פעולות מינון דוחפות בהתמדה את גבולות הסיבולה האנושית ואמינות המכונה, הנמצאות לעתים קרובות בחלק מהסביבות המענישות ביותר של כדור הארץ.מחום המנצנץ של ה- אוסטרליה אל המבצר הקפוא של צפון קנדה, ומאתרי דיוק גבוהים וים ועד לתאי תת-קרקעיים עמוקים, מלאים בגזים הנדסתיים, מערכות אוטומטיות חיוניות כעת לבטיחות, לפרודוקטיביות, קיימות, אך הישרדותן של מערכות אלה תלויה בגישה ארכיטקטונית קיצונית, בטמפרטורות כימיות, ומקיפה את עצמה, ומאפשרות קיצוניות, וטמפרטורות ליבה קיצוניות, וטמפרטורות עמוקות, ואווירה, ואווירה, ואווירה.

הבנה של אתגרים סביבתיים קיצוניים

לפני תכנון עמידות, מהנדסים חייבים לאפיין באופן מלא את העומס הסביבתי כי חומרה יאכטות הכרייה תתמודד.עומסים אלה להשתנות באופן דרמטי בין פעילות פתוחה ומחתרתית, כמו גם באזורים גיאוגרפיים.המתחים הקריטיים ביותר כוללים קיצוניות תרמיים, לחות וסוכני קורוזיות, שחיקה מאבק ובודדות חלקית, וזעזוע מכני או רטט.

טמפרטורה קיצונית

במכרות פתוחות הממוקמות באזורי טרופיים או במדבר, טמפרטורות פני השטח יכולות לעלות על 50 מעלות צלזיוס (120 ° F) במהלך היום, בעוד שגופי ציוד שנחשפו לקרינת השמש עשויים להגיע גבוה יותר.בדרך כלל, הארקטי או מכרות דיור דולפינים עומדים בפני טמפרטורות ארוכות מתחת - 40 מעלות צלזיוס (40°F) רכיבים חשמליים כגון מעבדים, חשמל, תצוגות טמפרטורה מתוחכמות יותר.

הומוריסטי, קורוזיה וחשיפה כימית

מכרות תת-קרקעיות משלבות לחות גבוהה (near 100% יחסית לחות) עם נוכחות של מים חומציים וגזים קורוזיים כגון מימן sulfide (HoriFLT:02irFLT:1S) או ציפוי דו-חמצני sulfur (SOFLT:2FLT) חומרים אטומיים יותר, 000 ערפלים אטומיים מתקדמים יותר, כגון סוללות אטומיות סטנדרטיות, חומרים סטנדרטיות).

אבק, חלקיקים, ו- Abrasion

Mining מייצרת כמויות עצומות של אבק אווירי - פשטות, אבק פחם, קנסות אוז - שיכולים לחדור מחסנים, אוהדי קירור קרמיקה, ו abrade Moving חלקים. בסביבות יבשות, ייצור חשמל סטטי מן אבק יכול להזיק אלקטרוניקה רגישה.פתרונות כוללים מתחמי לחץ חיובי לשמור אבק משותף, HEPA מסננים על צריכת גילוח, וחתומה לחלוטין, עיצובים תרמיים כגון חיישנים אוויריים, חסמיים, חסמיים וגניבה.

כישוף וזעזוע

משאיות הובלה אוטונומיות, קידוחים, ומטענים פועלים על שטח בלתי אחיד, משדרים רטט קבוע דרך זיקים ואלקטרוניקה רכוב. Explosions, Rockfalls, ואפקטים כבדים לייצר עומסי הלם גבוהים. Components חייב להיות מחוספס - שימוש בתרכובות סירטינג, רטט-דגמי רטט, ומדורגני מהירות אדומים.

אסטרטגיות עיצוב עבור עמידות

חוסן אינו תכונה אחת, אלא נכס מערכת משולב מושג באמצעות בחירות מכוונת בחומרים, אדריכלות ותוכנה.אסטרטגיות הבאות מהוות את הבסיס של מערכות אוטומציה עמידות.

Robust Materials Selection and Component Sourcing

כל רכיב - ממחברים וכבלים ועד למחסנים ומעגלים - חייב להיבחר לפרופיל הסביבתי הספציפי.רמת תעשייתית (טמפרטורה מתקדמת) ICs, מחברים צבאיים, ומזרזי אל-חלד הם דרישות בסיס. שבו חלקים סטנדרטיים לא יכולים לשרוד, מודולים מחוסנים מותאם אישית (למשל, ציוד כוח מחוספס, חיישנים חתים) הם הכרחיים כל כך מיצרנים מרובים של מינרלים מגנטיים כמו אספקת חשמל מגנטית, לעתים קרובות, כמו קיבולת חשמלית.

הגנה סביבתית ופגיעה

אסטרטגיות חותם עוקב אחר גישה שכבתית.הסגר החיצוני פוגש IP65/IP67 (או IP69K עבור כביסה בלחץ גבוה) באמצעות כרטיסי גז, O-rings, ו Seams משועבדים. רשומות כבלים משתמשים בלוטות כבל תעשייתיות בעלות הקלה (בתוך), חסימת תת-מין בודדת או תואמים כדי להגן על האווירה נגד condenation כי במהלך צורות חום מוגברת של דלקת ריאות (כגון חסימת מים).

רדונדנסיה וגרייסנס

פונקציות קריטיות של המשימה - כגון הימנעות מהתנגשות, הפסקת חירום וקישורים תקשורת - דרישה מפוכחת.אספקת חשמל כפולה, בקרים כפולים בתצורה של מיקום חם, ומערך חיישן מגוונים להבטיח כי כשל רכיב יחיד אינו מפסיק פעולות.אדריכלות צריכה לתמוך בהשפלה של כוח כפול: אם חיישן ראשוני נכשל, המערכת יכולה להמשיך בצמצום יכולת באמצעות אלגוריתמים או במשלוח אוטונומי, לדוגמה, משאית סגורה כדי לעצור את השבר האדום, או לתקן את השבר, או חסימתן, גם כן, אם הוא גם כן, אם הוא אמצעי בקרה אלחוטית, או חסימת לחץ דם אדום.

ניהול אוויר ללא חיל האוויר

האוהדים הם נקודת כשלון מובילה במכרות אבק - הם clog, corrode, ללבוש. וכתוצאה מכך, מערכות אוטומציה מחוספס רבות לאמץ עיצובים ללא מעצורים, התנהגות-cooled. Heat מתבצעת ממרכיבים חמים לחומות המתחם באמצעות מפיץ חום, חומרי ממשק תרמיים צינורות חום.

מערכת חשמל עמידות וגיבוי

אתרי מינון סובלים לעתים קרובות מעוצמת רשת לא יציבה, עם סאגים, גאדג'טים, ומערכות אוטומציה חייב לסבול את הריאציות הללו באמצעות אספקה רחבה של כוח לטווח רחב, מדכאי מתח טרנסיטיביים, ואספקת חשמל בלתי ניתנת לעצימה (UPS) כי רוכבים באמצעות הפסקות קצרות של אזורים אוטונומיים מרחוק, סוללות גיבוי מקומי או גנרטורים קטנים לקיים פונקציות בטיחות קריטיות.

התאמת תוכנה ותחזוקה חיזוי

חוסן גם מרחיב לתוכנות. אלגוריתמים של בקרה הסתגלות לפרמטרי מערכת (למשל, סף חיישן, מהירויות מאווררות קירור, הגדרות רווח) בהתבסס על קריאה סביבתית בזמן אמת. שגרות תחזוקה חיזוי משתמשות בלמידה של מכונה על רטט, טמפרטורה, ונתונים נוכחיים כדי למנוע רכיב חיזוי ללבוש לפני שהוא מוביל לכשל.לדוגמה, עלייה הדרגתית בטמפרטורה נושאת מנוע יכולה לגרום התראה במהלך זמן קצר לאחר מכן, כדי למנוע העדכונים של תוכנת ה- off-the-Tams-Tams-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to

מחקרים וחדשנות

העקרונות לעיל אינם תיאורטיים – הם הוכחו בחלק מפעילות הכרייה התובענית ביותר בעולם.בדיקת פריסות בעולם האמיתי מגלה כיצד בחירות עיצוב מתורגמות לרווחים תפעוליים.

הulage האוטונומית ב-Cre הארקטי

במכרה היהלומים דיוויק בשטחים הצפון-מערביים של קנדה, טמפרטורות החורף יורדות באופן קבוע מתחת ל- 40 מעלות צלזיוס משאיות הובלה אוטונומיות הפועלות 24/7, הדורשות מחסנים מחוממים לכל האלקטרוניקה, נוזלים הידראוליים בתדר נמוך, ומזג אוויר חם מחומם של מערכת ה-Modertatsu's Front Runner של קומטסו בשימוש ב- Diavik משלב בקרים אדומים בטמפרטורות מבוקרות ותוכנות כי לפני ה-41 חודשים קרים.

בקרת קורוזיה במבצעי קואפר ליאץ

מכרות נחושת של צ'ילה, כגון אלה המופעלים על ידי Codelco, פנים מול קורוזיה אטמוספירית קיצונית של HIRFLT:0203FLT:1S ו SOIRFLT:2FLT 3 שוחרר במהלך ניכוי ציוד אוטומציה מותק מותקנת ליד צינורות נמס חייב לשרוד מאובנים קבועים בתוך שבועות.

מרכזים של שליטה מרחוק

במכרות בעלות גבוהה באנדים (למשל, Cerro Verde ב 2,700 מ'), אוויר דק מפחית יעילות קירור ומגדיל את הסיכון לפריקת ציוד לטיפוח גבוה.מערכות אוטומציה חייבות לגרות ביצועים תרמיים ולהשתמש במיוחד אלקטרוניקה כוח מבודדים. A כרייה גדולה פרוסה אופטימיזציה של בקרים לוגיים עמידים (PLCs) עם קירור אווירי המופעל בתוך גבולות בטוחים מרחוק לאחר הפעלת לחץ נמוך יותר על גבי תיבות אבטחה של תאורה.

תאומים דיגיטליים לתחזוקה חיזוי

הטכנולוגיה התאומה דיגיטלית משמשת יותר ויותר לדגום את בריאות החומרה של אוטומציה בתנאים קיצוניים סימולציה.לדוגמה, מכרה של ריו טינטו של תוכנית העתיד יוצר העתקים וירטואליים של משאיות אוטונומיות ומקדחות, שילוב נתונים סביבתיים מחיישנים של IoT.התאום צופה כאשר מאוורר קירור ימחק על בסיס מודלים של הצטברות אבק, או כאשר חיישן רטט יסחף מתחזוקה של קלורס יכול להיות מתוכנן, להפחית את המחקרים ללא תכנות ב-30% לטייסים.

שיטות יעילות ביותר ליישום ובדיקת

עיצוב לסביבות קיצוניות חייב להיות מאומת באמצעות בדיקות קפדניות שמשכפלות תנאים בעולם האמיתי.הפרקים הטובים ביותר עוזרים להבטיח שמערכת שנועדה על הנייר מופיעה בבור.

בדיקות Qualification

Components ו- Assemblies צריכים לעבור בדיקות לסטנדרטים בתעשייה כולל IEC 60068 (מבחן סביבתי), IEC 60529 (דירוג IP), ו- MIL-STD-810 (סטנדרט צבאי ללחץ סביבתי) בדיקות ספציפיות: הלם תרמי, טמפרטורה, רכיבה על אופניים, תרסיס מלח, אבק באגרסיביות, זעזועים מכניים, וריאציות תת-קרקעיות עבור מכרות, בדיקות נפץ נוספות ל-טקוכותרות, או ל- IEX הן דרישות רגולטוריות.

לוחמה ושרוף

לפני פריסה מלאה, ערכת טייס של יחידות אוטומציה צריך להיות מותקן במיקום הקשה ביותר בתוך המכרה. a Burn-in תקופת של 500-1000 שעות הפעלה תחת עומס, בשילוב עם ניטור רציף של טמפרטורה, לחות, ומדפי ביצועים, מגלה כישלונות מוקדמים. מאגרי נתונים סביבתיים בתוך המתחם לאמת כי חותמות, קירור, חימום, יעילים. עיצוב זה מבוסס על נתונים - כגון rerouting a כבל מתאים כדי למנוע קוד חום או מעכבת חומרים מאוחר יותר.

תכנון תחזוקה מחזור חיים

אפילו המערכות הנחשקות ביותר דורשות תחזוקה מתוכננת.תוכניות צריכות לכלול בדיקה תקופתית של חותמות וכרטיסי גז, ניקוי או החלפת מסננים, סיכה של חלקים נעים, ועדכוני קושחה.חלקים ספאריים עבור פריטים קריטיים (אספקת חשמל, בקרים, חיישנים) צריך להיות מאוחסן על-ידי מקום למזער את מרווחי התחזוקה ניתן להתאים באופן דינמי בהתבסס על נתונים בזמן אמתי מעקב, החל ממערכות מעקב, החל מתנאי חירום, בהתבסס על בסיס לוח זמנים מבוסס על בסיס לוח זמנים מבוסס לוח זמנים מבוסס לוח זמנים מבוסס לוח זמנים מבוסס לוח זמנים מבוסס לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על לוח זמנים מבוסס על

מגמות עתידיות ב-My Automation Resilience

העשור הבא יביא אפילו דרישות גדולות יותר במערכות אוטומציה, שכן המכרות יגיעו עמוק יותר, משאבים מרוחקים יותר ולחצים הקיימים מתחזקים.כמה טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות לשפר את החוסן.

צוק ו- AI ב- Node

חישוב אינטליגנציה ישירות על ציוד אוטונומי מפחית את ההסתמכות על תקשורת גבוהה מתמשכת. Edge מעבדים פועל מכונות מודלים למידה מכונות יכול לזהות anomalies, להתאים את חוקי הבקרה, ואפילו לקבל החלטות בטיחות מקומית.לדוגמה, תרגיל אוטונומי יכול לחוש שינוי פתאומי בקשה הסלע ולהתאים את כוח הזנה ללא המתנה עבור פקודה מרחוק. צוק יכול גם להציג נתונים לאחסון לטווח קצר במהלך תקשורת, מסנכרן עם שרתים מרכזיים עם עיצובים.

רשתות חיישן אלחוטיות ושקיעת אנרגיה

חיישנים מחוסנים עבור ניטור סביבתי (גז, רטט, טמפרטורה) באופן מסורתי דורשים קלינג כי יקר להתקין ופגיעה פגיעה.ל חיישן נוד עם קציר אנרגיה - החל מתרטטים, ⁇ תרמיים, או לוחות סולאריים קטנים - הופכים להיות אפשרי עבור פריסה ארוכת טווח בסביבות קיצוניות.לאדים אלה חייבים להיות חתמים באופן חזק וכולל סוללות המסוגלות לשרוד קיצוני.

מערכות חישה עצמית ו-Switchrm Autonomy

מעבר לחידוש, מערכות עתידיות עשויות לכלול יכולות של מעקב עצמיות.אם חיישן נכשל, חיישנים שכנים מחדשים למלא את פער הכיסוי.אם קישור תקשורת פורץ, נודים ברשת באופן אוטומטי לשנות נתונים באמצעות נתיבים חלופיים באמצעות רשתות mesh. אלגוריתמים סווממים עבור כלי רכב אוטונומיים מרובים מאפשרים לצי להתארגן מחדש לאחר כשל רכב, להפיץ משימות כדי לשמור על יעילות אלה דורשות תוכנה מתוחכמת אך באופן דרמטי יכול לשפר את המערכת ללא חומרה.

מסקנה

למערכות אוטומציה של סביבות הכרייה החמורות בעולם אינה רק אתגר הנדסי - זה הכרחי כלכלי ובטיחותי.על ידי התייחסות שיטתית לקיצוניות תרמיות, אווירות קורוזיות, אבק ורטט באמצעות ברירה חומרית, חותם, אדמוניות, ניהול תרמי ותוכנה מתאמת, מהנדסים יכולים ליצור מערכות הפעלה קפדניות יותר מזה עשורים.