Profibus tăng hiệu quả và cắt giảm chi phí trong khai khoáng

Profibus đã trở thành công nghệ fieldbus thành công nhất trong nhà máy và tự động hóa sản xuất với hơn 35 triệu nút được lắp đặt trên thế giới kể từ khi thành lập cách đây hơn 20 năm. Ngành công nghiệp nước, nước thải và nước khử muối công nghiệp đã chấp nhận Profubus trên khắp đất nước như công nghiệp thực phẩm và nước giải khát. Hiện ngành công nghiệp khai khoáng Austrailia đang gia tăng sử dụng công nghệ Profibus để tối ưu hóa việc quản lý tài sản và thói quen bảo trì cũng như giới thiệu hiệu quả sản xuất liên quan đến cấp độ mạng giao tiếp. 

Công nghệ Profibus DP đã được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp khai khoán và hiện nay đang được xem là tiêu chuẩn trong điều khiển thông minh, được sử dụng rộng rãi trong các máy nghiền, máy nghiền bi, SAG và các máy khác. 

 
Giao thức trong gia đình Profibus, Profibus PA được thiết kế để thay thế công nghệ đo lường mạng từ 4 đến 20mA, với việc cung cấp dây nguồn và tín hiệu trong một cáp đôi xoắn đơn. Trong thực tế, Profibus PA chức năng như một mạng thông tin liên lạc hai chiều cho phép dữ liệu được truyền từ các thiết bị thông minh trong mạng đến một hệ thống điều khiển. Đây là một bước đột phá lớn về khả năng fieldbus trong mười năm qua và hơn sáu triệu nút mạng PA xác nhận tính khả thi của dự án này. 

Tại Australia, PICC đảm nhận vai trò hàng đầu trong việc thúc đẩy Profibus trở thành một sự lựa chọn ưa thích cho giao tiếp fielbus. 

PICC được thành lập bởi Tyco Flow Control hơn ba năm trước để cung cấp đào tạo chứng nhận và hỗ trợ kỹ thuật cho người dùng cuối. “Nhiệm vụ của chúng tôi tại PICC, kết hợp với Hiệp hội Profibus Australia là thúc đẩy những câu chuyện thành công mới nổi và cung cấp đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật đến người dùng cuối trên toàn quốc”, Rafael Koenig, giám đốc Điều khiển của Tyco Flow Control và giám đôc PICC. 

BHP Billiton Mitsubishi Alliance (BMA), công ty khai thác than và xuất khẩu lớn nhất Austrailia ở Central Queensland, là một ví dụ điển hình về lợi ích Profibus đem lại trên lĩnh vực khai khoáng. Việc lắp đặt điện truyền thống trong các dây kéo đã gây khóa khăn cho các hệ thống tự động hóa và thông giao tiếp hiện đại phát huy hết lợi thế của nó. Việc khai thác than quy mô lớn cần phải có giao thức truyền thông giao tiếp tốc độ cao, mạnh mẽ để trao đổi thông tin giữa các thiết bị điều khiển điều khiển quá trình quan trọng. 

Năm 2002, BMA tiến hành một thử nghiệm thực hiện một mạng Profibus trên một máy để đánh giá tính khả thi của giao thức này trong môi trường làm việc dây kéo khó khăn. “Kể từ thử nghiệm đầu tiên này, chúng tôi đã xây dựng đầy đủ việc nối cứng dự phòng cho mạng Profibus” Andrew Guilbert, Giám đốc kỹ sư điện của Inete Pty Ltd giải thích.

Profibus cũng có khả năng truy cập nhanh và truyền dữ liệu thông minh từ nhiều nguồn, gia tăng đáng kể hiệu quả hoạt động của nhà máy. Sự phát triển và giới thiệu giải pháp Enthernet công nghiệp, Profinet, thúc đẩy công nghệ web và đưa những tiện ích này đến với người dùng. Profinet có thể dễ dàng tích hợp vào Profibus cũng như các mạng khác và là một cách lý tưởng để phát triển nhà máy cùng với công nghệ Enthernet trong tương lai và không cần thiết bị và kỹ năng dự phòng. 

Một xưởng khai thác than bề mặt ở Bắc Queesland Bowen Basin sử dụng một hệ thống khai thác và vận chuyển liên tục để loại bỏ và phân tán vật liệu được đào lên từ đất đá. Ba mạng Profibus khác nhau vận hành trong một Spreader. Mạng đầu tiên vận hành Sizer để nghiền các vật liệu đã được đào lên. Mạng thứ hai vận hành ‘Tripper car’ khi nó ldi chuyển sang hai bên để phân phối vật liệu trên một băng tải được kết nối với Spreader trong khi mạng thứ ba vận hành Spreader. 

Nhiều thiết bị được nối với các mạng này và thường xuyên nhận hồi tiếp từ các cảm biến được gắn kết để hệ thống làm việc hiệu quả. Trong suốt quá trình vận hành, Spreader có thể “đi bộ” sang hai bên đến 300 m. Thiết bị được thiết kế để Tripper di chuyển cùng với Spreader khi giao tiếp thông qua giao thức Profibus. 

Profibus được lựa chọn như giao thức kỹ thuật số để kết nối ba mạng trên trong quá trình vận hành bởi kích thước và độ phức tạp của cơ cấu này cần tốc độ nhanh 1.5 MB/s để giao tiếp hiệu quả. 

Một vài tháng sau khi Spreader bắt đầu có các sự cố về truyền thông giao tiếp khi xuất hiện các tín hiệu chất lượng kém, cuối cùng dẫn đến các gián đoạn trong hoạt động.
Profibus là xương sống của giao tiếp giữa ba mạng lưới và người vận hành. Khi chất lượng của mạng Profibus xấu đi dẫn đến một dòng dữ liệu không tin cậy xuất hiện, sự cố thông tin liên lạc thường xuyên xuất hiện giữa ba giai đoạn. 

Các kỹ sư PICC đã đến nhà máy để thực hiện chẩn đoán mạng Profibus và để sử lý sự cos cà phát hiện lỗi trong vận hành sử dụng công cụ chẩn đoán Profibus – ProfiTrace và ProfiCore. 

Kết quả ban đầu cho thấy một số vấn đề liên quan đến phản xạ tín hiệu, dây cáp bị lỗi, nhiễu và các vấn đề về chiều dài cáp. Một cuộc điều tra bởi các chuyên gia PICC tiết lộ rằng nguyên nhân của các vấn đề về mạng có thể do thiết kế hệ thống không được tốt gây ra do sự thiếu chuyên môn và đào tạo Profibus. 

Việc này đã củng cố khuyến cáo cua PICC về việc thêm những người được chứng nhận Lắp đặt Profbus vào những dự án như thế. 

Về tổng thể, ngành công nghiệp khai thác mỏ liên tục áp dụng thành công Profibus như là một công nghệ tiên tiến mạnh mẽ và việc lựa chọn các hệ thống đi dây trước dây đã trở nên kém hấp dẫn. “Các nhà khai khoáng đã nắm bắt được sự thay đổi hữu ích và gạt bỏ công nghệ cũ lỗi thời để tận dụng lợi thế của công nghệ mới”. Koenig nhấn mạnh. “Tuy nhiên, các kỹ sư và các nhà cố vấn thấy rõ lợi ích của công nghệ thì những người vận hành thường không nhận ra được tìm năng bởi họ không có đủ kỷ năng và trình độ về Profibus.” 

Để khắc phục điều này, Hiệp hội Profibus Australia mở các khóa đào tạo chứng nhận. 

“Cần phải chứng minh chất lượng chẩn đoán, hiệu quả hoạt động và tiết kiệm chi phí mà công nghệ sẽ mang lại” Koenig giải thích. “Chúng tôi đang nhanh chóng bắt kịp với phần còn lại của thế giới về tôi ưu hóa hoạt động và giảm chi phí sở hữu”, ngày càng nhiều các chuyên gia trong ngành công nghiệp khai khoáng tận dụng lợi thế của một cơ hội thật sự để tiến hành những cải tiến lâu dài cho hoạt động của mình. 

Koenig chắc chắn rằng công nghệ Profibus sẽ nhanh chóng sẽ tiêu chuẩn cho nhiều nhà máy khai khoáng trong tương lai gần.