Introducción
Se puede ver una excavadora en cualquier construcción de la ciudad. Un operador maneja una excavadora convencional sin necesidad de un sistema complicado de automatización.
¿Pero qué pasa si la excavadora es muchas veces más grande que la habitual, alcanza la altura de un edificio de cinco pisos, puede contener un Land Cruiser en su cubo, y su 'interior' consiste en motores eléctricos, cables y engranajes del tamaño de un automóvil? ¿Y funciona en minas de carbón y canteras, 24 horas al día / 7 días a la semana durante 30-40 años seguidos?
Tal excavadora es un sistema industrial, cuyo mantenimiento es muy costoso.
La automatización de los procesos tecnológicos reduce el coste de explotación de sistemas industriales. Un sistema automatizado de control de procesos tecnológicos se llama - APC. La excavadora, como la descrita, no es una excepción.
¿Entonces, qué tipo de excavadora es esta? ¿Qué APC se utiliza en ella?
¿De qué excavadoras estamos hablando?
Estamos hablando de excavadoras de cantera. Estas máquinas se utilizan para excavar en canteras de mineral y carbón.
Dimensiones: las excavadoras de cantera alcanzan la altura de un edificio de cinco pisos.
Movilidad: la excavadora se desplaza mediante un carro de orugas. El carro consta de:
- marcos de oruga;
- orugas;
- mecanismos de tracción;
- contorno de lubricación del carro.
Excavación: para excavar, las excavadoras de cantera utilizan el mecanismo ‘Cubeta Directa’. El mecanismo consta de una cubeta, un brazo y una pala. La cubeta está fijada al brazo. El brazo está diseñado para dar movimiento rectilíneo a la cubeta. Se sitúa transversalmente a la pala. En la pala hay un mecanismo de presión que realiza el movimiento de presión y retorno del brazo con la cubeta. Un sistema complicado de cables pone en movimiento este mecanismo.
Estructura (componentes): la excavadora se compone de tres grandes unidades:
- equipo de trabajo;
- plataforma giratoria con mecanismos;
- carro.
El equipo de trabajo mencionado anteriormente es el mecanismo ‘Cubeta Directa’.
Las excavadoras de cantera realizan numerosas operaciones: excavar, girar el cuerpo de la máquina, desplazarse, etc. Para cada operación se requiere un motor separado. Para llevar a cabo todas estas operaciones se necesita una gran cantidad de sistemas. Todos los sistemas y mecanismos, como se espera, se encuentran en la 'sala de máquinas'.
La "sala de máquinas" de la excavadora es su plataforma giratoria. En ella se encuentran el mecanismo de elevación del cubo, el mecanismo de giro, el equipo eléctrico de la excavadora con su sistema de control y monitoreo, mecanismos auxiliares, el sistema neumático y el sistema de lubricación automática centralizada.
Condiciones de trabajo y vida útil: las excavadoras de cantera operan en modo 24/7 y su vida útil realmente es de 30 a 40 años.
Alimentación / combustible: las excavadoras de cantera funcionan con electricidad. Cada área minera recibe energía eléctrica de una subestación a 35/6 kV.
¿Qué automatización tienen las excavadoras a bordo?
La excavadora de cantera es un sistema industrial. Las tareas de operación de la excavadora son similares a las de un objeto industrial:
- control de los parámetros del sistema de desplazamiento;
- monitorización del desgaste del equipo;
- protección del equipo contra amenazas externas e internas: sobrecargas, cortocircuitos, etc.;
- control energético;
- monitoreo de la posición de la excavadora;
- inspección del equipo durante el funcionamiento;
- control de los "puntos ciegos";
- monitoreo de indicadores y funcionamiento de la excavadora;
- mantenimiento de un registro de eventos;
- transferencia de datos para la contabilidad centralizada.
Un solo operador se encarga de todas estas tareas. Esto es posible gracias a la automatización.
El sistema de control automatizado "a bordo" de la excavadora incluye los siguientes sistemas:
Para el monitoreo de los parámetros de desplazamiento se instalan controladores. El operador supervisa los siguientes parámetros: el funcionamiento de los sistemas de control de los actuadores, la temperatura de calentamiento de los componentes del sistema, la presión en el sistema neumático, la densidad de la lubricación.
Para contabilizar la energía eléctrica activa y reactiva consumida y suministrada se instala un medidor de energía eléctrica.
Los puntos ciegos, el funcionamiento del equipo mecánico y el fondo de trabajo se muestran en la pantalla del operador. Para esto, se instalan cámaras de video.
Para calcular y contabilizar los indicadores de funcionamiento de la excavadora se utilizan datos de los controladores. Los indicadores se calculan en un intervalo de tiempo específico: por turno, por mes, por equipos.
Todos los eventos se registran en un diario de eventos y se almacenan durante el tiempo necesario.
¿Cómo se organiza la transferencia de datos?
Como se mencionó anteriormente, la excavadora consta de un chasis y una plataforma giratoria.
La plataforma giratoria puede rotar libremente 360 grados respecto al carro. Es muy problemático usar cables para la transmisión de datos entre estas dos partes. Se desgastan muy rápidamente.
Los datos entre las partes del excavador se transmiten por Wi-Fi. En la base y la plataforma giratoria se instalan módulos funcionales de Wi-Fi WLAN 5100 de junto con cables especiales y antenas omnidireccionales . En total, se instalan 3 antenas para una comunicación estable en el excavador.
También se instala en el excavador con una antena de amplia dirección y un dispositivo de protección contra sobretensiones .
Esquema estructural del sistema de información del excavador de cantera
Instalación de antenas en el excavador EKP-20
¿Cómo se ve la cabina del operador?
El resultado final de la automatización para el operador es el siguiente:
Fuente: habr.com
