Madencilik Sektöründe CANBUS Haberleşmesi

Maden İçinde Kullanılan CANBUS Kabloları

Madencilik uygulamalarında kullanılan CANBUS iletişim kabloları, zorlu çevre koşullarına dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Bu kabloların özellikleri, teknik gereksinimleri ve kullanım alanları şu şekildedir:

1. Kabloların Teknik Özellikleri

• Yalıtım Malzemesi:

  • PVC veya XLPE (Cross-linked Polyethylene): Isıya, neme ve mekanik aşınmaya karşı dayanıklıdır.
  • TPE (Thermoplastic Elastomer): Aşırı esnek ve zorlu koşullara uyumlu bir seçenektir.

• Kalkanlama (Shielding):

  • Genellikle elektromanyetik girişim (EMI) ve radyo frekansı girişimlerini (RFI) önlemek için örgülü bakır kalkan (braided shield) veya alüminyum folyo kalkan (foil shield) kullanılır.
  • Kalkanlama, özellikle madenlerdeki yüksek elektromanyetik alanların olduğu ortamlarda kritik öneme sahiptir.

• Çekirdek (Core):

  • Kalay kaplı bakır teller: Dayanıklılık ve korozyon direnci sağlar.
  • Standart olarak 2 ila 8 damarlı kablolar kullanılır.

• Çift Bükümlü Yapı (Twisted Pair):

  • Çift bükümlü tel yapısı, sinyal bütünlüğünü koruyarak parazitleri en aza indirir.

• Sıcaklık Aralığı:

  • Tipik olarak -40°C ile +80°C arasında çalışabilir.

• Yangın Dayanımı:

  • Bazı kablolar düşük duman ve halojensiz (LSZH) özelliklere sahiptir, bu da yangın durumunda toksik gazların yayılmasını önler.

2. Madencilik Uygulamaları için Özel Kablolar

• PUR (Polyurethane) Ceketli Kablolar:

  • Aşınma, kimyasal maddeler ve yağlara karşı yüksek dayanıklılığı sayesinde yeraltı madencilik uygulamalarında sıklıkla tercih edilir.
  • Esnek yapısıyla kablo kanallarında ve hareketli makinelerde sorunsuz çalışır.

• Alev Geciktirici Kablolar:

  • Madenlerin güvenlik standartlarına uygun olarak alev yayılmasını engelleyen malzemelerle kaplanır.

• Ruggedized Kablolar (Sağlamlaştırılmış):

  • Bu kablolar, dinamik yüklerin olduğu yerlerde (örneğin hareketli makinelerde) kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

3. Madencilikte CANBUS Kablo Kullanımı

Yeraltı Ekipmanları:

• Sandvik, Caterpillar, Komatsu gibi markaların makinelerinde:
  • CANBUS iletişim kabloları, sensörlerin, aktüatörlerin ve kontrol ünitelerinin (ECU) bağlantısını sağlamak için kullanılır.
  • Örneğin, yükleyicilerde ve delici makinelerde sensörlerden alınan veriler (hidrolik basıncı, yakıt seviyesi, motor sıcaklığı) CANBUS kablosu aracılığıyla taşınır.

Tünel Aydınlatması ve Havalandırma Kontrolü:

• Havalandırma sistemleri, aydınlatmalar ve güvenlik sensörleri arasında veri iletimi için CANBUS kabloları kullanılır.

Konveyor Sistemleri:

• Madenlerde kullanılan konveyor bantlarındaki motor kontrol birimleri ve hız sensörleri CANBUS ile iletişim kurar.

4. Örnek Kablo Markaları

• HELUKABEL: Madencilik sektörüne özel dayanıklı kablo serileri sunar.
• Lapp Group: Oluklu kablo yapısı ve EMI koruması ile ön plana çıkar.
• Belden: Aşırı çevre koşulları için CANBUS kablo çözümleri sunar.

5. CANBUS Kablo Döşeme ve Montaj Önerileri

1. Kablo Yolu Seçimi:

   • Kablolar, mümkünse metal kablo kanalları veya borular içinde döşenmelidir.
   • Keskin dönüşlerden ve sıkı kıvrımlardan kaçınılmalıdır.

2. Topraklama:

   • Kalkanlama etkisini optimize etmek için her iki ucunda topraklama yapılmalıdır.

3. Kablo Uzunluğu:

   • CANBUS standartlarına göre maksimum uzunluk genellikle 40 metre ile 1 km arasında değişir (baud rate'e bağlı olarak). Maden uygulamalarında repeater kullanımı yaygındır.

Madencilikte CANBUS iletişim kabloları, hem yer altı hem de yer üstü uygulamalarda güvenilir veri iletimi sağlar. Zorlu koşullara dayanıklı özel kablolar, hem sistem güvenliğini hem de operasyonel verimliliği artırır. Bu kabloların seçimi ve doğru kurulumu, iletişim ağlarının sürekliliği ve makinelerin kesintisiz çalışması için kritiktir.

Maden İçinde Kullanılan Delici Makineler ve Yer Altı Ekipmanlarında CANBUS İletişimi Örnekleri

Yer altı madenlerinde delici makineler, yükleyiciler, taşıma sistemleri ve güvenlik cihazları gibi birçok ekipman çalışır. Bu cihazların çoğu, zorlu çalışma koşullarında güvenilir veri iletişimi sağlamak için CANBUS protokolünü kullanır. Bu sistemler, saha verilerini toplamak, ekipman durumunu izlemek ve uzaktan kontrol için uygun bir altyapı sağlar.

1. Maden Delici Makineleri ve CANBUS

A) Kullanım Alanları ve İşlevleri

Delici makineler, yer altı madenciliğinde patlatma deliklerini açmak, madenin havalandırma sistemlerini oluşturmak veya üretim için malzeme çıkarmak amacıyla kullanılır.

• Sensörler ve Kontroller:
  • Delme derinliği sensörleri: Delme işleminin hassasiyetini sağlar.
  • Hidrolik basınç izleme: Aşırı basınç durumlarını tespit eder.
  • Enerji yönetimi: Yakıt ve güç tüketimini optimize eder.

B) Örnek: Sandvik DT922i Jumbo Drill

• Özellikleri:

  • Çift delici kol ve gelişmiş otomasyon sistemi bulunur.
  • CANBUS protokolü, delme işlemi sırasında kol hareketleri, matkap hızı ve güç yönetimi için kullanılır.

• Nasıl Çalışır?

  • Matkabın tüm sensörleri ve motor kontrolleri CANBUS ağına bağlıdır.
  • Operatör kabininden alınan komutlar, CANBUS to TCP/IP gateway ile bir kontrol merkezine iletilir ve analiz edilir.

C) Atlas Copco Boomer M2

• Özellikleri:

  • Elektrikli hidrolik delme sistemi ve CANBUS ile entegre kontrol sistemi.
  • Delme derinliği, kol hareketleri ve güç tüketimi verilerini CANBUS üzerinden iletir.

• Uygulama:

  • Bir maden içinde operatör, Atlas Copco Boomer M2’nin tüm hareketlerini uzaktan bir HMI (Human Machine Interface) üzerinden izleyebilir.
  • CANBUS ağı, makine üzerindeki sensörlerden gelen verileri toplar ve TCP/IP ağı üzerinden uzak bir SCADA sistemine aktarır.

2. Yer Altı Yükleyiciler ve CANBUS

A) Kullanım Alanları ve İşlevleri

Yükleyiciler, yer altındaki kazılmış cevher veya kömürü taşıyan önemli ekipmanlardır.

• Özellikler:
  • Yük sensörleri: Taşınan malzemenin ağırlığını ölçer.
  • Lastik basınç izleme: Operasyon sırasında güvenliği sağlar.
  • Yakıt tüketimi analizi: Maliyet kontrolü için önemli veriler sağlar.

B) Örnek: Caterpillar R3000H

• Özellikleri:

  • CANBUS ağı ile motor durumu, yük kontrolü ve fren sistemleri izlenebilir.
  • TCP/IP ağına bağlanmak için CANBUS to Ethernet gateway kullanılır.

• Uygulama:

  • Operatör, makinenin yakıt tüketimini ve taşıdığı malzeme miktarını uzaktan bir kontrol odasından izleyebilir.
  • CANBUS verileri, TCP/IP ile analiz için SCADA yazılımına aktarılır.

C) Sandvik LH517i Akıllı Yükleyici

• Özellikleri:
  • İleri düzey sensörler ve CANBUS tabanlı otomasyon sistemi içerir.
  • Maden içinde enerji verimliliğini artırmak ve operasyonları optimize etmek için CANBUS verilerini TCP/IP ağına iletir.

3. Havalandırma Sistemleri ve Güvenlik Cihazları

Yer altı madenciliğinde havalandırma sistemleri, ortam gazlarının kontrolü ve temiz hava sağlanması için önemlidir.

A) Örnek: Howden Axivane Fanlar

• Özellikleri:

  • CANBUS ağı ile fan hızları, enerji tüketimi ve gaz sensörü verileri izlenebilir.
  • TCP/IP ağına bağlanmak için bir CANBUS gateway cihazı kullanılır.

• Uygulama:

  • Havalandırma sisteminin hızını artırmak veya azaltmak için uzaktan komutlar gönderilebilir.
  • Gaz sensörleri ile ortam güvenliği izlenir ve SCADA yazılımına veri aktarılır.

4. Teknik Uygulama: Entegre CANBUS Sistemi ile Yer Altı Operasyonları

Senaryo: Sandvik Delici Makinesi ve Caterpillar Yükleyici

Bir maden sahasında, Sandvik DT922i delici makinesi ve Caterpillar R3000H yükleyicisi aynı maden operasyonunda kullanılıyor.

Adımlar:

1. CANBUS Ağının Bağlanması:

   • Her iki makine, kendi dahili CANBUS ağları ile çalışır.
   • Delici makinede delme işlemi sırasında topladığı veriler CANBUS ağına aktarılır.
   • Yükleyici, taşınan malzeme miktarını CANBUS üzerinden izler.

2. Gateway Entegrasyonu:

   • Her iki makineye birer CANBUS to TCP/IP gateway cihazı takılır.
   • Gateway cihazı, makine verilerini TCP/IP ağına dönüştürerek kontrol merkezine gönderir.

3. Uzaktan İzleme ve Kontrol:

   • Operatörler, kontrol merkezindeki bir SCADA yazılımı ile makine performansını izler.
   • TCP/IP ağı üzerinden delici makineye yeni delme parametreleri gönderilebilir.

4. Veri Analizi ve Optimizasyon:

   • Maden içinde operasyonların daha verimli hale gelmesi için, gateway cihazları sayesinde toplanan veriler analiz edilir.

5. Gerçek Hayatta Kullanım Örnekleri

A) Sandvik OptiMine ile Tam Otomasyon

• Sandvik’in OptiMine çözümü, CANBUS ağlarını kullanarak maden içi operasyonları otomatikleştirir.
• Delici makineler, yükleyiciler ve taşıma kamyonları, uzaktan TCP/IP ağı ile kontrol edilir.

B) Caterpillar Command for Underground

• Caterpillar, yer altı kamyonları ve yükleyicilerinde CANBUS ve TCP/IP entegrasyonu sağlar.
• Operatörler, yer üstünde bir kontrol odasından makineleri yönetebilir.