Einführung
Ein Bagger ist auf jeder Baustelle in der Stadt zu sehen. Ein herkömmlicher Bagger wird von einem Fahrer bedient. Für die Steuerung ist kein komplexes Automatisierungssystem erforderlich.
Aber was ist, wenn der Bagger um ein Vielfaches größer als gewöhnlich ist, eine Höhe von einem fünfstöckigen Gebäude erreicht, ein Land Cruiser in seine Schaufel passt und die "Innereien" aus Elektromotoren, Seilen und Zahnrädern bestehen, die so groß wie ein Auto sind? Und er arbeitet in Kohle- und Steinbrüchen, 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche, 30-40 Jahre lang?
Ein solcher Bagger ist ein industrielles System, dessen Wartung sehr teuer ist.
Die Automatisierung technologischer Prozesse senkt die Betriebskosten des industriellen Systems. Das automatisierte System zur Steuerung des technologischen Prozesses wird als AСУ ТП bezeichnet. Ein Bagger wie der beschriebene bildet da keine Ausnahme.
Also, welcher Bagger ist das? Welches AСУ ТП wird darauf verwendet?
Von welchen Baggern sprechen wir?
Es handelt sich um Tagebau-Bagger. Auf solchen Maschinen werden mineralische Rohstoffe und Kohle abgebaut.
Abmessungen: Tagebau-Bagger erreichen die Höhe eines fünfstöckigen Gebäudes.
Bewegung: Der Bagger bewegt sich mit Hilfe eines Kettenlaufwerks. Das Laufwerk besteht aus:
- Kettenrahmen;
- Ketten;
- Antriebseinheiten;
- Schmiersystem des Laufwerks.
Graben: Für das Graben verwenden Tagebau-Bagger den Mechanismus "Direktlöffel". Der Mechanismus besteht aus einer Schaufel, einem Arm und einem Ausleger. Die Schaufel ist am Arm befestigt. Der Arm ist dafür gedacht, der Schaufel eine translative Bewegung zu verleihen. Er befindet sich quer zum Ausleger. Am Ausleger ist ein Druckmechanismus installiert, der die druckvolle und rückführende Bewegung des Arms mit der Schaufel durchführt. Ein komplexes Seilsystem treibt diesen Mechanismus an.
Aufbau (Zusammensetzung): Der Bagger besteht aus drei groben Baugruppen:
- Arbeitsausrüstung;
- Drehplattform mit Mechanismen;
- Laufwerk.
Die Arbeitsausrüstung wurde oben beschrieben – das ist der Mechanismus "Direktlöffel".
Tagebau-Bagger führen zahlreiche Operationen durch: Graben, Drehen des Maschinenkörpers, Bewegung usw. Für jede Operation ist ein separater Motor vorgesehen. Für die Durchführung all dieser Operationen benötigt man eine riesige Anzahl von Systemen. Alle Systeme und Mechanismen befinden sich, wie es sich gehört, im "Maschinenraum".
Der "Maschinenraum" eines Baggers ist die Drehplattform. Darin befinden sich der Hebemechanismus des Schaufels, der Drehmechanismus, die elektrische Ausrüstung des Baggers mit Steuerungs- und Kontrollsystem, Hilfsmechanismen, die Pneumatik und das zentralisierte automatische Schmierungssystem.
Betriebsbedingungen und Lebensdauer: Tagebaubagger arbeiten im 24/7-Modus, und ihre Lebensdauer beträgt tatsächlich 30-40 Jahre.
Strom / Treibstoff: Tagebaubagger arbeiten mit Strom. Jeder Abbauabschnitt erhält Energie von einer Umspannstation mit einer Spannung von 35/6 kV.
Welche Automatisierung haben die Bagger an Bord?
Ein Tagebaubagger ist ein industrielles System. Die Aufgaben des Betriebs eines Bagger ähneln den Aufgaben des Betriebs eines Industrieobjekts:
- Überwachung der Parameter des Fahrzeugs;
- Überwachung des Verschleißes der Ausrüstung;
- Schutz der Ausrüstung vor externen und internen Bedrohungen: Überlastungen, Kurzschlüssen usw.;
- Energieverbrauch;
- Überwachung der Position des Baggers;
- Inspektion der Ausrüstung während des Betriebs;
- Überwachung der "toten Winkel";
- Überwachung der Leistungsindikatoren des Baggers;
- Führen eines Ereignisprotokolls;
- Datenübertragung für die zentrale Buchführung.
All diese Aufgaben werden von einem Bediener bewältigt. Dies ist durch Automatisierung möglich.
Das Prozessautomatisierungssystem "an Bord" des Baggers umfasst folgende Systeme:
Zur Überwachung der Fahrparameter werden Controller installiert. Der Bediener überwacht die folgenden Parameter: Betrieb der Antriebssteuerungssysteme, Temperatur der Heizelemente des Systems, Druck im Pneumatiksystem, Viskosität des Schmiermittels.
Zur Erfassung des verbrauchten und gelieferten aktiven und reaktiven elektrischen Energiemesses wird ein Elektrizitätszähler installiert.
Tote Winkel, der Betrieb mechanischer Ausrüstung und der Arbeitsabraum werden auf dem Bildschirm des Bedieners angezeigt. Dazu werden Kameras installiert.
Zur Berechnung und Erfassung der Leistungsindikatoren des Baggers werden Daten von den Controllern verwendet. Die Indikatoren werden über einen bestimmten Zeitraum berechnet: pro Schicht, pro Monat, nach Teams.
Alle Ereignisse werden im Ereignisprotokoll gespeichert und für einen bestimmten Zeitraum aufbewahrt.
Wie erfolgt die Datenübertragung?
Wie bereits erwähnt, besteht der Bagger aus einem Fahrwerk und einer Drehplattform.
Die Drehplattform kann sich frei um 360 Grad in Bezug auf den Fahrwagen drehen. Die Übertragung von Daten zwischen diesen beiden Teilen ist sehr problematisch mit Kabeln. Diese verschleißen sehr schnell.
Die Daten zwischen den Teilen des Baggers werden über Wi-Fi übertragen. In der Basis und auf der Drehplattform werden funktionale Wi-Fi WLAN 5100 Module installiert von in Kombination mit speziellen Kabeln und omnidirektionalen Antennen . Insgesamt sind für eine stabile Verbindung am Bagger 3 Antennen installiert.
Außerdem wird am Bagger mit einer breitbandigen Antenne und einem Überspannungsschutzgerät .
Das strukturelle Diagramm des Informationssystems des Tagebaubaggers
Montage der Antennen am EKGR-20 Bagger
Wie sieht das Bedienerzimmer aus?
Das Endergebnis der Automatisierung für den Bediener sieht wie folgt aus:
Quelle: habr.com
