Wydobycie pod kontrolą

15 wydobycie pod kontrola

„One Control Room” – to projekt nowoczesnej dyspozytorni, czyli ośrodka zarządzania procesem produkcyjnym w Zakładzie Górniczym „Polkowice-Sieroszowice”. Działania podejmowane w tym zakresie mają przygotować kopalnie KGHM Polska Miedz S.A. do sprostania wyzwaniom przyszłości.

Intensywny rozwój systemów transmisji danych, upowszechnianie się standardu Ethernet w sieciach przemysłowych, możliwość budowy redundantnych sieci, a także coraz większa dostępność przemysłowych rozwiązań transmisji bezprzewodowej WiFi spełniających wymagania ciężkich warunków środowiskowych to elementy stymulujące szybki rozwój systemów monitoringu maszyn i urządzeń pracujących w wyrobiskach górniczych. Są to zresztą kierunki rozwoju zgodne z ogólnoświatowymi trendami obserwowanymi w przedsiębiorstwach górniczych.

Fundamentem, na którym opiera się nie tylko monitoring, ale każda transmisja danych jest sieć transmisyjna o odpowiedniej przepustowości. Oddział ZG „Polkowice-Sieroszowice” od kilku lat sukcesywnie rozbudowuje infrastrukturę transmisyjną. Do niedawna rozbudowa głównie dotyczyła infrastruktury opartej na kablach miedzianych, natomiast aktualnie jako główne medium transmisyjne wykorzystuje się kable światłowodowe. Sumaryczna długość kabli światłowodowych w wyrobiskach podziemnych osiągnęła już prawie100 km. Połączenia światłowodowe są wykorzystywane w różnych systemach transmisyjnych. Budowane trasy kablowe zapewniają redundancje połączeń co, ze względu na zagrożenie uszkodzeniami kabli w wyrobiskach, ma ogromne znaczenie z punktu widzenia bezprzerwowego działania systemów.

Oczywiście, ciężkie warunki środowiskowe narzucają bardzo wygórowane wymagania dotyczące zastosowanego sprzętu: odporność na wysoką temperaturę, wilgotność, gazy, odpowiedni poziom szczelności itp.

 

Monitoring maszyn mobilnych

Monitorowanie pracy maszyn i urządzeń zapewnia możliwość proaktywnego działania mającego na celu ograniczenie kosztów, poprawę bezpieczeństwa i organizacji pracy oraz bardziej efektywne planowanie zasobów, jednocześnie przeciwdziałając tzw. „gaszeniu pożarów” w procesie produkcyjnym.

Implementacja nowych technologii najszybciej znajduje zastosowanie tam, gdzie dotychczasowe rozwiązania nie umożliwiają osiągnięcia zakładanych celów.

Intuicyjnym, pierwszym zastosowaniem technik szybkiej transmisji są układy zdalnego sterowania maszynami stacjonarnymi, wymagające przekazu do i z obiektu w czasie rzeczywistym. Przykładem takiego wykorzystania szerokopasmowego systemu transmisyjnego, opartego o standard Ethernet, jest uruchomione w 2011 roku w O/ZG „Polkowice-Sieroszowice” zdalnie sterowane urządzenie do rozbijania brył typu URB/ZS-1.

Rozwój bezprzewodowych systemów transmisyjnych na czele ze standardem WiFi 802.11 oraz zwiększająca się oferta rynkowa urządzeń dostępowych w wykonaniu przemysłowym, otwierają drogę do budowy systemów monitoringu maszyn mobilnych. W KGHM Polska Miedź S. A prowadzone są intensywne prace związane z budową systemu monitoringu samojezdnych maszyn górniczych.

W warunkach kopalń KGHM Polska Miedź S.A. samojezdne maszyny górnicze stanowią jeden z najważniejszych elementów procesu produkcyjnego, zarówno od strony technologii urabiania złoża, jak i pod względem finansowym. Koszty działów samojezdnych maszyn górniczych (SMG) w KGHM stanowią średnio 35% udziału w Technicznym Koszcie Wydobycia (TKW) w Oddziałach Górniczych. Jednym z zamierzeń KGHM jest dalsza poprawa efektywności produkcji, co może m.in. być realizowane poprzez optymalizację wykorzystania zasobów działów zajmujących się eksploatacją SMG.

Monitoring parametrów technicznych maszyn rozszerzony będzie o przekazywanie danych produkcyjnych, rejestrowanych w maszynach górniczych takich, jak waga odstawionego urobku, ilość odwierconych otworów oraz zgodność z przyjętą metryką wiercenia, ilość zabudowanych kotew, itp.

Wykorzystanie już istniejących rozwiązań jak np. magistrala CAN, po której przekazywane są najistotniejsze dane z jednostki napędowej, a także dzięki dodatkowemu oczujnikowaniu maszyny, możliwe jest uzyskanie znacznej ilości danych. Przetworzone i odpowiednio skojarzone dane będą źródłem dodatkowej wiedzy o maszynach dla służb zajmujących się ich eksploatacją.

 

Kolej na kompleks ścianowy

Staje się standardem, że każda nowo instalowana maszyna, mająca istotny wpływ na proces produkcji, będzie objęta monitoringiem. Przykładem tego jest kompleks ścianowy, wdrażany właśnie w O/ZG „Polkowice-Sieroszowice”. Sercem kompleksu jest kombajn ścianowy, skonstruowany do urabiania skał twardych, który sprzęgnięty jest z przenośnikiem ścianowym oraz samokroczącą hydrauliczną obudową ścianową. Wszystkie elementy kompleksu będą pracowały w trybie automatycznym. Możliwe jest to dzięki zastosowaniu systemu sterowania, opartego na przemysłowych technologiach transmisji danych. Wysoki stopień niezawodności pracy systemu zapewniają czujniki, urządzenia transmisyjne oraz przewody wykonane w wersji przeznaczonej dla ciężkich warunków przemysłowych.

System sterowania kombajnem ścianowym oparty jest na sieci Ethernet IP. Protokół ten gwarantuje szybką wymianę danych pomiędzy cyfrowymi modułami wejść/wyjść i sterownikiem PLC, będącym sercem systemu.

 

Przetworzyć i zinterpretować informacje

Postęp prac wydobywczych wymaga ciągłej rozbudowy infrastruktury technicznej w wyrobiskach dołowych, co pośrednio powoduje wzrost ilości różnego rodzaju systemów monitoringu. Systemy te z założenia powinny zapewniać prostszą obsługę, łatwiejszą diagnostykę, a także zapobiegać po-ważniejszym uszkodzeniom monitorowanych maszyn i urządzeń. Jednocześnie okazuje się, że ciągle generuje się coraz większy strumień danych i informacji, podlegających przetworzeniu i interpretacji. Celem jest podjęcie najbardziej optymalnych decyzji. Tylko właściwa korelacja danych produkcyjnych z informacjami utrzymaniowymi, dzięki integracji systemów, zapewnia dostarczanie osobom zarządzającym precyzyjnych informacji dotyczących całego procesu produkcyjnego kopalni.

Cel taki ma zostać osiągnięty dzięki funkcjonalności nowej dyspozytorni „One Control Room”. Skuteczna komunikacja pomiędzy dyspozytorami poszczególnych służb kopalni dzięki pracy we wspólnym pomieszczeniu, interakcja systemów sterowania oraz wizualizacji zapewniająca prostą i intuicyjną obsługę oraz nowoczesne, odpowiadające na aktualne i przyszłe potrzeby wyposażenie sprzętowe, to tylko niektóre cechy funkcjonalne planowanej do realizacji dyspozytorni „One Control Room”. Interakcja pomiędzy poszczególnymi systemami informacyjnymi, wykorzystanie możliwości multimedialnych systemu monitoringu wizyjnego, dopasowanie formy przekazu do możliwości percepcyjnych dyspozytorów to niezbędne kierunki działań, prowadzące do zwiększenia efektywności procesu produkcyjnego.

Efektywność systemów monitoringu maszyn i urządzeń zależy zatem w równej mierze od części rejestrującej dane, jak i od przetwarzającej oraz prezentującej informacje. Działania podejmowane w tym zakresie mają przygotować kopalnie KGHM Polska Miedz S.A. do sprostania wyzwaniom przyszłości.

 

Marek Andrzejewski, Leszek Borkowski

Autorzy publikacji są pracownikami KGHM Polska Miedź S.A. O/ZG „Polkowice-Sieroszowice”.

Artykuł zaprezentowany podczas XXII SEP Kraków 2013

admin

Komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *