بخشی از مقاله
چکیده
اطلاع از موقعیت یک مکانیزم نقش به سزایی در بهبود مدیریت کنترل و نظارت بر آن مکانیزم را دارد و براي مکانیزم هایی خاص با کاربرد هایی منحصر به فرد، قطعا باید تکنولوژي هاي ویژه اي را براي کنترل موقعیت آن بکار بست، از اینرو پس از بررسی هاي انجام گرفته بر روي تکنولوژي هاي موجود در دنیا در زمینه کنترل ناوبري و در نظر گرفتن شرایط ویژه مکانی مکانیزم هاي حمل سرباره یا پاتیل بر در شرکت فولاد مبارکه بهترین راهکار براي پیاده سازي سیستم کنترل ناوبري تلفیقی از تکنولوژي WiFi و RFID شناخته شد با این تفاوت که در این سیستم RFID TAG ها در موقعیت هاي مشخص و ثابت نصب می شود و این READER ها هستند که متحرك اند.با پیاده سازي این تکنولوژي نظارت و مدیریت بر عملکرد پاتیلبرها بهبود یافته و میزان توقفات ناشی از تعویض پاتیل سرباره براي کوره از 1 دقیقه به ازاي هر ذوب به 0.1 دقیقه به ازاي هر ذوب کاهش یافت.
-1 مقدمه
همواره داشتن دانش و اطلاعات در زمینه هاي گوناگون، کمک حال و یاور انسان در زمینه هاي گوناگون زندگی بوده است و باعث شده در شرایط ویژه و نیاز تصمیمات بهتري بگیرد، در صنعت نیز وجود اطلاعات در شاخه هاي مختلف باعث تصمیم هاي درست تر و بهبود شرایط کاري و در نتیجه افزایش بهره وري می گردد، در دنیاي حمل و نقل و ترافیک نیز اطلاع از وضعیت آنی خودروها و وسایل نقلیه از جمله نیازهاي اطلاعاتی است که می تواند در نظارت و بهبود عملکرد وسایل نقلیه راهگشا باشد.
امروزه با گستردگی بیش از پیش سیستم هاي موقعیت یاب جهانی، وجود تکنولوژي GPS بر روي خودروها از ملزومات آنها و ابزاري براي بهبود شرایط رانندگی است، پیاده سازي این تکنولوژي و سیستم هاي مشابه آن براي کنترل ناوبري خودروهاي شخصی بمنظور رفاه بیشتر و در مکانیزم هاي عمومی جهت کنترل و نظارت بر عملکردشان پیاده سازي شده است.
اما تا بحال براي مکانیزم هاي خاص که کاربردهاي منحصر به فرد و ویژه اي دارند هیچ گونه سیستم کنترل ناوبري در دنیا تعبیه نشده است، ازجمله می توان به مکانیزم حمل پاتیل سرباره یا پاتیلبر اشاره نمود که از آن براي حمل پاتیل هاي سرباره کوره هاي ذوب استفاده می نمایند.تعویض به موقع و بدون تاخیر پاتیل هاي سرباره باعث افزایش راندمان تولید کوره هاي ذوب و هر دقیقه تاخیر در تعویض پاتیل سرباره موجب خسارت هاي فراوان به تولید می شود ولذا مدیریت صحیح وکنترل موقعیت پاتیلبر ها نقش بسزایی در کاستن از توقفات کوره دارد.پیش از این کنترل موقعیت بوسیله ي بی سیم انجام می گرفت و بدلیل وجود خطاهاي انسانی کنترل ناوبري به خوبی انجام نمی شد و همین موضوع و تاثیر فراوان کنترل ناوبري پاتیلبرها ما را بر آن داشت تا در پی یافتن تکنولوژي جدید براي نظارت و کنترل بر تردد پاتیلبر ها باشیم.
-2 روش کار
در کوره هاي قوس الکتریکی در حین تولید ذوب، ناخالصی هاي موجود در آهن اسفنجی و قراضه، طی پروسه اي بدلیل سبک بودن بر روي سطح ذوب قرار می گیرند و از دریچه اي که در قسمت بالایی کوره قرار دارد به داخل پاتیل هاي سرباره ریخته می شوند تا ذوب خروجی از کوره ها عاري از هرگونه ناخالصی باشد
فولاد مبارکه داراي 8 کوره قوس است که تعویض پاتیل هاي سرباره آن را 9 عدد پاتیلبر بعهده دارند، بدین صورت که پس از اعلام کوره مبنی بر تعویض پاتیل، پاتیلبري بسمت کوره مورد نظر رفته و پاتیل پر را از زیر کوره به سمت حوضچه ها براي تخلیه حمل می نماید و از طرف دیگر پاتیلبري دیگر باید پاتیل خالی را زیر کوره بگذارد، بطور متوسط روزانه تعداد 100 پاتیل سرباره از زیر کوره هاي قوس تعویض می گردد.
فرآیند تعویض پاتیل هاي سرباره باید بگونه اي انجام شود که توقفی بر کوره و تولید ذوب وارد نگردد، لذا کنترل و مدیریت عملکرد پاتیلبرها می تواند نقش به سزایی در افزایش راندمان تولید، کاهش حوادث و بهبود برنامه ریزي تعمیر و نگهداري پاتیلبرها داشته باشد .قبل از پیاده سازي سیستم کنترل ناوبري مکانیزم هاي حمل پاتیل سرباره، نظارت بر تردد پاتیلبرها از طریق ارتباطات مخابراتی انجام می گرفت که محدودیت هاي بسیاري براي هماهنگ کننده پاتیلبرها، از جمله محدود بودن سطح اطلاعات، مبتنی بودن اطلاعات بر گفته هاي راننده پاتیلبر و عدم دقت در اعلام موقعیت ایجاد می کرد. در راستاي بهبود عملکرد پاتیلبرها اهمیت پیاده سازي سیستم نظارتی با اسنفاده از تکنولوژي هاي روز دنیا متناسب با شرایط و نیاز بخش حمل پاتیل سرباره اجتناب ناپذیر بود.
پس از بررسی هاي بعمل آمده در مورد شرایط خاص مکانیزم و محل تردد آنها روش هاي سیستم کنترل ناوبري مکانیزم هاي حمل پاتیل سرباره با استفاده از GPRS1 & GPS2 که کاربردي فراگیر و گسترده در دنیاي کنترل ناوبري دارد انتخاب گردید.در این روش با استفاده از موقعیت یابی جهانی - - GPS، موقعیت مکانی پاتیلبرها را شناسایی و در بستر GPRS تبادل اطلاعات فوق مطابق پروتکل هاي تعریف شده بین سرور و پاتیلبرها صورت می گرفت و از همین بستر براي تبادل داده هاي متنی و صوتی بهره گرفتیم.
متاسفانه با پیاده سازي این روش بدلیل وجود دیواره هاي بلند و موانع فلزي در مسیر حرکت پاتیلبرها مشکلاتی از قبیل عدم دقت در مختصات مکانی داده هاي GPS و تاخیر در ارسال و دریافت داده ها به سرور بدلیل عدم پوشش دهی مناسب و عدم پوشش مناسب در شرایط نامطلوب جوي پیش آمد.هزینه هاي نگهداري بالاي این سیستم، و وابستگی به سیستم هاي مخابراتی و تکنولوژي انحصاري خارجی - GPS - از معایب دیگري بود که باعث شد راهکاري جایگزین براي روش اجرا شده اندیشیده گردد.
لذا با بررسی هاي انجام شده در تکنولوژي هاي موجود در دنیا و شرایط ویژه مکانی و مکانیزم پاتیلبر استفاده از تکنولوژي RFID3 و بستر ارسال بی سیم WiFi4 روشی خوب و بهینه براي ردیابی تردد پاتیلبرها و نظارت بر عملکرد آنها تشخیص داده شد.پیاده سازي بستر مناسب تبادل داده در محدوده حرکت پاتیلبرها در قالب یک شبکه WiFi با استفاده از شش مودم WiFi فراهم گردید. در روش هاي معمول RFID، TAGها جهت نصب بر روي اجسام یا کالا هایی که نیاز به شناسایی دارند نصب می شوند و این READERها هستند که بصورت ثابت، ورود و خروج یا موقعیت آنها را در مکانهاي مشخص شناسایی می کنند
در پیاده سازي این تکنولوژي، براي کنترل و نظارت دقیق بر تردد پاتیلبرها نیاز به نصب بیش از 80 عدد READER در مکانهاي تردد پاتیلبر بود که نصب و نگهداري این تعداد READER با توجه به تامین منبع تغذیه و کابل کشی بسیار دشوار و دور از ذهن بود، لذا مقرر شد TAGها بصورت ثابت در مکان هاي ترددي پاتیلبرها و READERها بر روي 9 دستگاه پاتیلبر نصب شود که با بستر WiFi شناسه هر TAG که در موقعیت دید فرکانسی REDERها قرار می گرفت اطلاعات آن TAG را به سرور ارسال می کند و موقعیت آن پاتیلبر را بر روي نقشه مشخص و معلوم می نماید، این رخداد براي سایر TAGها در موقعیت هاي دیگر ادامه می یابد.
با توجه به حرکت پاتیلبرها در منطقه اي محدود با شعاع 2 کیلومتر، نقشه اي بدون جزئیات اضافی صرفا براي مشخص شدن محل دقیق پاتیلبر منطبق با مقیاس واقعی ترسیم گردید و بر روي آن مکان هایی که داراي اهمیت ویژه و خاص بودن علامت گذاري گردید تا در آن نقاط TAGها نصب شوند و در جاده هاي تردد با اهمیت کمتر نیز به فاصله ي 50 متر یک TAG نصب گردید، برد تمامی TAGها، 5 متر تنظیم شد و READERهاي نصب شده بر روي پاتیلبر به محض رسیدن به برد فرکانسی یک TAG آن را در بستر WiFi به سرور ارسال می کند و توسط نرم افزار بر روي نقشه نمایش داده می شود، کلیه ي اطلاعات دیگر نظیر سرعت، وزن پاتیل تعداد سفر پاتیلبر از طریق ارتباط برد واسط با ECM پاتیلبر، اطلاعات را دریافت کرده و از طریق بستر WiFi به سرور ارسال می شود
نرم افزار سرور در محیط C# نوشته شده و دیتابس آن SQL می باشد . سیستم نرم افزاري مربوط به ناوبر پاتیلبر که داراي سیستم عامل اندروید می باشد نیز به صورت اختصاصی نرم افزار متنایب با نیاز و با قابلیت ارسال و دریافت پیام هاي صوتی و تصویري نمایش سرعت که از طریق کیلومتر پاتیلبر دریافت می کند و نمایش موقعیت مکانی بر روي صفحه نمایش 7 اینچی خود تا راننده نسبت به مکان حرکتی خود اگاه باشد و این ارتباط به صورت دو طرفه بین این ناوبر و سرور بر قرار می باشد.
این ناوبر به گونه اي انتخاب شده تا بتواند در بستر WiFi این ارتباط دوطرفه را بر قرار کند و امکان اتصال دوربین به ناوبر می باشد. در نتیجه ي اطلاعات استخراج شده از TAGها و ECM پاتیلبرها گزارشات جامعی در مورد مکان تردد پاتیلبر و سرعت آن بصورت آن لاین بر روي صفحه ي نمایش قابل رؤیت می باشد که بوسیله آن می توان موقعیت دقیق پاتیلبر را در هر لحظه مشاهده نمود و مطابق آن می توان تصمیم مناسب را در هر لحظه براي هماهنگی بیشتر پاتیلبرها اتخاذ نمود.
ارسال و دریافت پیامهاي صوتی و متنی از دیگر امکانات ارائه شده در این نرم افزار است که توانسته با اعلام هشدارها یا دستورات از ارتباطات مخابراتی بکاهد، هر راننده ي پاتیلبر میتواند مسیر حرکتی خود را بر روي نمایشگر خود ببیند و دیگر پاتیلبرها و موقعیت آنها را رؤیت نماید، در اتاق کنترل پاتیلبرها، هماهنگ کننده می تواند بنا به موقعیت فعلی و خط سیر آینده پاتیلبر براي تعویض پاتیل هاي کوره به سادگی برنامه ریزي نماید تا کمترین توقف به کوره هاي قوس وارد گردد، بدین صورت که نزدیکترین پاتیلبر به کوره مورد نظر انتخاب می شود، می توان براحتی تخمین زد که چه زمان کدام پاتیلبر می تواند به موقعیت مورد نظر برسد و در نتیجه برنامه ریزي زمانی انجام داد. در نتیجه پیاده سازي این تکنولوژي توقف وارد شده به کوره هاي قوس از 1 دقیقه بر ذوب به 0.1 به ازاي ذوب کاهش یافت.
شکل شماره - 1 - شماتیک منطقه حرکت پاتیلبرها
-3 نتایج و تحلیل
تا قبل از پیاده سازي سیستم کنترل ناوبري مکانیزم هاي حمل پاتیل سرباره، در مورد نظارت بر تردد مکانیزم هاي خاص با کاربري خاص، در دنیا هیچ اقدام عملی صورت نگرفته بود، حال آنکه بدلیل اهمیت بسیار زیاد کنترل ناوبري بر این مکانیزم ها کاملا مشهود و لازم بود و لذا با توجه نیاز احساس شده و برآورد مزایاي ناشی از پیاده سازي سیستم مدیریت راهبري تحقیقاتی در خصوص نحوه پیاده سازي این سیستم در فولاد مبارکه انجام گرفت.
