1 mgr inż. Andrzej MajewskiDSC Andrzej Józef Majewski, Gdańsk dr inż. Michał Meller Katedra Systemów Automatyki, Wydział ETI, Politechnika Gdańska Poprawa jakości informacji wizualizującej monitoring pionowania i poziomowania wiszących pomostów roboczych jako sposób na redukcję stresu u obsługi i poprawę bezpieczeństwa i komfortu pracy

2 Kompleks wyposażenia budowy szybu mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

3 Wiszący pomost roboczy właściwości i funkcjeWiszący pomost roboczy, którego funkcja dostosowana jest do potrzeb wykonywania robót górniczych, musi posiadać podstawową cechę - mieć możliwość przemieszczania się za postępującym przodkiem. Tę funkcję zapewnia układ wciągarek wolnobieżnych, na które nawinięto liny nośne pomostu o długości odpowiedniej do zaplanowanej głębokości szybu. Z wciągarek wolnobieżnych liny kierowane są do szybu kołami linowymi zabudowanymi na pomostach technologicznych wieży szybowej lub głowicy szybu. Każda lina połączona jest najczęściej punktowo z konstrukcją pomostu. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

4 Wiszący pomost roboczy właściwości i funkcjeUrządzenia wyciągowe służą do transportu pionowego ludzi, materiałów, maszyn i urządzeń do głębienia szybu, a także odstawy urobku z przodka. Transport odbywa się naczyniem wyciągowym (kubłem), które prowadzone jest za pośrednictwem sań prowadniczych po linach, najczęściej będących równocześnie linami nośnymi wiszącego pomosty roboczego. Prawidłowe ustawienie pomostu - w osi szybu i właściwe wypoziomowanie decyduje o bezpieczeństwie pracy załogi pomostu oraz wpływa istotnie na rezultat drążenia szybu – jego pionowy przebieg i zachowanie odległości ruchowych w trakcie transportu ludzi i urobku. Poziomowanie i pionowanie pomostu w szybie realizowane jest poprzez regulacje długości lin nośnych i prowadniczo-nosnych. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

5 Wiszący pomost roboczy mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

6 Czynniki wpływające na nierównomierny rozkład obciążenia lin nośnychNajważniejsze, opisane w literaturze jak i wynikające z doświadczenia ruchowego czynniki nierównomiernego obciążenia lin nośnych to: różna długość początkowa poszczególnych lin nośnych, różne właściwości sprężyste lin (moduły sprężystości), różne wydłużenia trwałe lin, różne średnice nawijania lin na bębnach linowych, różna sprawność elektrycznych napędów wciągarek wolnobieżnych, niezrównoważenie masy pomostu względem własnej osi, niezrównoważenie masy urządzeń oraz konstrukcji stanowiących wyposażenie pomostu wiszącego, niedostateczne wytrenowanie i błędne decyzje obsługi wciągarek wolnobieżnych, ograniczona precyzja sterowana ruchem wciągarek wolnobieżnych mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

7 System ciągłego monitorowania sił w linach nośnychSystem ciągłego monitorowania sił w linach nośnych zawieszenia wiszących pomostów roboczych oraz wizualizacja obciążenia lin na monitorze ekranowym, jest nieodzowna w diagnostyce obciążenia. Ważnym zagadnieniem jest sposób poziomowania i pionowania samego pomostu. Zastosowanie kontrolowanej korekty długości poszczególnych lin na podstawie wizualizacji sił, umożliwia ustawienie pomostu w położeniu roboczym. Dodatkowo, musi byś spełniony warunek zróżnicowania naprężeń w linach prowadniczo-nośnych, dla uniknięcia rezonansu mechanicznego. Ilość lin, na których jest podwieszony pomost roboczy – cztery lub osiem, komplikuje zadanie ustawienia pomostu w poziomie, prowokując błędy. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

8 mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał MellerMaszynownia na SW-4 mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

9 Wizualizacja ciągłego monitorowania sił – system WizPom 2008 - TEMIX mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

10 Zmiany w systemie monitorowania położenia pomostu roboczegoDoświadczenia eksploatacyjne systemu ciągłego monitorowania sił w linach nośnych wskazują na potrzebę rozbudowy systemu pomiarowego o moduł poziomicy elektronicznej. Badania na modelu rozbudowanego systemu wskazują na potrzebę wizualizacji ustawienia pomostu (poziom – pion) i położenia jego środka ciężkości. Dla efektywnego sterowania ustawieniem pomostu potrzebny jest system wsparcia decyzji o kolejności i zakresie regulacji długości lin. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

11 Zintegrowany system pomiarowyTesty systemu monitoringu i poziomowania na modelu pomostu zawieszonego na czterech czujnikach tensometrycznych, z dwuosiową poziomicą i modułem określania położenia środka ciężkości pomostu mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

12 Systemy pomiarowe na pomoście roboczym - projekt mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

13 Trzy fazy obsługi pomostuPrzemieszczanie pomostu w pionie prawidłowy przebieg procesu monitorowany poprzez pomiar i obserwację sił w linach nośnych Poziomowanie pomostu w położeniu roboczym precyzyjne sterowanie długością poszczególnych lin za pomocą wciągarek wolnobieżnych, w oparciu obserwację wskazań poziomicy elektronicznej. Jednoczesna obserwacja położenia środka ciężkości pomostu i naprężenia lin zapewnia bezpieczne manipulowanie położeniem pomostu. Pionowanie pomostu roboczego w trakcie zapierania go o ściany szybu przenośny moduł wizualizacji poziomicy różnicowej pozwala prawidłowo zaprzeć podest górny i dolny z zachowaniem poziomowania pomostu i pionowania lin nośnych mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

14 Zapieranie pomostu o ściany szybuW trakcie zapierania pomostu możliwe jest jego przechylenie na skutek nierównomiernego nacisku siłowników na ściany szybu. Rozwiązaniem problemu jest jednoczesny pomiar położenia górnego i dolnego pomostu w tracie zapierania przy pomocy poziomicy różnicowej. Odczyt położenia podestów będzie udostępniony dla obsługi pomostu w każdym jego miejscu, w trakcie całego procesu zapierania. Przenośny komputer – tablet, poprzez interfejs radiowy (WiFi) odczytuje sygnały z dwóch poziomic i pokazuje ustawienie pomostu oraz odkształcenia (przegięcia) konstrukcji. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

15 Poziomica różnicowa + tablet SiGarden XT-110 mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

16 System wspomagania decyzjiNadmiar informacji wizualnej powoduje stres u operatora i utrudnia podejmowanie decyzji o kolejności, kierunku i wielkości korekty poszczególnych lin zawieszenia pomostu. Właściwie dobrany algorytm systemu wspomagania decyzji, analizuje zagłębienie i ustawienie pomostu oraz wielkość sił w linach. W oparciu o wbudowane kryterium jakościowe pomaga w podjęciu decyzji o wielkości i kierunku korekty długości poszczególnych lin. Informacja o kolejności, kierunku i wielkości korekty przekazywana jest w postaci koloru wskaźnika liny. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

17 Badania na modelu pomostuPrzebieg procesu poziomowania pomostu realizowanego w oparciu o wskazanie systemu wspomagania decyzji. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

18 Kalibracja poziomicy na pomościeWyznaczanie położenia środka platformy i pochylenia w osi podłużnej i poprzecznej dla ustawienia początkowego (kalibracji) czujnika poziomicy elektronicznej, pomiar odległości do zrębu. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

19 Kierunki dalszego rozwoju systemuIntegracja systemu pomiaru naprężeń w linach (4-8 czujników) z poziomicą elektroniczną i bezpośrednia prezentacja decyzji o wydłużeniu lub skróceniu poszczególnych lin, prezentowana jako sugestywna zmiana koloru wskaźnika liny. Ciągła prezentacja położenia i przemieszczeń środka ciężkości pomostu w trakcie pracy w szybie. Korygowanie położenia pomostu (poziomowanie i pionowanie) realizowane bez udziału operatora wciągarek. Automatyzacja procesu w oparciu o algorytm korygujący długość lin, zapewniający zrównoważenie obciążeń lin i utrzymanie prawidłowego położenia pomostu w ruchu i po zatrzymaniu w położeniu roboczym (prace na etapie badań modelowych). Wyznaczenie charakterystyk regulacji położenia pomostu w odniesieniu do niezbędnych dokładności poziomowania i pionowania. Opracowanie metodyki utrzymania systemu – optymalizacja procedur kontrolnych i okresowej kalibracji układów pomiarowych. mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller

20 mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał MellerDziękujemy za uwagę! Andrzej J. Majewski tel Michał Meller tel.: mgr inż. Andrzej J. Majewski, dr inż. Michał Meller