Introducere
Un excavator poate fi văzut pe orice șantier din oraș. Cu un excavator obișnuit se ocupă un singur operator. Pentru a-l controla, nu se necesită un sistem complex de automatizare.
Dar dacă excavatorul este de câteva ori mai mare decât cel obișnuit și atinge înălțimea unui bloc cu cinci etaje, în cupele sale se poate încadra un Toyota Land Cruiser, iar „dotările” constau în motoare electrice, cabluri și roți dințate de dimensiunea unei mașini? Și funcționează în cariere de cărbune și de minerit, 24 de ore din 24, 7 zile pe săptămână, timp de 30-40 de ani la rând?
Un astfel de excavator este un sistem industrial, întreținerea căruia costă foarte mult.
Automatizarea proceselor tehnologice reduce costul exploatării sistemului industrial. Sistemul automatizat de control al procesului tehnologic se numește – APT. Excavatorul, similar celui descris, nu este o excepție.
Deci, ce fel de excavator este acesta? Ce APT este folosit pe el?
Despre ce excavatoare este vorba?
Este vorba despre excavatoarele de carieră. Pe astfel de mașini se dezvoltă carierele de minerit și de cărbune.
Dimensiuni: Excavatoarele de carieră ating înălțimea unui bloc cu cinci etaje.
Translatie: excavatorul se deplasează cu ajutorul unei roți de șenile. Roata este compusă din:
- ramele de șenile;
- șenile;
- antrenorii de deplasare;
- circuitul de ungere al roții de șenile.
Săpare: pentru săpare, excavatoarele de carieră utilizează mecanismul „Cuplu Direct”. Mecanismul este alcătuit din cupă, braț și brat. Cupa este fixată pe braț. Brațul este destinat să ofere cupei o mișcare de translatare. Acesta se află transversal față de brat. Pe brat este montat un mecanism de presiune, care realizează mișcarea de presiune și întoarcere a brațului cu cupa. Un sistem complex de cabluri pune în mișcare acest mecanism.
Structură (compoziție): excavatorul este compus din trei grupuri mari:
- echipamente de lucru;
- platformă rotativă cu mecanisme;
- roată de șenile.
Echipamentele de lucru au fost descrise mai sus – aceasta este de fapt mecanismul „Cuplu Direct”.
Excavatoarele de carieră execută numeroase operații: săpare, rotire a carcasei mașinii, deplasare etc. Pentru fiecare operație este destinat un motor separat. Pentru toate aceste operații este necesar un număr imens de sisteme. Toate sistemele și mecanismele, așa cum se cuvine, se află în „sala mașinilor”.
„Sala mașinilor” a excavatorului este platforma pivotantă. Aici se află mecanismul de ridicare a cupei, mecanismul de rotație, echipamentele electrice ale excavatorului cu sistemul de control și monitorizare, mecanisme auxiliare, sistem pneumatic, sistem de lubrifiere automată centralizată.
Condiții de funcționare și durată de viață: excavatoarele de carieră funcționează în regim 24/7, iar durata de viață este realmente de 30-40 de ani.
Alimentare / combustibil: excavatoarele de carieră funcționează pe electricitate. Fiecare zonă de extracție primește energie electrică de la o stație de transformare cu tensiunea de 35/6 kV.
Ce automatizare au excavatoarele la bord
Excavatorul de carieră este un sistem industrial. Sarcinile de operare ale excavatorului sunt similare cu sarcinile de operare ale unei unități industriale:
- controlul parametrilor sistemului de deplasare;
- monitorizarea uzurii echipamentului;
- protecția echipamentului împotriva amenințărilor externe și interne: suprasarcini, scurtcircuite etc.;
- monitorizarea consumului de energie;
- controlul poziției excavatorului;
- inspecția echipamentului în timpul funcționării;
- controlul „zonelor oarbe”;
- monitorizarea indicatorilor de funcționare ai excavatorului;
- întreținerea unui jurnal de evenimente;
- transmiterea datelor pentru contabilizarea centralizată.
Toate aceste sarcini sunt realizate de un singur operator. Acest lucru este posibil datorită automatizării.
Sistemul de automatizare a proceselor tehnologice „la bord” al excavatorului include următoarele sisteme:
Pentru monitorizarea parametrilor de deplasare se instalează controlere. Operatorul supraveghează următorii parametri: funcționarea sistemelor de control al acționărilor, temperatura de încălzire a unităților sistemului, presiunea în sistemul pneumatic, densitatea lubrifiantului.
Pentru contabilizarea energiei electrice active și reactive consumate și furnizate se instalează un contor de electricitate.
Zonele oarbe, funcționarea echipamentului mecanic și frontul de lucru sunt afișate pe ecranul operatorului. Pentru aceasta se instalează camere video.
Pentru calcularea și contabilizarea indicatorilor de funcționare ai excavatorului se utilizează datele din controlere. Indicatorii sunt calculați pe un interval de timp determinat: pe schimb, pe lună, pe echipe.
Toate evenimentele sunt salvate în jurnalul de evenimente și păstrate pentru intervalul de timp necesar.
Cum este organizată transferul de date?
După cum s-a menționat anterior, excavatorul constă dintr-un tren de rulare și o platformă pivotantă.
Platforma rotativă poate să se rotească liber cu 360 de grade în raport cu caruciorul de tracțiune. Utilizarea cablurilor pentru transferul de date între aceste două părți prezintă multe dificultăți. Acestea se uzate foarte repede.
Datele între părțile excavatorului sunt transmise prin Wi-Fi. Modulele funcționale Wi-Fi WLAN 5100 sunt instalate în bază și pe platforma rotativă împreună cu cabluri speciale și antene omnidirecționale . În total, 3 antene sunt instalate pe excavator pentru o conexiune stabilă.
De asemenea, pe excavator este instalat cu o antenă cu rază largă și un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunilor .
Schema structurală a sistemului informațional al excavatorului din carieră
Instalarea antenelor pe excavatorul EK20
Cum arată cabina operatorului?
Rezultatul final al automatizării pentru operator arată astfel:
Sursa: habr.com
