30 сентября 2022, Пятница19:03 МСК
Курсы на 30.09.2022
60,24 -0,66
Au 1 809 +0,17%
Ag 20,61 -0,46%
61,52 -0,88
Pt 940,30 -0,28%
Pd 2 201 -1,11%
Вход/Регистрация
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Мониторинг шахтной техники. Профессионально

Программно-аппаратный комплекс «АвтоГРАФ — Подземный рудник» был разработан в 2020 году компанией «ТехноКом» (г. Челябинск), одним из лидеров на российском рынке по производству систем спутникового мониторинга транспорта. Заказ на разработку системы мониторинга подземной техники поступил от предприятия АО «Сафьяновская медь», входящего в состав холдинга УГМК. Вендором по внедрению системы в промышленную эксплуатацию выступила компания «Вектор-ИТ» (г. Екатеринбург).

Очевидно, что мониторинг и автоматизация контроля работы шахтной техники  точно также актуальны, как и для техники из любой другой отрасли. Отсутствие или недостоверность информации о технологических логических параметрах работы в итоге оборачиваются существенными затратами на содержание, эксплуатацию и техническое обслуживание техники.

А.М. Самедов — технический директор компании «Вектор-ИТ».

Описание кейса

В акционерном обществе «Сафьяновская медь», входящем в состав холдинга УГМК, эксплуатируется более 50 единиц различной шахтной техники: самосвалы, погрузочнодоставочные машины, самоходные буровые установки, топливозаправщики и вспомогательные машины.

Ввиду такого большого количества техники от разных производителей возникали трудности в регулярном получении фактических данных о параметрах эксплуатации техники при помощи существующих на предприятии на тот момент методов. Помимо этого, имели место периодические нарушения при эксплуатации техники: длительные простои на холостом ходу, перегрев ДВС, отсутствие постоянного контроля за давлением в шинах и т.д. Все эти нарушения приводили к незапланированным простоям и избыточному удельному расходу топлива. Однако установить, по вине какого машиниста возникало то или иное нарушение не представлялось возможным. В итоге было трудно сделать вывод, как индивидуальные особенности управления техникой влияли на моточасы двигателя, расход топлива, исправное состояние техники и производственный результат. Периодический ручной съем данных с техники оборудованной штатной системой контроля не давал полной картины, так как такой техники не более 20 % от общего парка техники.

мониторинг техники.jpg

Все вышеуказанные проблемы подталкивали к поиску решения.

В отличие от большинства других отраслей, оснащение системой мониторинга любого транспортного средства, работающего в шахте, является нетривиальной задачей. Под землю не проникают спутниковые сигналы для определения местоположения техники, и в шахтах нет покрытия сети GSM, с помощью которой выполняется передача телематических данных на сервер. Развернутая беспроводная сеть Wi-Fi покрывает далеко не все участки шахты, что также является определенной проблемой. Точки доступа, как правило, расположены на узловых перекрестках, где в течение смены проезжает лишь часть работающей в шахте техники.

Кроме указанных технических особенностей, к устанавливаемому оборудованию предъявляются требования, связанные с тяжелыми условиями эксплуатации техники в шахтах. Оно должно быть максимально надежным и безотказным, иметь защиту от механических воздействий и влаги, а также высокую ремонтопригодность датчиков в шахтных условиях.

установка радиометки.jpg

Рис. 1. Установка радиометки в штреках 

Исходя из целей по организации контроля и автоматизации учета работы шахтной техники, контроля и оптимизации расхода ГСМ, а также повышения трудовой дисциплины машинистов, заказчиком было подготовлено техническое задание на оснащение системой мониторинга 37 единиц транспортных средств. Из основных требований можно выделить следующие.

Блок мониторинга:

  • идентификация каждого машиниста и определение времени его работы;
  • электронный журнал учета простоев;
  • определение маршрута передвижения техники;
  • контроль холостого хода;
  • контроль расхода топлива;
  • контроль моточасов двигателя;
  • контроль температуры двигателя;
  • контроль давления в шинах;
  • контроль рабочих механизмов: подъем кузова (ШАС), время работы перфоратора (СБУ), время работы ковша (ПДМ);
  • учет мест погрузки и разгрузки руды/породы.
Блок оперативного информирования машиниста:
  • предупреждение о необходимости установки простоя;
  • предупреждение о низком уровне топлива в баке;
  • предупреждение о высокой температуре двигателя;
  • об отклонении давления в шинах от нормы.
Блок диспетчеризации:
  • программное обеспечение должно располагаться на серверах предприятия.
Внедрение системы

Для определения местоположения техники и маршрута ее передвижения в выработках подземного рудника была создана система из пассивных радиометок (без батареек), закрепленных под сводами штреков на перекрестках выработок.

мониторинг машиниста.jpg

Рис. 2. Монитор машиниста

В общем виде система «АвтоГРАФ — Подземный рудник» включает в себя бортовые компьютеры с функцией передачи данных по Wi-Fi и различные датчики, установленные на технику, при помощи которых осуществляется получение данных о работе техники, а также систему диспетчеризации, установленную на серверах предприятия, обеспечивающую сбор и визуализацию.

В качестве бортового компьютера для оборудования каждой единицы техники был использован контроллер на базе терминала марки «АвтоГРАФ» с модулем Wi-Fi, оснащаемый цветным 8-ми или 10-ти дюймовым монитором машиниста со степенью защиты IP65. Бортовой компьютер обеспечен следующими интерфейсами и входами для подключения датчиков: BLE, RS-232, RS-485, CAN, HDMI, USB, дискретные входы, токовые входы, входы по напряжению, входы для термопар, высокоомные входы.

Модульная платформа бортового компьютера позволила разместить процессорную часть в прочном алюминиевом корпусе с высокой степенью пыле- и влагозащиты IP67, а дисплей вынести отдельно в удобное для использования машинистом место. Дополнительно в кабине был установлен считыватель карт для идентификации машинистов по персональным RFID-картам.

Монитор машиниста оснащен сенсорным экраном, благодаря которому машинист, нажав на соответствующую иконку, одним движением выполняет открытие или закрытие смены, а также выбирает тип простоя. Одновременно с этим на дисплей выводится текущая информация о важных технических параметрах транспортного средства, и показываются предупреждения в случае выхода этих параметров за допустимые пределы. Информация об отклонениях параметров от нормы, статусах и другие данные записываются в память бортового компьютера с привязкой ко времени и передаются на сервер по каналу Wi-Fi.

бортовой компьютер.jpg

Рис. 3. Бортовой компьютер в алюминиевом корпусе IP67 

Вопрос получения данных от некоторых видов техники, работающей на удаленных участках шахты, где отсутствует сеть Wi-Fi, был решен при помощи использования в бортовом компьютере функции точки доступа для сбора данных через Wi-Fi. В частности, бортовые контроллеры, установленные на автосамосвалах, собирают данные с бортовых контроллеров погрузочно-доставочных машин в момент прибытия для загрузки. После чего, при возвращении автосамосвала в зону действия сети ближайшей стационарной точки доступа Wi-Fi, выполняется отправка собранных телематических данных на сервер. Аналогично топливозаправщики собирают и передают на сервер данные от самоходных буровых установок.

Дополнительно в баки всех транспортных средств были установлены высокоточные датчики уровня топлива TKLS с целью осуществления контроля целевого использования топлива и получения точных данных о его остатках. А для определения фактов погрузки конкретным ПДМ в конкретный автосамосвал на рабочих механизмах ПДМ закрепили беспроводные блютус метки, способные выполнять измерение угла наклона относительно горизонтальной плоскости, тем самым фиксируя факт погрузки в автосамосвал.

Важно отметить, что интегрированная в бортовой компьютер операционная система Linux и специальным образом спроектированная архитектура программного обеспечения позволили написать специализированный программный модуль конкретно под требования, озвученные заказчиком и тем самым максимально реализовать его запросы.

Отработав в этом проекте возможности встроенной ОС Linux, мы можем с уверенностью сказать, что для будущих проектов можно реализовать любую логику работы бортового компьютера с любой визуализацией интерфейса монитора машиниста, которые будут максимально удовлетворять запросы будущих заказчиков.

Программное обеспечение «АвтоГРАФ — Подземный рудник»

Система диспетчеризации состоит из двух частей: из сервера сбора телематических данных Заказчика и диспетчерского программного обеспечения, размещенных на серверах и компьютерах Заказчика.

экран диспетчерской программы.jpg

Рис. 4. Экран диспетчерской программы «АвтоГРАФ»

Сервер сбора телематических данных обеспечивает не только прием и хранение данных, но также и удаленную загрузку данных в бортовой компьютер, это могут быть обновления прошивки, список персональных карт машинистов, настройки входов, сменное задание и тд.

Диспетчерское программное обеспечение обеспечивает:

  • идентификацию каждого машиниста и определение времени его работы;
  • электронный журнал учета простоев;
  • определение маршрута передвижения техники;
  • контроль холостого хода;
  • контроль расхода топлива;
  • контроль моточасов двигателя;
  • контроль температуры двигателя;
  • контроль давления в шинах;
  • контроль рабочих механизмов: подъем кузова (ШАС), время работы перфоратора (СБУ), время работы ковша (ПДМ);
  • учет мест погрузки и разгрузки руды/породы.
На основе реализованного аппаратного решения с использованием системы радиометок, в диспетчерской программе «АвтоГРАФ» отображаются точные маршруты движения каждой единицы техники с учетом ее нахождения на разных горизонтах рудника.

Одним из существенных преимуществ ПО «АвтоГРАФ» является гибкая система отчетов, которая позволяет производить дополнительную обработку данных внутри самих отчетов с помощью программного кода. Благодаря этому были подготовлены необходимые наборы отчетов, исходя именно из требований для разных служб и подразделений Заказчика. Функция создания отчетов по расписанию позволяет автоматизировать процесс рассылки отчетов на электронные адреса ответственных за эксплуатацию системы сотрудников Заказчика.

Также необходимо добавить, что в системе «АвтоГРАФ — Подземный рудник» поддерживается API, для интеграции с системами верхнего уровня Заказчика, что позволяет использовать данные системы во внутренних бизнес-процессах Заказчика.

Подводя итоги, можно констатировать, что внедрение ПАК «АвтоГРАФ — Подземный рудник» позволило АО «Сафьяновская медь» решить все поставленные задачи, а именно оптимизировать затраты на топливо и техническое обслуживание парка шахтной техники, а также выполнить автоматизацию учета простоев и одновременно повысить трудовую дисциплину машинистов и механиков подземного рудника.


«Вектор-ИТ»
620017, Екатеринбург, ул. Стачек, д. 4, оф. 10.
Тел.: +7 (343) 288-70-20.
Факс: +7 (343) 288-70-20.
E-mail: mail@vektor-it.ru
www.vektor-it.ru

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (55)/март 2022 г.




Правовое регулирование экспорта аффинированного драгоценного металла или сырья, содержащего драгоценные металлы, из Таможенного союза ЕАЭС
Изменения в порядке досрочного прекращения, ограничения, приостановления права пользования недрами с 1 января 2022 года
Календарь экологической отчетности от компании «Хорошая-Экология»
Судебная практика по оспариванию предписаний и постановлений органов Росприроднадзора о привлечении к ответственности за нарушение условий, установленных лицензиями или техническими проектами
Заказать журнал
ФИО
Телефон *
Это поле обязательно для заполнения
Электронный адрес
Введён некорректный e-mail
Текст сообщения *
Это поле обязательно для заполнения
Пройдите проверку:*
Поле проверки на робота должно быть заполнено.

Отправляя форму вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

X