Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane zastosowania technologii ICT w górnictwie, czyli o Zakładzie Analityki w KGHM CUPRUM

Zimroz R., Wyłomańska A.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2018

|

nr 4

147--157

PL

Historia Zakładu Analityki jest relatywnie krótka, ale ilustrowana wieloma ciekawymi projektami, których efekty opublikowane zostały w prestiżowych czasopismach i materiałach konferencyjnych. Dają one podstawę do stwierdzenia istotności roli zespołu i wagi osiągniętych efektów, zwłaszcza naukowych, opracowanych w często międzynarodowych zespołach. Niniejszy artykuł nie jest opisem historii Zakładu, ale przeglądem opracowanych rozwiązań i rodzajem spisu treści, zachęcającym do głębszego studiowania publikacji pracowników Zakładu. Tematyka działań naukowych jest dość zróżnicowana, ale wspólnym mianownikiem działań jest szeroko pojęta analityka danych rejestrowanych: w procesach technologicznych, maszynach, infrastrukturze wykorzystywanej w ciągu technologicznym, a nawet danych z systemu monitorowania aktywności pracownika. Elementy technologii robotycznych, prezentowane w pracy, rozważane są również w kontekście analityki danych (mobilny robot czteronożny jest platformą, zbierającą dane z inspekcji infrastruktury, sterowanie robotem do rozbijania brył ściśle zależy od tego jak dobrze rozpoznana zostanie struktura urobku na kracie itd.). Rozwój technologii ICT umożliwia pomiar w czasie rzeczywistym wielu kluczowych parametrów w procesach technologicznych. Umiejętne przetworzenie tych danych może być podstawą do wspomagania zarządzania, modelowania i optymalizacji procesów, wykrywania „wąskich gardeł” procesu, budowania nowej wiedzy o zjawiskach, poprawy efektywności wykorzystania infrastruktury, definiowania wskaźników (tzw. KPI) itd. Tendencja cyfryzacji górnictwa ma charakter globalny. Współpraca Zakładu Analityki z centralą i oddziałami grupy KGHM Polska Miedź S.A. stanowi odpowiedź na rzeczywiste potrzeby sektora, wynikające z przemian technologicznych.

EN

The history of the Department of Analytics is relatively short but illustrated with many interesting projects whose effects are published in prestigious magazines and conference materials. They give the basis for stating the importance of the team's role and the importance of obtained effects, especially scientific ones developed often in international teams. This article is not a description of the history of the Department, but a review of the solutions developed by the team and a kind of table of contents encouraging deeper study of the publication of the employees of the Department. The subject of scientific activities is quite diverse, but the common basis of activities is the broadly-defined analytics of recorded data in the following areas: technological processes, machines, infrastructure used in the technological process and even data from the employee activity monitoring system. Elements of robotic technologies presented in this work are also considered in the context of data analytics (a mobile four-legged robot is a platform collecting data from infrastructure inspections, robot control for breaking up solid pieces of copper ore depends on how well the structure/granulation of material is recognized, etc.). The development of ICT enables real-time measurement of many key parameters in technological processes. Appropriate processing of these data can be the basis for supporting management, modelling and optimization of processes, detection of process bottlenecks, building new knowledge about phenomena, improving the efficiency of infrastructure use, defining indicators (so-called KPI), etc. The trend of mining digitization is global. The cooperation between the Department Analytics and KGHM HQ and various branches is a response to the real needs of the sector resulting from technological changes.

2

Local fault detection of rolling element bearing components by spectrogram clustering with semi-binary NMF

Wodecki J., Zdunek R., Wyłomańska A., Zimroz R.

Diagnostyka

|

2017

|

Vol. 18, No. 1

3--8

EN

Information extraction is a very important problem nowadays. In diagnostics, it is particularly useful when one desires to isolate information about machine damage from a measured diagnostic signal. The method presented in this paper utilizes the idea that is based on a very important topic in numerical algebra, which is nonnegative matrix factorization. When applied to the matrix of multidimensional representation of the measured data, it can extract very useful information about the events which occur in the signal and are not recognizable otherwise. In the presented methodology, we use the algorithm called Semi-Binary Nonnegative Matrix Factorization (SB-NMF), and apply it to a time-frequency representation of the real-life vibration signal measured on faulty bearing operating in a belt conveyor driving station. Detected impulses of local damage are clearly identifiable. Performance of the algorithm is very satisfying in terms of time efficiency and output signal quality.

PL

Ekstrakcja informacji jest aktualnym kierunkiem badań. Jest ona szczególnie użyteczna, kiedy próbuje się wyizolować informację na temat uszkodzenia maszyny z zarejestrowanego sygnału diagnostycznego. Metoda zaprezentowana w niniejszej pracy bazuje na bardzo ważnym zagadnieniu algebry numerycznej, jakim jest nieujemna faktoryzacja macierzy. Kiedy jest ona zastosowana do analizy macierzy będącej wielowymiarową reprezentacją sygnału wejściowego, może wyizolować informację istotną z punktu widzenia procesów zachodzących w sygnale, a która nie jest rozpoznawalna w inny sposób. Przedstawiona metodologia korzysta z algorytmu znanego jako półbinarna nieujemna faktoryzacja macierzy, zastosowanego do reprezentacji czasowo-częstotliwościowej rzeczywistego sygnału drganiowego, zmierzonego na uszkodzonym łożysku pracującym w stacji napędowej przenośnika taśmowego. Wykryte impulsy związane z uszkodzeniem lokalnym zostały wyraźnie zidentyfikowane. Działanie algorytmu jest satysfakcjonujące w kwestii wydajności obliczeniowej oraz jakości otrzymanego wyniku.

3

Wybrane problemy i wyzwania automatycznej diagnostyki elementów maszyn górniczych

Stefaniak P., Obuchowski J., Sawicki M., Zimroz R., Żak G., Wyłomańska A., Bartelmus W.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 3

189--198

PL

W artykule zaprezentowano wybrane problemy automatycznej diagnostyki elementów maszyn górniczych. Jednym z najistotniejszych problemów diagnostyki w warunkach kopalni jest automatyczna akwizycja i walidacja danych. Wstępne określenie jakości zebranych danych diagnostycznych pozwala nie tylko na uniknięcie przetwarzania błędnych danych związanych np. z nieprawidłową pracą czujnika, ale także na „autodiagnostykę” systemu pomiarowego, czyli pozyskanie informacji o prawidłowości pracy systemu akwizycji danych. Kolejnym ważnym problemem automatyzacji diagnostyki maszyn górniczych jest identyfikacja trybu pracy maszyny. W literaturze wykazano, że wielkość obciążenia, ale także charakter jego zmienności ma kluczowe znaczenie na etapie doboru metod przetwarzania sygnałów, jak i schematów wnioskowania diagnostycznego. Dobór odpowiednich, odpornych metod ekstrakcji, a następnie przetwarzania danych diagnostycznych, dopasowanych m.in. do występujących zakłóceń zmiennego obciążenia maszyny, a co za tym idzie – zmiennego stosunku sygnału do szumu pozwala skutecznie wykrywać uszkodzenia w maszynach górniczych. Konsekwentnie, jedynie odpowiednio przetworzone sygnały mogą być podstawą do automatycznego ustalenia prawidłowych progów decyzyjnych. Synteza informacji diagnostycznej z wielu źródeł danych może zapewnić skuteczną ocenę aktualnego stanu technicznego elementów maszyny oraz optymalne planowanie prac obsługowo-naprawczych.

EN

This paper presents selected problems of automatic diagnosis of mining machinery components. One of the most important problems of diagnostics in an underground mine is automatic acquisition and validation of data. Initial determination of the acquired diagnostic data quality allows not only to avoid incorrect processing of data related to e.g. malfunction of the sensor, but also on the “self-diagnosis” of measuring system, i.e. obtaining information about operation of the data acquisition system. Another important issue of automatic diagnostics of mining machines is to identify the regime of machine operation. In the literature it has been shown that the volume and volatility of load are crucial steps in selection of appropriate signal processing methods and flow of diagnostic inference. Selection of suitable, robust methods of extraction and processing of diagnostic data fitted to, inter alia, time-varying signal-to-noise ratio, allows to detect the failure in mining machinery effectively. Consequently, only appropriately processed signals can be the basis for automatic determination of correct decision thresholds. Synthesis of diagnostic information from multiple data sources can provide effective assessment of the current technical condition of machine components and optimal planning of service and repair.

4

Opracowanie procedury przetwarzania danych temperaturowych z systemu SCADA na potrzeby diagnostyki elementów przenośnika

Sawicki M., Obuchowski J., Stefaniak P., Wyłomańska A., Zimroz R., Hardygóra M.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 3

179--187

PL

W artykule został przedstawiony problem analizy wielowymiarowych danych temperaturowych z monitorowanych podzespołów przenośników taśmowych w trybie online. System kontroli temperatury elementów wymaga ustawienia automatycznych progów decyzyjnych, w celu zabezpieczania przenośnika taśmowego przed wystąpieniem awarii. Aktualne ww. progi decyzyjne ustawiane są według założeń służb eksploatujących urządzenia i są jednakowe dla każdego urządzenia w danym typie. Wstępne analizy temperatury z monitorowanych podzespołów pokazały, że wpływ warunków środowiskowych oraz cykl życia urządzenia ma istotny wpływ na poziom temperatury pracy ww. podzespołów. Dlatego autorzy podjęli się przeprowadzenia analizy wielowymiarowych danych temperaturowych, w celu zwiększenia funkcjonalności oraz skuteczności diagnozowania stanu technicznego przenośników taśmowych. Efektem takich działań jest możliwość zastosowania prawidłowej profilaktyki remontowo-przeglądowej dedykowanej każdemu monitorowanemu urządzeniu indywidualnie, co przełoży się na wydłużenie trwałości podzespołów maszyny. W artykule przedstawiono procedury pozyskiwania danych pomiarowych, opisano procedurę identyfikacji wpływu czynników na postać sygnału i jego zmienność i wreszcie procedury przetwarzania, w tym walidacji i ekstrakcji informacji z surowych danych, a na podstawie obserwacji zaproponowano model surowego sygnału.

EN

In the paper problem of multivariate analysis of temperature data from online monitored components of belt conveyor has been presented. Temperature control system requires to set automatic decision thresholds in order to prevent belt conveyor from unexpected event. Currently, the above mentioned thresholds are set according to the mining service responsible for exploitation of these machines and the thresholds are constant for each device type. Primary temperature analysis presented that environment conditions and life cycle of device affect temperature level of conveyor’s components. Therefore, the authors decided to perform multivariate analysis of temperature data for improvement of functionality and effectiveness of diagnostics’ methods for belt conveyor. The result allows to apply appropriate service and repair plan dedicated for each monitored device, improving its reliability. In this paper procedures of data acquiring, procedure for identification of influence on signal variability and preprocessing procedure, as well as information extraction from raw data have been presented. Furthermore, model of raw signal has been proposed.

5

Inteligentny system diagnostyki taśm przenośnikowych – możliwości aplikacyjne systemu i jego modułów

Błażej R., Hardygóra M., Jurdziak L., Zimroz R., Kawalec W., Bajda M., Kirjanów A.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 3

155--168

PL

Opisano finalną wersję inteligentnego systemu diagnostyki taśm przenośnikowych. System zbudowany jest z pięciu podstawowych modułów wspomagających zarządzanie taśmami przenośnikowymi: wizyjnego, magnetycznego, prognozującego, rozcięć wzdłużnych i bezpieczeństwa. Struktura modułowa pozwala na opcjonalną pracę kompletnego systemu – realizującego wszystkie założone cele lub jako zestaw wybranych przez odbiorcę segmentów. Zastosowane w systemie rozwiązania pozwalają na całkowicie automatyczną ocenę stanu powierzchni, rdzenia oraz grubości taśm przenośnikowych. Współpraca z innymi aplikacjami inżynierskimi i bazami danych pozwala na wszechstronne przetwarzanie wyników monitoringu stanu taśmy w powiązaniu z danymi eksploatacyjnymi pod kątem diagnozowania aktualnego stanu taśmy, przewidywanego dalszego tempa jej zużycia i zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania przenośnika. Kompleksowa diagnostyka taśmy redukuje liczbę niespodziewanych awarii (i związanych z nimi przestojów przenośnika), ułatwia planowanie prac obsługowych i przyczynia się do usprawnienia gospodarki kosztownymi taśmami przenośnikowymi (planowe naprawy, zakupy nowych taśm, opcjonalna regeneracja lub dalsza eksploatacja częściowo zużytych odcinków taśm na mniej obciążonych przenośnikach).

EN

The final version of the intelligent diagnostics system of conveyor belts is described. The system consists of five fundamental modules supporting the management of conveyor belts: vision, magnetic, prognostic, rip detection and safety factor. The modular structure enables on optional work of the system which performs either all assumed goals or a kit of functions selected by a customer. Applied solutions allow on fully automatic assessment of the condition of belt covers, carcass and belt thickness. The cooperation with other engineer applications and databases allows on comprehensive processing of a conveyor belt condition monitoring results with regard to its operational data in order to provide the actual diagnose of a belt, its expected lifetime and to maintain safe operation of a conveyor. Complex belt diagnostics reduces the number of unexpected breakdowns (and incurred belt conveyor stoppages), facilitates planning of belt maintenance services and contributes to improvement of management of costly conveyor belts (planned repairs, purchases of new belts, optional regeneration or further use of partly degraded belts on conveyors working with smaller operational loading).

6

Informatyczny system wspomagający podejmowanie decyzji eksploatacyjnych parku maszynowego

Stefaniak P., Bartelmus W., Zimroz R., Hardygóra M.

Wiadomości Górnicze

|

2014

|

R. 65, nr 10

535--541

PL

Przedstawiony w artykule system wspomagania decyzji dedykowany jest kopalni podziemnej rudy miedzi, w której sieć przenośników taśmowych stanowi kluczowy element procesu produkcyjnego. Jego opracowanie ze względu na rozległy i złożony obszar parku maszynowego, skomplikowane górnicze uwarunkowanie środowiskowe czy wiele czynników wpływających na degradację, wymagało integracji danych z różnych źródeł, adaptacji zaawansowanych technik ich eksploracji, procedur postępowania czy różnorakich metod diagnostycznych. Ze względu na wielowymiarowy charakter danych diagnostycznych i zróżnicowane konfiguracje techniczne eksploatowanych obiektów, niezbędne było opracowanie i implementacja złożonych modeli analitycznych bazujących na technikach sztucznej inteligencji.

EN

A decision support system, presented in the article, is dedicated to the underground copper ore mine, where the network of conveyor belts is a key element of the production process. Its development, due to its the vast and complex area of machinery stock, complex mining environment, or many factors affecting the degradation, required the integration of data from different sources, adaptation of advanced techniques of exploitation, procedures of conduct or various diagnostic methods. Due to the multidimensional nature of diagnostic data and diverse technical configurations of the operated facilities, it was necessary to develop and implement complex analytical models based on artificial intelligence techniques.

7

Lepiej zapobiegać niż... płacić : dlaczego diagnostyka maszyn się opłaca i ile można na tym zaoszczędzic?

Jurdziak L., Zimroz R.

Surowce i Maszyny Budowlane

|

2014

|

nr 6

32-38

PL

Biorąc pod uwagę relacje kosztów wdrożenia systemu diagnozowania maszyn i kosztów związanych z niekontrolowaną awarią, udział monitorowania i diagnostyki jako narzędzi wspomagających zarządzanie eksploatacją maszyn odgrywa ogromne znaczenie i może przynieść duże oszczędności.

8

Novel 2D representation of vibration for local damage detection

Żak G., Obuchowski J., Wyłomańska A., Zimroz R.

Mining Science

|

2014

|

Vol. 21

105--113

EN

In this paper a new 2D representation for local damage detection is presented. It is based on a vibration time series analysis. A raw vibration signal is decomposed via short-time Fourier transform and new time series for each frequency bin are differentiated to decorrelate them. For each time series, auto-correlation function is calculated. In the next step ACF maps are constructed. For healthy bearing ACF map should not have visible horizontal lines indicating damage. The method is illustrated by analysis of real data containing signals from damaged bearing and healthy for comparison.

9

Inteligentny system diagnostyki taśm przenośnikowych – koncepcja

Zimroz R., Błażej R., Stefaniak P., Wyłomańska A., Obuchowski J., Hardygóra M.

Mining Science

|

2014

|

Vol. 21, Special Issue 2

99--109

PL

W pracy przedstawiono koncepcję inteligentnego systemu do diagnostyki taśm i komputerowego wspomagania zarządzania taśmami przenośnikowymi z wykorzystaniem podejścia „utrzymanie maszyn zależne od stanu” (ang. Condition Based Maintenance). Omówiono strukturę systemu oraz wybrane kluczowe elementy. Niektóre z modułów zostały już zrealizowane, inne są w trakcie realizacji. Stąd też artykuł traktuje raczej o koncepcji niż o gotowym produkcie. Systemowe ujęcie problemu jest niezbędne ze względu na docelowo szerszy kontekst zarządzania systemem przenośników a nie tylko taśm, układów napędowych czy innych elementów. Kluczowym elementem artykułu jest wykorzystanie elementów uczenia maszynowego do wspomagania zarządzania. Dotyczą one walidacji danych, wyznaczania progów decyzyjnych, decyzji o dopuszczeniu do eksploatacji/wymianie taśmy, czy elementów prognozy czasu życia odcinka taśmy czy połączenia. Zastosowanie sztucznej inteligencji wydaje się konieczne ze względu na konieczność budowania obiektywnej wiedzy w sformalizowanej postaci w zakresie eksploatacji taśm przenośnikowych.

EN

The paper deals with the concept of an intelligent system for the damage detection, diagnosis and computer-aided maintenance management system for conveyor belts using the Condition Based Maintenance approach. The structure of the system and some key elements are described in the paper. Some modules of the system have been already completed, while others are under construction. Hence the article deals with the concept rather than a finished product. Holistic view to the problem is necessary because ultimately the wider context of the conveyor system maintenance management system is expected. A Diag Manager, precursor of proposed intelligent system, has been developed several years ago for transmissions used in conveyor drives. Our intent is to exploit experience with Diag Manager and to extend this idea to belts and other components of the conveyor in future. A key element of this article is to use the elements of artificial intelligence (AI) and machine learning to support maintenance management. AI might relate to data validation, determining the decision thresholds, the decision regarding release to continue service or exchange the belt. Application of artificial intelligence seems to be necessary due to necessary development of objective knowledge in a formalized form regarding the operation of conveyor belts.

10

Diagnostyka taśm przenośnikowych z linkami stalowymi – system HRDS i jego wdrożenie

Błażej R., Jurdziak L., Hardygóra M., Zimroz R., Bujak C., Salata R., Domański A., Kurp Ł.

Mining Science

|

2014

|

Vol. 21, Special Issue 2

15--24

PL

W pracy przedstawiono opis mobilnego systemu do bezinwazyjnej diagnostyki rdzenia taśm przenośnikowych z linkami stalowymi. System został opracowany przez pracowników Instytutu Górnictwa PWr, przy współpracy kopalni węgla brunatnego KWB Turów oraz firmy T&M Solutions. w oparciu o 4 kanałową głowicę magnetyczną systemu EyeQ, będącego w posiadaniu kopalni. Re-strukturyzacja kopalni oraz starzejący się, mało wydajny system EyeQ wymusiły działania zmierzające do poprawy rozdzielczości oraz skuteczności jego działania. Głównym celem modernizacji systemu było opracowanie nowego oprogramowania umożliwiającego automatyzację procesu analizy danych oraz zmiana platformy sprzętowej zwiększającej 6-krotnie rozdzielczość systemu. Opisany w pracy system został pomyślnie przetestowany w warunkach kopalnianych i jest obecnie wykorzystywany do oceny stanu technicznego taśm pracujących w systemie transportowym kopalni (rys. 1).

EN

This paper describes a mobile system for the noninvasive diagnosis of the core of conveyor belts with steel cords. The system is based on the 4-channel magnetic head of the EyeQ system which one of the Polish opencast mines bought at the beginning of the 21st century. Because of the restructuring of the mine and the aging of the EyeQ system, measures were taken to improve the latter’s resolution and performance. The upgrading consisted mainly in developing a new software for data analysis automation and in replacing the old hardware platform with a new one increasing six-fold system resulution. The system has successfully passed tests in mine conditions and is currently used to assess the condition of belts working in the mine transport system.

11

Wybrane zagadnienia diagnostyki procesów roboczych i stanu technicznego elementów maszyn górniczych

Zimroz R., Stefaniak P., Hardygóra M.

Inżynieria Maszyn

|

2014

|

R. 19, z. 2

7--16

PL

W artykule przedstawiono przykładowe możliwości adaptacji diagnostyki procesów roboczych i stanu technicznego do wspomagania zarządzania eksploatacją maszyn wykorzystywanych w polskich kopalniach surowców skalnych. Wieloletnie doświadczenia autorów, związane z rozwojem tego typu technologii w górnictwie węgla brunatnego i rud miedzi, okazały się zbieżne z problematyką maszyn górnictwa skalnego. Stąd też korzyści związanych z wdrożeniem tego typu rozwiązań należy upatrywać z punktu widzenia wzrostu wydajności kopalni, redukcji liczby nieplanowanych przestojów maszyn i ich napraw, bezpieczeństwa pracy itd.

EN

In the paper review of diagnostic methods and systems operating in mining industry is discussed in the context of technology transfer to mining rock materials and natural aggregates. Briefly benefits of both condition as well as processes monitoring in mining machines operation are highlighted. Practical examples from lignite, hard coal and copper ore mining companies are recalled. Similarities between drilling, haulage (using conveyor or trucks),etc in mining of different types of materials are underlined. It is claimed that due to increased needs related to mining of raw materials, natural aggregates etc., companies should invest in monitoring and management systems to be more effective.

12

Signal segmentation for operational regimes detection of heavy duty mining mobile machines - a statistical approach

Wyłomańska A., Zimroz R.

Diagnostyka

|

2014

|

Vol. 15, No. 2

33--42

EN

In the paper an automatic procedure for diagnostic signals segmentation is proposed. The purpose of the procedures is to detect/identify part of the signal, that is related to stationary operation regime of machine. Detection and parameterization of such events might help to improve efficiency of machine usage, for example to minimize number of segments and their duration for machine operation under idle mode or overload mode. It is proposed to use a procedures that are based on statistical analysis to estimate the critical point of the division in a structural change in a time series. Two measures have been proposed for critical points detection: the first one is based on testing of empirical moment of order two for time subseries with length k, second one is related to analysis of second order moment moving along the signal. These techniques have been validated using simulations and then applied to real data acquired from on board monitoring system developed for mobile mining machines (loaders are considered here). Results of application are discussed in the paper.

PL

W artykule przedstawiono procedury segmentacji sygnałów drganiowych. Cel opracowanych procedur jest związany z detekcją/identyfikacją fragmentów sygnału (segmentów) które związane są z różnymi trybami pracy maszyny jak na przykład bieg jałowy czy przeciążenie. Detekcja i parametryzacja tych segmentów pozwoli poprawić efektywność pracy tj. minimalizować czas pracy na biegu jałowym czy zapobiegać przyspieszonym procesom degradacji wynikającym z nieprawidłowego użytkowania maszyny. Zaproponowano dwie procedury bazujące na statystykach, które estymują punkt dzielący szereg czasowy na podprocesy o znaczących różnicach statystycznych. Pierwsza ze statystyk bazuje na badaniu zachowania empirycznego momentu rzędu 2 danej próby w oknie o długości k, druga jest analizą kroczącego drugiego momentu z próby. W pracy przedstawiono wyniki walidacji metody na sygnałach symulacyjnych oraz wyniki zastosowania procedur do sygnałów zarejestrowanych na górniczych maszynach samojezdnych pracujących w kopalni podziemnej.

13

Application of ARMA modelling and alpha-stable distribution for local damage detection in bearings

Żak G., Obuchowski J., Wyłomańska A., Zimroz R.

Diagnostyka

|

2014

|

Vol. 15, No. 3

3--10

EN

In this paper a novel method for informative frequency band selection is presented. It is suitable for a vibration signal from a damaged rotating machine which is consisted of a pulse train, but it might be contaminated by other vibrations, often with higher energy. We first decompose the signal into simpler sub-signals and analyze those sub-signals using statistical tools, i.e. autoregressive moving average modelling and fitting of the α -stable distribution. The choice of this distribution is motivated by its excellent ability of modeling heavy-tailed data, i.e impulsive data. We illustrate the proposed methodology by analysis of real vibration signals from heavy-duty rotating machinery. The results prove that this statistical analysis is very efficient in informative frequency band selection in presence of high-energy contamination.

PL

W artykule zaprezentowano nową metodę selekcji informacyjnego pasma częstotliwościowego. Jest ona odpowiednia dla sygnałów drganiowych z maszyny uszkodzonej zawierających impulsy, nawet kiedy są one niewidoczne w dziedzinie czasu, tzn. kiedy wysokoenergetyczne drgania innych elementów zakłócają sygnał informacyjny. Pierwszym krokiem zaproponowanej metody jest dekompozycja sygnału na składowe o prostszej strukturze i ich analiza za pomocą narzędzi statystycznych, tj. modelu ARMA i rozkładu alfa-stabilnego. Wybór tego rozkładu jest umotywowany zdolnością modelowania danych ciężko ogonowych, tzn. sygnałów, w których występują impulsy. Metodę zilustrowano analizą rzeczywistych sygnałów z drganiowych maszyn górniczych. Potwierdzono efektywność zaproponowanej metody statystycznej w kontekście selekcji informacyjnego pasma częstotliwościowego w obecności wysokoenergetycznych zakłóceń.

14

Propozycja metody przetwarzania wielowymiarowego sygnału NDT na potrzeby oceny stanu technicznego taśmy z linkami stalowymi

Błażej R., Jurdziak L., Hardygóra M., Zimroz R.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2013

|

R. 54, nr 3-4

93--98

PL

W artykule omówiono propozycję metody przetwarzania wielowymiarowego sygnału NDT na potrzeby oceny stanu technicznego taśmy z linkami stalowymi. Zaproponowano metodę segmentacji danych na różnych etapach ich przetwarzania (określanie rozmiaru pętli, wykrywanie obszarów taśmy ze złączami, segmentację danych dla poszczególnych odcinków), procedurę detekcji uszkodzenia i wizualizacji wyników w przestrzeni dwuwymiarowej i jednowymiarowej. Działanie procedury diagnostycznej poddano walidacji na danych rzeczywistych z kilku różnych przenośników. W końcowej części pracy zaproponowano interpretację wyników dla badanych przenośników.

EN

In the paper a proposal for a multi-dimensional signal processing methods for the assessment of NDT technical condition of the steel cord belt is presented. Signal segmentation method at different stages of data processing (belt loop size, joints detection, segmentation of data for each section, i.e. between joints) is proposed. Next, the procedure for damage detection and damage: location and size visualization in one- and two-dimensional space is described. The diagnostic procedure was validated on real data acquired in from several belt conveyors in open cast lignite mine. In the final part of the paper the interpretation of test results for conveyors is discussed.

15

Inteligentny system do automatycznego badania i ciągłej diagnozy stanu taśm przenośnikowych - cele i założenia projektu badawczego

Błażej R., Jurdziak L., Zimroz R., Hardygóra M., Kawalec W.

Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze

|

2012

|

Nr 4

10--16

PL

Celem projektu jest opracowanie automatycznego systemu diagnozującego stan taśm przenośnikowych i wspomagającego racjonalną gospodarkę nimi. Na bazie wcześniej stworzonego urządzenia diagnostycznego o nazwie ABCDE (ang. Automatic Belt Condition Diagnostic Equipment) opracowanych zostanie pięć modułów. Będą one Interpretować w sposób automatyczny (cykliczny lub ciągły) wszelkie dostępne dane o stanie taśm przenośnikowych, w celu wskazania zakresu I terminów działań naprawczych, zapobiegania katastroficznym uszkodzeniom taśm oraz wyboru optymalnych momentów ich wymiany.

EN

The aim of the research project funded by the National Center for Research and Development (NCBiR) is development of the system for automatic diagnosing of conveyor belts' condition and aiding of rational belt management. On the basis of previously created diagnostic tool called ABODE (Automatic Belt Condition Diagnostic Equipment) the five modules: vision-A magnetic-B, preventive-C, forecasting-D, and determining safety factor-E will be developed. They will automatically interpret data describing conveyor belts' condition to indicate the extent and timing of repairs, to prevent failures and to select the optimum moments for their replacements. The system will be based on previous Author's R&D results and planned research concerning modeling of belt wear using evolutionary genetic algorithms. The reached stage of research does not allow to start the implementation work by potential users. It is therefore necessary to pursuit research in real scale, to develop new modules (C-E) and to make intensive tests of the system in real-world conditions with support of calibration system aim to optimize the economic effects.

16

Curvilinear dimensionality reduction of data for gearbox condition monitoring

Bartkowiak A., Zimroz R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 10b

268-271

EN

Our aim is to explore the CCA (Curvilinear Component Analysis) as applied to condition monitoring of gearboxes installed in bucket wheel excavators working in field condition, with the general goal to elaborate a probabilistic model describing the condition of the machine gearbox. To do it we need (a) information on the shape (probability distribution) of the analyzed data, and (b) some reduction of dimensionality of the data (if possible). We compare (for real set of data gathered in field conditions) the 2D representations yielded by the CCA and PCA methods and state that they are different. Our main result is: The analyzed data set describing the machine in a good state is composed of two different subsets of different dimensionality thus can not be modelled by one common Gaussian distribution. This is a novel statement in the domain of gearbox data analysis.

PL

W pracy przedstawiono wyniki prac nad zastosowaniem CCA (Curvilinear Component Analysis - analiza komponentów krzywoliniowych) do nieliniowej redukcji wymiarowości danych wykorzystywanych do diagnostyki przekładni planetarnej stosowanej w układach napędowych koparki kołowej. Do oceny stanu technicznego niezbędne jest zbudowanie modelu pobabilistycznego zbioru cech diagnostycznych. Modelowanie danych wielowymiarowych (gęstości prawdopodobieństwa) dla wszystkich wymiarów jest trudne, i ze względu na istniejącą redundancję, nieuzasadnione, dlatego prowadzi się badania nad redukcją wymiarowości zbiorów cech diagnostycznych. W artykule porównujemy dwuwymiarowe reprezentacje zbioru cech uzyskane metodami CCA i PCA (analiza składowych głównych) wykazując różnice w uzyskanych wynikach. Głównym wynikiem pracy jest identyfikacja w przestrzeni cech diagnostycznych dla przekładni w stanie prawidłowym dwóch podzbiorów danych o różnej rzeczywistej wymiarowości zatem nie mogą być one modelowane za pomocą jednego modelu o charakterystyce gaussowskiej. Interpretacja tych podzbiorów wiąże się z występowaniem różnych obciążeń maszyny.

17

Perspektywy rozwoju systemu zarządzania parkiem maszynowym DiagMANAGER w oparciu o zebrane doświadczenia eksploatacyjne

Stefaniak P. K., Sawicki M., Zimroz R., Król R., Hardygóra M.

Napędy i Sterowanie

|

2012

|

R. 14, nr 7/8

84--88

PL

W artykule przedstawiono innowacyjny system wsparcia diagnostycznego DiagMANAGER użytkowany na potrzeby zarządzania eksploatacją rozległego przestrzennie parku maszynowego kopali podziemnej. Istota funkcjonowania całego systemu sprowadza się do dwóch zasadniczych części: (a) Systemu Wspomagania Zarządzania Eksploatacją (oparty na technologii GIS, integrujący zaawansowane i wieloaspektowe narzędzia analityczne) oraz (b) Systemu Pomiarowo-Analizującego (służącego do pozyskiwania danych diagnostycznych). Na bazie doświadczeń zebranych podczas praktycznego stosowania omawianego systemu, celem jego udoskonalenia opracowano nowe kierunki aktualizacji, co jest tematem niniejszej pracy. System ma docelowo osiągnąć pełną automatyzację procesu pozyskiwania danych, ich wstępnego przetwarzania i bezpośredniego analizowania w trybie online. Takie podejście do problemu diagnostyki taśmociągów stosowanych w kopalni podziemnej pozwoli na bieżący dostęp do aktualnej informacji o stanie analizowanych maszyn. Ponadto proces aktualizacji ma na celu zwiększenie możliwości analitycznych narzędzi informatycznych integrowanych przez system, niezwykle istotnych w procesie decyzyjnym.

EN

This paper presents an innovative maintenance management support system. DiagMANAGER is used to manage the operation of a spatially extensive underground mine machinery, namely belt conveyors system. The essence of the system maby be divided into two main parts: (a) the exploitation management information system (based on GIS technology, to integrate advanced and multi-dimensional analytic tools) and (b) measuring and analyzing system (used to obtain diagnostic data). Based on experience gained the system operation, in order to improve it, update directions have been defined, These ideas are the subject of this paper. The main task of the system is to achieve full mobility and automation of data acquisition, their initial processing and the direct analysis online. This approach to the problem of diagnosing an underground mine conveyors allows to achieve the current access to information about the condition of the analyzed machines. What’s more, thanks to the update process will enable increase functionality of the analytical tools integrated by system, which are very important in the decision process.

18

System Zarządzania Eksploatacją Przenośników Taśmowych DIAG MANAGER dla KGHM O/ZG "Polkowice-Sieroszowice"

Król R., Zimroz R., Górniak-Zimroz J., Gładysiewicz L., Bartelmus W., Hardygóra M.

Wiadomości Górnicze

|

2011

|

R. 62, nr 7-8

420-427

PL

W artykule zaprezentowano efekt, prowadzonej w KGHM O/ZG "Polkowice-Sieroszowice", pracy badawczo-rozwojowej w postaci Systemu Zarządzania Eksploatacją Przenośników Taśmowych. W artykule przedstawiono koncepcję systemu oraz uzasadniono wybór przyjętej technologii bazodanowej realizowanej na platformie G1S. Ponadto przedstawiono strukturę danych opisowych i przestrzennych zaimplementowanych w trzech warstwach wektorowych, dwu aktywnych i jednej jako warstwa podkładowa. Zaprezentowano funkcjonalność systemu DIAG MANAGER szczegółowo opartą na zdefiniowanych potrzebach użytkownika.

EN

The article presents the results of research-development work in the form of Operation Management System of Belt Conveyors carried out in "Polkowice--Sieroszowice" mining plant of KGHM. The article presents a concept of the system, and justifies the choice of the adopted database technology implemented on the GIS platform. Moreover, the structure of descriptive and spatial data are presented implemented in three vector layers, two active and one as a base one. The functionality of DIAG MANAGER system was presented in detail, which is based on defined needs of the user.

19

Vibration spectra characteristic frequencies for condition monitoring of mining machinery compound and complex gearboxes

Bartelmus W., Zimroz R.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2011

|

Vol. 133, nr 40

17-34

EN

The paper gives general procedures for development characteristics frequencies in a simple and elaborate gearbox systems. The gearboxes systems may consists of compound and complex gear- boxes. The gearbox classification for compound and complex gearboxes is presented. The complex systems consists of planetary gearboxes. Three different planetary gearboxes are considered. These three types of planetary gearboxes are used in driving systems for mining machinery like bucket wheel excavators, shearers. The introduction to frequency characteristic development is presented. The characteristic frequencies are: sequence of recurrent excitations for short recurrent frequencies, meshing frequencies, shaft frequencies, local fault frequencies.

PL

W pracy przedstawiono procedurę znajdowania charakterystycznych częstotliwości w prostych i złożonych układach przekładni zębatych. Przekładnie mogą tworzyć złożone i zespolone przekładnie. Przedstawiono sposób klasyfikacji przekładni złożonych i zespolonych. Zespolone przekładnie tworzą przekładnie planetarne. Trzy różne przekładnie planetarne są rozpatrywane. Te trzy rodzaje przekładni planetarnych są stosowane w koparkach kołowych i w kombajnach węglowych. Przedstawiono wprowadzenie do wyznaczania częstotliwości charakterystycznych. Przedstawiono charakterystyczne częstotliwości, takie jak: częstotliwość powtarzania się sekwencji spotykania się tych samych zębów, częstotliwości zazębienia, częstotliwości obrotów wałów, częstotliwości uszkodzeń lokalnych.

20

Measurement of instantaneous shaft speed by advanced vibration signal processing-application to wind turbine gearbox

Zimroz R., Urbanek J., Barszcz T., Bartelmus W., Millioz F., Martin N.

Metrology and Measurement Systems

|

2011

|

Vol. 18, nr 4

701-711

EN

Condition monitoring of machines working under non-stationary operations is one of the most challenging problems in maintenance. A wind turbine is an example of such class of machines. One of effective approaches may be to identify operating conditions and investigate their influence on used diagnostic features. Commonly used methods based on measurement of electric current, rotational speed, power and other process variables require additional equipment (sensors, acquisition cards) and software. It is proposed to use advanced signal processing techniques for instantaneous shaft speed recovery from a vibration signal. It may be used instead of extra channels or in parallel as signal verification.