Vršanská uhelná

Application: réseau de contrôle et de surveillance des machines d'extraction et des convoyeurs
Client: Vršanská uhelná
Lieu: République Tchèque

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En ces temps de numérisation croissante des processus industriels, l'importance de communications de données robustes et fiables devient de plus en plus évidente. Le réseau de communication est souvent critique pour les opérations et le fait de ne pas obtenir les données de A à B peut avoir de graves conséquences sur la production. Les réseaux de données prenant en charge les systèmes de surveillance et de contrôle dans les applications minières requièrent un type particulier de robustesse. Les conditions de fonctionnement incluent non seulement des températures fluctuantes, de la poussière et de la saleté, mais également des vibrations constantes, extrêmement pénibles pour les périphériques réseau et les câbles. La taille d'une mine à ciel ouvert rend difficile la maintenance d'un réseau de données et la nécessité de déplacer en permanence le matériel minier exerce une contrainte considérable sur les câbles du réseau.

La carrière de charbon brun de Vršany Lom utilise les commutateurs Westermo Lynx et les prolongateurs Ethernet Wolverine pour gérer l'ensemble de son réseau de communication de données.

À Vršany Lom, l'une des plus grandes mines de la République tchèque, tous ces défis ont été surmontés avec la mise en œuvre d'une technologie de mise en réseau industrielle robuste de Westermo. Vršany Lom est une carrière de charbon brun située dans le bassin houiller de Bohême du Nord, près de la ville de Most. Le site est exploité par Vršanská uhelná a.s., qui fait partie du groupe Sev.en, une grande société minière européenne responsable des plus grandes réserves de charbon en République tchèque.

Au cours d'une période de huit ans, Marek Hudský, ingénieur technique en chef chez Vršanská uhelná a.s., s'est efforcé de créer le système de surveillance et de contrôle idéal, ainsi qu'un réseau de communication de données.

«Le réseau de communication est ma responsabilité et quelque chose que j'ai conçu, construit et amélioré au fil des ans», explique Marek. «Les améliorations continues ont eu un impact considérable sur la production globale. Le temps moyen nécessaire pour transporter le charbon de la mine au site de collecte a été réduit de 25 minutes à moins de quatre minutes. Sur une base annuelle, cela correspond à un mois de production supplémentaire. "

«Cette amélioration significative a été obtenue en réduisant les temps d'arrêt du réseau, ce qui était auparavant très courant et nécessitait de nombreuses heures de maintenance. Aujourd'hui, les interruptions de production dues à des problèmes de réseau sont rares. ”

Dans la salle de contrôle, Marek Hudský, ingénieur technique en chef chez Vršanská uhelná, explique l’importance d’une communication robuste et fiable des données pour une exploitation minière sûre et efficace.

Le processus d'extraction et les bandes transporteuses convoyant le charbon vers le site de collecte sont contrôlés depuis la salle de contrôle.

La carrière à ciel ouvert de Vršany Lom couvre une superficie énorme et l'exploitation minière a lieu simultanément à plusieurs endroits. Le charbon est extrait à l'aide de grandes excavatrices à roue à godets et chargé sur des bandes transporteuses d'un kilomètre qui le transporte au site de collecte. Certaines sections des convoyeurs sont positionnées en permanence, tandis que d'autres sont déplacées lorsque l'emplacement d'extraction change.

L'ensemble du réseau fonctionne maintenant entièrement sur des équipements administrés par Westermo WeOS, composés de 60 commutateurs Westermo Lynx et de 40 prolongateurs Ethernet Wolverine. L'équipement de communication de données et le câblage sont installés le long des bandes transporteuses. Ceci connecte plusieurs centaines de capteurs qui fournissent des données opérationnelles critiques au système SCADA central, ce qui contribue à assurer une extraction sûre et efficace. Les câbles fibres optiques sont situés à l'intérieur des convoyeurs permanents, les commutateurs Lynx étant installés dans des sous-stations à des points définis le long des bandes du convoyeur. Le réseau fibres optiques est configuré selon une topologie en anneau avec le protocole de reconfiguration en anneau ultra rapide FRNT de Westermo fournissant des temps de reconfiguration du réseau inférieurs à 20 ms.

Les bandes transporteuses s'étendant sur plusieurs kilomètres vont convoyer le charbon vers un point de collecte central. Les câbles de communication de données sont installés le long des convoyeurs, reliant les équipements de surveillance et de contrôle pour les excavatrices et les convoyeurs à la salle de contrôle.

Les énormes excavatrices incorporent des centaines de capteurs qui fournissent des données critiques pour soutenir des opérations minières efficaces et sûres.

La commande de l’excavatrice à roue à godets est effectuée par l’opérateur, mais le réseau de communication permet de surveiller le fonctionnement depuis la salle de contrôle centrale.

«Le réseau de fibre optique fonctionne parfaitement. Les commutateurs et les câbles fonctionnent depuis un bon bout de temps et ont nécessité très peu de maintenance », explique Marek. «Le véritable défi est la communication de données plus proche de l’exploitation réelle. C’est là que les conditions de fonctionnement sont très difficiles à cause des vibrations continues et des interférences électromagnétiques des machines. De plus, étant donné que l'équipement doit être constamment déplacé, le câblage est soumis à une usure constante. "

«Nous connaissons la technologie Westermo depuis l’époque des modems courte distance», a déclaré Marek. «Nous savions qu'ils fabriquaient des produits de haute qualité. Dès leur introduction, le Wolverine Ethernet Extender nous a tout de suite intéressés. À cette époque, nous utilisions un dispositif de communication sur mesure, qui ne convenait pas vraiment à un environnement minier difficile. Cela a entraîné des temps d'arrêt du réseau, des opérations de maintenance et des arrêts de production réguliers, ce qui était une situation totalement intenable. ”

«La première chose qui m'a séduit chez Wolverine a été de pouvoir fournir une communication de données fiable sur des câbles en cuivre à paire torsadée ordinaires», a déclaré Marek. «Nous utilisons des câbles en cuivre car ils peuvent résister à beaucoup plus d'abus que la fibre avant de tomber en panne. Cependant, lorsque le lieu de creusage change, le câblage est souvent plié, coupé et coupé en tranches, ce qui peut réduire la qualité du signal. Malgré cela, nous sommes toujours en mesure d’obtenir une communication de données fiable grâce au dispositif Wolverine qui permet une communication fiable même si le câblage en cuivre n’est pas en parfait état. Deuxièmement, l'appareil possédait les caractéristiques robustes nécessaires pour fonctionner de manière fiable dans ce type d'environnement. Enfin, Wolverine offrait de nombreuses fonctionnalités, telles que la reconfiguration en anneau très rapide, LLDP et SNMP, qui permettaient à la fois une solution réseau très avancée sur le plan technique et très robuste.

Les ruptures de câbles peuvent entraîner un arrêt de la production économiquement dévastateur. Marek présente un équipement ingénieux développé pour les équipes de maintenance afin de trouver rapidement l'emplacement exact d'une rupture de câble.

«Le processus d’amélioration continue a été assez long pour arriver à la situation actuelle du réseau en termes de fonctionnalité et de fiabilité. L'année dernière, j'ai remplacé les appareils ancienne génération restants. Nous exploitons maintenant entièrement le réseau avec des produits Westermo WeOS et je suis très satisfait de la performance globale », a déclaré Marek.

«Nous avons toujours recherché cette prochaine amélioration qui renforcera davantage la résilience du système de surveillance et de contrôle. En sélectionnant les produits Westermo et en exploitant au maximum le système d'exploitation WeOS, Vršanská uhelná bénéficiera désormais de nombreuses années de communications de données robustes et sans problèmes. ”