Подземне рудничке дизалице померају људе и материјале хиљадама метара испод земље сваког дана. Ове тешке машине раде у тешким условима где безбедносне грешке могу довести до озбиљних несрећа. ТхеСиеменс ХМИ(Људски{0}}машински интерфејс) систем игра централну улогу у заштити рудских дизалица кроз две критичне функције: заштиту од ветра и надзор затегнутости ужета. Овај чланак објашњава какоСиеменс ХМИтехнологија побољшава безбедност и поузданост заподземна рударска дизалицаоперације.
Зашто су заштита од ветра и затегнутост ужета важни у подземном рударству
Анподземна рударска дизалицапутује горе-доле вертикалним вратилима при великим брзинама. Превијање се дешава када се контејнер за дизалицу помери преко своје нормалне тачке заустављања на врху или дну окна. Ово може проузроковати оштећење у судару, ломљење ужета или смртоносне повреде. Правила безбедности рудника захтевају системе за заштиту од ветра који реагују брже од 0,1 секунде са грешком позиционирања мањом од 50 милиметара.
Жичана ужад носе пуну тежину кавеза дизалице и његовог оптерећења. Код фрикционих дизалица са више{1}}ужета, неједнака напетост између ужади ствара прекомерно хабање појединачних ужади. Према стандардима безбедности у рударству, разлика затезања између било ког појединачног ужета и просечне мора остати унутар ±10 процената. Када неравнотежа напетости пређе ову границу, ужад може да пукне или дизалица може искочити из шина.
Традиционални аналогни контролни системи се боре да прате ове параметре са довољном брзином и прецизношћу. Модерни дигитални системи изграђени околоСиеменс ХМИхардвер испоручује-податке у реалном времену и аутоматске реакције заштите са којима механички системи не могу да паре.
Сиеменс ХМИ: Срж модерне контроле рудничке дизалице
ТхеСиеменс ХМИсистем ради са Сиеменс С7-400 ПЛЦ контролерима како би формирао мозак сигурносног система рудничке дизалице. Управљачки орман користи екран осетљив на додир у боји од 10,4 инча који приказује положај дизалице, брзину, напетост ужета и статус аларма у реалном времену. Оператери могу да виде трендове података уживо, подесе параметре заштите и прегледају евиденције догађаја директно преко интерфејса.
Систем користи Профибус-ДП и Етернет двоструку комуникацију за повезивање сензора, кочница и моторних погона. Редундантни извори напајања и резервни ЦПУ модули се пребацују за мање од 0,3 секунде ако главни контролер поквари. Ова редундантност осигурава да систем заштите наставља да ради чак и када једна компонента има проблем.
Перформансе система заштите од ветра
Функција заштите од ветра користи и софтверске и хардверске слојеве ради безбедности. Заштита од ветра заснована на софтверу{1}} израчунава позицију дизалице користећи податке енкодера са прецизношћу од ±0,01 степен. Када се кавез приближи крају осовине, систем прво покреће успоравање, а затим кочење у нужди ако кавез настави даље од тачке упозорења.
Хардверска резервна заштита користи -бесконтактне магнетне прекидаче постављене на критичним позицијама осовине. Ови прекидачи раде независно од софтверског система. Ако и софтверска и примарна хардверска заштита не успеју, крајњи прекидач за коначну тежину-чекићем директно активира механичку кочницу.
Мерења на терену показују потпунууређај за заштиту од ветра за рударску дизалицупостиже време одзива од 0,08 секунди и тачност заустављања од 32 милиметра. Ове перформансе испуњавају и премашују индустријске безбедносне захтеве од 0,1 секунде и 50 милиметара.
Технологија за праћење напетости ужета-у реалном времену
Тхесистем за праћење напетости ужадикористи хидрауличне сензоре притиска инсталиране на свакој тачки вешања ужета. Ови сензори претварају силу затезања ужета у електричне сигнале са ±0,5 одсто пуне-тачности. ТхеСиеменс ХМИприказује вредности затезања за све појединачне ужад истовремено, заједно са укупним оптерећењем и процентима разлике затезања.
Систем узоркује податке о напетости 100 пута у секунди и примењује дигитално филтрирање да уклони буку вибрације од покрета дизалице. Ово филтрирање осигурава да очитавања одражавају стварну тежину терета, а не привремени удар од њихања ужета. Када било који конопац покаже напетост 10 процената изнад или испод просека, систем активира звучни аларм и може аутоматски покренути контролисано успоравање.
Оператери могу да виде графиконе тренда напетости који прате промене док се дизалица креће од површине до дна окна. Ови подаци помажу тимовима за одржавање да идентификују неравномерно трошење ужета пре него што постане опасно.
Резултати теренског испитивања: Студија случаја дубоког рудника 810 метара
Свеобухватно испитивање на терену је спроведено у руднику угља дубоком 810-метара коришћењем фрикционе дизалице са четири ужета са масом кавеза од 8,18 тона. Тест је упоредио очитавања напетости пре и после уградњеСиеменс ХМИсистем праћења и компензације.
Услови тестирања су укључивали:
- Дубина окна: 810 метара
- Број ужади за дизалице: 4
- Тежина репног ужета: 6,62 кг по метру
- Брзина подизања: 12 метара у секунди
- Пуна носивост: 10 тона
На позицији питхеад, укупна напетост ужета је измерена 154,3 кН пре компензације. Након што је систем применио хидрауличко подешавање баланса, укупна напетост се повећала на 184,6 кН, а појединачне вредности ужета су постале много уједначеније. Пре компензације, напетост појединачних ужади кретала се од 35,8 кН до 40,2 кН -, што је разлика од 12,3 посто. Након компензације, опсег се сузио на 45,7 кН до 46,8 кН - разлика од само 2,4 процента.
На средини окна (дубине 390 метара), укупна напетост измерена је 111,2 кН пре компензације и 129,5 кН после компензације. Дисбаланс тензија је пао са 11,6 одсто на 3,1 одсто. На дну јаме укупна напетост је била 68,1 кН пре и 83,1 кН после компензације, при чему се неравнотежа побољшала са 6,0 процената на 4,2 процента.
Ови резултати испитивања доказују даСистем за надзор напетости ужета са Сиеменс ХМИсмањује неравнотежу напетости за 65 до 75 процената у свим позицијама осовине.
Сигурносни стандарди и поузданост система
Комплетан систем контроле и заштите испуњава СИЛ 3 (Сафети Интегрити Левел 3) према ИЕЦ 61508 стандарду. Ова оцена значи да систем има вероватноћу отказа на захтев испод 1 од 10.000 операција. Систем такође прати немачке ТАС стандарде за системе за подизање осовине.
У руднику Воодсмитх у Уједињеном Краљевству, Сиеменс је испоручио електричну опрему за две Блаир Мулти{0}} дизалице са ужетом које раде на 1.450 метара испод нивоа мора. Свака дизалица носи терет од 35-тона брзином од 18 метара у секунди помоћу синхроних мотора од 9,3 мегавата. Вишеканални кочиони систем ЦОБРА01, развијен заједно са ОЛКО, ради саСиеменс ХМИ за рударске операцијеза испоруку СИЛ 3 сертификоване заштите.
Тхетехнологија контролне табле рудничке дизалицеукључује уграђене-дијагностичке функције које континуирано тестирају улазе сензора, излазне релеје и кола кочница. Аутоматски само{2}}тестови се покрећу свака 24 сата и евидентирају резултате за провере безбедности. Ако систем открије грешку у било ком заштитном каналу, он упозорава оператере и спречава рад дизалице док се проблем не отклони.
Кључне предности за рударске операције
Рудници који користе Сиеменс ХМИ заштиту од ветра и надзор затегнутости ужета виде мерљива побољшања у три главне области.
Прво, безбедносни ризик значајно опада. Двослојна-заштита од ветра и континуирано надгледање напетости смањују могућност ломљења ужета или судара осовине. У тесту мина од 810 метара, неравнотежа напетости је све време остала у границама од ±10 процената.
Друго, смањују се трошкови одржавања. Праћењем образаца напетости, рудници могу да закажу замену ужета на основу стварног хабања уместо фиксних временских интервала. Равномерно затезно оптерећење продужава радни век ужета за 20 до 25 процената у поређењу са неуравнотеженим радом.
Треће, продужава се продужетак рада. Систем смањује непланирана искључења узрокована лажним алармима или непознатим условима ужета. ХМИ подаци у-реалном времену омогућавају оператерима да изврше брза подешавања без заустављања производње ради ручних прегледа.
Сигурносни систем подземне рудничке дизалице са Сиеменс ХМИ технологијом пружа рударским оператерима и заштиту и продуктивност. Са прецизним одговором на ветар, прецизним праћењем напетости и доказаним перформансама на терену, ови системи помажу рудницима да раде безбедно и ефикасно на већим дубинама него икада раније.
