Einführung
Man sieht Bagger auf jeder Baustelle in der Stadt. Ein gewöhnlicher Bagger wird von einem Maschinenführer bedient. Es erfordert keine komplizierten Automatisierungssysteme.
Doch was ist, wenn der Bagger um ein Vielfaches größer ist als üblich, die Höhe eines fünfstöckigen Gebäudes erreicht, man darin einen Land Cruiser unterbringen kann und die "Innereien" aus Elektromotoren, Seilen und Zahnrädern bestehen, die die Größe eines Autos haben? Und das bei Dauerbetrieb in Kohle- und Bergbau-Tagebauen, rund um die Uhr, sieben Tage die Woche über 30-40 Jahre?
So ein Bagger ist ein industrielles System, dessen Wartung sehr teuer ist.
Die Automatisierung technischer Prozesse senkt die Betriebskosten des industriellen Systems. Ein automatisiertes System zur Steuerung des technologischen Prozesses wird als – AСУ ТП bezeichnet. Ein Bagger wie der beschriebene ist keine Ausnahme.
Was für ein Bagger ist das? Welches AСУ ТП wird verwendet?
Um welche Bagger handelt es sich?
Es handelt sich um Bagger im Tagebau. Auf solchen Maschinen werden Berg- und Kohletagebaue erschlossen.
Maße: Bagger im Tagebau erreichen die Höhe eines fünfstöckigen Gebäudes.
Bewegung: Der Bagger bewegt sich mithilfe eines Kettenfahrwerks. Das Fahrwerk besteht aus:
- Kettenrahmen;
- Ketten;
- Antriebseinheiten;
- Ölkreislauf des Fahrwerks.
Graben: Zum Graben verwenden Bagger mechanische Geräte mit 'gerader Schaufel'. Dieser Mechanismus besteht aus einer Schaufel, einem Arm und einem Ausleger. Die Schaufel ist am Arm befestigt. Der Arm führt die Schaufel vorwärts. Er ist quer zum Ausleger angebracht. Am Ausleger befindet sich ein Druckmechanismus, der die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Arms mit der Schaufel ermöglicht. Ein komplexes Seilsystem treibt diesen Mechanismus an.
Aufbau (Zusammensetzung): Der Bagger besteht aus drei Hauptkomponenten:
- Arbeitsausrüstung;
- Drehplattform mit Mechanismen;
- Fahrwerk.
Die Arbeitsausrüstung wurde oben beschrieben – das ist genau der mechanische 'gerade Schaufel'-Mechanismus.
Bagger führen eine Vielzahl von Operationen durch: Graben, Drehen des Maschinenkörpers, Bewegen usw. Jede dieser Operationen hat einen eigenen Motor. Für die Ausführung all dieser Operationen sind zahlreiche Systeme erforderlich. Alle Systeme und Mechanismen befinden sich, wie es sich gehört, im "Maschinenraum".
"Maschinenraum" des Baggers ist die Drehplattform. Hier befinden sich der Mechanismus zum Heben der Schaufel, der Drehmechanismus, die elektrische Ausrüstung des Baggers mit dem Steuer- und Kontrollsystem, Hilfsmechanismen, das Pneumatiksystem und das System zur zentralen automatischen Schmierung.
Betriebsbedingungen und Lebensdauer: Bagger arbeiten im 24/7-Betrieb, und die Lebensdauer beträgt tatsächlich 30 bis 40 Jahre.
Strom / Treibstoff: Baggerarbeiten werden elektrisch betrieben. Jeder Abbauabschnitt erhält Strom von einer Unterstation mit einer Spannung von 35/6 kV.
Welche Automatisierung haben die Bagger an Bord?
Ein Bagger ist ein industrielles System. Die Aufgaben des Baggerbetriebs ähneln den Aufgaben des Betriebs eines Industrieobjektes:
- Überwachung der Bewegungsparameter;
- Monitoring des Geräteverschleißes;
- Schutz der Geräte vor externen und internen Bedrohungen: Überlastungen, Kurzschlüsse usw.;
- Energieverbrauchsmessung;
- Überwachung der Position des Excavators;
- Inspektion der Geräte während des Betriebs;
- Überwachung der "toten Winkel";
- Monitoring der Leistung und der Anzeige des Excavators;
- Führung eines Ereignisprotokolls;
- Datenübertragung für die zentrale Erfassung.
All diese Aufgaben werden von einem Operator erledigt. Dies ist durch Automatisierung möglich.
Das Automatisierungssystem für technische Prozesse "an Bord" des Excavators umfasst folgende Systeme:
Zur Überwachung der Bewegungsparameter werden Steuerungen installiert. Der Operator überwacht folgende Parameter: Funktion der Antriebssystemsteuerungen, Temperatur der Systemkomponenten, Druck im Pneumatiksystem, Viskosität des Schmierfetts.
Zur Erfassung der verbrauchten und gelieferten aktiven sowie reaktiven elektrischen Energie wird ein Stromzähler installiert.
Tote Winkel, Betrieb der mechanischen Ausrüstung und der Arbeitsbereich werden auf dem Bildschirm des Operators angezeigt. Dazu werden Videokameras installiert.
Zur Berechnung und Erfassung der Leistungswerte des Excavators. Die Daten werden von den Controllern verwendet. Die Kennzahlen werden über einen bestimmten Zeitraum berechnet: während einer Schicht, über einen Monat, nach Teams.
Alle Ereignisse werden im Ereignisprotokoll gespeichert und für den erforderlichen Zeitraum aufbewahrt.
Wie wird die Datenübertragung organisiert?
Wie bereits erwähnt, besteht der Bagger aus einem Fahrwerk und einer Drehplattform.
Die Drehplattform kann sich frei um 360 Grad um das Fahrwerk drehen. Es ist sehr problematisch, Daten zwischen diesen beiden Teilen über Kabel zu übertragen. Sie nutzen sich sehr schnell ab.
Die Daten zwischen den Baggerteilen werden über Wi-Fi übertragen. In der Basis und der Drehplattform sind die funktionalen Module Wi-Fi WLAN 5100 von in Verbindung mit speziellen Kabeln und omnidirektionalen Antennen . Insgesamt sind am Bagger 3 Antennen für eine stabile Verbindung installiert.
Außerdem ist am Bagger mit einer breitbandigen Antenne und einem Überspannungsschutzgerät .
die Strukturdiagramm des Informationssystems des Tagebaubaggers
Installation von Antennen auf dem EK-20 Bagger
Wie sieht die Kabine des Bedieners aus?
So sieht das Endergebnis der Automatisierung für den Bediener aus:
Quelle: habr.com
