Контроллер сбора и передачи данных Кобус
Основу системы сбора и передачи данных Кобус составляет одноименный контроллер (далее — контроллер, или контроллер Кобус), который представляет собой компьютер в бортовом исполнении, с соответствующим программным обеспечением и средствами операторского интерфейса (дисплей с сенсорным экраном, клавиатура, звуковая сигнализация для привлечения внимания оператора), и набором интерфейсов для подключения внешнего оборудования: датчиков, оборудования беспроводной передачи данных, оборудования приема сигналов ГНСС, и другого.
За прошедшие со времени создания первой модели контроллера годы сменилось несколько его поколений, прошедших успешное внедрение и эксплуатацию на ряде горнодобывающих предприятий. С середины 2017 года, после более чем 2-х лет разработки, испытаний, подготовки производства, разработки и отладки ПО, компания «Blast Maker» запустила в серию и начала поставки заказчикам системы Кобус, укомплектованной новейшей версией контроллера (условное наименование - «Кобус-10»). Первыми из них стали железорудное предприятие Михайловский ГОК (МГОК, Курская область) и золотодобывающее предприятие Кумтор (Киргизия). Начиная с 2018 года на льготных условиях производится замена устаревших версий контроллера, и некоторых датчиков (на более эффективные), на ряде предприятий, уже продолжительное время успешно эксплуатирующих комплекс (Тугнуйский угольный разрез, и других).
Здесь следует отметить, что одним из факторов, как стимулирующих, так и обеспечивающих развитие аппаратной основы системы Кобус, являются передовые достижения мировых производителей микроэлектроники и электронной техники, выпускающие на рынок такие компоненты (в основном это микропроцессоры, дисплеи, датчики с цифровым выходным интерфейсом), которые позволяют реализовать объективные потребности развития системы.
Модернизированный контроллер имеет серьезно увеличенную вычислительную мощность за счет применения 32-разрядного процессора с архитектурой ARM Cortex-A8 и тактовой частотой до 1 ГГц, двумя встроенными 32-разрядными ядрами реального времени и отдельным графическим ускорителем; объем оперативной памяти контроллера составляет 512 Мбайт; объем постоянной памяти (без учета встроенной флеш-карты) 8 Гбайт. Встроенное бортовое ПО контроллера полностью переработано для использования под управлением операционной системы ОС Linux.
В контроллере Кобус-10 применяется один из самых современных (начало серийных поставок производителем — 2017 год) промышленных дисплеев с разрешением ХGA (1024х768 точек) и диагональю 8,4 дюйма, с увеличенной яркостью, ресурсом подсветки, и улучшенной контрастностью, с многоточечным PCAP-сенсорным экраном, защищенным химически упрочненным стеклом, расширенным диапазоном температур хранения и эксплуатации от -30 до +80°С. Несмотря на расширенный температурный диапазон нового дисплея, в Кобус-10 сохранен термостат с нагревателем, для обеспечения его применения при более низких температурах. Современный сенсорный экран обеспечивает удобное управление положением и масштабом изображения, режимами работы и отображения, ввод символьных сообщений и параметров посредством виртуальной экранной клавиатуры. Наличие датчика освещенности в контроллере Кобус обеспечивает автоматическую регулировку яркости дисплея, что создает комфортные условия его эксплуатации — пониженную яркость в ночное время, и повышенную — при ярком солнечном свете.
Кобус-10 получил несколько дополнительных внешних цифровых интерфейсов: теперь для подключения новых датчиков и внешних устройств имеются интерфейсы Ethernet, USB2.0, 2хCAN2.0B (один из них, предназначенный для подключения к интерфейсу диагностической шины контроллера дизельного двигателя — полностью гальванически развязанный), 2хRS485, 2хRS232, 5 аналоговых входов 4-20 мА, 4 дискретных изолированных оптронных входа с допустимым входным током от 1 до 20мА.
В новой версии контроллера имеется полудуплексный звуковой канал связи (микрофон и динамик) для обеспечения голосовой связи между экипажами буровых станков, специалистами диспетчерской службы и бурового участка.
Контроллер Кобус-10 имеет совершенно новый и оригинальный дизайн корпуса из алюминиевого сплава, который стал в 2 раза тоньше, легче, обеспечивает защиту IP64 (полная защита от пыли и от попадания брызг воды). Пленочная клавиатура с 5-ю клавишами обеспечивает дополнительно переключение между основными режимами работы и отображения информации.
Как и предыдущих моделях контроллера, в новой модели сохранилось его разделение на 2 блока: собственно блок контроллера, и блок распределительной коробки с клеммами, на которые выведена основная часть цепей внешних интерфейсов для удобства подключения. Кабели от внешних устройств вводятся внутрь защищенного объема распределительной коробки через герметичные сальниковые вводы. Разъемы интерфейсов, расположенные на обратной стороне основного блока (Ethernet, USB2.0), выполнены в герметичном исполнении. Обеспечена возможность встраивания в распределительную коробку контроллера 2-х высокоточных OEM-модулей ГНСС от разных производителей, что заметно снижает затраты заказчика по сравнению с покупкой готовых блоков ГНСС-приемников. Тем не менее, осталась возможность применения в составе системы и готового блока-приемника ГНСС по желанию заказчика.
Адаптер связи с диагностической шиной контроллера дизельного двигателя для считывания и обработки его информации (текущих параметров работы двигателя, кодов предупреждений и неисправностей), ранее выпускавшийся в виде отдельного интеллектуального модуля, теперь встроен в основной блок контроллера. Тем не менее, автономный модуль адаптера связи доступен для заказчика в случаях, когда контроллер сбора данных с дисплеем избыточен (например, на автосамосвалах, и пр.).
Как и в предыдущей модели, контроллер Кобус-10 имеет встроенный считыватель RFID-меток стандарта EM-Marine (125 Кгц) и нагреватель с системой термостабилизации для работы в особо холодных условиях (ниже -30°С).
Для крепления контроллера в удобном для машиниста положении используется проверенный практикой надежный современный поворотный кронштейн RAM-MOUNT со многими степенями свободы.
Освоение в производстве и начало выпуска новейшей модели контроллера сбора и передачи данных Кобус-10 на несколько ближайших лет полностью снимает как аппаратные ограничения на расширение системы, так и ограничения по вычислительной мощности - на развитие функционала, встроенного ПО, в том числе и по запросам заказчика, при обеспечении улучшенных эксплуатационных характеристик и дизайна.
Подсистема навигации буровых станков
Системой Кобус обеспечивается высокоточная навигация бурового станка на места бурения скважин согласно проекта на бурение по сигналам глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) GPS/ГЛОНАСС/BeiDou без необходимости выноски физических маркшейдерских меток на местности.
Проекты на бурение, создаваемые специалистами отдела проектирования в пакете САПР БВР, рассылаются на все станки по радиосети; машинист бурового станка выбирает актуальный для него проект на дисплее контроллера, и производит бурение в соответствии с этим проектом, при этом наведение станка на новую скважину осуществляется им в реальном времени по отображаемому на дисплее контроллера положению данного станка на масштабируемом фрагменте плана обуриваемого блока. При этом точность следования проекту не будет зависеть от внешних условий, таких, как снежный покров, грязь или ночное время, отпадает необходимость выноски меток сетки скважин на блок, на что в среднем тратится до 40% времени.
Для буровых станков, на которых по требованиям техники безопасности машинисту запрещено находиться в кабине во время его движения, предусматривается использование выносного индикатора навигации, выполненного на основе защищенного смартфона в наружном исполнении, на экране которого отображается вся необходимая для навигации станка информация.
Подсистема диспетчеризации буровых станков
Система ведет непрерывный сбор и сохранение объективной информации о производственной деятельности бурового участка: используемые на буровых станках режимы бурения и типы/модели шарошечных долот, соответствие режимов бурения рекомендованными для данного типа долота и характеристикам породы, количество и глубины пробуренных скважин, продолжительность и причины простоев буровых станков, производительно потраченное время и время на ожидание и выполнение ремонта, заправки или техобслуживания, расход топлива и электроэнергии, и другие сведения в привязке к буровым станкам, сменам и экипажам, т.е. обеспечивает диспетчеризацию бурового участка.
Однако собственно диспетчеризация заключается в обработке и представлении накапливаемых данных заинтересованным специалистам предприятия в удобном для восприятия и анализа виде — отчетов, таблиц, графиков, и пр., в реальном времени, или за какой-либо прошедший период — смену, сутки, месяц, и т.д. Эту задачу решает система отчетности и мониторинга, которая включает в себя ряд клиентских программ, позволяющих персоналу предприятия удобно и эффективно обрабатывать данные. Работа с данными может осуществляться на любых современных персональных компьютерах (ПК), подключенных к ЛВС предприятия, на которых установлены соответствующие пользовательские (клиентские) программы, и которым дан доступ к сетевому ресурсу сервера базы данных.
Представление и отображение данных для конечного пользователя является неотъемлемой и важной частью любого программно-технического комплекса и, фактически, лицом любой системы. Поэтому компания «Blast Maker» уделяет повышенное внимание внешнему виду, удобству использования и функционалу клиентских программ. В систему отчетности и мониторинга входят следующие программы:
Kobus Test Center – мониторинг оборудования сбора и передачи данных.
Современные технологии не стоят на месте и находятся в постоянном развитии. Несколько лет назад на себя обратили внимание перспективные и многообещающие веб-технологии, позволяющие создавать многофункциональные веб-приложения. Наша компания со своей стороны пристально следила за их развитием и ожидала появление полноценного, готового инструмента для запуска процесса переноса системы отчета и мониторинга на принципиально новую платформу. Веб-технологии имеют ряд неоспоримых преимуществ перед традиционным программным обеспечением:
Легковесность. Объемы приложения для конечного пользователя достаточно малы, чтобы удовлетворять требованиям даже самым узким сетевым каналам.
Учитывая все вышеизложенное, в 2017 году было принято принципиальное решение перехода на веб-приложения и полноценной реализации веб-портала системы Kobus® с включением в него всего годами наработанного и отлаженного функционала существующего пакета программ. На данный момент осуществлен перенос функционала двух основных наиболее востребованных программ мониторинга: Kobus Total Monitoring и частично Kobus Gps Map.
Единый портал системы использует политику авторизированного доступа, что позволяет ограничить доступ различному персоналу к функциям системы (например, таким как редактирование данных).
Веб-портал запущен в тестовом режиме на одном из наших предприятии-партнеров Кумтор и проходит тестирование их специалистами. Получая отзывы и рекомендации, мы постоянно совершенствуем и дополняем функционал портала.
В ближайшем будущем будет завершен перенос всего существующего функционала системы на современные веб-технологии и, кроме того, добавятся новые возможности.