Cyfrowa rewolucja w transporcie przenośnikowym - taśma przenośnikowa 4.0

• Autorzy: Jurdziak L. , Błażej R. , Bajda M.

Warianty tytułu

EN

Digital Revolution in Belt Conveying - Conveyor Belt 4.0

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W okresie rewolucji cyfrowej, określanej mianem Przemysłu/Górnictwa 4.0, zwiększa się znaczenie informacji o pracy i stanie obiektów w systemach transportowych. Taśma przenośnikowa generuje do 60% kosztów transportu. Jej awaria pociąga za sobą nie tylko wysokie koszty naprawy, lecz również może spowodować wysokie straty produkcyjne, związane z długotrwałymi postojami awaryjnymi. Zastosowanie różnych sensorów monitorujących stan taśmy i połączeń umożliwia wskazanie optymalnych momentów wymian redukujących koszty użytkowania taśm, np. poprzez jej opłacalną regenerację. Bieżące monitorowanie pracy taśm zapobiega kosztownym awariom. Integracja danych z wielu źródeł pozwala nie tylko na racjonalną ekonomicznie gospodarkę taśmami w kopalni, lecz również może być wykorzystana do optymalizacji produkcji. Dane z systemów automatyki i wag pozwalają na stosowanie bardziej precyzyjnych miar trwałości taśm, jak np. efektywny czas pracy, liczba cykli i ilość przeniesionej masy. Informacje te mogą być wykorzystane do sterowania procesem mieszania urobku na taśmach w procesie ich transportu. Dla elektrowni ważne są bowiem nie tylko ilości przeniesionych mas węgla w danym okresie, ale również rozkład jakości węgla w czasie. Im więcej danych o procesie transportu jest zbieranych tym lepiej można je wykorzystać. Obecnie wiele cyfrowych danych o taśmach i połączeniach jest już w kopalniach dostępnych, na bieżąco rejestruje się też wiele danych o pracy systemów transportowych. Brakuje ich integracji i pełnego wykorzystania. Warto też rozważyć możliwość uzupełnienia już posiadanych danych o nowe informacje z nowych urządzeń i sensorów, np. z takich systemów, jak DiagBelt itp. Ich wizualizacja na ekranach synoptycznych lub wielkich monitorach w centrach kierowania ruchem (centrach dyspozytorskich, tzw. control rooms) wzbogaciłaby wiedzę o systemie transportowym. Wizja autonomicznego systemu przenośników taśmowych, realizującego zadania transportowe 1 sterującego jakością dostarczanego urobku w warstwie fizycznej i informatycznej wraz z zamówieniami prac serwisowych i wymian taśm przez internet, wcale nie musi być odległa w świetle polskich i niemieckich dokonań. Artykuł jest rozwinięciem wystąpienia autorów na X Międzynarodowym Kongresie Węgla Brunatnego w Bełchatowie z kwietnia br. [30].

EN

In the era of the digital revolution known as lndustry/Mining 4.0, the importance of information about the operation and condition of individual objects in transport systems is growing. Conveyor belt creates up to 60% of transport costs. Its damage entails not only high repair costs, but also production huge losses associated withl long emergency stops. The use of different sensors monitoring the condition of the belt and their joints allows to determine the optimal replacement times lowering the cost of belt operation, eg. through cost-effective belt recondition. On-line belt monitoring helps prevent costlyi failures. The integration of data from many sources allows not only for an economically viable conveyor belt management in the mine, but it can also be used to optimize production. Data from automation systems and from scales allow for more precise belt durability measures such as effective time of operation, number of cycles and weight of transported mass. They can also be used to control the coal mixing process on belts during conveying. For the power plant, not only the amount of coal supplied during the shift is important, but also the distribution o coal quality over time. The more data is collected about the transportation process, the better it can be used. Currently, mines possess many digital data about belts and their joints, many data are collected on a regular basis about the transport system operation. Their integration and fuli use are missing. It is also worth considering the possibility of enriching your data with new information from new devices and sensors e.g. such as DiagBell system etc.. Their visualization on mimic screens or large monitors in control rooms could enhance the knowledge about transportation system. The vision of an autonoJ mous system of conveyor belts performing transporl tasks and controlling, the quality of delivered materials in the physical and IT layer together with orders for services and repairs and replacements of belt segments ordered over the Internet does not have to be distant in the light ol Polish and German achievements. The paper is an extension of the authors’ presentation at the 10th International Brown Coal Congress in Bełchatów in April this year [30].

Słowa kluczowe

PL

transport przenośnikowy; taśma przenośnikowa 4.0; rewolucja cyfrowa

EN

belt conveying; conveyor belt 4.0; digital revolution

• Wydawca: Wydawnictwo HMR-TRANS Sp. z o.o.
• Czasopismo: Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 2
• Strony: 6--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 69 poz., rys.

Twórcy

autor

Jurdziak L.

• Politechnika Wrocławska

autor

Błażej R.

• Politechnika Wrocławska

autor

Bajda M.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Ambriško L., Taraba V., Szabo S., Leco M.: Belt Damag Aspect to Impact Loading, Applied Mechanics and Mater ais, vol. 683, 2014, s. 102-107.
• [2] Bajda M., Błażej R., Jurdziak L.: Impact of Selected Parameters on the Fatigue Strength of Splices on Multiply Textile Conveyor Belts. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 44 052021, 2016.
• [3] Bajda M., Błażej R., Jurdziak L.: A new tool in belts resistance to puncture research, Mining Science, vol. 23, 2016, s. 173-182.
• [4] Bajda M., Błażej R., Jurdziak L.: Condition monitoring of textile belts in the light of research results of their resistance to punctures investigations, 16th SGEM, Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining, vol. II, 2016, s. 165-172.
• [5] Bajda M., Błażej R., Jurdziak L., Hardy góra M.: Wpływ różnic trwałości połączeń wulkanizowanych i klejonych na koszty eksploatacji taśm przenośnikowych w kopalni podziemnej, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, 2017, nr 99, s. 71-88.
• [6] Bartodziej M.: The Concept Industry 4.0. An Empirical Analysis of Technologies and Applications in Production Logistics, Springer, 2017, s. 150.
• [7] Błażej R., Review of the newest NDT equipment for conveyor belt diagnostics, Diagnostyka (Diagnostics), 4(64), 2012, s. 21-24.
• [8] Błażej R., Domański A., Jurdziak L., Martyna M.: Prognozy zmian stanu rdzenia taśm typu ST na podstawie czasu pracy odcinków taśm i długości przenośnika, Mining Science, 2014, vol. 21(2), s. 5-14.
• [9] Błażej R., Jurdziak L.: Korzyści z diagnostyki taśm przenośnikowych w świetle stochastycznego charakteru procesu ich degradacji, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, nr 3, 2016. s. 38-48.
• [10] Błażej R., Jurdziak L.: Condition-Based Conveyor Belt Replacement Strategy in Lignite Mines with Random Belt Deterioration. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 95(4), 2017,042051.
• [11] Błażej R., Jurdziak L., Hardygóra M., Zimroz R., Bujak C., Sałata R., Domański A., Kurp Ł.: Diagnostyka taśm przenośnikowych z linkami stalowymi - System HRDS i jego wdrożenie, Mining Science, vol. 21(2), 2014, s. 15-24.
• [12] Błażej R., Jurdziak L., Kawalec W.: Eksploatacyjny współczynnik bezpieczeństwa taśm przenośnikowych z linkami stalowymi, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, nr 3, 2014, s. 14-19.
• [13] Błażej R., Jurdziak L., Kawalec W.: Condition Monitoring of Conveyor Belts as a Tool for Proper Selection of Their Replacement Time, Advances in Condition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations, Applied Condition Monitoring, vol. 4, 2015, s. 483-494.
• [14] Błażej R., Jurdziak L., Kawalec W.: Why Weibull distribution can be used to describe belt segment and belt loop operating time and why it is not enough to use it to predict remaining belt life?, Lecture Notes in Engineering and Computer Science, vol. 2217, 2015, s. 557-561.
• [15] Błażej R., Jurdziak L., Kawalec W., Operational Safety of Steel-Cord Conveyor Belts Under Non-stationary Loadings. Advances in Condition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations, Applied Condition Monitoring, Springer, vol. 4, 2016, s. 473-481.
• [16] Błażej R., Jurdziak L., Kirjanów A., Kozłowski T.: Evaluation of the guality of Steel cord belt splices based on belt condition examination using magnetic techniques, Diagnostyka, 16(3) 2015, S. 59-64.
• [17] Błażej R., Jurdziak L., Kirjanów A., Kozłowski T.: Core damages increase assessment in the conveyor belt with Steel cords, Diagnostyka (Diagnostics), 18(3), 2017, s. 93-98.
• [18] Błażej R., Jurdziak L., Kirjanów A., Kozłowski T.: A device for measuring conveyor belt thickness and for evaluating the changes in belt transverse and longitudinal profile, Diagnostyka, vol. 18, no. 4, 2017, s. 97-102.
• [19] Błażej R., Jurdziak L., Kozłowski T, Kirjanów A.: The use of magnetic sensors in monitoring the condition of the core in Steel cord conveyor belts - tests of the measuring probe and the design of the DiagBelt system, Measurement (London), vol. 123, 2018. s. 48-53.
• [20] Borkowski L.: One Control Room krokiem milowym na drodze do proaktywnego zarządzania kopalnią Polkowice-Sieroszowice, Referat na Szkole Eksploatacji Podziemnej, 2017.
• [21] Fedorko G., Molnar V., Ferkova Z., Peterka P, Kresak J., Tomaskova M.: Possibilities of failure analysis for Steel cord conveyor belts using knowledge obtained from nondestructive testing of Steel ropes, Engineering Failure Analysis, 67, September, 2016, s. 33-45.
• [22] Gładysiewicz L., Migdał W.: Współczynniki energochłonności przenośników taśmowych, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 4 (38)12017, s. 5-10.
• [23] Hardygóra M., Bajda M., Gładysiewicz L.: Wpływ parametrów mieszanek gumowych na energochłonność transportu przenośnikowego, Transport Przemysłowy, nr 3, 2007.
• [24] Harrison A.: Safety factor calculations for high-strength inclined belts based on NDT signal analysis. Int. Coal Handling and Util. Conf, Sydney, 19-21 June, 1990.
• [25] Hermann M., Pentek T, Otto B.: Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios. 49th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS) 5-8.01.16. 2016.
• [26] Jurdziak L.: Gospodarka taśmami przenośnikowymi w kopalniach - stan obecny i perspektywy, Górnictwo Odkrywkowe, 40(5/6), 1998, s. 63-81.
• [27] Jurdziak L.: Analiza ekonomiczna funkcjonowania kopalni węgla brunatnego i elektrowni z wykorzystaniem modelu bilateralnego monopolu, metod optymalizacji kopalń odkrywkowych i teorii gier, Wrocław, Oficyna Wydawnicza PWr, 307, s. 2007.
• [28] Jurdziak L., Błażej R.: Polityka wymiany taśm przenośnikowych z uwzględnieniem ich regeneracji - korzyści z wykorzystania diagnostyki stanu, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, nr 2, 2016, s. 6-13.
• [29] Jurdziak L., Błażej R.: Economic analysis of Steel cord conveyor belts replacement strategy in order to undertake profitable refurbishment of worn out belts. 17th Int. MultidisciplinaryScientific GeoConference SGEM 2017, Conf. Proc., ISBN 978-619-7105-00-1/ISSN 1314-2704, s. 283-290, DOI: 10.5593/sgem2017/13/S03.036.
• [30] Jurdziak L., Błażej R., Bajda M.: 2018. Monitorowanie stanu taśm i połączeń szansą na zwiększenie niezawodności pracy transportu ciągłego w kopalniach, Monografia Węgiel brunatny - dziś i w przyszłości, AGH, s.161-170.
• [31] Jurdziak L., Kawalec W.: Komputerowo wspomagana gospodarka taśmami w KWB Turów, Górnictwo Odkrywkowe 3-4, 1990.
• [32] Jurdziak L., Kawalec W., Król R.: Application of Flexsim in the DISIRE project, Studies & Proceedings of the Polish Association forKnowledge Management, 2017, t. 84, s. 87-96.
• [33] Jurdziak L., Kawalec W., Król R.: Study on tracking the mined ore compound with the use of process analytic technology tags, Advances in Intelligent Systems in Production Engineering and Maintenance - ISPEM 2017, Springer, 2018, s. 418-427.
• [34] Jurdziak L., Król R., Kawalec W.: Variation of ore grade transported by belt conveyors to processing plants, Physicochemical Problems of Minerał Processing, vol. 53 (1), 2017, s. 656-669.
• [35] Jurdziak L., Stolarczyk R., Zawadzka B., 2001: Nowe narzędzia do komputerowego wspomagania zarządzania eksploatacją taśm, Transport Przemysłowy, nr 2, 2002, s. 10-14.
• [36] Jurdziak L., Zimroz R.: Dlaczego diagnostyka maszyn się opłaca i ile można na tym zaoszczędzić?, Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, nr 106, Studia i Materiały 30, 2004, s.139-150.
• [37] Kacprzak M., Kulinowski P., Wędrychowicz D.: Informatyczny system zarządzania procesem eksploatacji górniczych przenośników taśmowych, Eksploatacja i Niezawodność, 2(50), 2011. s. 81-93.
• [38] Kawalec W., Kroi R., Zimroz R., Jurdziak L., Jach M., Pilut R.: Project DISIRE (H2020) - an idea of annotating of ore with sensors in KGHM Polish Copper S.A. underground cop-per ore mines. MEC2016. E3S Web of Conferences 8, 01058,2016.
• [39] Kawalec W., Woźniak D.: Energy efficiency ofthe bottom cover of a conveyor belt - the first step to the new classification ofbelts (in Polish), Mining Science, 21(2), 2014, s. 47-60.
• [40] Kołodziejczak M., Hertel L.: Sposób sterowania rozruchem ciągu przenośników, minimalizujący czas pracy przenośników nieobciążonych, Górnictwo i Geoinżynieria, 35(3/1), 2011, s. 169-173.
• [41] Kopertowski A., Kołodziejczak M.: Praktyczne aspekty wykorzystania funkcji śledzenia urobku na układach KTZ w systemie wydobywczym KWB Bełchatów, Węgiel Brunatny, 3(96), 2016. s. 15-20.
• [42] Kozielski M., Sikora M., Wróbel L. : DISESOR - Decision support system for mining industry. Proceedings of the Fed- CSIS 2015 conf., Art. No.: 2015 F168, s. 67-74.
• [43] Król R., Kisielewski W.: Research of loading carrying idlers used in belt conveyor - practical applications, Diagnostyka (Diagnostics), 15(1), 2014, s. 67-74.
• [44] Kuznetsov M.: Combining expert knowledge and advanced data analytics for Predictive Maintenance. Smart Mining Conference Forum Bergbau 4.0, Aachen, 14-15.11.2017.
• [44] Kwaśniewski J., The use of monitoring to improve the reliability and endurance of continuous coal handling systems, Arch. Min. Sci., vol. 56 (2011), no. 4, s. 651-664.
• [45] Mazurkiewicz D.: Komputerowy system monitorowania stanu złączy taśm przenośnikowych, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, r. 44, nr 4, 2006, s. 14-22.
• [46] Migdał W.: Wykorzystanie systemów automatyki przemysłowej do oceny energochłonności transportu ciągłego urobku w kopalni odkrywkowej, Politechnika Wrocławska, Praca doktorska (niepubl.), 2018.
• [47] Neumann T.: Conveyor Belt Group. Mining 4.0 - Our Digital Journey. Smart Mining Conference Forum Bergbau 4.0, Aachen, 14-15.11.2017.
• [48] Paschedag U.: Mining 4 .0- New Challenges to International Cooperation, Smart Mining Conference Forum Bergbau 4.0, Aachen, 14-15.11.2017.
• [49] Sawicki R., Mazur K., Borkowski L.: KGHM Polska Miedź S.A., Automatyzacja odstawy urobku w O/ZG Polkowice-Sieroszowice, KGHM Polska Miedź S.A., Referat wygłoszony na Polskim Kongresie Górniczym, Kraków 20.11.2017.
• [50] Schools T.: Condition Monitoring ofCritical Mining Conveyors. Engineering & Mining Journal, March 2015.
• [51] Silarska E., Frankowski R., Kapusta J.: Gospodarka złożem Bełchatów z wykorzystaniem geologicznych modeli komputerowych, Górnictwo i Geoinżynieria, r. 35, z. 3, 2011, s. 317-329.
• [52] Stefaniak P., Zimroz R., Król R., Górniak-Zimroz J., Bartelmus W., Hardygora M.: Some Remarks on Using Condition Monitoring for Spatially Distributed Mechanical System Belt Conveyor Network in Underground Mine - A Case Study, Condition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations, 4, 2011, S. 497-507, 10.1007/978-3-642-28768-8.
• [53] Szymański J.: Przenośniki węglowe o regulowanej prędkości taśmy, aspekty techniczne i ekonomiczne, Górnictwo i Geoinżynieria, 33(2), 2009, s. 427-438.
• [54] Twardowski M.: KGHM Polska Miedź S.A., Trzeci wymiar geologii złoża rud miedzi, Referat wygłoszony na Szkole Eksploatacji Podziemnej, Kraków 26.02.2018.
• [55] http://glowny-mechanik.pl/2017/04/07/diagnostyka-przenosnikow-tasmowych/
• [56] http://gornicza.com.pl/aktualnosc/4026/kopalnia-monitorowana
• [57] http://jmmetrology.eu/piramida-automatyzacji/
• [58] http://polkowice.com.pl/2017/03/13/one-control-roomw- kopalni-polkowice-sieroszowice/
• [59] http://przemysl-40.pl/index.php/2017/03/22/czym-jest- -przemysl-4-0/
• [60] http://www.beltscan.com
• [61] http://www.bulk-solids-handling.com/7q=topics/conveying- transportation/mechanical-belt-conveyor-systemsl rema-tip-top-wins-conveyor
• [62] http://www.diagbelt.pwr.edu.pl/index.php/pl
• [63] http://www.lrm-nde.com/reference.html
• [64] http://www.merrid.com.pl/pl/oferta/systemy/system-wydobywczy
• [65] https://news.sap.com/germany/contitech-100-000-angebote- pro-jahr-nun-aus-der-cloud/
• [66] https://www.astor.com.pl/o-nas/artykuly/technologia/9722-nowoczesne-centrum-zarzadzania-produkcja-w-zakladzie-przerobki-mechanicznej-wegla-oddzialu-kwkknurow- szczyglowice.html
• [67] https://www.bergbau-vier-punkt-null.com/agenda/
• [68] https://www.merrid.com.pl/pl/portfolio/realizacja-3/
• [69] https://www.nrec.ri.cmu.edu/solutions/mining/other-mining-projects/belt-inspection.html

Uwagi

Publikacja finansowana ze środków projektu PBS III ścieżka A pt. „Złącza wieloprzekładkowych taśm przenośnikowych o zwiększonej trwałości eksploatacyjnej" umowa nr PBS3/A2/17/2015.

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).