Zastosowanie współczesnej automatyzacji maszyn w rozwiązaniach przeznaczonych dla maszyn górnictwa odkrywkowego

Współczesne sterowniki programowalne i połączone za pomocą sieci komunikacyjnych (PROFINET, PROFIBUS) przemienniki częstotliwości z silnikami indukcyjnymi są obecnie powszechnie stosowane do zasilania oraz realizacji technologicznych algorytmów sterowania maszyn górnictwa odkrywkowego.

Współczesne rozwiązania górnictwa odkrywkowego bardzo często w realizacjach aplikacyjnych posiadają zaawansowane technologie sterowania, regulacji, komunikacji i diagnostyki. Opracowywanie rozwiązania i wdrażanie koncepcji sterowania maszyny górniczej jest procesem bardzo złożonym, który, między innymi, składa się z wielu etapów jak: projektowanie, modelowanie i symulacja, obliczenia podstawowych danych i parametrów konstrukcyjnych maszyn, projektowanie algorytmów sterowania maszyny, programowanie maszyn i uruchamianie systemów sterowania, optymalizacja nastaw struktur regulacji.

Koncepcja zintegrowanej automatyki (TIA Siemens) pozwala na pełną integrację sprzętu i oprogramowania w środowisku programistycznym, co znacznie ułatwia w/w etapy oraz rozruch, parametryzację, tworzenie programów, analizę i diagnostykę. Współczesna technologia automatyzacji oparta jest na koncepcji integracji funkcjonalności rozwiązań technologicznych z sekwencyjną logiką zawartą w sterownikach PLC SIMATIC. Zadania tworzonej aplikacji są optymalizowane przez przekazywanie informacji pomiędzy sieciami przemysłowymi oraz technikami napędowymi wraz implementacją systemów sieciowego sterowania. Każde zadanie napędu, mające swoje własne wymagania może zostać zaadresowane zarówno w sposób standardowy poprzez PLC, jak również „elastyczny” w strukturze oprogramowania napędu elektrycznego, zależnie od poziomu zastosowania zintegrowanej technologii w strukturze przemienników i przekształtników – modele definiuje standard PROFIdrive. Możliwe przy tym jest współdziałanie programów sterujących tworzonych w środowisku programistycznym sterowników oraz przestrzeni parametrycznej algorytmów falowników.

Dane pomiędzy falownikami mogą być wymieniane za pomocą odrębnej sieci światłowodowej SIMOLINK lub wydzielonej sieci PROFINET czy też odrębnej PROFIBUS (SIMATIC NET). Obecne rozwiązania algorytmów sterowania, zaimplementowane w jednostkach DSP sterujących tranzystorami IGBT falowników (SIMOVERT, SINAMICS) umożliwiają:

• wektorową regulację prędkości z zamkniętym sprzężeniem zwrotnym
• wektorową regulację częstotliwości bez czujnika prędkości obrotowej
• wektorową regulację momentu
• sterownie skalarne
• regulację  Master-Slave
• regulację położenia wału

Sterownik PLC wypracowuje i wysyła za pomocą sieci komunikacyjnej sygnały sterujące dla falowników jazdy oraz wartości zadane wynikające z aktualnego kąta skrętu gąsienic oraz zadanej przez operatora prędkości jazdy maszyny wyliczone z zależności geometrycznych wartości ograniczeń momentu. Dostępność struktur programistycznych w logice sterowania przemiennikami pozwala na poprawne wykonanie założeń technologicznych oraz możliwość wprowadzania korekt i poprawek pochodzących od regulowanych wielkości, co umożliwia:

• sterowanie pojedynczymi gąsienicami
• redukcję drgań i naprężeń w elementach konstrukcyjnych

Na maszynach górnictwa odkrywkowego występują różnego rodzaju oddziaływania wzajemne pomiędzy samymi napędami elektrycznymi czy mechanicznymi oraz napędami elektromechanicznymi a konstrukcją mechaniczną. Projektowanie i programowanie algorytmów wymaga oprócz bardzo dobrej znajomości algorytmów sterowania samym falownikiem, zjawisk elektromagnetycznych zachodzących w silnikach, optymalizacji nastaw struktur regulacji, ciągłego kontaktu z projektantami maszyny celem weryfikacji poprawności zastosowanych rozwiązań i ich wpływu na konstrukcję maszyny. Nie zawsze to, co pozytywnie zobrazowano na przebiegach dynamicznych będzie miało właściwy i pozytywny wpływ na pracę i trwałość konstrukcji, bezawaryjność oraz bezpieczeństwo w pracy maszyny górniczej, co jest najważniejsze.

Serdecznie zapraszamy Państwa do zapoznania się z naszą ofertą usług na stronie www.simlogic.pl oraz do składania zapytań za pośrednictwem sklepu internetowego www.simlogic-automationtradecenter.pl.