Межевич Д.А., Кудреватых А.В.
ВНЕДРЕНИЕ АСУ СО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ УВТР НА КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛАХ *
Аннотация:
данная тема посвящена исследованию и внедрению современных автоматизированных систем управления состоянием оборудования для повышения надежности установок вентилируемых тормозных резисторов на карьерных самосвалах БелАЗ-75306 и БелАЗ-75131. Актуальность данной темы обусловлена высокой степенью нагрузки, которой подвергаются установки вентилируемых тормозных резисторов при использовании электрического торможения на спусках в условиях тяжелой эксплуатации. Рассматривая мониторинг состояния оборудования карьерных самосвалов для предотвращения отказов и повышения эксплуатационной надежности, подчеркивается необходимость автоматизации процесса диагностики и обслуживания узлов и агрегатов, включая установки вентилируемых тормозных резисторов.
Ключевые слова:
надежность, мониторинг, датчики, УВТР
Карьерные самосвалы играют ключевую роль в угледобывающей промышленности, поэтому особое внимание уделяется повышению надежности их узлов и агрегатов, чтобы обеспечить максимальную эффективность производственного процесса и безопасность эксплуатации. Помимо этого, важным фактором для угледобывающих предприятий служит экономическая составляющая, в которую входят затраты на обслуживание и ремонт техники.Повышение надежности узлов и агрегатов карьерных самосвалов является всегда открытым вопросом, так как на протяжении всего времени заводы-изготовители как самой техники, так и отдельных узлов, стараются улучшать свою продукцию, обеспечивая максимальную эффективность и безопасность ее использования. Помимо повышения надежности самой продукции техники БелАЗ, важной составляющей в этом вопросе также является обеспечение качественного мониторинга за состоянием узлов. Именно эту тему в данной статье мы рассмотрим далее.Современные автоматизированные системы управления состоянием оборудования (АСУ СО) – это интегрированные компьютерные комплексы, предназначенные для регулярного мониторинга, диагностики и управления техническим состоянием производственного оборудования. Подобные системы позволяют оперативно оценивать текущее состояние оборудования, предсказывать вероятные поломки и планировать техническое обслуживание, минимизируя простои и снижая затраты на ремонт. Современные автоматизированные системы управления состоянием оборудования (АСУ СО) вполне могут успешно применяться на карьерных самосвалах марки БелАЗ. Фактически, компания «БелАЗ» давно внедряет такие технологии, предлагая клиентам современные интеллектуальные системы мониторинга и диагностики, позволяющие оптимизировать техническое обслуживание и эксплуатацию тяжёлой карьерной техники.Основными функциями автоматизированных систем управления состоянием оборудования является следующее:1. Онлайн-мониторинг состояния техники.Онлайн-мониторинг осуществляется за счет постоянного сбора данных с датчиков и сенсоров, установленных на автосамосвалах (датчики вибрации, температуры, давления, уровня шума и других параметров), которые непрерывно поступают в центральную систему мониторинга и которые можно отслеживать в режиме реального времени для выявления признаков неисправности.2. Прогнозирование отказов и диагностика.Алгоритмы машинного обучения и аналитические инструменты оценивают тенденции деградации оборудования и предсказывают возможные поломки заблаговременно. Система применяет алгоритмы машинного обучения (ML), которые находят закономерности в поведении данных, вычисляют корреляции (насколько изменения одних параметров влияют на изменения других параметров) между параметрами и строят модели, предсказывающие будущее состояние узлов и агрегатов техники. ML классифицирует события и выявляет аномалии в показателях, сигнализируя о возможном отказе заранее. Специальные аналитические инструменты обрабатывают исторические данные и создают трендовые графики, иллюстрирующие изменение показателей со временем.На основе анализа данных формируются прогнозы возможных отказов оборудования (например, подшипников, мостов, двигателя, коробки передач и т.д.). При выявлении тревожных тенденций система отправляет уведомления ответственным лицам (механикам, диспетчерам, водителям), информируя о необходимости проверки или проведения профилактических мероприятий. Система подсказывает конкретные шаги для устранения возможной проблемы (например, заменить масло, осмотреть подшипник, провести калибровку оборудования и т.д.).3. Управление процессом технического обслуживания.Алгоритмы машинного обучения также, как и при прогнозировании отказов, анализируют полученные данные, выявляют аномалии или отклонения от нормальной работы оборудования. При обнаружении подозрительной динамики или значительных отклонений система автоматически формирует заявку на техническое обслуживание или ремонт. Заявка содержит подробную информацию о предполагаемой неисправности, местоположении машины и времени выявления проблемы. Заявка отправляется ответственным специалистам, обеспечивающим выполнения технического обслуживания, которые получают уведомления на планшеты, компьютеры или мобильные телефоны.Вся информация о техническом обслуживании и текущих показателях состояния карьерных самосвалов сохраняется в единой информационной базе. Исторические данные хранятся длительное время, что позволяет сравнивать текущее состояние с предыдущими результатами и выявлять тенденции износа. Все проведённые работы, покупки запчастей, отчётность по ремонту ведутся в электронном виде, упрощающем поиск нужной информации и облегчающем ведение бухгалтерии. Система создает интерактивные отчеты, доступные пользователям через веб-интерфейс или мобильные приложения, отражающие текущее состояние техники, выполнение заявок и статус покупок.На основе сбора данных о проведенных технических обслуживаниях для каждой шасси формируются оптимальные и индивидуальные планы ТО, базирующиеся на анализе состояния самосвала, а не на стандартных временных промежутках.4. Управление закупкой и запасами запчастей.Система автоматизированного управления состоянием оборудования собирает статистику отказов и износа деталей и узлов техники, на основе которой планирует закупки необходимых запчастей и материалов. Машина анализирует темпы износа, условия эксплуатации и историю ремонтов узлов и агрегатов карьерных самосвалов, формируя заказы на запчасти с учётом прогнозируемых нужд. Также система обеспечивает управление складскими остатками, отслеживая наличие запчастей на складе и своевременно инициируя пополнение недостающих позиций. Автоматизированная система производит оптимизацию поставок, выбирая поставщиков, оптимизируя маршруты доставки и сроки заказов, минимизируя затраты и сокращая задержки в поставках.5. Оптимизация затрат на эксплуатацию и ремонт.Благодаря такому объемному мониторингу и анализу данных производится обеспечение продолжительности жизни эксплуатируемой техники. Оптимизация сроков проведения технического обслуживания и своевременная замена деталей позволяют значительно продлить срок службы узлов и агрегатов карьерных самосвалов и отсрочить необходимость капитального ремонта. В связи с этими факторами происходит сокращение расходов на внеплановое обслуживание и приобретение запчастей.Оптимизация загрузки производственной линии осуществляется за счет мониторинга производительности. Система отслеживает состояние парка автосамосвалов и её производительность, помогая руководству принимать правильные решения по использованию машин и кадров. GPS-информацию и данные о текущем состоянии техники можно использовать для оптимизации маршрутов перевозок, минимизируя холостые рейсы и простои техники. 6. Цифровая визуализация состояния оборудования.Одним из важнейших аспектов автоматизированной системы управления состоянием оборудования является цифровая визуализация текущего состояния техники, историй отказов и перспектив развития событий. Эта функция позволяет операторам, менеджерам и механикам моментально понимать текущее состояние узлов и агрегатов, прогнозировать возможные неисправности и оптимизировать техническое обслуживание.Система предоставляет удобные и информативные интерфейсы, которые позволяют визуально и ясно воспринимать текущее состояние оборудования. Веб-интерфейс системы отображает панель приборов с ключевыми индикаторами (температура, давление, вибрации, износ), а также цветом обозначает нормальное состояние (зеленый), повышенное внимание (желтый) и критические проблемы (красный). Картинка состояния: предоставляет пользователю наглядную схему узлов и агрегатов с информацией о статусе каждой части техники (двигатель, тормозная, т и т.д.). Цветом выделяются зоны, нуждающиеся в особом внимании. Система также формирует динамически обновляемые отчёты о текущем состоянии оборудования, истории неисправностей и планах технического обслуживания. Отчёты доступны в различных форматах (PDF, Excel, Word) и могут экспортироваться для анализа и печати.Автоматизированная система управления состоянием оборудования может применяться в качестве повышения надежности установок вентилируемых тормозных резисторов карьерных самосвалов БелАЗ-75306 и БелАЗ-75131. Это можно обеспечить за счет непрерывного мониторинга состояния системы УВТР, так как АСУ СО будет регулярно собирать данные о состоянии узлов системы, что позволит своевременно выявлять признаки приближающегося отказа и предупреждать о серьезных поломках. С помощью методов машинного обучения и анализа исторических данных система будет прогнозировать отказы системы УВТР и рекомендовать профилактические мероприятия. При обнаружении первых признаков нарушения в работе УВТР, система автоматически будет формировать заявки на техническое обслуживание и ремонт, ускоряя процесс устранения проблем. На основе данных системы можно будет выстроить оптимальное расписание профилактического обслуживания системы УВТР, уменьшив время простоя карьерных самосвалов.Для эффективного использования автоматизированной системы управления состоянием оборудования необходимо будет внедрить датчики в различные элементы системы УВТР:- Датчики температуры. Они будут производить контроль температуры критических узлов, осуществлять выявление перегрева и предупреждать о рисках разрушения узлов УВТР. Разместить их следует на тормозных резисторах, вентиляторах и подшипниковом узле электродвигателей.- Датчики вибрации. Они будут производить мониторинг состояния подшипников и других движущихся элементов, выявление проблемных точек и угроз. Разместить их следует на подшипниковом узле, либо на самом корпусе электродвигателей, а также на вентиляторах и креплениях УВТР.- Датчики давления. Они будут производить контроль давления воздуха и выявление возможных проблем с подачей воздуха для охлаждения в системе УВТР. Разместить их следует в магистралях подачи охлаждающего воздуха.- Датчики силы тока и напряжения. Они будут производить контроль состояния электросети и выявление коротких замыканий, скачков напряжения и избыточных нагрузок в системе УВТР. Разместить их следует выводах резисторов и питании электродвигателя.- Датчики положения. Они будут производить контроль правильности работы подвижных элементов и своевременное выявление сбоев в системе УВТР. Разместить их следует на подвижных частях системы, таких как вентиляторы, якорь и замки лючков электродвигателя.- Датчики оптические и ультразвуковые. Они будут обеспечивать осмотр состояния оборудования и деталей УВТР без разборки, мониторинг состояния уплотнений и покрытий. Разместить их следует на смотровых лючках и в труднодоступных местах.Для полноценного внедрения автоматизированной системой управления состоянием оборудования с мониторингом состояния установок вентилируемых тормозных резисторов, необходимо произвести монтаж всех датчиков на указанные позиции с правильным подключением и настройкой. После чего необходимо произвести интеграцию датчиков с центральной системой, подключив датчики к серверам и обработчикам данных, настроив алгоритмы анализа. Затем необходимо произвести разработку отчетов и рекомендаций по результатам анализа данных. Конечной стадией внедрения системы для мониторинга состояния УВТР будет являться подготовка персонала, обучение сотрудников правилам пользования системой и интерпретации данных.Исходя из всего вышеописанного, можно сделать вывод, что современная автоматизированная система управления состоянием оборудования представляет собой мощный инструмент для комплексного мониторинга, анализа и прогнозирования технического состояния машин и агрегатов. Её внедрение позволит предприятиям перейти от стратегии ремонта по факту поломки к стратегии прогнозируемого обслуживания, что значительно повысит эффективность и рентабельность горнодобывающего дела.При внедрении автоматизированной системой управления состоянием установок вентилируемых тормозных резисторов карьерных самосвалов БелАЗ-7530 и БелАЗ-75131 стоит отметить, что данное нововведение позволит существенно повысить надежность рассматриваемого оборудования, сократить простои и оптимизировать затраты на обслуживание. Внедрение датчиков в ключевые элементы УВТР обеспечит постоянный мониторинг состояния оборудования и предупредит появление аварийных ситуаций, а также в долгосрочной перспективе спрогнозирует оптимальный процесс обслуживания данной системы.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Межевич Д.А., Кудреватых А.В. ВНЕДРЕНИЕ АСУ СО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ УВТР НА КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛАХ // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 2571 - 2580. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24198 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+