CADETECH​改善​了​全球​规模​卓越​的​铜​矿山​机电​铲​的​监测​效果

Daniel Ramírez (CADETECH S.A.)

“CompactRIO​平台​的​监测​应用​程序​可​找出​适合​分析​的​最佳​测量​时​段,​从而​提高​信​噪​比。”

- Daniel Ramírez (CADETECH S.A.)

挑战:

开发​一个​高度​专业​化​的​连续​监测​系统,​为​重要​的​机电​采矿​铲​提供​了​预测​性​维护​策略。

解决​方案:

使用​NI CompactRIO​平台​和​NI LabVIEW​软件​创建​一个​功能​齐全、​量​身​定​做的​振动​和​压力​连续​监测​系统。

露天​采矿​机电​铲​是​一种​巨大​的​移动​型​非​固定​式​机器,​用于​装载​托运​卡车,​将​矿石​运输​到​加工​厂。​通常,​机电​铲​与​卡车​的​数量​比​约​为​1:12,​如果​机电​铲​意外​停​机,​会​直接​影响​到​生产。​因此,​机电​铲​至​关​重要。

 

以前,​由于​分析​算法​和​设备​存在​局限性,​再​加上​恶劣​的​环境​因素,​很​难​将​状态​监测​和​预测​技术​应用​于​机电​铲​上。​传统​设备​执行​的​传统​振动​分析​(对​旋转​机器​实施​预测​性​维护​的​主要​工具)​基于​傅​里​叶​变换​原理,​假定​转​速​恒定。​但​这​并不​适用​于​机电​铲,​因此​需要​采用​不同​的​方法。

​当前​迫切需要​从​被动​的​预防​性​维护​策略​转变为​主动​的​预测​性​策略,​这​就​催生​了​SiAMFlex,​一​款​用于​灵活​监测​的​先进​系统。​SiAMFlex​最初​由​智利​康​塞​普​西​翁​大学​的​Pedro Saavedra​教授​提出,​起初​是​为了​研究​开发​一种​适用​于​机电​铲​振动​信号​的​分析​算法。​算法​研究​成功​后,​第二​阶段​是​将​该​技术​作为​连续​监测​系统​的​核心​进行​实现。​现在,​SiAMFlex​得到​了​NI​银牌​联盟​伙伴CADETECH的​支持​并​不断​更新,​成为​一种​完整​的​机械​和​结构​资产​完整性​管理​与​分析​工具。

​该​监测​系统​由​板​载​设备、​板​外​服务​器、​计算​机​和​无线​网络​设备​组成。​机电​铲​板​载​设备​包括: 

  • 带有​NI cRIO-9014 8​插​槽​嵌入式​机​箱​的​CompactRIO​系统 
  • NI 9233​振动​测量​模​块 
  • NI 9237​动态​应变​测量​模​块 
  • 提供​精确、​高​分辨​率​转​速​数据​的​NI 9422​模​块 
  • 获取​机电​铲​控制​系统​互补​信号​的​NI 9205​模​块 
  • 安装​在​机电​铲​主要​旋转​组​件​(电机​和​齿轮箱​传动装置)​上​的​压​电​加速​计 
  • 安装​在​机电​铲​主要​结构​组​件​上​的​应变​计 
  • 主​电机​上​的​增量​编码​器 
  • 无线​网络​设备 
  • 电源​滤波​设备

 

 

板​载​CompactRIO​系统​同时​从​加速​计、​编码​器​和​应变​计​采集​信号。​系统​持续​监测​振动​和​应变​信号,​将​其​与​警报​和​警告​设定​值​进行​比较,​以​作为​首要​故障​指标。​在​出现​警报​或​警告​时,​系统​以​用户​定义​的​时间​间隔​定期​存储​信号。​在​这种​情况​下,​CompactRIO​系统​上​的​监测​应用​程序​会​找出​适合​分析​的​最佳​测量​时​段,​从而​提高​信​噪​比。​通过​这种​方法,​系统​将​按照​预定​的​时间​间隔​定期​存储​数据,​以​控制​机器​最终​的​机械​变化,​并​在​遭遇​突发​事件​时​记录​数据。​在​这​两​种​情况​下,​来自​机电​铲​控制​系统​的​互补​信号​被​存储​起来​作为​参考,​提高​主动​修正​的​可能性。

​获取​的​数据​暂时​存储​在​CompactRIO​内部​闪​存​盘​上,​随后​通过​无线​链​接​自动​下载​到​主​服务​器,​在​那里​对​数据​进行​处理,​与​更​复杂​的​警报​和​警告​参数​进行​比较,​然后​存储​在​数据​库​中。​如果​到​服务​器​的​无线​链​接​不可​用,​用户​可以​通过​短距离​的​点对点​无线​链​接​(用户​必须​靠近​机电​铲​建立​链​接)​连接​并​手​动​下载​数据,​然后​直接​连接​以太​网​线​缆,​或者​简单​地​将​闪​存​盘​插入​CompactRIO​的​USB​端​口,​即​会​自动​上​传​数据。

 

 

 

数据​经过​处理​和​存储​后,​即可​供​用户​通过​网络​访问​该​数据​库,​在​服务​器​或​计算​机上​进行​可​视​化、​分析、​手​动​处理​和​趋势​管理。​所有​配置、​数据​传输、​处理、​可​视​化​和​分析​软件​都​采用​LabVIEW​构​建。

​截至​2008​年​4​月,​SiAMFlex​已对​智利​四​个​不同​露天​采矿​场​(其中​两​个​采矿​场​是​全球​规模​卓越​的​铜​矿场)​的​九​个​机电​铲​进行​了​连续​监测。​除了​连续​监测​系统​外,​CADETECH​还为​机电​铲​开发​了​多种​不​使用​SiAMFlex​系统​的​便​携​式​仪器。​有​一种​采用​NI CompactDAQ​系统,​另​一个​使用​CompactRIO​和​NI TPC-2006​触摸​面板​计算​机,​配置​了​一个​完全​自主、​坚固耐用​的​16​通道​仪器,​外形​如​手提箱​大小,​可​执行​振动​分析。

​这些​开发​成果​很好​地​体现​了​NI​软​硬件​开发​平台​灵活、​易​用​的​特点,​彰显​了​NI​致力​于​此​的​决心。 

 

作者​信息:

Daniel Ramírez
CADETECH S.A.
​Chile
​电话:​+56 41 2621500

​ ​采矿​用​机电​铲​每​趟​可​装载​100​吨​矿石。​它们​的​综合​额​定​功率​约​为​3 MW。 ​
​ ​硬件​必须​经受​住​恶劣​环境​的​考验。 ​
​ ​分析​软件​完全​采用​LabVIEW​构​建。 ​