🥇АСУ ТП на кариера багера

Въведение

Екскаваторът може да се види на всяка строителна площадка в града. С обикновен екскаватор се справя един оператор. Не е нужна сложна автоматизирана система за управление.

Но какво, ако екскаваторът е многократно по-голям от обичайния и достига височината на пететажна сграда, а в ковша му може да се побере Ленд Крузър, а „начинът“ му се състои от електродвигатели, кабели и зъбни колела с размерите на автомобил? И работи в въглищни и минни кариера 24 часа в денонощието / 7 дни в седмицата в продължение на 30-40 години?

Такъв екскаватор е промишлена система, обслужването на която е много скъпо.

Автоматизацията на технологичните процеси намалява разходите за експлоатация на промишлената система. Автоматизирана система за управление на технологичния процес се нарича – АСУ ТП. Екскаваторът, подобен на описания, не е изключение.

Какъв е този екскаватор? Каква АСУ ТП се използва на него?

За какви екскаватори става въпрос?

Става дума за кариератни екскаватори. На такива машини се разработват минни и въглищни кариера.

Размери: кариератните екскаватори достигат височината на пететажна сграда.

Придвижване: екскаваторът се движи с помощта на гусенична платформа. Платформата се състои от:

гусенични рамки;
гусеници;
управляващи механизми;
контур на смазване на платформата.

Копаене: за копаене кариератните екскаватори използват механизма „Директна лопата“. Механизмът се състои от ковш, рамо и стрела. Ковшът е прикрепен към рамото. Рамото служи за придаване на странично движение на ковша. То е разположено напречно на стрелата. На стрелата е монтиран натисков механизъм, който осъществява напор и връщане на рамото с ковша. Сложна система от въжета задвижва този механизъм.

Устройство (състав): екскаваторът се състои от три основни възела:

работно оборудване;
платформа за завиване с механизми;
ходова платформа.

Работното оборудване беше описано по-горе – това е механизмът „Директна лопата“.

Кариератните екскаватори извършват множество операции: копаене, завъртане на корпуса на машината, движение и т.н. За всяка операция е предназначен отделен двигател. За изпълнението на всички тези операции е необходимо огромно количество системи. Всички системи и механизми, както е прието, се намират в „машинната зала“.

«Машинната зала» на багера е завъртаща платформа. В нея се намират механизмът за повдигане на кофа, завъртящият механизъм, електрическото оборудване на багера с управляваща и контролна система, спомагателни механизми, пневматична система, система за централизирана автоматична смазка.

Условия за работа и срок на експлоатация: откритите багери работят в режим 24/7, а срокът на експлоатация в действителност е 30-40 години.

Хранене/гориво: откритите багери работят на електричество. Всеки минен участък получава електрическа енергия от подстанция с напрежение 35/6 кВ.

Каква автоматизация имат багерите на борда?

Откритият багер е промишлена система. Задачите на експлоатацията на багера са подобни на задачите на експлоатацията на промишлен обект:

контрол на параметрите на системата за движение;
мониторинг на износа на оборудването;
защита на оборудването от външни и вътрешни заплахи: претоварване, къси съединения и т.н.;
енергиен отчет;
контрол на позицията на багера;
преглед на оборудването по време на работа;
контрол на „слепите зони“;
мониторинг на показателите и работата на багера;
водене на дневник на събитията;
передача на данни за централизирано отчитане.

Всички тези задачи се извършват от един оператор. Това е възможно благодарение на автоматизацията.

АСУ ТП «на борда» на багера включва следните системи:

За мониторинг на параметрите на движение се инсталират контролери. Операторът следи следните параметри: работа на системите за управление на задвижвания, температура на нагряване на узлите на системата, налягане в пневматичната система, плътна смазка.

За отчитане на консумираната и предадената активна и реактивна електрическа енергия се инсталира електромер.

Слепите зони, работата на механичното оборудване и работният фронт се показват на екрана на оператора. За целта се инсталират видеокамери.

За изчисление и отчитане на показателите за работа на багера се използват данни от контролерите. Показателите се изчисляват за определен времеви интервал: за смяна, за месец, по екипи.

Всички събития се записват в дневник на събитията и се съ хранят за необходимия времеви интервал.

Как е организирана предаването на данни?

Както бе споменато по-горе, багерът се състои от ходова платформа и завъртаща платформа.

Въртящата платформа може да се върти свободно на 360 градуса около ходовата количка. Предаването на данни между тези две части е много проблематично, когато се използват проводници. Те се износват много бързо.

Данните между частите на багера се предават по Wi-Fi. В базовата и въртящата платформа са инсталирани функционални Wi-Fi модули WLAN 5100 от Phoenix Contact в съчетание със специални кабели RAD-CAB-EF393-10M и всенаправлени антени RAD-ISM-2459-ANT-FOOD-6-0-N. Общо за стабилна връзка на багера са инсталирани 3 антени.

Също така на багера е инсталиран 4G рутер TC ROUTER 3002T-4G с широкообхватна антена TC ANT MOBILE WALL 5M и устройство за защита от импулсни пренапрежения CSMA-LAMBDA/4-2.0-BS-SET.

Структурна схема на информационната система на кариера багер