„Bogdanka” stawia na cyfryzację i wspólnie z ABB zmierza w kierunku kopalni autonomicznej

Lubelski Węgiel „Bogdanka” należący do grupy Enea wchodzi w nową cyfrową epokę. „Bogdanka” – jako pierwsza kopalnia węgla kamiennego na świecie – opracowała, wdrożyła i uruchomiła wspólnie z firmą ABB oraz Akademią Górniczo-Hutniczą zintegrowany system predykcji i monitoringu całego kompleksu ścianowego. Rozwiązanie jest pierwszym krokiem w kierunku stworzenia autonomicznej kopalni przyszłości.

Cyfryzacja to obszar, na który „Bogdanka” konsekwentnie stawia. Już od kilku lat kopalnia rozwija system planowania produkcji oraz modelu geologicznego w 3D. Niedawno „Bogdanka” poszła o krok do przodu, decydując się na wdrożenie technologii internetu rzeczy na mierzącej 7 km, najdłuższej ścianie wydobywczej górnictwie węgla kamiennego na świecie. Zastosowane rozwiązanie pozwala monitorować stan krytycznych urządzeń – silników, układów chłodzenia i hydrauliki czy też łożysk – a za pomocą odpowiednich algorytmów również przewidywać możliwość wystąpienia awarii.

Rozwiązanie bazuje na systemie DCS ABB Ability™ 800xA, który zbiera dane z rozproszonych systemów monitoringu oraz z urządzeń kompleksu ścianowego. Poziom wyżej pracują dwa systemy skupiające się na analizie i zarządzaniu tymi danymi: ABB Ability™ Knowledge Manager oraz ABB Ability™ Asset Vista Condition Monitoring for mining. Pierwszy z nich służy do określania wskaźników KPI w zakresie produkcji, analizy wykorzystania urządzeń (np. ile godzin kompleks pracował efektywnie), a także do długoterminowego archiwizowania danych. Drugi system monitoruje w czasie rzeczywistym stan techniczny maszyn i urządzeń bazując na tysiącach zebranych sygnałów.

W „Bogdance” wdrożono również moduł ABB Ability Predictive Maintenance, który wykorzystując technologie machine learning, zajmuje się analizą i wykrywaniem anomalii technicznych pojawiających się podczas eksploatacji. Pozwala to operatorom zareagować odpowiednio wcześnie i ograniczyć w ten sposób ryzyko wystąpienia awarii.

Wszystkie dane w jednym miejscu

– Te inteligentne rozwiązania ułatwiają nam podejmowanie decyzji i zwiększają efektywność wydobycia. Mamy pełną kontrolę nad procesem, wiemy więcej i przewidujemy więcej. Chcemy mówić wprost o rewolucji cyfrowej, o Przemyśle 4.0, który sprowadzamy pod ziemię. To jest przyszłość. Tak wkrótce będzie wyglądał świat, i tak już dzisiaj zaczyna wyglądać „Bogdanka” – mówi Artur Wasil, Prezes Zarządu LW „Bogdanka” SA.

Co konkretnie potrafią wdrożone systemy? Monitorują na przykład pracę silników elektrycznych pod kątem nadmiernego wzrostu temperatury. Analizują, czy jeśli dojdzie do przegrzania, to dlaczego tak się stanie? I jak operator powinien w danym momencie zareagować? Innym przykładem jest monitorowanie stanu napięcia łańcucha w przenośniku ścianowym. System może przeanalizować przy jakim poziomie ciśnienia w układzie i przy jakim naciągu łańcuch będzie działał w sposób optymalny. Z drugiej strony – przy jakich parametrach łańcuch może ulec uszkodzeniu.

– Dostęp do tych danych posiadają nadsztygarzy. Takie rozwiązanie pozwala nie tylko pozyskiwać, archiwizować i analizować dane, ale przede wszystkim je korelować. Dotychczas bowiem informacje z różnych maszyn i urządzeń różnych producentów musieliśmy porównywać ręcznie, co niosło za sobą duże ryzyko błędu i było czasochłonne – tłumaczy Łukasz Herezy, Dyrektor ds. Innowacji w LW „Bogdanka”. – Obecnie wszystkie dane mamy w jednym miejscu, w tej samej szacie graficznej i w tym samym czasie. Gdy więc pojawia się problem, jesteśmy w stanie bardzo dokładnie przeanalizować jego przyczyny nie tylko w miejscu powstania, ale także w odniesieniu do całego kompleksu ścianowego.

Cyfrowe narzędzie przechowuje w pamięci parametry znamionowe pracy poszczególnych urządzeń traktując je jako punkt odniesienia. Każda nieprawidłowość jest więc natychmiast wychwytywana i sygnalizowana. System już sprawdził się w praktyce. Gdy doszło do awarii, udało się ją usunąć znacznie wcześniej i szybciej niż zdarzało się to wcześniej, w analogicznych sytuacjach.

Autonomiczne wydobycie

Obecnie monitoringiem systemów ABB objęty jest kombajn ścianowy firmy Joy, przenośniki ścianowe i podścianowe, odstawa główna oraz kruszarka węgla, a także system kontroli jakości węgla. Można więc powiedzieć, że monitorowany jest cały jeden kompleks wydobywczy. Do końca I kwartału 2022 roku systemem zostaną objęte kolejne dwa kompleksy. W sumie trzy z czterech kompleksów wydobywczych „Bogdanki” znajdzie się pod sprawnym nadzorem cyfrowych technologii.

– Dzięki informacjom płynącym z kompleksu ścianowego, w narzędziu Knowledge Manager wyznaczana jest wartość produkcji względem wykorzystania maszyn górniczych. Informacja ta przekazywana jest w formie raportu do systemu zarządzania całą kopalnią – tłumaczy Paweł Powroźnik z ABB, dyrektor ds. kluczowych klientów, który od samego początku uczestniczy w inwestycji. – Ale system przygotowany jest również do zdalnego zarządzania maszynami i urządzeniami, co teoretycznie – po doposażeniu urządzeń w sterowanie mechaniczno-hydrauliczne – pozwoli ograniczyć liczbę osób w najbardziej niebezpiecznych rejonach wydobycia i prowadzić pracę zdalnie.

„Bogdanka” potwierdza, że będzie prowadzić dalsze prace i testy w zakresie autonomicznego wydobycia. – To element naturalnego rozwoju cyfrowej kopalni, choć oczywiście w warunkach wydobycia na dole zawsze musi być obecny człowiek – przyznaje Łukasz Herezy, Dyrektor ds. Innowacji i Rozwoju LW „Bogdanka” S.A.

Źródło: ABB