскую и Обь-Иртышскую – и финансирование строительства такого гиганта снизилось.

В газете «Уральский рабочий» за 1934 г. была напечатана статья, в которой описывалось здание Дом Промышленности:

- площадь квартала строительства56 000 кв.м.,

- площадь здания 98 000 кв.м.,

- количество работающих 15 000 человек,

- собственные электростанции на 2,5 миллиона киловатт,

- автоматическая телефонная станция на 3000 номеров,

- почтовая и телефонная связь.

Здание было придумано как целый отдельный город в городе. Длина его основного корпуса 700 метров.

В 1935 году сгорели верхние из пяти этажей начатого гиганта-небоскрёба, и его заморозили.

История развития здания. Годы войны.

Война 1941-45 годов окончательно похоронила планы достроить гигантское сооружение.

Прежде всего упростили фасады. Они должны были быть облицованы белым мрамором и синим гранитом, но остались кирпичными .

Окна должны были быть панорамными, от пола до потолка. Но уже в войну оконные проёмы сделали обычными – для экономии тепла.

В войну у здания началась другая жизнь. В здание эвакуировали украинский военный госпиталь на 1 600 коек. Это был самый крупный эвакуационный госпиталь в военном Свердловске.

Тогда же в здании располагался и эвакуированный Наркомат металлургической промышленности вместе с министром чёрной металлургии СССР, который руководил грандиозной работой по эвакуации металлургических предприятий.

История развития здания. Послевоенные годы.

Достраивали здание уже после Великой Отечественной – в 1949–1962 годах. К завершению строительства оштукатурили фасады, окна остались разными – где-то заложены, где-то от пола до потолка. Здание так и не приобрело свой задуманный архитекторами вид.

Высотка в 1970-х годах была достроена до 12 этажей. И она не воспринимается как часть общего здания.

В 1970-е большая часть здания была отдана "Специализированному конструкторскому бюро", которое в итоге стало «НПО автоматики» в составе Роскосмоса. Учреждение секретное и отгородилось от мира и соседей по зданию колючей проволокой и перегородками, на некогда сквозных этажах.[1]

А в 1980-е в здании был один из первых суперкомпьютеров города РЦ "СУП", который обсчитывал все заводы Урала. Для установки исполина пришлось даже усилить перекрытия в здании и продумать систему охлаждения.

История развития. НПО Автоматики

В Свердловск во время войны был эвакуирован Союзный завод № 626, на котором во время войны изготавливались танковые переговорные устройства. В 1946 г. завод № 626 получил вывезенное из побежденной Германии оборудование. Его разместили в

недостроенном здании Дома промышленности в г. Свердловске. На предприятии делали радиоприемники, самолетные и танковые переговорные устройства и многое другое.

В 1952 г. на предприятии образовано специальное конструкторское бюро СКБ­626 для разработки и изготовления систем управления баллистическими ракетами.

Из Москвы в 1953 году приехал будущий главный конструктор предприятия академик Н.А.Семихатов, проработавший на этой должности 40 лет.

В 1956 г. СКБ и радиозавод были преобразованы в Союзный НИИ автоматики и Опытный завод при нем. Здесь создавали системы управления ракетами.

В 1977 г. на базе НИИ автоматики и Завода автоматики создается Научно-­производственное объединение автоматики (НПО автоматики).

Сегодня предприятие разрабатывает и производит:

- автоматизированные системы управления технологическими процессами;

- системы управления для автоматизации объектов энергетики;

- системы управления для автоматизации объектов горнодобывающей промышленности;

- системы управления и аппаратуру для автоматизации транспорта;

- системы управления и аппаратуру для строительства и ЖКХ;

- аппаратура связи, телемеханики;

- датчики, микросборки и электрорадиокомпоненты.

На НПО придумана система управления электроподвижным составом для Московской монорельсовой дороги.

Это значит, что в здании Дома промышленности сейчас находятся и помещения для инженеров и исследовательских работ, и лаборатории, и цехи по изготовлению образцов, и полигоны для испытаний.

Возможности существования крупных зданий для промышленности в центре города.

+

Огромное здание с разыми предприятиями и функциями – много рабочих мест в центре города

Большие ресурсы: много электричества, собственная почта

-

Необходимость парковки для большого количества людей. В начале строительства здания не было такого количества машин, и парковок не предусмотрено

Размещение опасных лабораторий или вредных производств может нанести вред горожанам.

Выводы

Изучение истории здания было для меня интересным, местами трудным опытом – всегда интересно узнавать о происхождении и историческом значении тех или иных памятников культуры, особенно если они тесно связаны с твоим городом и твоей жизнью в целом. Я думаю, что многие из нас даже не подозревали ранее, что здание, в котором сейчас находится НПО автоматики, ранее было штабом для управления промышленностью, потом было госпиталем и изначально задумывалось как самый высокий небоскреб СССР. Во время изучения истории здания я задумалась вопросом – а можно ли вообще такие огромные предприятия держать в центре города? С одной стороны это хорошо – больше рабочих мест, но с другой стороны это очень плохо, потому что размещение таких опасных лабораторий в центре города может быть опасным для жителей. Еще одна проблема – большое количество работников требует больше места для парковки своих автомобилей. На мой взгляд самое актуальное решение таких проблем – перенос всех лабораторий загород, и обмениваться данными с другими лабораториями через технические средства (телефоны, Интернет, компьютеры). Если же такой вариант невозможен, то нужно усилить безопасность в зоне лабораторий и вокруг них, а так же оборудовать подземные паркинги.





С давних времен космос манил человека, и в прошлом веке у человечества появилась возможность добраться до него. С тех пор началась эра исследования космоса. Каждый год в космос отправляют все больше и больше людей и грузов, но вместе доставляемым в космос попадают и использованные части ракет, которые становятся так называемым «космическим мусором». Отслужившие свой срок спутники также остаются на орбите Земли, становясь очередным «космическим мусором». Со временем мусор накапливается и становится все большей угрозой не только для космических проектов, но и для человечества в целом.

https://drive.google.com/open?id=1CNIcZi1u-7RXne3ltBQzwIQs7AK-qzb3

Регистрация гравитационных волн открывает новые возможности в астрономии. Проект ученика 3 А класса МБОУ Гимназия № 5 Кадникова Матвея

             Прошлой осенью, 03 октября 2017 года, были объявлены лауреаты Нобелевской премии по физике за прошедший год. Ими стали американские исследователи Кип Торн, Райнер Вайсс и Барри Бэриш. 

Как указано в объявлении Нобелевского комитета, «за решающий вклад в развитие детектора LIGO и наблюдение гравитационных волн».

Чтобы разобраться в этом вопросе, я решил написать свой проект.

Цель проекта: познакомиться с новейшими открытиями в астрономии, изучить гравитационные волны, и познакомить с этой информацией других учеников. Для достижения цели проекта были поставлены следующие задачи:

- познакомиться c современными исследованиями в астрономии;

- изучить, что такое гравитация и гравитационные волны;

- изучить устройство лазерного интерферометра обсерватории LIGO;

Гипотеза проекта: открытие гравитационных волн – это важное событие в современной науке.

Гравитация играет крайне важную роль в структуре и эволюции Вселенной (устанавливая связь между плотностью Вселенной и скоростью её расширения), определяя ключевые условия равновесия и устойчивости астрономических систем.

Гравитационные волны — изменения гравитационного поля, вызываемые движением массивных тел с переменным ускорением, распространяющиеся подобно волнам. После излучения отрываются от этих тел и существуют независимо от них. Математически связаны с возмущением метрики пространства-времени.

Их существование предсказывал еще сто лет назад Альберт Эйнштейн в своей теории относительности.

Всплеск гравитационных волн, порожденных сливающимися черными дырами общей массой в 53 Солнца, был зафиксирован в сентябре 2015 года. Волны шли до детектора LIGO в США 1,3 млрд лет.

Какое практическое значение имеет открытие гравитационных волн?

Регистрация гравитационных волн открывает новые возможности в астрономии для исследования объектов, которые находятся на очень далеком расстоянии.

Кроме того, таким способом была доказана возможность существования черных дыр, которые могут поглощать друг друга.

Гравитационные волны можно использовать для создания новых видов связи, так как они способны проходить через любые препятствия.

Это открытие, возможно, поможет в создании принципиально новых способов перемещения в пространстве и времени, достичь сверхсветовых скоростей.

Астрономия в настоящее время переживает очередной этап очень быстрого развития, возвращающий ее в лидеры естествознания. В то же время новые знания раздвигают горизонты науки и ставят новые цели.

Я считаю, что ученым будущего нужно решить следующие задачи: выйти за пределы Солнечной системы к ближайшим звездам и планетам; для этого создать двигатель, позволящий двигаться быстрее скорости света, чтобы совершать космические экспедиции на большие расстояния; изучить предположение - может ли быть скорость света от разных обьектов быть разной; продолжить эксперименты по наблюдению и изучению гравитационных волн, их использованию в практических целях; узнать больше о «черных дырах» и «кротовых норах»; изучить свойства «темной материи» и «темной энергии» и многие другие.

Считаю, что гипотеза о том, что открытие гравитационных волн – это важнейшее событие в современной науке, подтвердилось. Цель проекта – изучение новых открытий в астрономии мною достигнута.

В процессе выполнения проекта я узнал много новой информации о происхождении Вселенной, познакомился с историей астрономических открытий, новыми понятиями, такими как «темная материя», «темная энергия», «гравитон», «интерферометр» и др.

Я надеюсь, что так же как работа по выполнению проекта позволила мне узнать много нового в области космоса, так и другие ученики смогли почерпнуть для себя много интересной информации.

Какие еще загадки хранит Вселенная? Разгадать их - наша с вами задача. Для этого нужно хорошо учиться, больше читать, расширять свой кругозор, всем интересоваться.

Подписка на новости
Контакты

Адрес: г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка 145, к. 1119 (на карте)

Тел.: +7 (343) 355-93-88

info@cosmoport.club