Wprowadzenie
Na każdym placu budowy w mieście można zobaczyć koparkę. Zwykła koparka jest obsługiwana przez jednego operatora. Do jej obsługi nie jest wymagana skomplikowana automatyzacja.
Ale co, jeśli koparka jest kilka razy większa niż ta zwyczajna, osiągając wysokość pięciopiętrowego budynku, a w jej łyżce można zmieścić Land Cruisera, a jej 'wnętrze' składa się z silników elektrycznych, lin i kół zębatych wielkości samochodu? I pracuje przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu przez 30-40 lat bez przerwy?
Tego rodzaju koparka to przemysłowy system, którego serwisowanie jest bardzo kosztowne.
Automatyzacja procesów technologicznych obniża koszty eksploatacji systemu przemysłowego. Zautomatyzowany system sterowania procesem technologicznym nazywa się APT. Koparka opisana wcześniej nie jest wyjątkiem.
Cóż, czym jest ta koparka? Jaki APT jest na niej stosowany?
O jakich koparkach mówimy?
Mówimy o koparkach odkrywkowych. Na takich maszynach wydobywa się surowce z kopalni węgla i minerałów.
Wymiary: koparki odkrywkowe osiągają wysokość pięciopiętrowego budynku.
Ruch: koparka porusza się za pomocą gąsienicowego układu jezdnego. Układ ten składa się z:
- ram gąsienicowych;
- gąsienic;
- napędów jezdnych;
- konturu smarowania układu jezdnego.
Kopanie: do kopania koparki odkrywkowe wykorzystują mechanizm „Prosta łopata”. Mechanizm składa się z łyżki, ramienia i wysięgnika. Łyżka jest przymocowana do ramienia. Ramię służy do nadawania łyżce ruchu postępowego. Jest umieszczone poprzecznie do wysięgnika. Na wysięgniku zamontowany jest mechanizm napędowy, który odpowiada za ruch naporowy i zwrotny ramienia z łyżką. Skomplikowany system lin napędza ten mechanizm.
Budowa (skład): koparka składa się z trzech powiększonych węzłów:
- urządzenie robocze;
- platforma obrotowa z mechanizmami;
- układ jezdny.
Urządzenie robocze zostało opisane wcześniej – to właśnie mechanizm „Prosta łopata”.
Koparki odkrywkowe wykonują wiele operacji: kopanie, obrót korpusu maszyny, przemieszczanie się itd. Do każdej operacji przeznaczony jest oddzielny silnik. Do realizacji wszystkich tych operacji potrzebne jest ogromne ilości systemów. Wszystkie systemy i mechanizmy, zgodnie z zasadami, znajdują się w 'pomieszczeniu maszynowym'.
Kabina maszyny ekskawatora to obrotowa platforma. Zawiera ona mechanizm podnoszenia łyżki, mechanizm obrotowy, wyposażenie elektryczne ekskawatora z systemem sterowania i nadzoru, pomocnicze mechanizmy, system pneumatyczny, oraz system centralnego automatycznego smarowania.
Warunki pracy i przewidywana żywotność: koparki odkrywkowe pracują w trybie 24/7, a ich żywotność wynosi 30-40 lat.
Zasilanie / paliwo: koparki odkrywkowe zasilane są energią elektryczną. Każde miejsce wydobycia otrzymuje energię elektryczną z podstacji o napięciu 35/6 kV.
Jakie automatyzacje mają koparki na pokładzie
Koparka odkrywkowa to system przemysłowy. Zadania eksploatacyjne koparki są podobne do zadań eksploatacyjnych obiektów przemysłowych:
- nadzór nad parametrami systemu poruszania się;
- monitoring zużycia sprzętu;
- ochrona sprzętu przed zagrożeniami zewnętrznymi i wewnętrznymi: przeciążenia, zwarcia itp.;
- pomiar energii;
- nadzór nad położeniem koparki;
- inspekcja sprzętu w czasie pracy;
- kontrola "martwych stref";
- monitoring wskaźników i działań koparki;
- prowadzenie dziennika zdarzeń;
- przesyłanie danych do centralnego rachunku.
Wszystkimi tymi zadaniami zajmuje się jeden operator. To możliwe dzięki automatyzacji.
Systemy automatyzacji sterowania technologicznego "na pokładzie" koparki obejmują następujące systemy:
Do monitorowania parametrów poruszania się instalowane są kontrolery. Operator obserwuje następujące parametry: działanie systemów sterowania napędami, temperatura nagrzewania węzłów systemu, ciśnienie w systemie pneumatycznym, gęstość smaru.
Do pomiaru zużytej i oddawanej aktywnej oraz biernej energii elektrycznej instalowany jest licznik energii.
Martwe strefy, działanie sprzętu mechanicznego i roboczy zasięg są wyświetlane na ekranie operatora. W tym celu instalowane są kamery wideo.
Do obliczania i gromadzenia wskaźników działania koparki wykorzystywane są dane z kontrolerów. Wskaźniki obliczane są za określony okres: za zmianę, za miesiąc, wg ekip.
Wszystkie zdarzenia są rejestrowane w dzienniku zdarzeń i przechowywane przez wymagany okres czasu.
Jak zorganizowana jest transmisja danych?
Jak już wcześniej wspomniano, ekskawator składa się z podwozia i obrotowej platformy.
Obrotowa platforma może swobodnie obracać się o 360 stopni w odniesieniu do wózka jezdnego. Trudno jest przesyłać dane między tymi dwiema częściami za pomocą kabli. Szybko się zużywają.
Dane między częściami koparki przesyłane są za pomocą Wi-Fi. W podstawie i obrotowej platformie zainstalowane są funkcjonalne moduły Wi-Fi WLAN 5100 od wraz ze specjalnymi kablami i antenami wszechkierunkowymi . Łącznie na koparce zainstalowano 3 anteny dla stabilnej łączności.
Na koparce zainstalowany jest również z anteną szerokokątną i urządzeniem ochrony przed przepięciami .
Schemat strukturalny systemu informacyjnego koparki
Montaż anten na koparce EKG-20
Jak wygląda kabina operatora?
Ostateczny wynik automatyzacji dla operatora przedstawia się następująco:
Źródło: habr.com
