Көмір шахтасының механикалық ақау тәуекелдерін шешу: ABB DCS-Bently Nevada интеграцияланған діріл мониторингі шешімі Industry 4.0 қауіпсіздігі үшін
Жер асты көмір өндірісіндегі бақылаусыз механикалық дірілдің жасырын шығыны
Механикалық діріл жер асты көмір өндіруде ең төмен бағаланатын тәуекел факторларының бірі болып қала береді. Өнеркәсіп жазбаларына сәйкес, механикалық ақаулар көмір өндіру операцияларындағы барлық өндірістік тоқтаулардың 78,2% құрайды. Конвейер жүйелері мен ұнтағыштар үздіксіз циклдік соққы жүктемелерінде жұмыс істейді, көбінесе тәулік бойы үзіліссіз жұмыс істейді. Діріл ауытқулары 3,2 мм төзімділік шегінен асқанда, апатты жабдық ақауының ықтималдығы күрт артады. Дәстүрлі қолмен тексеру әдістері бастапқы кезеңдегі діріл аномалияларының шамамен 60% анықтай алмайды. Бұл анықталмаған ақаулар жиі қауіпсіздік оқиғаларына және айтарлықтай қаржылық шығындарға әкеледі. Сондықтан үздіксіз діріл бақылауын енгізу қазіргі заманғы шахта операциялары үшін міндетті болып табылады.
Неліктен бөлінген бақылау жүйелері интеллектуалды шахта қауіпсіздігін жаңартуды әлсіретеді
Көптеген дәстүрлі көмір шахталары әлі де бөлек бақылау және басқару жүйелері архитектурасымен жұмыс істейді. Жергілікті діріл сенсорлары әдетте оқшауланған түрде жұмыс істейді, негізгі таралған басқару жүйелерімен тікелей байланысы жоқ. Қызмет көрсету топтары тек жабдық істен шыққаннан немесе физикалық ақау болғаннан кейін әрекет етеді. Бұл реактивті қызмет көрсету стратегиясы шахталарды жыл сайын 15-тен 20 күнге дейін жоспарланбаған тоқтауларға мәжбүр етеді. Сонымен қатар, бөлшектенген деректер жиынтығы Industry 4.0 талап ететін болжамды басқаруды қолдай алмайды. Сондықтан жүйені интеграциялау шахта автоматтандыруын дамыту және операциялық үздіксіздікті қамтамасыз ету үшін маңызды талапқа айналды.
ABB DCS және Bently Nevada үйлесімді интеграциясының техникалық негізі
Бұл өнеркәсіптік автоматтандыру шешімі өндірісті басқару мен жабдық күйін бақылауды толық үйлестіреді. ABB таралған басқару жүйесі бүкіл шахта операциялары үшін орталық деректерді өңдеу және басқару орталығы ретінде қызмет етеді. Bently Nevada жоғары дәлдіктегі TSI сенсорлары тәулік бойы жоғары жиілікті діріл деректерін үздіксіз жинайды. Бұл құралдар айналмалы біліктер мен мойынтіректердегі 0,01 мм деңгейіндегі микродіріл өзгерістерін анықтайды. Стандартты өнеркәсіптік автобус протоколдары 100% нақты уақыттағы деректерді жоғалтусыз және кешіктірмей жеткізуді қамтамасыз етеді. Нәтижесінде, интеграцияланған платформа деректерді жинау, аналитикалық өңдеу, дабыл генерациясы және басқару орындалуын біртұтас жұмыс ағынына біріктіреді.
Дәстүрлі діріл мониторингі әдістеріне қарағанда ерекше техникалық артықшылықтар
Тәуелсіз діріл детекторларынан айырмашылығы, бұл біріктірілген шешім жабдықты жабық циклді басқару әрекеттерін белсенді қолдайды. Жүйе жер асты көмір ортасына тән ішкі қауіпсіздік стандарттарына негізделген көп деңгейлі дабыл шектерін жүзеге асырады. Діріл өлшемдері критикалық шектерге жақындағанда, DCS жабдықтың жұмыс параметрлерін автоматты түрде реттеп, кенет тоқтауларды болдырмайды. Бұл алдын алу шарасы өндірістік үзілістерді азайтып, жалпы шахта өнімділігіне әсерін төмендетеді. Сонымен қатар, шеттегі есептеу модульдері нақты уақытта аномалияларды тікелей алаң деңгейінде анықтайды. Бұл архитектура бұлтқа деректерді жіберу кешігулерін азайтып, төтенше жағдайларға жауап беру жылдамдығын 40% арттырады, бұл уақытқа сезімтал қауіпсіздік шаралары үшін өте маңызды.
Шэньси провинциясындағы интеллектуалды көмір шахтасының дәлелденген жұмыс нәтижелері
Шэньси провинциясындағы ірі интеллектуалды көмір шахтасы 2025 жылдың екінші тоқсанында жүйесін жаңартуды аяқтады. Жобаға 12 негізгі конвейер белдеуі және 4 ауыр жүк ұнтағыш бірлігі кірді. Инженерлік топтар барлық жабдықтарды Bently Nevada 3300 сериялы діріл сенсорларымен қайта жабдықтады. Сенсор деректері ABB AC800M DCS басқару платформасымен толық синхрондалды. Алты ай тұрақты жұмыс істегеннен кейін шахта барлық негізгі көрсеткіштер бойынша айтарлықтай өнімділік жақсаруларын тіркеді:
- Механикалық дірілден туындайтын ақаулар саны жылына 28-ден тек 4-ке дейін төмендеді.
- Жоспарланбаған өндірістік тоқтаулар өткен жылмен салыстырғанда 82,3% азайды.
- Жылдық қызмет көрсету және ауыстыру шығындары $210,000-нан астам төмендеді.
- Ең бастысы, бағалау кезеңінде шахтада механикалық қауіпсіздік оқиғалары нөл болды.
Шахта автоматтандыру стратегияларының дамуы туралы автордың көзқарасы
Қазіргі интеллектуалды трансформация бастамалары көмір өндіруде негізінен пассивті тәуекелдерді болдырмауға бағытталған. Алайда Industry 4.0 шахтасының болашағы барлық активтер кластарында толық циклді белсенді болжамды қызмет көрсетуді талап етеді. DCS-пен TSI интеграцияланған архитектурасы деректердің бөлшектену мәселесін тікелей шешеді. Ол алаң деңгейіндегі сенсорлық деректер мен кәсіпорын деңгейіндегі өндірісті басқару шешімдері арасындағы алшақтықты жояды. Сонымен қатар, бұл біріккен платформа кейінгі цифрлық егіз модельдеу және симуляция үшін дәл базалық деректерді қамтамасыз етеді. Менің кәсіби бағалауымша, брендтер аралық жүйе интеграциясы негізгі жаңарту бағытына айналады. Бұл тәсіл қатаң қауіпсіздік өндіріс талаптарын ұзақ мерзімді операциялық тиімділік мақсаттарымен тиімді үйлестіреді.
Интеллектуалды шахта қауіпсіздігін басқару жүйелерінің болашақ бағыттары
Зауыттық автоматтандыру және өнеркәсіптік ЖИ шахта қауіпсіздігін басқару мүмкіндіктерін одан әрі жақсартады. Болашақ нұсқалар PLC негізіндегі логикалық басқаруды үлкен деректерге негізделген ақау болжам алгоритмдерімен біріктіреді. Тарихи діріл деректері жабдықтың денсаулығын кешенді бағалау дерекқорларын қалыптастырады. Жүйе содан кейін қолмен араласусыз интеллектуалды ақау болжамдарын ұсынады. Соңында, толық автоматтандырылған болжамды операциялар жер асты өндіруінің соңғы өнеркәсіптік мақсаты болып табылады. Бүгінгі таңда бұл біріктірілген шешімдерді қабылдаған ұйымдар қауіпсіздік, тиімділік және шығындарды бақылауда айтарлықтай бәсекелестік артықшылықтарға ие болады.
Қолдану сценарийі: үздіксіз өндіру операциялары үшін интеграцияланған діріл мониторингі
Қолайлы салалар: Жер асты көмір өндіру, минералдарды өңдеу, цемент өндірісі және ауыр материалдарды өңдеу.
Негізгі жабдықтар: Конвейер жүйелері, ұнтағыштар, ұнтақтағыштар, желдеткіштер, сорғылар және үздіксіз жұмыс істейтін айналмалы машиналар.
Іске асыру жоспары:
- Маңызды айналмалы активтерге Bently Nevada 3300 сериялы TSI жақындық зондтары мен акселерометрлерін орнату.
- Діріл бергіштерін ABB AC800M DCS-ке Profibus немесе Modbus TCP байланыс протоколдары арқылы қосу.
- ISO 10816 машина діріл стандарттарына сәйкес көп сатылы ескерту шектерін баптау.
- Дабыл іске қосылғанда автоматты жүктемені азайту немесе жылдамдықты төмендету үшін DCS логикасын бағдарламалау.
- Жергілікті деректерді алдын ала өңдеу және жылдам аномалия анықтау үшін шеттегі есептеу түйіндерін орналастыру.
- Нақты уақыттағы діріл үрдістері мен тарихи талдаулар үшін орталықтандырылған бақылау тақтасын құру.
Күтілетін нәтижелер:
- Механикалық ақаулар жиілігін 85%-дан астам төмендету.
- Жоспарланбаған тоқтауларды 80%-ға дейін азайту.
- Қолмен тексерудегі көрінбейтін жерлерді жою.
- Күйге негізделген қызмет көрсету кестесін енгізу.
- Интеллектуалды шахта қауіпсіздігі сертификаттау талаптарына сәйкестік.
Мұнай, газ және химия өнеркәсібі үшін PLC және DCS шешімдеріне маманданған өнеркәсіптік автоматтандыру инженері Гу Цзинхунг жазған.
