Forcitin uusi ECM3 -panostuslaite maanalaiseen louhintaan

Teksti Janne Lehto, Sales, Delivery & Bulk Fleet Director

ECM3 (Emulsion Charging Module 3. sukupolvi) on Forcitin uusi panostusyksikkö louhintatöihin tunneleissa ja kaivostoiminnassa. Uusi laite perustuu Forcitin aikaisempien panostusyksiköiden ECM1, ECM2 ja NT (Nobel Technic) parhaisiin ominaisuuksiin yhdistettynä uusimman tutkimustulosten mukaisesti suunniteltuun emulsion herkistyslaitteistoon sekä täysin uuteen ForSmart -ohjausjärjestelmäteknologiaan ja sen mukana tuleviin pilvipalveluihin.

Tuotekehitysprojektin tavoitteena oli luoda modulaarinen ja mahdollisimman myöhäisen variaatiopisteen omaava panostuslaite-konsepti, josta voidaan helposti ja nopeasti rakentaa standardoidut ja ennakkoon valmiiksi suunnitellut 1- ja 2-pumpputyyppiset panostusyksiköt tunneli- ja tuotantolouhintaan seuraavasti:

Ï Face 1P: 1-pumppuinen tunnelipanostuslaite 1 pumppumoduulia, 1-2 panostuskelaa peränajoon Ï Face 2P: 2-pumppuinen tunnelipanostuslaite 2 pumppumoduulia, 1-4 panostuskelaa peränajoon Ï Multi 1P: 1-pumppuinen tunneli- ja tuotantopanostuslaite 1 pumppumoduuli, 1-2 panostuskelaa + tuotantopanostuslaitteisto Ï Multi 2P: 2-pumppuinen tunneli- ja tuotantopanostuslaite 2-pumppumoduulia, 1-4 panostuskelaa peränajoon + tuotantopanostuslaitteisto Ï Production 1P: 1-pumppuinen tuotantopanostuslaite 1 pumppumoduuli + tuotantopanostuksen letkunkäsittelylaite

Myöhäinen variaatiopiste mahdollistaa erilaisten osamoduulien rakentamisen myös ennakkoon ilman tarkkaa tietoa lopullisesta käyttökohteesta. Modulaarisuus mahdollistaa koneiden muuttamisen ja uudelleenrakentamisen moduuleita vaihtamalla, lisäämällä tai poistamalla seuraavaan asiakastarpeeseen.

Pumppuyksikkökohtaisesti panostus voidaan tehdä jo yhdellä linjalla tai kahdella linjalla käyttämällä optiona toimitettavaa vaihtopanostustoimintoa. Linjakohtaisesti panostus voidaan tehdä rantupanostuksena mekanisoidusti letkukelaa hyväksikäyttäen tai manuaalisesti panostaen reiät täyteen.

Täysin uusina ja modulaarisina ominaisuuksina ECM3 –laitteen mukana lanseerataan ADR-kuljetuksiin hyväksytty 2500 kg matriisitankki, mikä mahdollistaa laitteen siirtämisen kahden tunnelikohteen välillä julkisella tiellä ilman tarvetta tankin tyhjentämiseen sekä halkaisijaltaan 800 mm letkukela, mikä mahdollistaa paremman näkyvyyden kelan ohitse aikaisempaan halkaisijaltaan 1100 mm kelaan verrattuna. Letkupituus uudessa ja vanhassa letkukelassa on sama 14 m.

ECM3 on perusratkaisultaan samanlainen kuin Forcitin aikaisemmatkin panostusyksiköt. Käyttöjännitteenä toimii 400 V ja kone voidaan kytkeä joko suoraan tunnelin sähkölinjaan tai vaihtoehtoisesti liikkuvan konealustan omaan voima-

YLLÄPITO

OHJELMISTOPÄIVITYKSET

KUNNONVALVONTA TIEDONKERUU

POWER BI-PANOSTUSRAPORTIT

Kuva 1. ECM3 2-pumppuinen tunnelipanostusyksikkö (Face 2P), ADR hyväksytty matriisitankki 2500 kg.

Kuva 2. ECM3 panostuslaitteen panostusnäyttö

sähköjärjestelmään. Muut käyttöjännitteet kuten 690 V ja 1000 V voidaan ottaa käyttöön erillisen muuntajan avulla.

ECM3 laitteessa on yksi ForSmart PLC -yksikkö, joka kykenee ohjaamaan sekä 1- ja 2-pumppukonfiguraatiolla olevien koneiden kaikki toiminnot. Sähkökaappien lukumäärä on voitu vähentää verrattuna aikaisempaan NT 2-pumppulaitteeseen, jossa on käytössä kaksi erillistä pumppukohtaista PLC:tä.

Aikaisemmista laitemalleista poiketen ECM3 :ssa servomoottoreita käytetään tuotantopanostuksen letkunsyöttölaitteen lisäksi myös peränajon letkukeloissa. Servomoottoreiden käyttö pitkäreikäpanostuksessa tuottaa paremman voiman panostusletkun syötölle verrattuna markkinoilta löytyviin hydraulisiin syöttölaitteisiin. Servomoottoreiden käyttö peränajon letkukeloissa taas mahdollistaa tarkemman rantupanostuksen verrattuna aikaisemman konesukupolven perinteisillä sähkömoottoreilla oleviin letkukeloihin tai markkinoilta löytyviin hydraulisiin letkunkäsittelylaitteisiin.

Uudessa ForSmart- ohjausjärjestelmässä periaatteena on käyttää vain yhtä ohjelmakoodia, joka sisältää kaikkien erilaisten tunneli- ja kaivospanostuslaitteiden tarvitsemat ominaisuudet valmiiksi ohjelmoituna. Näin vältytään usealta erilaiselta koneyksikkökohtaiselta ohjelmaversiolta. ECM3 koneen erilaisia ominaisuuksia ja toimintoja voidaan ottaa käyttöön ja poistaa käytöstä helposti ohjelman asetuksista. Esim. 1-pumppuisen koneen muuttaminen 2-pumppuiseksi onnistuu koneen ohjausjärjestelmätasolla yhtä asetusta muuttamalla koneen rakentamisesta vastaavan toimesta. Vastaavasti peräpanostuksen letkusyöttölaitteiden määrän (1-4 kpl) muuttaminen tai tuotantolouhinnan letkusyöttölaitteen lisääminen voidaan määrittää helposti työmaalla Forcit Site Managerin toimesta ohjausjärjestelmän asetusvalikosta.

Uusi ohjausjärjestelmä sisältää kolme erilaista yksinkertaista käyttöliittymää tunnelilouhinnan panostusreseptien ja reikäasetusten määrittelyyn ja valintaan Mode 1 -käyttöliittymä on täysin uudenlainen ja kehitetty erityisesti norjalaisten käyttäjien toiveisiin ja käyttötapaan perustuen. Se sopii erityisesti pitkien samalla tunneliprofiililla täysperälouhintana tehtävien tunnelien panostukseen. Mode 2 -käyttöliittymä perustuu Ruotsissa tutuksi tulleeseen ECM2-yksikön käyttötapaan, jossa panostusresepti valitaan erillisellä manuaalisella kytkimellä. Mode 3 -käyttöliittymä muistuttaa suomalaisten käyttäjien omaksumaa ECM1 -laitteen käyttöliittymää, jossa kaikki toiminnot panostusreseptin valinta mukaan lukien tehdään kaukosäätimen avulla. Varsinainen panostusnäyttö on kaikilla kolmella käyttöliittymällä samanlainen (kuva 2). Ohjausjärjestelmän kieliversiot ovat suomi, ruotsi, norja ja englanti. Muut kielet voidaan ottaa käyttöön tarvittaessa.

Kullakin käyttöliittymällä on hieman toisistaan poikkeavat kauko-ohjaimet.Mode 1- ja 2-kaukosäätimet ovat tyypiltään samanlaisia kuin aikaisemmissa ECM2-yksiköissä käytetyt säätimet. Mode 3-kaukosäädin on identtinen Suomessa aikaisemmin käytettyjen ECM1-yksiköiden kanssa.

ForSmart -ohjausjärjestelmän mukana tulevat vakiona järjestelmään kuuluvat pilvipalvelut ja optiona tarjolla olevat pilvipalvelujen laajennukset. Pilvipalvelua käytetään mm. yksikkökohtaisten käyttäjäoikeuksien ylläpitoon, panostusraporttien jakamiseen, ohjelmistopäivityksiin, huoltotoimiin sekä big datan keräämiseen ja analysointiin. Big datan keruussa hyödynnetään teollisten laitteiden kommunikointiin kehitettyä OPC UA standardia ja olemassa olevaa ForDEX ohjelmistokokonaisuutta. Panostusraportit voidaan jakaa pilvipalvelun kautta asiakkaille valmiina Power BI –raporttina (kuva 3). Ohjelmistopäivitykset tapahtuvat ForSmartin DevOps -ympäristössä osittain automatisoidusti, mutta kuitenkin operaattorin manuaalisesti hyväksymänä. Etäyhteyksiä voidaan hyödyntää ennakoivan huollon tarpeen määrityksessä sekä vikadiagnostiikassa.

ECM3 -prototyyppi on rakennettu Face 2P -versiona (2-pumppuinen tunnelipanostuslaite) 2500 kg:n ADR-käyttöön hyväksytyllä matriisisäiliöllä vuoden 2021 alkupuolella ja sitä on testattu kesän ja syksyn aikana Vihtavuoressa sekä oikeissa käyttöolosuhteissa Pyhäsalmen kaivoksessa. Lisäksi käynnissä on kolmen uuden Face 2P –koneen asennus pohjoismaisille asiakkaille.

Uusi ForSmart -ohjausjärjestelmä ja pilvipalvelut on mahdollista ottaa käyttöön vanhoissa ECM1, ECM2 ja NTlaitteissa vaihtamalla olemassa oleva ohjausjärjestelmä uuteen ForSmart -järjestelmään. Ensimmäinen aikaisemman sukupolven ECM1-yksikön uudistusprojekti on jo käynnissä. Uudistusprojektissa muutetaan suomalaisella asiakkaalla jatkuvassa käytössä ollut alun perin 1-pumppuinen ECM1tunnelipanostuslaite 2-pumppuiseksi Face 2P -koneeksi. y