Solidat 3D Radar darajasi o'lchagich: Xususiyatlar va ilovalar - Ko'mir zavodi misoli

Abstrakt

Ushbu maqola darajani o'lchash texnologiyasida 3D radar darajasi o'lchagichlariga e'tibor qaratadi, ularni qo'llash tamoyillarini tushuntiradi va an'anaviy radar va 3D radarning asosiy xususiyatlarini taqqoslaydi. Bu Solidat kompaniyasining 3D radar sathi o'lchagich mahsulotlarining ko'mir zavodlarida amaliy qo'llanilishini ta'kidlab, ko'mir zavodlarida darajani o'lchash muammolari uchun mos yozuvlar yechimini taqdim etadi.

Kalit so'zlar

daraja o'lchagich; 3D radar; ko'mir zavodi; material darajasini o'lchash; chang muhiti

1. Umumiy ko‘rinish

Ko'mir sanoatining tezlashtirilgan aqlli transformatsiyasi bilan ko'mir zavodlari material darajasini o'lchashda aniqlik, barqarorlik va aqlli echimlarga bo'lgan talablarni sezilarli darajada oshirdi. Qo'lda tekshirish, ultratovushli daraja o'lchagichlar va an'anaviy radar sath o'lchagichlar kabi an'anaviy usullar sezilarli cheklovlarga duch keladi: Qo'lda tekshirish samarasiz va xavfsiz bo'lib, silos dinamikasini real vaqt-monitoring qilishni qiyinlashtiradi; Ultrasonik darajadagi o'lchagichlar ko'mir changining aralashuviga moyil bo'lib, signalning jiddiy zaiflashishiga va katta o'lchov xatolariga olib keladi; An'anaviy radar darajasi o'lchagichlari chang shovqinini qisman yumshatgan bo'lsa-da, ular hali ham murakkab silos sharoitida (masalan, kamon, materialning og'ishi yoki o'lik zonalar) keng qamrovli qamrovga erishish uchun kurashmoqda, bu ko'pincha ishlab chiqarishni rejalashtirish va inventarizatsiyani boshqarishni buzadigan noto'g'ri baholangan materiallar darajasiga olib keladi.

Turli darajadagi o'lchov texnologiyalari orasida 3D radar daraja o'lchagichlari o'yinni o'zgartiruvchi-bo'lib chiqdi. Koʻp nurli skanerlash va 3D tasvirlash imkoniyatlaridan-foydalanib, ular siloslarda material taqsimotini aniq tasavvur qilish uchun anʼanaviy usullarning fazoviy cheklovlarini yengib chiqadi. Bu tizimlar nafaqat aniq daraja oʻlchovlarini taʼminlabgina qolmay, balki material hajmi, massasi va qoziq morfologiyasini ham-vaqtda kuzatish imkonini beradi. Ko'mir zavodlarida darajani aqlli o'lchash uchun-bir yechim sifatida ular murakkab silos muhitida an'anaviy texnologiyalar qoldirgan bo'shliqni samarali tarzda bartaraf etadi.

2. Radar texnologiyasining xususiyatlari

2.1 An'anaviy radarlarning xususiyatlari (shu jumladan mikroto'lqinli radar va an'anaviy boshqariladigan to'lqinli radar)

Yagona o'lchov o'lchami: u faqat material darajasining balandligi ma'lumotlarini olishi mumkin, ammo silosdagi materiallarning gorizontal taqsimlanishini seza olmaydi. Ko'mir silosidagi keng tarqalgan "moddiy og'ish" va "ark" hodisasiga duch kelgan holda, u silosdagi haqiqiy bo'sh hajmni aniqlay olmaydi, bu inventarizatsiyani hisoblashda og'ishlarni keltirib chiqarishi oson.

Cheklangan chang shovqiniga qarshilik: Mikroto'lqinli radar signallari yuqori konsentratsiyali ko'mir chang muhitida-sochilishga moyil bo'ladi. Chang kontsentratsiyasi 50 g/m³ dan oshsa, signalni aks ettirish intensivligi keskin pasayadi, bu o'lchov aniqligini sezilarli darajada pasaytiradi. An'anaviy boshqariladigan to'lqinli radar tizimlari chang shovqinlariga nisbatan kamroq sezgir bo'lsa-da, ularning zondlari ko'mir changining yopishishiga sezgir. Uzoq muddatli foydalanish to'plangan konlardan kelib chiqadigan signalning siljishiga olib keladi, bu esa tez-tez tozalash va texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladi.

Cheklangan qamrov: An'anaviy radarlar asosan bir nurli yoki tor{1}}bir nurli konstruktsiyalar bo'lib, ular faqat silos ichidagi "nuqta" yoki "chiziq"ni o'lchashi mumkin va silosning umumiy moddiy darajasi holatini to'liq qamrab olmaydi. Diametri 8 metrdan ortiq bo'lgan yirik ko'mir siloslari uchun dastlabki qoplamaga erishish uchun bir nechta qurilmalarni birlashtirish va o'rnatish kerak, bu esa uskunaning narxini va disk raskadrovka qiyinchiliklarini oshiradi.

2.2 3D radarning xususiyatlari

3D panoramik tasvirlash: Koʻp nurli massiv texnologiyasidan foydalangan holda, ushbu tizim bir vaqtning oʻzida 20{3}}30 ta yuqori chastotali-chastotali radar nurlarini 360 daraja gorizontal maydonni va material silosidagi 0-90 daraja vertikal burchakni qamrab oladi. Signalni tikish va ma'lumotlarni qayta tiklash orqali u silos ichidagi materialning real vaqt rejimida 3D tasvirlarini yaratadi va bo'sh siloslardagi stacking naqshlari, kamar joylashuvi, materialning og'ish darajalari va ko'r nuqtalarini aniq ko'rsatadi. Bu an'anaviy radarning "ko'rinmaslik va aniq o'lchash" cheklovlarini samarali hal qiladi.

Chang va qattiq muhitga qarshilik: 3D radar 5-10 mVt quvvatga ega signallarni chiqaradigan maxsus signal modulyatsiyasi texnologiyasidan foydalanadi (an'anaviy mikroto'lqinli radarlardan 5-10 baravar yuqori). Uning optimallashtirilgan to'lqin uzunligi dizayni ko'mir chang zarralari xususiyatlariga mos keladi, bu esa yuqori konsentratsiyali chang (100 g / m³ gacha) orqali kirishga imkon beradi va signal tarqalishining yo'qolishini minimallashtiradi. IP67 darajasida himoyalangan uskuna ekstremal haroratlarga (-40 darajadan 80 darajagacha) va korroziyaga bardosh beradi, bu esa namlik, chang va haroratning o'zgarishi keng tarqalgan muammolar bo'lgan ko'mir zavodi siloslari uchun ideal qiladi.

Koʻp parametrli sinxronlashtirilgan oʻlchov: Materiallar sathining balandligini aniq oʻlchash (aniqlik ±5mm, oʻlchamlari 1mm) bilan bir qatorda u 3D tasvirlar asosida material hajmini (xato 2% dan kam yoki unga teng) va massani (koʻmirning quyma zichligi oldindan oʻrnatilgan funksiyasi bilan birgalikda) hisoblashi mumkin, avtomatik ravishda inventarizatsiya hisobotlarini qoʻlda oʻzgartirmasdan hosil qiladi. Bu ko'mir zavodlarini inventarizatsiya qilish va ishlab chiqarishni rejalashtirish uchun to'g'ridan-to'g'ri ma'lumotlarni qo'llab-quvvatlaydi, qo'lda statistik xatolarni kamaytiradi.

Kam texnik xizmat ko'rsatish va aqlli diagnostika: Qurilmada mexanik harakatlanuvchi qismlar mavjud emas, bu an'anaviy boshqariladigan to'lqinli radar zondlarida material to'planishi va mexanik aşınma kabi muammolarni bartaraf qiladi. Yillik texnik xizmat koʻrsatish 1-2 barobarga qisqardi. Oʻrnatilgan aqlli diagnostika funksiyalari- bilan real vaqt rejimida ish holatini (jumladan, signal kuchi, nurning yaxlitligi va aloqa aloqalari) nazorat qiladi. Signal anomaliyalari yoki uskunada nosozliklar yuzaga kelganda, u avtomatik ravishda markaziy boshqaruv tizimiga ogohlantirishlar yuboradi, bu esa ishlamay qolish xavfini sezilarli darajada kamaytiradi.

Murakkab silos tuzilmalariga moslashish: aylana, kvadrat va to'rtburchaklar kabi turli shakldagi ko'mir siloslarini o'lchashni qo'llab-quvvatlaydi. Parametr sozlamalari orqali u silos ichidagi zinapoyalar va aralashtirish moslamalari kabi to'siqlarni o'rnatishi mumkin, shovqin signallarini avtomatik ravishda filtrlaydi va qo'shimcha ekranlash moslamalarini talab qilmaydi. U turli xil ko'mir zavodlari siloslarining o'lchov ehtiyojlarini qondiradi (xom ko'mir siloslari, tozalangan ko'mir siloslari va ko'mir shlamlari siloslari kabi).

3. An'anaviy radar va 3D radar tamoyillari

3.1 An'anaviy radar

An'anaviy mikroto'lqinli radar tizimlari bitta yuqori{0}}chastotali (GGts diapazoni) elektromagnit nurni chiqarish orqali ishlaydi. Ular aks ettirilgan signallarning tarqalish vaqtidan (elektromagnit to'lqin tezligiga asoslanib, yorug'lik tezligiga ekvivalent) material darajasining balandligini quyidagi formula bo'yicha hisoblashadi: Materiallar darajasi balandligi=(Elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tezligi × aks ettirish vaqti) / 2. Biroq, ko'mir zavodi siloslarida ko'mir changining yuqori konsentratsiyasi bir nechta elektromagnit to'lqinlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Signalning bir qismi chang zarralari tomonidan so'riladi, natijada qabul qiluvchi antennaga qaytariladigan samarali signal energiyasi uzatilgan energiyaning atigi 0,5% -1% ni tashkil qiladi. Bu ko'pincha "aks ettirish signali yo'q" yoki "noto'g'ri aks ettirish signali" muammolariga olib keladi. An'anaviy boshqariladigan to'lqinli radar tizimlari chang shovqinlarini kamaytirish uchun to'lqin o'tkazgichlardan (po'lat kabellar/tayoqlar) foydalansa-da, ularning signallari faqat to'lqin o'tkazgich yo'li bo'ylab tarqaladi. Ushbu cheklov silos maydonlarining gorizontal qoplanishiga to'sqinlik qiladi va prob novdasida material to'planishi to'lqin o'tkazgich empedansini o'zgartirishi mumkin, bu esa o'lchov xatolariga olib kelishi mumkin.

3.2 3D radar

3D radar koʻp{1}}nurli vaqt-domen reflektometriyasi (Koʻp nurli TDR) va 3D maʼlumotlarni qayta tiklash texnologiyasi asosida ishlaydi, asosiy tamoyillari quyidagi:

Ko'p{0}}nurli uzatish va qabul qilish: Radar antenna massivi bir vaqtning o'zida bir nechta yuqori{1}}chastotali (24 GHz) elektromagnit nurlarni chiqaradi. Har bir nur silosdagi material yuzasini oldindan o'rnatilgan burchaklarda skanerlaydi (lateral masofa 1 daraja -2 daraja, bo'ylama qoplama 0-90 daraja), "sirtga o'xshash" qoplamani yaratadi. Qabul qiluvchi antenna har bir nur guruhining tarqalish vaqtini va signal kuchini qayd qilib, har bir nurdan aks ettirilgan signallarni sinxron tarzda ushlaydi.

Signalni qayta ishlash va shovqinlarni filtrlash: Maxsus algoritmlardan foydalangan holda tizim ko'mir changining tarqalishi va ob'ekt ko'zgulari (signal kuchi chegaralari va nurning mustahkamligi tahlili asosida) shovqinlarini filtrlash uchun bir nechta aks ettirilgan signallarni qayta ishlaydi va shu bilan birga haqiqiy sirt aks ettirish signallarini saqlaydi. Bir vaqtning o'zida nur burchagi parametrlari yordamida silos ichidagi ko'zgu nuqtalarining uch-o'lchovli koordinatalarini (X, Y, Z o'qlari) hisoblab chiqadi.

3D tasvirni qayta tiklash va parametrlarni hisoblash: Tizim avval silos ichidagi materialning 3D nuqta bulutli modelini yaratish uchun barcha amaldagi aks ettirish nuqtalaridan 3D koordinatalarini birlashtiradi. Tasvirni ko'rsatish texnologiyasidan foydalanib, u intuitiv 3D vizualizatsiyasini yaratadi. Ushbu modelga asoslanib, tizim integratsiya algoritmi orqali material hajmini aniqlagan holda, materialning maksimal va o'rtacha balandligini avtomatik ravishda hisoblab chiqadi. Ushbu hisob-kitoblarni oldindan belgilangan ko'mir zichligi parametrlari (masalan, xom ko'mir zichligi 1,3-1,5 t/m³) bilan birlashtirib, tizim oxir-oqibat material miqdori to'g'risida aniq ma'lumotlarni chiqaradi.

4. Solidat 3D Radar darajasi o'lchagich: Kirish va ilovalar

4.1 Mahsulotning asosiy texnik xususiyatlari

Sanoat avtomatlashtirish uskunalarining yetakchi yetkazib beruvchisi Solidat, quyidagi asosiy texnik xususiyatlarga ega bo'lgan ko'mir zavodlarining moddiy darajasini o'lchash talablariga javob beradigan 3D radar darajasini o'lchagichni (Model: SLDL5300 Series) ishlab chiqdi:

O'lchov ko'rsatkichi: O'lchov diapazoni 180 daraja, 360 daraja (kichik va o'rta va katta ko'mir hovlisi uchun mos), hajm aniqligi ± 0,5%, masofa aniqligi 1 mm, qo'llab-quvvatlash zichligi sozlamalari (0,5-3t / m³), ​​turli xil ko'mir turlarini o'lchash ehtiyojlarini qondirish.

Aloqa va ma'lumotlar chiqishi: Ethernet sanoat, AUTBUS, 485 va boshqa aloqa rejimlarini qo'llab-quvvatlaydi va material darajasining balandligi, hajmi, massasi, 3D tasvir ma'lumotlarini chiqarishi mumkin (BMP / JPG formatidagi eksportni qo'llab-quvvatlash) va ko'mir zavodi markaziy boshqaruv tizimi ma'lumotlar interfeysi bilan mos keladi.

Oʻrnatish va ishga tushirish: Ustki{0}}oʻrnatilgan oʻrnatish (gardoqli ulanish, DN50-DN200 troyniklariga mos) kichik oʻrnatish teshiklariga ega boʻlib, silosga keng koʻlamli oʻzgartirishlar kiritish zaruriyatini yoʻq qiladi. Ishga tushirish sensorli ekran yoki masofaviy kompyuter orqali amalga oshiriladi.

Tasvirlash effekti: yuqori{0}}tezlikda ma'lumotlarni qayta ishlash va tahlil qilish, ma'lumotlarni qayta ishlash kompyuter tomonidan tez va avtomatik ravishda yakunlanadi, o'lchangan maqsadni uch o'lchovli ko'paytirishga erishish uchun oddiy 3D grafik operatsion tizimi va grafiklarni aylantirish, tarjima va mahalliy kattalashtirish va boshqa interaktiv operatsiyalarni amalga oshirishi mumkin, o'lchov natijalari bir qarashda aniq ko'rinadi.

4.2 Ko'mir zavodini qo'llash ishi

Misol tariqasida yirik davlat koʻmir zavodini (yillik quvvati 5 million tonna)- olaylik. Zavodda 8 ta xom koʻmir siloslari (diametri 10 m, balandligi 25 m) va 4 ta tozalangan koʻmir siloslari (diametri 8 m, balandligi 20 m) mavjud. Oddiy mikroto'lqinli radar darajasini o'lchagich yordamida oldingi o'lchov uchta muammoga ega:

Xom ko'mir silosidagi ko'mir changining kontsentratsiyasi yuqori (o'rtacha 60 g / m³) va mikroto'lqinli radar signalining zaiflashishi jiddiy. Taxminan 30% vaqt, samarali moddiy darajadagi ma'lumotlarni olish mumkin emas, shuning uchun qo'lda tekshirish talab qilinadi, bu esa yuqori balandlikdan tushish xavfiga ega;

Kokslanadigan ko'mir siloslari ko'pincha "moddiy nomutanosiblik" ni boshdan kechiradi (bir tomondan materiallar darajasi notekis). Faqat bitta nuqta ma'lumotlarini o'lchaydigan an'anaviy radar tizimlari bunday nomutanosibliklarni aniqlay olmaydi. Bu silosning haqiqiy quvvatidan 70% foydalanish darajasiga olib keladi, bu ko'pincha "bo'sh joy qolganiga qaramay, to'liq silos signallarini" keltirib chiqaradi.

Inventarizatsiya statistikasi har bir ombordagi materiallar sathining balandligi va material qutilari hajmiga asoslangan qo'lda baholashni talab qiladi. Bir vaqtning o'zida 2-3 soat davom etadi va xatolik darajasi 5% -8% ni tashkil qiladi, bu xarid rejasi va ishlab chiqarishni rejalashtirishga ta'sir qiladi.

2024 yil boshida zavod 83D radar sathi o'lchagichlarini (xom ko'mir siloslari uchun 6 ta va tozalangan ko'mir siloslari uchun 2 ta) joriy etdi va dastur ta'siri sezilarli darajada yaxshilandi:

Yaxshilangan o'lchov barqarorligi: 3D radar yuqori konsentratsiyali ko'mir changining kuchli penetratsion qobiliyatiga ega va samarali signalni olish tezligi 70% dan 99,5% gacha oshiriladi. Omborda qo'lda tekshirish talab qilinmaydi, bu yiliga taxminan 120 000 yuanga mehnat xarajatlarini kamaytiradi va yuqori -balandlikdagi ishlarning xavfsizlik xavfini yo'q qiladi;

Materiallarning og'ishini aniqlash muammosini hal qilish: 3D tasvirda tozalangan ko'mir qutisidagi materialning taqsimlanishi real vaqtda ko'rsatiladi. Materialning og'ishi sodir bo'lganda (material darajasining ikki tomoni orasidagi farq 1 m dan ortiq), tizim avtomatik ravishda signal beradi va operatorlarni oziqlantirish holatini sozlash uchun yo'naltiradi. Idish sig'imidan foydalanish darajasi 90% gacha oshiriladi, bu har yili taxminan 1500 tonna tozalangan ko'mirni saqlashi va iqtisodiy foydani taxminan 1,2 million yuanga oshirishi mumkin;

Inventarizatsiyani aqlli boshqarish: Tizim har bir ombordagi ko'mir miqdorini avtomatik ravishda hisoblab chiqadi va har daqiqada ma'lumotlar yangilanishi bilan inventar hisobotlarini ishlab chiqaradi. Bu inventarizatsiya statistikasi vaqtini 2-3 soatdan 10 soniyagacha qisqartiradi, shu bilan birga xatolik darajasini 2% dan pastga tushiradi. U ko'mir zavodini xarid qilishni rejalashtirish (masalan, inventar iste'moli stavkalari asosida xom ko'mir sotib olish miqdorini aniqlash) va ishlab chiqarishni rejalashtirish (masalan, tozalangan ko'mir inventarizatsiyasi darajasiga ko'ra ko'mirni yuvish ishlab chiqarishni sozlash) uchun aniq ma'lumotlarni ta'minlaydi, inventarni noto'g'ri baholash natijasida hosil bo'lgan ishlab chiqarishdagi uzilishlar va xom ashyo chiqindilarini samarali minimallashtiradi.

Bundan tashqari, 3D radar sathi o'lchagichning past texnik ko'rsatkichlari ham ko'mir zavodining ekspluatatsiyasi va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi: uskunalar o'tgan yili faqat bir marta tozalangan va ishlamay qolishi haqida hech qanday yozuv yo'q. An'anaviy radar bilan solishtirganda (o'rtacha har 3 oyda bir marta saqlanishi kerak), yillik texnik xizmat ko'rsatish narxi taxminan 80 000 yuanga kamayadi.

5. Xulosa

Solidat 3D Radar Level Counters ko'mir zavodi materiallarini saqlashni o'lchashdagi asosiy muammolarni samarali hal qilish uchun -3D tasvirlash, ko'p parametrlarni o'lchash va kuchli shovqinlarga qarshi{1}}mavjud ilg'or texnologiyalardan foydalanadi. Bularga kuchli chang shovqinlari, murakkab materiallar darajasidagi konfiguratsiyalar va inventarni kuzatishdagi qiyinchiliklar kiradi. Tizim nafaqat o'lchov aniqligi va barqarorligini oshiradi, balki ko'mir zavodlarini inventarizatsiya qilish va ishlab chiqarishni rejalashtirishda aqlli yangilanishlarni ham amalga oshiradi. SLDL5300 3D oʻlchov tizimi murakkab ish sharoitlariga moslashuvchi, yuqori harorat, chang korroziyasi, bugʻ, yomgʻir yoki tuman kabi ogʻir muhitlarga taʼsir qilmaydigan tor, yuqori{9}}oʻtkazuvchan nurdan foydalanadi. Ajoyib xarajat{11}}ko‘rsatkichlari bilan u turli xil saqlash joylarida, jumladan, siloslar, konteynerlar va qattiq materiallar omborlarida qattiq materiallarni o‘lchash uchun keng qo‘llaniladi. Ko'mir sanoatining aqlli transformatsiyasi kontekstida Solidat 3D Radar darajasi hisoblagichlari keng qo'llash istiqbollari bilan ishonchli va samarali darajadagi o'lchash echimlarini taqdim etadi. Ushbu tizimlar ko'mir sanoatining raqamli rivojlanishini yanada kuchliroq qo'llab-quvvatlovchi uchuvchisiz ko'mir zavodi siloslari va aqlli ombor tizimlari kabi stsenariylarga yanada moslashishi kutilmoqda.