День шахтёра 2020
отмечаем здесь

Magnettrack: неоптическая и бесконтактная система позиционирования

Современный тренд – автоматизация промышленных предприятий – в том числе привёл к внедрению систем позиционирования движущихся объектов.

система позиционирования

По большому счёту, производственники стремятся усилить контроль за техникой, работающей на больших расстояниях. За примерами далеко ходить не нужно: цифровизация коснулась электровозов, транспортных и технологических тележек, грузоподъёмного оборудования, штабелёров, машин коксохимического производства и прочего.

Рвение предприятий к более эффективному управлению работы своего промышленного оборудования легко объяснимо. Полная автоматизация производства повышает эффективность технологических процессов и минимизирует вероятность аварий.

В конечном итоге она позволяет непрерывно отслеживать реальную картину происходящего, что, несомненно, влияет на бизнес в целом.

Огрехи «классики»

автоматизация движущихся объектов

Увы, но внедрение автоматизированных систем не является гарантом «правильности» эксплуатации. Из-за некорректного позиционирования зачастую появляются нежелательные побочные эффекты. Допустим, объекты производства могут внезапно столкнуться друг с другом. Бывает и так, что возникает перекос грузовых лифтов, мостовых и козловых кранов с длиной пролёта свыше 30 м.

Любое отклонение от заданного режима работы выливается в нежелательные результаты – вынужденные остановы на ремонт и обслуживание, или же выпуск бракованной партии продукции. Так что предприятию стоит внимательнее относиться к выбору автоматизированного решения.

Чаще всего для позиционирования промышленного оборудования используют системы на основе лазерных дальномеров, системы радиочастотной идентификации. Также производственники прибегают к установке энкодеров и измерению перемещения с магнитной лентой либо оптической линейкой.

автоматизация промышленного оборудования

У каждого метода есть свои ограничения:

  • Оптические системы (дальномеры, оптические линейки) требуют обслуживания и крайне уязвимы к загрязнениям, которые весьма типичны для машиностроительного, металлургического и коксохимического производства.
  • Система с магнитной лентой предъявляет высокие требования к прямолинейности движения объекта и не допускает колебаний считывающей головки относительно ленты более чем на ±1 мм. При этом промышленные краны и электровозы могут при движении колебаться с амплитудой в несколько сантиметров во всех плоскостях.
  • Радиочастотные системы отслеживания перемещений крайне чувствительны к металлическим радио-отражательным окружающим конструкциям, имеют особые требования к местам установки компонентов и сравнительно высокую стоимость. Такие системы сложно монтируются и требуют многочисленных настроек.
  • Системы позиционирования на основе энкодеров накапливают ошибку за счёт проскальзывания и износа колёс по набегу. Методы сброса ошибки посредством дискретной логики работают недостаточно надёжно. Например, объект может работать продолжительное время между двумя точками сброса ошибки.

Система Magnettrack

Компания Balluff совместно с партнёрами разработала альтернативную систему измерения перемещений Magnettrack. Чем она отличается от других решений?

система Magnetttrack

Система Magnettrack работает по следующему принципу: на движущийся объект устанавливается магнитострикционный датчик, который бесконтактно определяет положение маркеров магнитной трассы относительно своей продольной чувствительной оси.

На основе данных об относительном положении маркеров программа строит абсолютную систему координат, в рамках которой производится дальнейшее позиционирование объекта.

Решение Balluff – это абсолютная система измерения положения, позволяющая восстанавливать координату в случае сброса питания. А при каких-либо изменениях в магнитную трассу система перенастраивается автоматически – за счёт адаптивного алгоритма программного модуля.

Ключевые составляющие Magnettrack:

  • магнитострикционный преобразователь линейных перемещений Balluff BTL;
  • набор магнитных маркеров, каждый из которых представляет собой один или несколько магнитов в защитном корпусе;
  • программный модуль Magnettrack, интегрируемый в управляющий контроллер.

В отличие от классического применения принципа магнитострикции для измерения линейных перемещений, при котором один или несколько магнитов перемещаются вдоль неподвижно закреплённого датчика, преобразователь Balluff BTL системы Magnettrack устанавливается непосредственно на движущийся объект и вместе с ним движется вдоль магнитной трассы, состоящей из отдельных магнитных маркеров.

Преобразователь считывает положение каждого магнита, над которым проезжает, относительно своей активной зоны и передаёт эти данные в управляющий контроллер, где программный модуль Magnettrack производит вычисление расстояний между соседними магнитами и на основании этих данных строит абсолютную систему координат.

система Magnettrack
  • Система обладает следующими основными характеристиками:
  • Дистанция позиционирования: от 3 до 780 м и более;
  • Точность позиционирования: до 0,2 мм;
  • Рабочий диапазон удаления преобразователя от маркера: до 85 мм;
  • Допустимая амплитуда колебаний объекта: ±50 мм;
  • Максимальная скорость движения объекта: до 7 м/с;
  • Температура окружающей среды: -40 до +85/+300 °C;
  • Повторяемость в статике: до 0,2 мм;
  • Степень защиты: IP67;
  • Расчётный срок службы – 15 лет.

Magnettrack обладает высокой вибро- и ударостойкостью, а также защитой от кратковременного перенапряжения и переполюсовки. Это бесконтактная и неоптическая система, не требующая обслуживания. Поэтому она обеспечивает полную автоматизацию производственных процессов там, где раньше это казалось невозможным.

С внедрением решения Balluff предприятие минимизирует количество бракованных партий продукции из-за некорректного позиционирования, а также снижает расходы на ремонт и обслуживание узлов производства.

Вдобавок ко всему, Magnettrack позволяет реализовать системы координатной защиты и антистолкновения, которые можно использовать при внедрении систем промышленной безопасности.

Помимо решения задач производственной логистики, систему Magnettrack можно внедрять для реализации адресного складского учёта. Программа может стать основой для полностью автоматизированной системы с построением виртуальной модели расположения товаров на складе.

Работа без сбоев

Систему Magnettrack успешно внедрили ряд предприятий, работающих в сфере металлургии, коксохимического производства и складской логистики.

Система способна работать на дистанциях от 8 до 700 м и обеспечивает высокую точность позиционирования даже в тяжёлых условиях коксохимического производства — в непосредственной близости от коксовых печей под открытым небом в условиях резкого континентального климата.

Специалисты предприятий, опробовавших новинку, отмечают высокую надёжность решения. Так, на более чем 100 установленных системах Magnettrack за всё время эксплуатации не было зафиксировано ни одного сбоя. Позиционирование позволило снизить до минимума объём брака продукции при производстве труб, в том числе большого диаметра.

С Magnettrack объёмы производства выросли на 2% — за счёт уменьшения количества простоев и сокращения количества бракованной невосстанавливаемой продукции. При этом расходы на ремонт и обслуживание снизились более чем на 80%, а средний срок окупаемости системы составил в среднем не более полугода.®


Balluff

ООО «БАЛЛУФФ»
balluff.ru
balluff@balluff.ru
Тел.: +7 495 960 12 11

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.