ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Область применения изобретения.
Изобретение имеет отношение к технологическойя установке для непрерывного процесса переработки полезных ископаемых. Подобные технологические установки включают, например, дробилку, просеивающую машину и загрузочный агрегат.
В результате развития автоматизации, различных блоков обработки, таких как загрузочные агрегаты, дробилки, конвейеры и просеивающие машины, больше нет необходимости постоянно следить за ними во время их работы. Например, в самоходной рельсовой дробилке нет определенного места для оператора, но машина запускается и настраивается, чтобы быть пригодной для работы с использованием интегрированного графического пользовательского интерфейса автоматической системы дробилки, до и во время загрузки дробилки.
Известный графический пользовательский интерфейс агрегата дает много информации о его работе, например, о загрузке (рабочая скорость, мощность, давление, дебит, напряжение, ток, верхние пределы поверхности породы и т.д.) и о контроле за блоками обработки (загрузочный агрегат, дробилка, просеивающая машина, конвейеры, магнитные разделители, и т.д.), а также о состоянии и неполадках другого оборудования и деталей (например, топливо и другой расход жидкостей, температура рабочей жидкости, количество оборотов в минуту и температура мотора, неисправности мотора и т.д.). Известные пользовательские интерфейсы также включают возможность управлять машиной и регулировать технологический процесс несколькими путями (например, управление треками, запуск, остановка и рабочая скорость, а также контроль -запуска различных блоков обработки, контроль мотора, etc.).
Контроль дробилки с удаленного контрольного пункта известен из публикации JP-8-155326. Согласно этому документу, в кабине экскаватора, который снабжает дробилку, оборудована контрольная панель 56, соединенная кабелем с силовыми приводами дробилки, то есть с клапанами силового привода 37, 38. В кабине также содержится видео
монитор обозрения, соединенный через отдельную линию с видео камерой, которая следит за дробилкой.
Однако, механизм прототипа имеет ту проблему, что оператор не получает информацию о работе агрегата/машин/установки во время их использования. Например, оператор экскаватора технологической установки согласно JP-8-155326 может контролировать процесс со своего удаленного контрольного устройства. Однако, он не имеет возможности эффективно контролировать процесс, потому что не получает информацию о работе агрегата/машин/установки в кабину экскаватора, кроме как зрительно, через изображение на видеокамере в фиксированной ограниченной точке машины. Единственный способ получить информацию - это зрительный контроль, в случае, когда становятся видимы основные неполадки, а также различные автоматические системы сигнализации, оснащенные лампочкой или звуком.
Видимые неполадки включают, например, полную остановку различных блоков обработки. Однако, например, остановка загрузочного агрегата может быть вызвана не только неисправной работой, а также оказаться реакцией контрольного устройства дробилки на избыточную скорость подачи. В данной ситуации оператор не знает как реагировать: остановить работу или просто снизить скорость подачи. Также, оператор не может предсказать приходящие изменения, например, вызываемые повышенной температурой мотора или рабочей жидкости, или утечкой топлива.
Ситуация еще хуже для оператора, чей агрегат/машины/установка не оборудованы удаленным контролем. В этом случае оператор может только, первично настроить работу агрегата/машин/установки по стандарту, используя интегрированный графический интерфейс пользователя автоматических систем агрегата/машин/установки, а затем сесть в экскаватор, чтобы обеспечивать подачу в агрегат/машины/установку. Если затем оператор заметит, что агрегат/машины/установка несбалансированны, он может только остановить подачу и идти настраивать агрегат/машины/установку в новое стандартное состояние и вернуться в экскаватор, чтобы возобновить подачу в агрегат/машины/установку. Возможно, потребуется повторить эту процедуру несколько раз, пока не будет достигнут необходимый баланс между блоками переработки.
Кроме неисправной работы потребность в настройке может быть вызвана естественными отличиями в подаваемом материала, например, различными физическими свойствами подаваемого материала, различным гранулометрическим составом частиц, различными условиями влажности или изменениями непременных условий работы загрузочного агрегата, такими как расстояние между наносом породы и машиной, недостаток пространства, etc. Эти факторы могут изменяться не только между, но и внутри работающих узлов.
Техническим результатом настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков, а также представить технологическую установку для непрерывного процесса переработки полезных ископаемых, где возможно контролировать одну или более машин установки с удаленного контрольного пункта и одновременно получать информацию о состоянии машины/машин с помощью приспособления, которое просто в применении.
Изобретен новый тип удаленного пользовательского интерфейса. Существенно для изобретения, что удаленный контроль включает дисплейное устройство, которое снабжено контрольными кнопками или чем-то подобным, и которое переводит информацию от полевой шины агрегата/машин/установки, например, CAN - шины на удаленный контрольный пункт. Посредством дисплея возможно инструктировать оператора агрегата/машин/установки, который находится в упомянутом удаленном контрольном пункте. Соответствующим образом дисплейное устройство можно использовать с целью контроля полевой шины машины.
Инструктирующее дисплейное устройство может включать в себя контролирующий интерфейс, сходный с интегрированным графическим интерфейсом системы автоматики машины.
Изобретение приводится в исполнение при помощи беспроводной передачи информации, например, с использованием известной технологии Bluetooth. Радио связь полевой шины может передавать всю информацию между полевой шиной установки и ее компонентами и удаленным пользовательским интерфейсом. Благодаря беспроводной передаче информации, меньше требуется проводов, что уменьшает восприимчивость установки к неисправностям.
Существуют другие известные технологии, подходящие для реализации изобретения с использованием беспроводной передачи данных, включают, например, WLAN, GPRS, EDGE и UMTS.
Вся информация, которая появляется на дисплее при помощи графического пользовательского интерфейса, установлена как составная часть установки, также как и все настройки, включая управление треками, могут проявляться в реальном времени на дисплее удаленного пользовательского интерфейса. Если необходимо, удаленный пользовательский интерфейс может быть выполнен как «удешевленная» версия встроенного дисплея установки.
Удаленный пользовательский интерфейс может быть установлен на удаленном контрольном пункте стационарно или может быть переносным (портативное дисплейное устройство). Он может иметь питание от электросети по месту работы, или может быть снабжен батареей, чтобы его можно было переносить в активированном состоянии. Кроме того, удаленный пользовательский интерфейс, согласно изобретению, может замещать собственный встроенный пользовательский интерфейс путем установки дока на машину для удаленного пользовательского интерфейса. Оператор может перемещаться с удаленным пользовательским интерфейсом по направлению к установке и присоединять удаленный пользовательский интерфейс к машине, если есть необходимость быть рядом с машиной во время контроля. Также возможно установить интегрированный пользовательский графический интерфейс машины, если он соединен с полевой шиной параллельно с беспроводной системой передачи информации.
Удаленный пользовательский интерфейс согласно изобретению имеет несколько преимуществ:
Сохранение времени оператора загрузочного агрегата. Если оператору загрузочного агрегата/машины/установки нет необходимости покидать кабину загрузочного агрегата, чтобы настраивать агрегат/машины/установку, где вход может в зависимости от конфигурации агрегата/машин/установки, быть
приблизительно таким же, как и выход, может продолжать работу практически не прерываясь, контролируя одновременно процесс.
В контроле могут быть достигнуты те же результаты, что при использовании интегрированной контролирующей системы агрегата/машин/установки.
Информация представляется в реальном времени: есть возможность реагировать сразу же на предсказуемые изменения, а также на аномальные изменения температуры или вытекания топлива.
Повышенная безопасность, потому что нет необходимости покидать место работы на время контроля: некоторые настройки процесса (например, калибровка установок дробилки) требует того, чтобы забираться на агрегат/машины/установку, что всегда содержит угрозу безопасности.
Находясь на улице, оператор всегда подвержен пыли, шуму и другим климатическим воздействиям.
В случае повреждения загрузочного агрегата или замены загрузочного агрегата по какой-либо причине, пользовательский интерфейс может быть установлен в кабине нового агрегата.
Выявление неисправностей становится проще: легко можно переносить портативный удаленный пользовательский интерфейс при обходе  агрегата/машин/установки с целью исследования возможного места неисправности, а также попытаться воздействовать на работу агрегата при помощи удаленного пользовательского интерфейса. Ранее для выявления неисправностей было необходимо два оператора.
Использование связи Bluetooth или другой технологии, предназначенной для вышеупомянутой беспроводной передачи данных, делает также возможным использование устройств PDA (персональные помощники по данным) дополнительно к устройствам удаленного пользовательского интерфейса, поддерживаемых поставщиками устройства, например, портативные компьютеры или коммерческие мобильные терминалы или мобильные терминалы данных (например, так называемые коммуникаторы, такие как Nokia).
Работая на разных рабочих местах, оператор загрузочного агрегата или кто-то другой может использовать свою персональную приемно-передающую
радиостанцию (радиопередатчик) и персональный пользовательский интерфейс для связи с агрегатом, оснащенным совместимой полевой шиной.
В дальнейшем изобретение будет описано детально со ссылкой на рисунки в приложении, где на
Фиг.1 изображена типичная технологическая установка для непрерывного процесса переработки полезных ископаемых, расположенная на рабочем месте
Фиг.2. изображена структура контрольной системы установки, и
Фиг.3. изображено конкретное исполнение пользовательского интерфейса (дисплейного устройства).
На Фиг.1. изображена технологическая установка для непрерывного процесса переработки полезных ископаемых, расположенная на рабочем месте на открытом наземном пространстве, там, где изобретение может быть использовано. На фиг. загрузочный агрегат 1 для минеральных материалов, который передвигается посредством собственной движущей силы, и чья кабина 2 составляет удаленный контрольный пункт, и будет описана ниже. В случае, представленном на рисунке, загрузочный агрегат 1 является экскаватором. Кроме того, установка содержит три отдельные перерабатывающие машины для полезных ископаемых, которые соединены вместе так, что загрузочный агрегат 1 подает груз в первую машину, то есть, в дробилку 3, и порода, прошедшая обработку в дробилке, поступает по конвейеру в следующую дробилку 4, а оттуда в третью машину -комбинированную дробилку и просеиватель 5. Как дробилка 1, так и перерабатывающие машины 3, 4, 5,- самоходные и рельсовые.
Функция дробилок - уменьшать размер частиц породы, которая в них поступает. Функция просеивающей машины - разделять полученные частицы на определенные фракции.
На Фиг.2. изображен принцип строения контрольной системы. Дробилка 3 обычно содержит полевую шину 6, на рисунке изображена шина CAN. Шина CAN (CAN=Controller Area Network) изначально предназначена для передачи информации в реальном
времени от рассредоточенных контрольных систем для подвижных составов. Шина CAN связан различными силовыми приводами и датчиками с машиной, и он предназначен для передачи данных между ними. Следовательно, эта шина 6 является общим для разных датчиков и силовых приводов, используемых при передаче в цифровом виде данных, соответствующих измерениям от датчиков, также как и измерения и контрольные данные с силовых приводов, а также другие сообщения, например, сигналы тревоги и калькуляторные сообщения. Полевую шину можно также назвать контрольной шиной.
В дробилке, изображенной на рисунке, полевая шина 6 соединена с контрольными модулями 7, которые связаны с датчиками, концевыми выключателями, аварийными выключателями, контрольными кнопками, etc. Модули снабжены собственными возможностями переработки, то есть, они «умные» до некоторой степени. На рисунке изображен контрольный модуль гидравлической системы НСМ (гидравлический контрольный модуль), контрольный модуль мотора (ЕСМ), и контрольный модуль для силовых приводов, таких как загрузочный агрегат, дробилка, просеиватель, конвейер, магнитный сепаратор и управляющие треки (модули контроля устройств, DCM). Отдельная моторная шина 8 соединяет контрольный модуль мотора с мотором.
Контрольный модуль 7 собирает и перерабатывает информацию и передает ее на полевую шину 6, где другие контрольные модули 7 могут читать информацию, если необходимо. На рисунке также изображен графический пользовательский интерфейс, встроенный в машину, т.е., дисплейное устройство 9 с дисплейным экраном и контрольными кнопками для контроля за машиной и для представления информации. Дисплейное устройство 9 связано с полевой шиной 6 параллельно с передающей радиостанцией (радиопередатчиком) 10, который установлен для передачи информации, перемещенной через шину беспроводным способом на пользовательский интерфейс на удаленном контрольном пункте 2, т.е. дисплей 11 с дисплейным экраном На и контрольными кнопками 11b для ввода контрольной информации. Дисплейное устройство 11 связано антенной 11с с радиопередатчиком 10, и связан с машиной. Движение информации шины между радиопередатчиком 10 машины и дисплейным устройством 11 идет беспроводным способом., другими словами, беспроводная связь является продолженной частью шины. Таким образом, пользовательский интерфейс на удаленном контрольном центре может получать информацию о статусе машины, переданную на шину, которая может содержать
различные измерения, данные датчиков, а путем использования контрольных кнопок 11b пользовательского интерфейса, можно передавать контрольные команды на шину, чтобы контролировать силовые приводы машины через шину 6, т.е., дисплейное устройство 11 может быть использовано также, как и интегрированный пользовательский интерфейс 9 машины.
Дисплейное устройство 11 может находиться в кабине 2 экскаватора, как показано на Фиг.1, которое, в данном случае, является удаленным контрольным пунктом. Это может также располагаться на стационарном удаленном контрольном пункте, таком как рабочий вагончик, или барак. На Фиг.3 изображен силовой привод 11 вид сзади в перспективу, демонстрируя на своем днище коннектор быстрой связи 12, для закрепления в подходящем расположении, например, в кабине экскаватора, и для легкого снятия, если устройство необходимо перенести в случае, например, выявления неисправностей. Следовательно, дисплейное устройство 11 портативно и содержит собственный источник питания, соответственно может использоваться, например, в диагностических целях, когда находится поблизости от машины 3, за пределами удаленного контрольного пункта 2.
Дисплейное устройство 11, которое располагается на удаленном контрольном пункте, или его можно переносить с собой, можно использовать для визуализации различных предупреждений, значений давления, скорости, состоянии мотора, скорости подачи, etc. Пользователь дисплейного устройства может также устанавливать различные значения, вводя соответствующие данные в дисплейное устройство, например, изменение пределов давления или изменение стоимости основной деятельности, например, когда изменяется подаваемый материал.
В комбинации Фиг.1., контроль различных машин может быть связан друг с другом, чтобы иметь общую полевую шину 6, где будет иметься беспроводная. связь 10. (связь) с дисплейным устройством 11, расположенном на удаленном контрольном пункте (в кабине) 2. Тем не менее, возможно также, чтобы каждая машина имела собственную шину и отдельную беспроводную связь 10 с. тем же дисплейным устройством 11, где можно выбрать, какую машину контролировать/наблюдать, выбирая, например, соответствующий канал связи на дисплейном устройстве. Это можно осуществить в машинах, которые функционально разделены друг с другом на рабочем месте, где две или больше машин,
каждая имеет отдельную полевую шину 6 и, соответственно, беспроводную связь 10, контролируются одним пользовательским интерфейсом, например, дисплейным устройством 11 на удаленном контрольном пункте 2.
Дисплейное устройство 11 может также связываться с несколькими машинами одновременно без необходимости изменения частоты связи в отдельности. В этом случае отдельное дисплейное устройство может контролировать различные машины и показывать функциональные данные нескольких машин одновременно.
Изобретение не ограничивается данным исполнением, изображенным на рисунках. В описании будет обсуждаться преимущественно шина CAN, как часть изобретения, но изобретение можно применять аналогично во всех дробилках и просеивающих машинах, в которых есть полевая шина соответствующего принципа. Подобные шины содержат, например, Profibus and Modbus.
Также, изобретение не ограничивается единственной структурой шины или названиями, распределением функций или числом контрольных модулей. Структура и число контрольных модулей 7 показано на примере Фиг.2., а также распределение функций между контрольными модулями, было выполнено как исполнение изобретения, которое хорошо справляется с контрольными задачами на практике. На практике возможно соединять только один контрольный модуль или альтернативно определить число контрольных модулей в шине 6, зависящее в первую очередь от числа объектов контроля и мониторирования, а также числа входов и выходов связи контрольных модулей.
Передача информации между дробилкой или просеивающей машиной и пользовательским интерфейсом на удаленном контрольном пункте может быть осуществлено с использованием технологии Bluetooth, а также с помощью других способов беспроводной передачи информации.
Кроме того, изобретение может легко быть установлено на существующих технологических установках, которые содержат уже полевую шину в дробилках и просеивающих машинах. Таким образом, видоизменение установки до того вида, который будет контролироваться с удаленного контрольного пункта, требует портативного
дисплейного устройства и установки беспроводной связи с полевой шиной машины. В то же время, может быть установлен собственный пользовательский графический интерфейс машины.
В полезном исполнении полевая шина 6 машины и соответствующая беспроводная связь 10 связаны друг с другом посредством соединительного разъема. Это делает возможным то, например, что при переезде с одного рабочего места на другое оператор дробилки или кто-то другой может соединять свой собственный радиоприемник 10 и собственное дисплейное устройство 11 с дробилкой и просеивающей машиной 3, 4, 5, работающих в репных местах, чтобы это поддерживать, они должны быть снабжены совместимой полевой шиной 6.
Изобретение не ограничивается любым из приведенных типов пользовательского интерфейса для дисплейного устройства. Например, вместо отдельных механических контрольных кнопок 11b, дисплейное устройство может быть снабжено сенсорным экраном 11а, в котором в рабочем положении контрольные кнопки встроены в экран дисплея.
Кроме того, изобретение не ограничено единственной технологией передвижения технологической установки для непрерывного процесса переработки минеральных материалов. Машина может транспортироваться либо быть самоходной. Кроме того, машина может быть на колесах или рельсовая.
Изобретение не ограничивается спецификой загрузочного агрегата 1. Загрузочным агрегатом может служить не только экскаватор, но также пневмоколесный погрузчик, бульдозер или опрокидыватель.