Роботизация производства помогает значительно увеличивать количество анализируемых проб

Christian Rytter, Marketing Coordinator Automation, Sales & Marketing
Ларс Бойсен, региональный менеджер по продажам, компания FLSmidth Automation

На фоне постоянно растущего спроса на минеральное сырье, компании занимаются поиском полезных ископаемых во всех уголках земного шара. Но нигде это не происходит так интенсивно, как в Западной Австралии, обладающей богатыми запасами железной руды. Имеющиеся мощности по анализу образцов работают на пределе своих возможностей. Роботизированные лаборатории обещают высокую пропускную способность и точность получаемых результатов. Могут ли они спасти положение?

В лаборатории города Перт (Австралия), тем временем, машины продолжают свой интенсивный труд. Четыре квадратных помещения с размещенными в них автоматическими ячейками вмещают роботы, манипуляторы которых практически бесшумно, быстро и эффективно выполняют свою работу, органично вписываясь в общий гул установленного здесь оборудования. На входном конце линии техник загружает образцы руды в одну из роботизированных ячеек, на другом - специально подготовленное в виде небольших стеклянных отливок пробы подвергаются рентгеновскому анализу, выявляющему содержание в них минералов. После завершения анализа эти отливки пробы будут убраны в хранилище - на случай, если понадобится их повторное исследование.

Это пример коммерческой лаборатории по анализу образцов (QCX - Лаборатория рентгеновских исследований и контроля качества), принадлежащей компании SGS, которая работает на австралийском рынке минерального сырья. Эта уникальная, полностью автоматизированная лаборатория, созданная специалистами компаний Essa Australia Limited и

FLSmidth Automation (последняя - с более чем 20-летним опытом работы в области автоматизации лабораторных исследований).

С момента поступления образца в роботизированные ячейки и до получения окончательных результатов исследований — процесс полностью автоматизирован. Всего лаборатория насчитывает четыре ячейки, каждая из которых представляет собой определенный этап технологического процесса. Параметры лаборатории подбирались с учетом потребностей компании SGS, в результате чего ее производительность составляет несколько сотен образцов в сутки. В настоящее время ведутся работы по монтажу второй такой же линии.

Выяснить, что же является основным преимуществом автоматизированной системы, оказалось просто - это ее экономическая эффективность. После загрузки образца в ячейку лаборатории весь дальнейший процесс протекает в автоматическом режиме. Промышленные роботы работают с точно отмеренными количествами образцов, перемещая их по всем этапам процесса исследований с минимальными за-
тратами времени и при полном исключении вмешательства человека. Результат такого подхода прост - увеличение количества обрабатываемых образцов.

Исследования без ошибок

Разведка и разработка полезных ископаемых зачастую зависят от единственной попытки исследования образцов. В различных точках предполагаемого к разработке участка месторождения отбираются единичные образцы породы, и процесс этот слишком дорог, чтобы его можно было повторять. Поэтому так важно, чтобы исследования с первого раза давали точный и достоверный результат. И хотя опытные лаборанты редко ошибаются, все-таки при ручном способе обработки и анализа проб риск совершения ошибки все-таки сохраняется. Роботы же помогают полностью ее исключить.

«Роботы дают неслыханную точность» - говорит Руководитель проекта со стороны FLSmidth Automation Йенс Оле Грейс Петер-сен. «Они способны миллион раз повторять одну и ту же операцию - будь то взвешивание образцов или регулировка температуры нагрева в печи - причем точность ее выполнения со временем не ухудшается». В целях обеспечения наивысшего качества программное обеспечение роботизированной лаборатории полностью интегрировано в информационно-управляющую систему лаборатории SGS.

Как говорит г-н Петерсен: «Лабратория запрограммирована на проведение самодиагностики с помощью таких же образцов, которые разделяются и прогоняются через все этапы исследования на том же самом оборудовании. При возникновении расхождений контроллер сразу определяет прибор или устройство, их вызвавшее, и производит соответствующую корректирующую подстройку. Кроме того, тигли и тарелки для образцов подвергаются чистке после каждого контакта с материалом, что предотвращает контакт образцов с остатками предыдущих проб и обеспечивает дополнительную чистоту результатов».

Окончательные результаты исследований представляются специалистами компании SGS в виде файла XML, однако, по словам г-на Петерсена, возможна выдача результатов и в других форматах. Данный формат соответствует пожеланиям клиента. Но самое важное - это информация, содержащаяся в файле. SGS получает все необходимые данные о минеральном составе исследованных образцов, так что лаборатория предоставляет компании не только необходимую производительность, но и полный объем данных, требуемых для проведения сертификации».

Безопасные условия работы

Печи для подготовки расплава, естественно, горячие, а состав флюса (используемого для приготовления стеклянных отливок, подвергающихся рентгеновскому исследованию) вреден для здоровья человека. В обычных лабораториях операции взвешивания и перемещения образцов и флюсов производятся вручную. Необходимые при этом меры техники безопасности работ, как правило, затратны и отнимают много полезного времени. В полностью автоматизированной лаборатории степень участия человека в технологическом процессе сведена к минимуму, что делает всю систему более безопасной и дешевой в эксплуатации.

Еще одно преимущество роботизированных лабораторий, так необходимое многим компаниям, заключается в сокращении штата обслуживающего персонала. Как правило, образцы поступают из отдаленных мест, где добычу полезных ископаемых только предполагается развернуть. В силу этого на местах существует проблема с квалифицированными кадрами для анализа проб. Использование роботизированных ячеек сокращает потребность в лаборантах. К тому же, роботы не устают. Они способны работать круглосуточно, их останавливают лишь на пару часов в сутки для проведения профилактики.

Внедрение проверенной технологии исследования образцов

FLSmidth Automation свыше 20 лет занимается разработкой систем управления и анализа, в первую очередь для высокотехнологичных цементных производств. Используя этот опыт, компания применила имеющиеся наработки в области программного обеспечения для контроля за всем процессом подготовки и исследования образцов, добавив туда же и интегрированную систему контроля качества.

Послушаем г-на Петерсена: «Несмотря на то, что данная лаборатория - это абсолютно новый проект, у нас накоплен большой опыт разработки программного обеспечения для аналогичных процессов - как для цементной, так и для горнодобывающей промышленности. Компания Essa отлично справилась с проектированием оборудования, а конфигурирование программного обеспечения и интерфейсов мы проводили с использованием уже отработанных технологий».

Реализация всего проекта, от начала монтажа оборудования до момента сдачи в промышленную эксплуатацию, заняла всего пять месяцев. Лаборатория была сдана в эксплуатацию в начале 2008 г. Перед монтажом, конечно же, был период совместных НИОКР, создания и испытания опытных образцов. Результат этих трудов сейчас высокоэффективно используется на предприятии SGS, полностью удовлетворяя требованиям заказчика. «Работа над этим проектом доставила мне огромное удовольствие», - говорит Йенс Оле Петер-сен. «Линия работает хорошо, заказчик доволен, а, значит, и мы довольны тоже». Имея за плечами опыт реализации этого проекта FLSmidth Automation и Essa теперь могут очень быстро организовывать аналогичные лаборатории. «Любая новая линия, конечно, адаптируется под нужды и потребности заказчика, но теперь, когда фундамент заложен, реализация новых проектов будет проходить очень гладко», - говорит г-н Петерсен. «Это хорошие новости как для нас, так и для наших клиентов - об этом говорят хотя бы два новых заказа, которые мы недавно получили».

Со времени реализации проекта SGS Essa и FLSmidth Automation получили заказы на поставку 10 роботизированных ячеек. Группа компаний FLSmidth более 100 лет работает на российском рынке и недавно открыла новое представительство в Москве.

Заключение

Применение роботизированных лабораторий позволяет увеличить производительность, точность и безопасность работы по сравнению с обычными лабораториями, применяющими ручной труд. Essa и FLSmidth Automation организовали уникальный тандем в этой области, применив накопленный каждой из них опыт для нахождения комбинированного технологического решения. Команда специалистов, занимающаяся автоматизацией лабораторий, готова к поиску оптимальных решений для условий проектов в любой точке земного шара.