技術情報

鉱業は、鉱山のオペレーションをデジタル化することにより、新たな一面を生み出しています。グローバルな鉱業および金属市場での競争の激化により、鉱山オペレータは、オペレーション戦略を再考し、鉱山の安全性と精度を向上させる必要に迫られています。鉱山の所有者が採算性を高めるために使用する戦略の一部としては、資材の輸送方法の変更、現場のスタッフが危険に曝されることを削減、鉱山設備の損傷の最小化、生産の最適化があります。コントロールルームでオペレータがコントロールするトラックなどの自律型採掘設備と車両は、地下トンネルから地面までマテリアルを輸送するために使用されています。自動採鉱設備のベネフィットを現実化するための最初のステップは、スムーズな移動とコントロールを容易にするテクノロジーを採用することです。

地下鉱山の通信障壁の回避策

鉱山のデジタルトランスフォーメーションは、ほとんどの鉱山所有者にとって重要な優先事項です。しかし、新しいプロセスの実装と機器の導入には、考え方の根本的な変化が必要です。例えば、コントロールセンタに機器を接続する際のケーブル制約や、危険な採掘環境からの各種の干渉により、コントロールセンタとの通信が中断されることが多く、運用効率を大幅に低下させてしまいます。もう1つの重要な課題は、ネットワークデバイスが継続的な生産を保証するために、地下鉱山に十分に耐えられる堅牢さを備えていることが必要です。

ワイヤレス技術はこれらの課題に取り組む

ワイヤレス技術は、地下鉱山トンネルの過酷な条件によって生じる通信障壁を克服するために鉱業を支援してきました。自律掘削リグ、採掘トラック、ローダによる無人のオペレーションにより、このような過酷な遠隔地の状況で作業するオペレータやドライバの数の削減、運用上の安全性、精度、効率性が向上し、コスト削減が実現できます。これらの無人掘削リグ、鉱山トラック、およびローダは、オペレータがコントロールルームの安全性と快適さから、採掘作業をリモートコントロールおよび監視できるワイヤレスネットワークに依存しています。

監視とコントロールの主な要件

鉱山オートメーションソリューションプロバイダは、クライアントが鉱山機器を効率的に管理し、生産性を向上させるための信頼性の高いワイヤレス通信ソリューションを探していました。
その主要な要件は次のとおりです：

信頼性と堅牢性の高いワイヤレスネットワーク：地下採掘トンネルでは、マシンオペレータが掘削リグ、採掘トラック、ローダをリモートでコントロールおよび監視し、無人移動車とコントロールセンタのオペレータとの間のリアルタイムデータ通信を容易にする、信頼性に優れた堅牢なワイヤレスネットワークが必要です。

シームレスローミング：アクセスポイント(AP)間のシームレスローミングは、地下の採掘トンネル内で常に移動運用している自律ドリルや運搬車両に搭載されたクライアントデバイスのコネクティビティを確保する必要があります。

リアルタイムデータ：無人移動車の状況を監視するには、データ収集のためのリアルタイムソリューションと、リアルタイムコントロールに必要な複数のPROFINETベースのデバイスと透過的に通信する機能が不可欠です。

産業用グレードのコンパクトワイヤレスデバイス：最後に、産業グレード設計は、過酷な環境で信頼性の高いパフォーマンスを保証し、コンパクトなデバイスは、掘削リグや鉱山トラックに容易に組み込むことができます。導入されたワイヤレスクライアントは、コントロールルームのオペレータがリモートからアクセス可能です。さらに、モバイル状況で連続的なシームレスなワイヤレスデバイスのオペレーションを確保するために、ワイヤレスデバイスは耐震設計である必要があります。

ソリューション

機器マニュファクチャラーは、Moxaのコンパクトサイズで耐震設計の産業グレードAWK-1137Cクライアントを掘削リグと鉱山トラックに搭載し、コントロールルームからリモートアクセスできるようにしました。AWK-1137Cクライアントは、これらの無人移動車のそれぞれからワイヤレスアクセスネットワークを介して、オペレータステーションに大量のデータとライブビデオストリームをアップリンクします。AWK-4131A APは、トンネルの壁に沿って設置され、AWK-1137Cクライアントに最大のワイヤレスカバレッジを提供します。AWK-4131A APは、標準の2.4 GHz、5 GHz、および 5 GHz帯で802.11n MIMOカバレッジを提供して、ワイヤレスパフォーマンスを最大化し、鉱山の硬い岩盤による干渉を低減します。

Moxaのワイヤレスソリューションの主な機能：

• Turbo Roamingによるミリ秒レベルのハンドオフタイムは、802.11n MIMOのサポートにより、移動中に車両からシームレスなライブビデオストリーミングを実現
• マスタ/スレーブコネクションにより透過的なPROFINET通信が可能
• IP68保護等級の耐候性ハウジングと-40～75℃のワイド動作温度をサポートするアクセスポイントは、屋外アプリケーションに最適
• IEC 60068-2-6規格の要件を満たす防振設計により、鉱山の採掘に伴う恒常的な振動に対する保護を実現