Neðanjarðar námuhífur flytja fólk og efni þúsundir metra neðanjarðar á hverjum degi. Þessar þungu vélar vinna við erfiðar aðstæður þar sem öryggisvillur geta leitt til alvarlegra slysa. TheSiemens HMI(Human-Machine Interface) kerfi gegnir lykilhlutverki við að vernda námulyftur með tveimur mikilvægum aðgerðum: yfirvindsvörn og vöktun strengspennu. Þessi grein útskýrir hvernigSiemens HMItækni bætir öryggi og áreiðanleika fyrirneðanjarðar námuhífastarfsemi.
Hvers vegna yfirvindsvörn og reipispenna skipta máli í neðanjarðarnámu
Anneðanjarðar námuhífaferðast upp og niður lóðrétta stokka á miklum hraða. Ofvindur á sér stað þegar lyftugámurinn færist framhjá venjulegum stöðvunarstað efst eða neðst á skaftinu. Þetta getur valdið árekstri, broti á reipi eða banvænum meiðslum. Öryggisreglur í námum krefjast yfirvindvarnarkerfa sem bregðast hraðar en 0,1 sekúndu með staðsetningarvillu undir 50 millimetrum.
Víra reipi bera alla þyngd lyftubúrsins og álag þess. Í núningslyftum með mörgum-reipi skapar ójöfn spenna milli strenga of mikið slit á einstökum strengjum. Samkvæmt öryggisstöðlum námuvinnslu verður spennumunur á milli einstaks strengs og meðaltalsins að vera innan ±10 prósenta. Þegar spennuójafnvægi fer yfir þessi mörk geta reipi klikkað eða lyftan farið af sporinu.
Hefðbundin hliðræn stjórnkerfi eiga í erfiðleikum með að fylgjast með þessum breytum með nægum hraða og nákvæmni. Nútíma stafræn kerfi byggð í kringSiemens HMIvélbúnaður skilar gögnum í-rauntíma og sjálfvirkum verndarviðbrögðum sem vélræn kerfi geta ekki passað við.
Siemens HMI: Kjarninn í nútíma námuhífingarstýringu
TheSiemens HMIkerfið vinnur með Siemens S7-400 PLC stýringar til að mynda heilann í öryggiskerfi námuhífunnar. Stjórnskápurinn notar 10,4 tommu litasnertiskjá sem sýnir lyftustöðu, hraða, strengjaspennu og viðvörunarstöðu í rauntíma. Rekstraraðilar geta skoðað þróun gagna í beinni, stillt verndarbreytur og skoðað atburðaskrár beint í gegnum viðmótið.
Kerfið notar Profibus-DP og Ethernet tvískipt samskipti til að tengja skynjara, bremsur og mótor drif. Óþarfi aflgjafi og varaforritaeiningar skiptast yfir á innan við 0,3 sekúndum ef aðalstýringin bilar. Þessi offramboð tryggir að verndarkerfið haldi áfram að virka jafnvel þegar vandamál eru í einum íhlut.
Afköst yfirvindvarnarkerfis
Yfirvindsvörnin notar bæði hugbúnaðar- og vélbúnaðarlög til öryggis. Hugbúnaðar-undirvindavörn reiknar út lyftustöðu með því að nota kóðaragögn með ±0,01 gráðu nákvæmni. Þegar búrið nálgast skaftenda, kveikir kerfið fyrst á hægagangi, síðan neyðarhemlun ef búrið heldur áfram framhjá viðvörunarpunktinum.
Varavörn vélbúnaðar notar-snertilausa segulrofa sem eru festir á mikilvægum skaftstöðum. Þessir rofar virka óháð hugbúnaðarkerfinu. Ef bæði hugbúnaðar- og aðalvélbúnaðarvörnin mistakast, virkjar lokaþyngdartakmörkunarrofi- vélrænu bremsuna beint.
Vettvangsmælingar sýna heildinayfirvindsvörn fyrir námulyftingunær 0,08 sekúndna viðbragðstíma og 32 millimetra stöðvunarnákvæmni. Þessi frammistaða uppfyllir og fer yfir 0,1 sekúndu og 50 millimetra öryggiskröfur iðnaðarins.
Raunveruleg-Tímaspennueftirlitstækni
Thespennueftirlitskerfi fyrir vír reipinotar vökvaþrýstingsskynjara sem eru settir upp á hvern reipihengispunkt. Þessir skynjarar umbreyta strengspennu í rafmagnsmerki með ±0,5 prósent nákvæmni í fullri-skala. TheSiemens HMIsýnir spennugildi fyrir öll einstök reipi samtímis, ásamt heildarálagi og spennumunarprósentum.
Kerfið tekur sýnishorn af spennugögnum 100 sinnum á sekúndu og beitir stafrænni síun til að fjarlægja titringshljóð frá hreyfingum lyftu. Þessi síun tryggir að álestur endurspegli raunverulegan hleðsluþyngd, ekki tímabundið áfall vegna reipisveiflu. Þegar einhver reipi sýnir spennu sem er 10 prósent yfir eða undir meðallagi, kveikir kerfið á hljóðmerki og getur sjálfkrafa komið af stað stýrðri hægagangi.
Rekstraraðilar geta skoðað spennulínurit sem fylgjast með breytingum þegar lyftan færist frá yfirborði að öxulbotni. Þessi gögn hjálpa viðhaldsteymum að bera kennsl á ójafnt slit á reipi áður en það verður hættulegt.
Niðurstöður vettvangsprófa: Tilviksrannsókn á 810 metra djúpri námu
Alhliða vettvangspróf var gerð í 810-metra djúpri kolanámu með því að nota fjögurra reipa núningslyftingu með 8,18 tonna búrmassa. Prófið bar saman spennumælingar fyrir og eftir uppsetninguSiemens HMIeftirlits- og bótakerfi.
Prófskilyrði innihéldu:
- Skaftdýpt: 810 metrar
- Fjöldi hásingar: 4
- Þyngd hala: 6,62 kg á metra
- Lyftingarhraði: 12 metrar á sekúndu
- Fullur farmur: 10 tonn
Í pithead stöðu mældist heildarspenna strengsins 154,3 kN fyrir bætur. Eftir að kerfið beitti vökvajafnvægisstillingu jókst heildarspennan í 184,6 kN og gildi einstakra strengja urðu mun jafnari. Fyrir bætur var spenna einstakra strengja á bilinu 35,8 kN til 40,2 kN - sem er 12,3 prósent munur. Eftir bætur minnkaði bilið í 45,7 kN í 46,8 kN - aðeins 2,4 prósent munur.
Á miðju skaftinu (390 metra dýpi) mældist heildarspennan 111,2 kN fyrir bætur og 129,5 kN eftir bætur. Spennuójafnvægið lækkaði úr 11,6 prósentum í 3,1 prósent. Á botni holunnar var heildarspennan 68,1 kN fyrir og 83,1 kN eftir bætur, en ójafnvægi batnaði úr 6,0 prósentum í 4,2 prósent.
Þessar prófunarniðurstöður sannavöktunarkerfi strengspennu með Siemens HMIdregur úr spennuójafnvægi um 65 til 75 prósent yfir allar skaftstöður.
Öryggisstaðlar og kerfisáreiðanleiki
Allt stjórn- og verndarkerfið uppfyllir SIL 3 (Safety Integrity Level 3) samkvæmt IEC 61508 staðli. Þessi einkunn þýðir að líkurnar á bilun á eftirspurn eru undir 1 af hverjum 10.000 aðgerðum. Kerfið fylgir einnig þýskum TAS stöðlum fyrir bolslyftingakerfi.
Í Woodsmith námunni í Bretlandi útvegaði Siemens rafmagnsbúnað fyrir tvær Blair Multi-reimalyftur sem starfa 1.450 metra undir sjávarmáli. Hver hásing ber 35-tonna hleðslu á 18 metrum á sekúndu með 9,3 megavatta samstilltum mótorum. COBRA01 fjölrása bremsukerfið, þróað í samvinnu við OLKO, vinnur meðSiemens HMI fyrir námuvinnsluað afhenda SIL 3 vottaða vernd.
Thestjórnborðstækni fyrir námuhásingarinniheldur innbyggða- greiningaraðgerðir sem prófa stöðugt skynjarainntak, úttaksliða og bremsurásir. Sjálfvirk sjálf-sjálfpróf eru keyrð á 24 klukkustunda fresti og skrá niðurstöður fyrir öryggisúttektir. Ef kerfið greinir bilun í einhverri verndarrás, gerir það rekstraraðilum viðvart og kemur í veg fyrir notkun lyftingar þar til vandamálið er leiðrétt.
Helstu kostir fyrir námurekstur
Námur sem nota Siemens HMI yfirvindsvörn og vöktun strengspennu sjá mælanlegar umbætur á þremur meginsviðum.
Í fyrsta lagi minnkar öryggisáhættan verulega. Tvöfalt-lag yfirvindsvörn og stöðugt spennueftirlit draga úr líkum á reipibroti eða skaftárekstrum. Í 810 metra námuprófinu hélst spennuójafnvægi vel innan ±10 prósenta eftirlitsmarka allan tímann.
Í öðru lagi lækkar viðhaldskostnaður. Með því að fylgjast með spennumynstri geta námur skipulagt skiptingu á reipi byggt á raunverulegu sliti í stað fastra tímabila. Samræmd spennuhleðsla lengir endingartíma strengsins um 20 til 25 prósent miðað við ójafnvægi.
Í þriðja lagi batnar spenntur í framleiðslu. Kerfið dregur úr ófyrirséðum stöðvun sem stafar af fölskum viðvörunum eða óþekktum reipiskilyrðum. Rauntíma HMI gögn gera rekstraraðilum kleift að gera skjótar breytingar án þess að stöðva framleiðslu fyrir handvirkar skoðanir.
Neðanjarðar öryggiskerfi fyrir námuhífingar með Siemens HMI tækni veitir námuvinnsluaðilum bæði vernd og framleiðni. Með nákvæmri yfirvindsviðbrögðum, nákvæmu spennueftirliti og sannaðri afköstum á vettvangi, hjálpa þessi kerfi námum að starfa á öruggan og skilvirkan hátt á meira dýpi en nokkru sinni fyrr.
