Aggiornamento del trasporto su rotaia per una maggiore sicurezza nelle cave

L'integratore di sistemi Technidrive, in collaborazione con il produttore di motori e azionamenti WEG, ha progettato un'installazione di automazione industriale e controllo del movimento per aggiornare l'infrastruttura di movimentazione dei materiali per il fornitore di inerti TH Moore. L'implementazione affronta le sfide critiche relative alla sicurezza e al degrado meccanico comuni nelle applicazioni di cava per impieghi gravosi, modernizzando i meccanismi di controllo di uno skip su rotaia ad alto carico.

Affrontare l'usura meccanica nelle operazioni di cava intermittenti
TH Moore fornisce materiali da cava, inerti di alta qualità e prodotti bituminosi. In uno dei suoi siti, l'azienda utilizzava un vecchio sistema di azionamento dello skip operante su rotaie per trasportare carichi pesanti di materiale tra un miscelatore e diversi sili di stoccaggio. Il sistema funzionava in modo intermittente, operando solo per due o tre mesi all'anno, il che complicava il processo di identificazione e riparazione dei guasti elettrici.

Il problema meccanico principale era il grave degrado dei freni sul motore dello skip. Senza un azionamento a velocità variabile (VSD) per regolare il movimento, il sistema si innestava e disinnestava bruscamente. Quando un operatore avviava un comando, lo skip accelerava bruscamente lungo le rotaie. Al raggiungimento di un finecorsa meccanico, il sistema interrompeva immediatamente l'alimentazione del motore e bloccava i freni, inducendo notevoli sollecitazioni meccaniche e usura in tutta la catena cinematica.

Implementazione della tecnologia di azionamento a velocità variabile e del feedback dell'encoder
Per risolvere i problemi di usura eccessiva e di controllo, Technidrive ha collaborato con WEG per integrare un motore autofrenante in ghisa a 4 poli da 22 kW dotato di un encoder a 1024 impulsi. Questo specifico motore è stato selezionato per la sua durata ed efficienza nei difficili ambienti di cava. Questo hardware è stato abbinato a un VSD WEG CFW700 dotato di controllo integrato del freno a coppia elevata.

La nuova architettura ha eliminato la dipendenza dai finecorsa fisici per gli arresti bruschi. Utilizza invece una funzione di rallentamento automatico programmata all'interno del controllore logico integrato del VSD. Il sistema mappa le posizioni virtuali lungo l'infrastruttura ferroviaria, consentendo al motore di accelerare gradualmente e decelerare prima di raggiungere la destinazione programmata. Poiché il VSD WEG gestisce la decelerazione, il freno meccanico funge esclusivamente da meccanismo di stazionamento una volta che lo skip è fermo. Questo cambiamento operativo ha praticamente eliminato l'usura dei freni e ha ridotto significativamente la manutenzione ordinaria del motore.

Transizione da PLC obsoleti al moderno monitoraggio HMI
L'infrastruttura di controllo originale si basava su controllori logici programmabili (PLC) obsoleti e su una serie di finecorsa meccanici che fungevano da interblocchi di sicurezza. Trovare pezzi di ricambio per questo hardware datato si rivelava sempre più difficile durante i guasti.

Technidrive ha progettato una nuova architettura PLC in grado di leggere continuamente il feedback dell'encoder a 1024 impulsi, fornendo dati precisi sul posizionamento dello skip. Gli operatori si interfacciano con il sistema tramite un'interfaccia uomo-macchina (HMI) da 10 pollici, sostituendo le complesse pulsantiere. Questa interfaccia digitale consente al personale di monitorare la posizione esatta dello skip in tempo reale. Inoltre, il sistema supporta il monitoraggio remoto tramite dispositivi mobili, facilitando una diagnosi dei guasti più rapida senza richiedere ai tecnici l'accesso diretto al pannello di controllo principale.

Miglioramenti quantificabili della sicurezza e ridondanza
I meccanismi di sicurezza sono stati un componente critico dell'implementazione. Il sistema include funzionalità complete di forzatura manuale (override) e un meccanismo secondario di protezione anti-ruota libera. Se l'encoder scivola sull'albero motore e non riesce a riconoscere il movimento, si attiva un sistema di interblocco secondario per impedire allo skip di oltrepassare le rotaie o di scendere a ruota libera.

Passando a questa architettura centralizzata e controllata da VSD, l'installazione ha ridotto i potenziali punti di guasto del sistema da otto a uno. Mark Poots, responsabile della cava presso la società associata GibsonBros, ha indicato che l'impianto in precedenza subiva frequenti guasti elettrici. Ha notato che l'economica modernizzazione del sistema di controllo obsoleto da parte di Technidrive ha ridotto al minimo con successo i tempi di inattività operativa, garantendo al contempo che i pezzi di ricambio siano ora facilmente accessibili in caso di guasto di un componente.

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

www.technidrive.com