Рудничные весы для учета добытого материала

​Предприятие АВИТЕК-ПЛЮС в последние годы плотно занимается решением нестандартных и специфических «весовых проблем» на предприятиях горнорудной отрасли России.

Специалистами нашего предприятия разработаны и установлены на шахтных горизонтах весовые комплексы на базе весовых дозаторов и железнодорожных весов рельсового типа.

Весовые комплексы полностью изготовлены по требованиям, предъявляемым к шахтному оборудованию, и позволяют Заказчику осуществлять весовой учёт и контроль добычи непосредственно под землёй, что позволяет значительно сократить потери от неоднократных перевозок и перегрузок, а так же точно определить количество и объёмы добычи.

 

В г. Кировск Мурманской области на Расвумчоррском руднике подземной добычи  АО «АПАТИТ» введен в эксплуатацию автоматический комплекс взвешивания вагонеток в движении. Комплекс построен на базе четырех комплектов весов вагонных ВД-30-1-4 рельсового типа, предназначенных для автоматического взвешивания в движении и полуавтоматического взвешивания в статическом режиме вагонеток ВГ-4,5.

Устройство и принцип работы весов ВД-30-1-4

Весы состоят из следующих основных элементов:

1) грузоприемного устройства (ГУ);

2) шкафа удаленного доступа (ШУД).

Грузоприемное устройство конструктивно выполнено из двух измерительных рельсов ИР65 и соединительной коробки. Измерительные рельсы устанавливаются на стандартные железобетонные шпалы типа ШС на щебеночном основании или железобетонной подливке (Рисунок 1). Возможны и иные варианты жесткой установки измерительных рельсов.

Каждый измерительный рельс ИР65 имеет два весоизмерительных тензорезисторных датчика и один температурный преобразователь. Весоизмерительный датчик ИР65 воспринимает нагрузку от колеса вагона индивидуально, независимо от других весоизмерительных датчиков.

Измерительный рельс ИР65 изготавливается объемнозакаленного рельса Р65, на современном оборудовании по специальной технологии, поэтому он способен  воспринимать такие максимальные ударные нагрузки, на какие рассчитаны объемнозакаленные железнодорожные рельсы Р65. Измерительный рельс ИР65 защищен патентом Российской Федерации.

Весы рельсового типа ВД-30 встроены в существующий железнодорожный путь на базе рельсов типа Р-33 с помощью оригинальных переходных накладок.

При прохождении вагонеток по грузоприемному устройству изменяется сопротивление тензорезисторов, и в весоизмерительном датчике возбуждается электрический сигнал, пропорциональный нагрузке на ось. Сигналы с измерительных рельсов ИР65 по кабелю поступают в контроллер шкафа удаленного доступа (длина кабеля от грузоприемных устройств до устройства ШУД – до 200 м), где происходит их предварительная обработка, и по заданному алгоритму рассчитывается масса единичной вагонетки и состава в целом.

                                                             

Структурная схема весов показана на рисунке 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.

 

Весы построены по принципу автоматизированной системы и содержат:

1)    встроенные программно-аппаратные средства контроля работоспособности;

2)    открытую архитектуру, что обеспечивает выбор оптимальной для каждого конкретного потребителя структуры.

В непосредственной близости от грузоприемных устройств располагается шкаф удаленного доступа (ШУД), который является в данном случае устройством взвешивания. ШУД и Корпоративная сеть предприятия связаны одномодовым оптоволоконным кабелем. В ШУД расположен блок вторичных преобразователей (БВП), весовой контроллер, блок энергобезопасности, медиаконвертер и оборудование беспроводной связи WiFi.

В БВП производится преобразование сигнала, пропорционального измеряемой величине (массе, температуре), в нормированный электрический сигнал. Основным измерительным элементом является электронный преобразователь, предназначенный для эксплуатации в промышленных условиях. Все измерительные каналы имеют гальваническую развязку порядка 1500 В. Монтаж кабелей от соединительных коробок к БВП осуществляется на месте эксплуатации на специальных клеммниках «под винт». После преобразования сигналы поступают на весовой контроллер.

Весовой контроллер имеет специальное программное обеспечение, работающее под управлением встроенной операционной системы реального времени QNX 6 и позволяющее решать широкий круг задач по взвешиванию и идентификации различных транспортных средств, а также температурной коррекции результатов взвешивания.

Программное обеспечение весового контроллера включает в себя следующие алгоритмы:

1)      идентификации транспортных средств;

2)      измерения и обработки информации по взвешиванию и хранению результатов взвешивания;

3)      контроля параметров движения;

4)      диагностики нештатных ситуаций.

При этом определяются:

1)    число осей вагонетки (электровоза);

2)    направление движения состава;

3)    скорость движения состава и факт нарушения допустимых скоростных режимов.

Весы обеспечивают определение в реальном масштабе времени следующих характеристик:

1)    массы вагонетки «брутто»;

Рисунок 2.

 

2)    превышения нагрузки на ось;

3)    продольного и поперечного дисбалансов (при необходимости).

Функции блока энергобезопасности:

·         развязка с входным напряжением 380 В через разделительный трансформатор;

·         автоматический ввод резервной линии питания;

·         контроль уровня питающего напряжения;

·         бесперебойное питание вторичной аппаратуры весов постоянным напряжением 24 В.

Одной из главных особенностей весового комплекса является полная автоматизация процесса взвешивания и распознавания рудничного подвижного состава (электровозы, вагонетки), что позволяет свести к минимуму влияние человеческого фактора на результаты взвешивания. Оператор работает только с результатами взвешивания и базой данных весов, которая объединяет данные взвешивания с четырех весов.

Вагонные рельсовые весы используются для взвешивания двухосных вагонеток ВГ-4.5 с жесткой базой 1250 мм (Рисунок 3) в движении в автоматическом режиме. При этом распознавание локомотивов К-14М, К-14М-Э, К-14МА, К-14-Э, К-14, 14КР-2А, 14КР, спарок локомотивов 2К-14М-Э, 2К-14, 2К-14М, определение их направления движения и скорости, а также собственно взвешивание вагонеток ВГ-4.5 выполняется автоматически.

                                                                     

Весы выполнены в удаленном исполнении: весовой контроллер расположен в непосредственной близости от грузоприемного устройства весов и связан с сервером весового комплекса по оптоволоконной линии связи. Сервер весового комплекса расположен в здании управления рудника. В диспетчерском зале рудника установлено удаленное рабочее место оператора с возможностью просмотра базы данных сервера весового комплекса. В базе данных сервера, наряду с результатами взвешивания (БРУТТО, НЕТТО) и временем, регистрируются скорость каждой вагонетки и направление движения по весам. Наличие постоянного оператора для данной весоизмерительной системы не требуется.

Весы расположены на перегонах двух подземных горизонтов рудника, на порожней и груженой ветках железнодорожного пути, перед опрокидывателем вагонеток,

Рисунок 3.

 

что позволяет автоматически рассчитывать массу НЕТТО перевезенной по горизонту руды. Результаты определения массы автоматически транслируются в MES систему предприятия и далее в систему диспетчеризации Pitram.

Для диагностики, настройки и поверки весов предусмотрен защищенный ноутбук с необходимым системным и прикладным программным обеспечением. Данный ноутбук имеет возможность подключаться непосредственно к весоизмерительным комплексам по беспроводной связи WiFi.

Поверка весов проводится по Методике поверки, входящей в состав эксплуатационной документации на весы и утвержденной ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева». Первой выполняется поверка для взвешивания в статике, затем – для взвешивания в движении.

Для реализации поверки в статическом режиме применяется специальное, разработанное
ООО «АВИТЕК-ПЛЮС» весоповерочное устройство ВПУ-12.5 (Рисунок 4), имеющее в своем составе эталонный датчик силы класса точности C5 и выполняющее индивидуальное нагружение датчиков весов в диапазоне до 10 т. Во время проведения поверки и настройки весов в статике устройство ВПУ-12,5 подключается  по беспроводной связи WiFi. к защищенному ноутбуку.

 

Использование ВПУ 12.5 позволяет проводить операции калибровки и поверки датчиков без нарушения  технологического процесса работы шахты. Применение ВПУ-12.5 является, пожалуй, единственным способом поверки рудничных  весов, учитывая условия подземных коммуникаций.

 

Для поверки в движении в соответствии с ГОСТ 8.598 используется испытательный состав из вагонеток, предварительно взвешенных в статике на поверенных весах ВД-30-1-4.

 

Весы обладают большой «живучестью». При выходе из строя по тем или иным причинам одного или нескольких измерительных каналов, имеется возможность аппаратно отключить его (их) и весы будут продолжать свое функционирование.

 

Использование весовых комплексов на базе рельсовых весов позволяет осуществлять контроль объемов добычи, при использовании вагонеток любого типа или иного подвижного состава, используемого на предприятии для транспортировки грузов по рельсам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.