Mini-AHRS Ellipse-A für ferngesteuerte Gesteinsbrecher ausgewählt
Unser Ellipse-A ist in die ferngesteuerten Gesteinsbrecher von Transmin integriert, um eine präzise Armpositionierung zu ermöglichen.
„Die Fähigkeit der Sensoren, MaschinenVibrationen standzuhalten, und der Wegfall der Notwendigkeit einer Kalibrierung oder Rekalibrierung der Sensoren macht den After-Sales-Wartungsaufwand überflüssig und ermöglicht einen effizienteren Arbeitsablauf.“ | Michael H., Senior Automation & Controls Engineer bei Transmin
Transmin ist ein australisches Unternehmen mit Sitz in Perth. Es bietet innovative technische Ausrüstung und Dienstleistungen für die Bergbau- und Rohstoffindustrie sowie für den Schüttgutumschlag an. Seit 1987 stellt das Unternehmen folgende Produkte her:
– Gesteinsbrecher,
– Hochleistungs-Behälterabsperrklappen,
– Flachbau-Zuführer,
– Bandzuführer und
– Komplettanlagen für Kalk und Flockungsmittel.
Das Steuerungssystem für die Gesteinsbrecher heißt „RockLogic“ und wurde entwickelt, um Geschwindigkeit, Produktivität und Sicherheit zu maximieren.
Lage und relative Position des Gesteinsbrecharms in Echtzeit
Transmins RockLogic Gesteinsbrecher verwenden das hochleistungsfähige Attitude and Heading Reference System (AHRS) Ellipse-A, um die Orientierung zu überwachen und die relative Position der Arme des Gesteinsbrechers zu bestimmen.
Wir haben die Ellipse-A direkt an den Armen installiert und an das SPS-System von Transmin angeschlossen, das das gesamte System autonom betreibt.
Bediener können die Gesteinsbrecher von Transmin lokal oder ferngesteuert bedienen. Darüber hinaus unterstützt das AHRS die Kollisionsvermeidung.
Mit unserer Ellipse-Produktreihe bieten wir eine präzise relative Positionierung, die Kollisionen mit umliegenden Geräten und Schäden sowohl am Gesteinsbrecher als auch am Standort verhindert.
Die Ellipse-A ist ein miniaturisiertes AHRS in Industriequalität, das 3D-Roll-, Nick- und Magnetkursdaten liefert. Das ausgewählte Modell verfügt über ein langlebiges IP68-Gehäuse, das unempfindlich gegen das Eindringen von Staub und Wasser ist.
Dank des standardmäßig in der Ellipse-Serie integrierten CAN-Bus-Protokolls war die Anbindung der Ellipse-A an das SPS-System des Unternehmens unkompliziert. Eine standardkonforme Schnittstelle zum Anschließen des Sensors macht dessen Installation und Nutzung unmittelbar und mühelos.
Mini-AHRS, maximale Vibrationsfestigkeit
Gesteinsbrecher erzeugen durch Hochgeschwindigkeitsbewegungen und das Aufschlagen auf Gestein unweigerlich starke Vibrationen und Stöße. Das Hauptaugenmerk des Unternehmens lag auf der Bewältigung dieser Erschütterungen.
Die Suche nach einem hochpräzisen und robusten Inertialsensor für diese extremen Bedingungen erwies sich als Herausforderung.
Vergleichstests mit mehreren Sensoren auf dem Markt zeigten die überlegene Qualität und Leistung der Produkte von SBG Systems, woraufhin sich Transmin für die Ellipse-A entschied. Unsere neue Generation von Ellipse-Sensoren ist für ihre Robustheit bekannt.
Wir haben Ellipse-Beschleunigungsmesser und Gyroskope aus den auf dem Markt verfügbaren High-End-Komponenten ausgewählt.
Im Laufe der Jahre haben wir unsere Ellipse-Algorithmen weiterentwickelt und optimiert, um den spezifischen Dynamiken von Schwermaschinen gerecht zu werden.
Wir erhielten Messwerte, die kohärent und robust ohne jeglichen Drift bleiben. Anschließend hilft die Filterung bei der Bewältigung von Vibrationen, und auch die Installationsparameter können die Lösung weiter verbessern.
„Die Ellipse ist seit Jahren im Einsatz und hat stets einen zuverlässigen, langlebigen Betrieb gewährleistet.“ | Michael Hamilton, Senior Automation & Controls Engineer bei Transmin.
Australische Wüste: Warum ist die Kalibrierung so wichtig?
Die Gesteinsbrecher von Transmin kommen vor allem in Australien und dessen Wüstengebieten zum Einsatz, wo die Temperaturen in der Regel zwischen 0 und 45 °C liegen und in der prallen Sonne sogar bis auf 60 °C ansteigen können.
Wie lässt sich unter solch extremen Bedingungen eine solche Zuverlässigkeit gewährleisten?
Alle Ellipse Miniatursensoren durchlaufen eine individuelle High-End-Kalibrierung mittels Mehrachs-Drehtischen und Temperaturkammern, was eine hohe Leistung von -40 °C bis 85 °C ermöglicht.
Durch einen strengen Prüfprozess werden nur Sensoren für die Auslieferung freigegeben, die alle Spezifikationen erfüllen. So baut SBG Systems das Vertrauen seiner Kunden auf.
Schließlich erfordern die MEMS-basierten Produkte von SBG Systems keine periodische Kalibrierung, was Transmin den Aufwand erspart, die Sensoren selbst neu zu kalibrieren oder zusätzliche Qualitätskontrollen durchzuführen.
Transmin ist hauptsächlich in ganz Australien sowie in Chile, Südafrika und Kanada tätig. Die meisten Einsätze finden in abgelegenen, schwer zugänglichen Gebieten wie Untertagebergwerken und entlegenen Minenregionen statt.
Daher wäre es für Wartungsarbeiten nicht so effizient, den ganzen Weg zum Hauptstandort zurückreisen zu müssen, wie es mit einem kalibrierten Sensor der Fall ist.
Ellipse-A erleichtert den Fernbetrieb und trägt somit auch zur Senkung der Wartungskosten bei. Es ermöglicht dem Gerät, täglich ununterbrochen zu arbeiten, was eine enorme Menge an Zeit spart.
„Der Entfall der Notwendigkeit einer Kalibrierung oder Rekalibrierung der Sensoren macht den Kundendienst für die Sensoren überflüssig. Dies kann als effizienter angesehen werden, indem ein Produkt bereitgestellt wird, das nach der Installation und Inbetriebnahme keine weiteren Wartungsarbeiten mehr benötigt.“, kommentierte Michael H.
Ellipse-A
Die Ellipse-A ist ein preiswertes und leistungsstarkes Lagereferenzsystem (AHRS). Sie verfügt über ein erstklassiges magnetisches Kalibrierungsverfahren für einen optimalen Kurs und eignet sich für Anwendungen mit geringer bis mittlerer Dynamik.
Dieser robuste Trägheitssensor ist von -40 °C bis 85 °C werkskalibriert und liefert Roll-, Nick-, Kurs- und Heave-Daten.
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Haben Sie Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den von uns vorgestellten Anwendungen. Sollten Sie nicht fündig werden, können Sie sich gerne direkt an uns wenden!
Worin besteht der Unterschied zwischen AHRS und INS?
Der Hauptunterschied zwischen einem Attitude and Heading Reference System (AHRS) und einem Inertial Navigation System (INS) liegt in ihrer Funktionalität und dem Umfang der bereitgestellten Daten.
Ein AHRS liefert Orientierungsinformationen – genauer gesagt die Lage (Nick-, Rollwinkel) und den Kurs (Gierwinkel) eines Fahrzeugs oder Geräts. Es verwendet typischerweise eine Kombination aus Sensoren wie Gyroskopen, Beschleunigungsmessern und Magnetometern, um die Orientierung zu berechnen und zu stabilisieren. Das AHRS gibt die Winkelposition in drei Achsen (Nick-, Roll- und Gierwinkel) aus, sodass ein System seine Ausrichtung im Raum erfassen kann. Es wird häufig in der Luftfahrt, bei UAVs, in der Robotik und in Schiffssystemen eingesetzt, um genaue Lage- und Kursdaten bereitzustellen, die für die Fahrzeugsteuerung und -stabilisierung unerlässlich sind.
Ein INS liefert nicht nur Lagedaten (wie ein AHRS), sondern verfolgt auch die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Fahrzeugs im Laufe der Zeit. Es nutzt Inertialsensoren, um die Bewegung im 3D-Raum abzuschätzen, ohne auf externe Referenzen wie GNSS angewiesen zu sein. Es kombiniert die in einem AHRS vorhandenen Sensoren (Gyroskope, Beschleunigungsmesser), kann jedoch auch fortschrittlichere Algorithmen für die Positions- und Geschwindigkeitsverfolgung enthalten und wird zur Erhöhung der Genauigkeit häufig mit externen Daten wie GNSS integriert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich das AHRS auf die Orientierung (Lage und Kurs) konzentriert, während das INS eine vollständige Palette von Navigationsdaten einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung bereitstellt.
Was ist eine relative Position?
Die relative Position bezieht sich auf die Verschiebung einer sich bewegenden Plattform, gemessen relativ zu einem bekannten Startpunkt und nicht zu einem absoluten geografischen Koordinatensystem. Anstatt den Standort in Bezug auf Breitengrad, Längengrad und Höhe auszudrücken, beschreibt die relative Position, wie weit und in welche Richtung sich die Plattform von ihrem ursprünglichen Bezugsrahmen bewegt hat.
Ein INS berechnet dies durch die Integration gemessener Beschleunigungen und Rotationsraten über die Zeit: Die Beschleunigungssensoren bestimmen Geschwindigkeitsänderungen, und diese Geschwindigkeiten werden dann erneut integriert, um Positionsänderungen zu erhalten, wobei alles innerhalb eines definierten Koordinatensystems, wie dem Body Frame oder einem lokalen Navigationsrahmen, ausgedrückt wird.
Da die relative Position nicht auf externe Signale – wie GNSS, Funkfeuer oder Landmarken – angewiesen ist, ist sie in GPS-freien Umgebungen, Innenraumanwendungen, der Unterwassernavigation oder bei jeder Mission von extremem Wert, bei der nur die Bewegung seit dem letzten bekannten Punkt erforderlich ist.
Die Genauigkeit der relativen Position nimmt jedoch im Laufe der Zeit aufgrund von Drift ab, die durch Sensor-Bias und Rauschen verursacht wird. Aus diesem Grund kombinieren INS-Lösungen häufig Trägheitsdaten mit Stützquellen wie GNSS, Wegstreckenzählern, DVLs oder Barometern, um das Anwachsen von Fehlern zu begrenzen. Letztlich bietet die relative Position eine kontinuierliche und autonome Methode zur Verfolgung von Bewegungen und bildet das Rückgrat von Koppelnavigation, Lenk- und Steuerungssystemen in zahlreichen Anwendungen der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt und der Robotik.
