Новые горизонты эффективности работы грузоподъёмного оборудования с решениями Balluff
В сталелитейной, автомобильной, бумажной и энергетической отраслях промышленности востребованы инновационные и гибкие в плане задач и решений краны для транспортировки технологического и инструментального оборудования. Обычно требуется высокий уровень вертикальной интеграции, надёжность, экономичность и безопасность.
div>
Система антистолкновения кранов на базе системы magnettrack
Краны до сих пор вынужденно управляются вручную, и оператору в помощь предлагаются лишь вспомогательные системы, обеспечивающие безопасность и облегчающие сервис и управление в отдельных режимах. В руках оператора по-прежнему остаются позиционирование крана, управление грузовыми навесными устройствами. Однако новые возможности по автоматизации процессов, цифровая трансформация производства на фоне постоянно растущих требований к продолжительности рабочего цикла и эффективности производства в целом неизбежно ведут к тому, что крановые системы в скором будущем будут работать в полуавтоматическом или полностью автоматическом режимах.
Современная техника управления в последние годы уже сделала грузоподъёмные механизмы более мощными и функциональными: в автомобильной промышленности 80-тонные краны для транспортировки инструмента перемещаются на свои позиции автоматически и с миллиметровой точностью. Здесь ответственность за разгон, торможение и аккуратную установку заготовок лежит не на операторе, а на электронной системе управления. Электронное маятниковое управление и демпфирующие системы обеспечивают подвеску грузов на крюке, грейфере или магните без качаний. Полностью автоматизированные технологические краны общаются в режиме реального времени с системой верхнего уровня — управления производством. Благодаря эффективной работе с инструментами и оптимальному взаимодействию с производственными установками, автоматизированные крановые системы открывают новые горизонты в повышении эффективности производства в целом.
Главное ожидание от современных грузоподъёмных устройств сегодня — это обеспечение быстрого, эффективного и безопасного потока материалов при максимальной надежности. На передовых же производствах технологические краны уже рассматриваются как манёвренные роботы большой грузоподъёмности. Тем самым автоматизация, будь она полной или частичной, становится уже обязательным требованием рынка к производителям кранового оборудования.
Преобразователь Balluff BTL, установленный на каретке мостового крана, общий вид
Никакая автоматизация невозможна без измерительных датчиков или систем, которые фактически являются фундаментом любой системы управления. Нынешние условия при этом предъявляют к ним высокие требования в части надёжности как оборудования, так и измерений, проводимых порою в самых жёстких условиях.
В частности, при работе с кранами в области интралогистики оператор или система управления должны всегда точно знать абсолютное положение крана, чтобы через «Цифровой склад» — электронную схему содержимого цеха/склада — можно было осуществлять автоматическое или полуавтоматическое перемещение грузов, быстро находить нужный товар или оборудование.
Эта задача становится особенно актуальной, когда на одной площадке работают два или более крана, поскольку возникает необходимость предотвращать столкновения и перекосы.
Лазерные датчики, отвечающие общим требованиям к производительности при нормальных условиях окружающей среды, предпочтительны для определения положения и предотвращения столкновений. Если степень загрязнения в зале высока или если краны эксплуатируются на открытом воздухе, лазерные системы становятся менее надежными и эффективными. Именно для таких применений или везде, где требуется высочайшая точность измерения положения и скорости, Balluff предлагает систему измерения абсолютного положения Magnettrack, которая может определять позиции на расстоянии нескольких сотен метров с точностью до 0,5 мм с такой же воспроизводимостью (повторяемостью значения координаты).
Система Magnettrack состоит из трёх основных элементов:
- магнитострикционного преобразователя линейных перемещений Balluff BTL;
- набора магнитных маркеров, каждый из которых представляет собой один или несколько магнитов в защитном корпусе;
- программного модуля Magnettrack, интегрируемого в управляющий контроллер.
Преобразователь Balluff BTL устанавливается непосредственно на движущийся объект и вместе с ним перемещается вдоль магнитной трассы, состоящей из отдельных магнитных маркеров. Преобразователь считывает положение каждого магнита, над которым проезжает, относительно своей активной зоны и передаёт эти данные в управляющий контроллер, где программный модуль Magnettrack производит вычисление расстояний между соседними магнитами и на основании этих данных строит абсолютную систему координат.
Magnettrack обладает высокой надёжностью и требуемой точностью, является абсолютной системой измерения положения, что позволяет восстанавливать координату в случае сброса питания, а адаптивный алгоритм программного модуля обеспечивает автоматическую перенастройку системы в случае внесения изменений в магнитную трассу, например, после ремонта рельсовых путей.
Схема установки элементов системы magnettrack
Основные характеристики комплекса:
- бесконтактный и неоптический принцип действия;
- дистанция позиционирования от 3 до 700 метров и более;
- точность, воспроизводимость — от 0,5 мм (возможны «бюджетные» версии с погрешностью на уровне 10 мм);
- максимальная скорость движения объекта до 7 м/с;
- ударопрочность 150g/6 мс в соответствии с IEC 60068-2-27;
- вибростойкость: 20g при 10…2000 Гц в соответствии с IEC 60068-2-6;
- степень защиты: IP67 в соответствии с IEC 60529.
Система Magnettrack работает без износа и технического обслуживания и нечувствительна к ударам, вибрациям и загрязнениям. Расчётный срок службы системы составляет 15 лет.
Сравнительно высокую точность и надёжность при использовании крана обеспечивает высокоточная магнитная система измерения длины BML с магнитно-кодируемой лентой или кольцом.В Для точного позиционирования крюка в динамических приложениях используются точные, надёжные и быстро работающие датчики с магнитной кодировкой. Они подходят как для линейного, так и для вращательного применения. В обычных случаях используется измерительная система, настроенная на косвенное измерение размотки троса через привод канатного барабана. Однако для требовательных клиентов это недостаточно надёжно.
В этих случаях применение магнитно-кодированного датчика перемещения BML обеспечивает дополнительное измерение положения крюка.
Датчик мониторинга состояния BCM
Сенсорные системы для мониторинга состояния
Среди производителей кранов в мире набирает оборот применение систем контроля состояния, обеспечивающих раннее оповещение о возникающих повреждениях приводов, подвижных частей, колёсных пар, рельсовых путей. Компания Balluff вывела на рынок компактный датчик контроля состояния (BCM) для отслеживания одним сенсором сразу нескольких физических величин, таких как вибрация, температура, влажность и давление окружающей среды. Все измеряемые величины обрабатываются и передаются в систему управления верхнего уровня через двунаправленный интерфейс IO-Link.В Датчики крепятся либо к приводным двигателям, либо к тележкам крана. Система управления немедленно обнаруживает любые отклонения от нормы, оператор может вмешаться до того, как возникнут сильные повреждения, и система вынужденно остановится на несколько часов.
В классе защиты IP69K используются надёжные датчики, нечувствительные к воздействию грязи и воды.
Применение таких систем востребовано на крупнотоннажных транспортных кранах, так как позволяет предотвратить незапланированные и дорогостоящие простои. С точки зрения экономической эффективности это решение становится стандартом среди передовых производителей кранового оборудования.
Система визуальных предупреждений для операторов и персонала
Предупреждения операторам кранов и демонстрация различных рабочих состояний могут быть легко организованы с помощью универсальной светодиодной сигнальной лампы SmartLight компании Balluff.
SmartLight имеет несколько режимов индикации: «Световой индикатор» (Stacklight), «Уровень» (Level), «Бегущая строка» (Runlight) и «Гибкий режим» (Fleximode), которые позволяют визуально передавать большое количество сообщений. Каждый отдельный сегмент лампы может управляться отдельно, а цвета и зоны могут свободно программироваться. Светодиодная сигнальная лампа может, в дополнение к обычным событиям, таким как «Кран готов» (зелёный непрерывный свет) или «Неисправность» (красный мигающий), сигнализировать посредством свободно выбираемого цвета бегущей лампы о процессе подъёма или транспортировки, показывать через увеличивающееся цветовое наполнение лампы, сколько процентов максимально допустимой нагрузки висит на крюке, и многое другое. По опыту производителей кранов, для индикации через SmartLight востребованы такие данные, как:
- выполнение процесса подъёма, транспортировки;
- уровень весовой нагрузки;
- скорость транспортировки;
- уровень вибрации и температуры (контроль состояния оборудования и рельсовых путей).
SmartLight предлагает множество настраиваемых для пользователя вариантов отображения информации. Преимущество заключается в том, что при внесении изменений илиВ дополнений лампа не требует демонтажа или установки дополнительных сегментов.
Пример установки датчика BCM
Автоматизация учёта с помощью машинного зрения
В последнее время на предприятиях тяжёлой промышленности для решения задач по учёту и отслеживанию перемещаемых на производстве единиц технологического оборудования, заготовок или готовых изделий всё более активно применяется машинное зрение. Примером могут служить перемещения технологического оборудования (сталеразливочных ковшей), заготовок (слябов), готовых изделий (рулонов стали). В стандартных решениях комплектующие систем машинного зрения устанавливаются как посты контроля на пути перемещения контролируемых объектов, и идентификация происходит по нанесённым на них штрих-кодам, 2D-кодам или цифробуквенным обозначениям, напечатанным с использованием стандартных шрифтов. При таком подходе возникают трудности в отслеживании объектов, перемещаемых кранами, особенно если места загрузки или разгрузки заранее не предопределены и выбираются персоналом в соответствии с оперативной обстановкой. Как правило, учёт перемещаемых таким образом объектов ведётся вручную. Результатом такого учёта является задержка в передаче информации в электронную систему управления производством и увеличение вероятности ошибки в учёте объектов. В свою очередь, это приводит к:
- увеличению простоев, связанных с потерей и поиском необходимых объектов;
- увеличению брака при ошибках в выборе заготовок, имеющих отличные от необходимых геометрические размеры или химический состав;
- увеличению вероятности ошибки при отгрузке заказчикам готовых изделий с последующим получением рекламаций.
Для надёжного контроля объектов, перемещаемых кранами, компания Balluff предлагает систему машинного зрения, позволяющую производить учёт объектов непосредственно на подвесе крана. В совокупности и системой позиционирования кранов Magnettrack можно построить систему динамического контроля над перемещаемыми промаркированными объектами по территории всего цеха с чётким определением мест загрузки и разгрузки. В результате становится возможным избегать ошибок, описанных ранее, и получить максимальный экономический эффект от проведённой модернизации. Также возникает инфраструктура для создания цифрового двойника цеха или производства.
Оборудование компании Balluff позволяет создавать надёжные системы учёта и отслеживания объектов на предприятиях тяжёлой промышленности в первую очередь из-за широкого спектра компонентов, составляющих систему машинного зрения, в которую входят:
- широкая номенклатура индустриальных камер с разрешением от 1,3 до 24 Mpix, позволяющих гибко выбирать решения, в том числе работать с кодами небольшого размера на больших расстояниях, передавая полученные изображения в контроллер постобработки;
- большой выбор объективов с различными фокусными расстояниями, позволяющих выбирать необходимое и достаточное поле зрения для конкретной задачи;
- широкая линейка смарт-камер, на борту которых находится программное обеспечение BVS-Cockpit; благодаря простой схеме управления на базе собственного ПО, внедрённого в веб-интерфейс, смарт-камера быстро встраивается в текущий процесс и отличается высокой гибкостью в использовании; широкие возможности настройки инструментов для работы с полученным изображением упрощают интеграцию полученного результата в систему управления;
- контроллер SmartVision со встроенным пользовательским интерфейсом BVS-Cockpit непосредственно управляет подключенными индустриальными видеокамерами; в программном обеспечении присутствует развитая система стандартных инструментов для работы с изображением, а также есть возможность применять свои пользовательские инструменты на основе библиотек компании HALCON для решения нестандартных задач; в свою очередь, контроллер SmartVision передаёт результаты обработки изображения в центральную систему управления;
- защитные корпусы для всех видов камер со степенью защиты IP 67, с опциями обогрева при установке в уличных условиях или на холоде, при работе в условиях «горячих» цехов;
- светильники для подсветки объектов в видимом или ИК-диапазонах для надёжного распознавания кодов на различных дистанциях.
Возможна работа в условиях повышенной вибрации и ударных нагрузок
В целом решения компании Balluff обеспечивают прочный фундамент для автоматизации грузоподъёмных механизмов, открывая новые горизонты в повышении эффективности производств. Такие ведущие мировые производители кранов, как компании Bang Kransysteme GmbH & Co. KG, Эльсниц уже широко применяют решения Balluff в своих изделиях, благодаря чему их продукция зарекомендовала себя на рынке как эффективная и инновационная, а предприятия смогли обеспечить полную загрузку производства заказами даже в трудные экономические периоды.
Все вышеуказанные решения доступны для отечественных пользователей. Более того, система Magnettrack исходно была реализована в России и апробирована на крупных металлургических предприятиях. Мы верим, что этот передовой опыт будет приумножен российскими компаниями, тем самым обеспечит высокую конкурентоспособность им самим и пользователям их продукции.
Для более подробной информации, пожалуйста, обращайтесь в российское отделение компании Balluff — ООО «БАЛЛУФФ» – www.balluff.ru – balluff@balluff.ru – +7 495 960 12 11
На правах рекламы
| ООО «Баллуфф» г. Москва, 115419, ул. Орджоникидзе, д. 11, стр. 44, этаж 4, офис 1 тел.: +74959601211 balluff@balluff.ru www.balluff.ru |
«Промышленные страницы Сибири» №4 (159) июнь-июль 2021г.
© 2006-2012. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru