Il principio di funzionamento dei sistemi di monitoraggio dei nastri trasportatori si basa principalmente su quattro componenti principali: percezione dei sensori, trasmissione dei dati, controllo centrale e analisi intelligente. Integrando il controllo dell'automazione con la tecnologia dell'intelligenza artificiale (AI), il sistema consente il monitoraggio in tempo reale-, l'avviso tempestivo dei guasti e il controllo coordinato dello stato operativo del nastro trasportatore.
Composizione del sistema e acquisizione dati
- Rete di sensori: vengono implementati vari sensori per raccogliere parametri operativi-in tempo reale, tra cui:
- Sensori di protezione: sensori di velocità, disallineamento (deviazione), accumulo-, strappo, fumo, temperatura, arresto di emergenza, tensione e vibrazione.
- Attrezzatura visiva: telecamere HD, termocamere a infrarossi e scanner di profili laser.
- Dispositivi di monitoraggio specializzati: come rilevatori di difetti magnetici deboli (per rilevare danni nei nuclei di cavi di acciaio), misuratori di livello radar e sensori acustici/di temperatura in fibra ottica.
- Acquisizione ed elaborazione dei dati: i segnali dei sensori vengono sottoposti a condizionamento del segnale (amplificazione, filtraggio) e conversione da analogico-a-digitale (ADC), seguiti dall'elaborazione preliminare da parte di un PLC (controllore logico programmabile) o unità di edge computing.
Trasmissione e comunicazione dei dati
I protocolli di comunicazione industriale (come Profibus, CAN, RS485 ed Ethernet) vengono utilizzati per caricare i dati nel centro di spedizione a terra.
I sistemi critici (come i nastri trasportatori nelle miniere di carbone) utilizzano reti ad anello in fibra ottica per ottenere comunicazioni affidabili e ad alta-velocità, in genere con un tempo di risposta inferiore a 150 millisecondi.
Supporta un'architettura di rete multi-livello: sottostazioni sul campo-→ interfacce di comunicazione → stazione master di terra (sistema informatico host).
Monitoraggio centrale e analisi intelligente
Sistema informatico host: distribuito nel centro di distribuzione e composto da computer industriali e software SCADA/di configurazione, visualizza in tempo reale-:
- Stato operativo dell'apparecchiatura (avvio/arresto, velocità, corrente, ecc.).
- Informazioni sugli allarmi di guasto (comprese le posizioni specifiche dei sensori).
- Feed video (che supportano la riproduzione, la registrazione e il passaggio da più-schermi a schermo).
IA e riconoscimento intelligente
Utilizza algoritmi YOLO o modelli di deep learning per identificare condizioni di assenza di-carico, accumuli di materiale-, corpi estranei di grandi dimensioni e fiamme libere.
I sistemi di monitoraggio magnetico debole dei cavi d'acciaio utilizzano la sintesi vettoriale del campo magnetico spaziale per ottenere un tasso di precisione di rilevamento del 99% per danni nascosti come cavi rotti e slittamento delle giunzioni.
Il rilevamento intelligente dello strappo della cinghia utilizza laser e visione artificiale per identificare strappi longitudinali a livello millimetrico-, con un tempo di risposta inferiore o uguale a 0,1 secondi.
Meccanismi di controllo e protezione
Metodi di controllo multi-modalità
- Controllo remoto: avvio/arresto unificato dal centro di spedizione a terra, seguendo la logica di partenza contro il flusso di materiale e arresto con il flusso di materiale.
- Controllo centralizzato: la console della stazione principale coordina il funzionamento interbloccato di più dispositivi.
- Controllo locale: funzionamento della singola-macchina con logica di interblocco (se si ferma il dispositivo precedente, si ferma anche quello successivo).
- Controllo della manutenzione: avvio/arresto indipendente senza interblocco.
Azioni di protezione automatica
Quando viene rilevato un guasto grave (come strappo, arresto di emergenza o surriscaldamento), il sistema si spegne automaticamente e attiva allarmi audio-visivi.
- Supporta un meccanismo di allarme a tre-livelli: Prompt → Allarme audio-visivo → Spegnimento coordinato.
- Interazione uomo-macchina (HMI): gli schermi LCD a colori visualizzano lo stato operativo, la localizzazione dei guasti e i record storici, supportando l'accesso dell'operatore e la gestione delle autorizzazioni.
