در دنیای مدرن امروزی و با رشد شهرنشینی، حفاری تونل برای زیرساخت‌های حیاتی مانند راه آهن، مترو، انتقال آب و جمع‌آوری فاضلاب امری ضروری است. استفاده از روشهای قدیمی و سنتی مانند حفاری دستی پاسخگو این نیاز فزاینده نیست به همین دلیل از ماشین‌های قدرتمندی به نام دستگاه حفار تونل (Tunnel Boring Machine, TBM) استفاده می‌شود. برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد TBM، اپراتورها به رابط ماشین-انسان (HMI) نیاز دارند.
HMI یک پنل کنترل است که به اپراتوردستگاه حفاری امکان برقراری ارتباط با اجزا مختلف دستگاه حفاری و نظارت بر عملکرد آنها را فراهم می‌کند. این رابط کاربری، اطلاعات حیاتی را در اختیار اپراتور قرار می‌دهد و به او اجازه می‌دهد تا کنترل کاملی بر عملیات حفاری داشته باشد.
اهمیت HMIدر دستگاه حفاری تونل
HMI نقش مهمی در اطمینان از موارد زیر دارد:
- ایمنی: با جمع آوری و نمایش داده‌های حسگهای مختلف می‌توان از وضعیت عملکرد TBM مانند فشار روغن، دما ، راستای حفاری و سایر موارد مطلع شد. اپراتور با مشاهده این اطلاعات می‌تواند هرگونه مشکل بالقوه‌ای را شناسایی کرده و اقدامات لازم را برای جلوگیری از حوادث انجام دهد.
- کارایی: به اپراتور اجازه می‌دهد تا پارامترهای حفاری مانند سرعت حفر، گشتاور و جهت حفاری را تنظیم کند. با داشتن کنترل دقیق بر این پارامترها، اپراتور می‌تواند فرآیند حفاری را برای دستیابی به حداکثر بازده بهینه کند.
- عیب‌یابی: به اپراتور در تشخیص و حل مشکلات TBM کمک می‌کند. این امر می‌تواند باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه شود.
- مستندسازی: اپراتور می‌تواند با ثبت داده‌های عملیاتی از آنها برای تجزیه و تحلیل‌های بعدی به منظور بهبود عملکرد دستگاه حفاری استفاده نماید.
اجزای اصلی HMI در یک دستگاه حفاری تونل
یک HMI معمولا از اجزای زیر تشکیل شده است:
صفحه نمایش
صفحه نمایش اصلی HMI اطلاعات مختلفی را در اختیار اپراتور قرار می‌دهد، از جمله:
- داده‌های حسگر (فشار روغن، دما، لرزش و غیره)
- وضعیت سیستم، روشن/خاموش بودن اجزای مختلف دستگاه حفاری
- پارامترهای حفاری (سرعت حفاری، گشتاور، جهت حفاری )
- هشدارها و آلارم‌ها
صفحه کلید و دکمه‌ها
اپراتور از صفحه کلید و دکمه‌ها برای برقراری ارتباط با HMI و کنترل TBM استفاده می‌کند. این موارد برای تنظیم پارامترهای حفاری، راه‌اندازی و توقف عملیات و تأیید هشدارها به کار می‌روند.
سیستم‌های ورودی دیگر
برخی از HMIها ممکن است از سیستم‌های ورودی دیگری مانند صفحه لمسی برای کنترل TBM باشند.
انواع HMI در TBM
به طور کلی و از نقطه نظر سخت افزاری دو نوع HMI برای استفاده در دستگاه حفاری وجود دارند:
HMI مبتنی بر کامپیوتر
این نوع HMI از یک کامپیوتر صنعتی برای نمایش اطلاعات و برقراری ارتباط با سیستم کنترل TBM استفاده می‌کند. این نوع از HMI می‌توانند طیف وسیعی از اطلاعات را نجمع‌آوری کرده و نمایش دهند.
HMI آنالوگ
این نوع HMI از نشانگرهای آنالوگ و چراغ‌های هشداردهنده برای نمایش اطلاعات استفاده می‌کند. HMIهای آنالوگ ساده‌تر هستند و قابلیت‌های کمتری نسبت به HMIهای مبتنی بر کامپیوتر دارند.
صرف نظر از نوع دستگاه مورد استفاده، برنامه نویسی این رابط کاربری مهمترین عامل در بهره‌وری و کنترل دستگاه حفاری میباشد.
در حال حاضر، HMIهای مبتنی بر کامپیوتر به دلیل انعطاف‌پذیری و قابلیت‌های بیشتر، رایج‌تر هستند.
شرکت الکتروحفار پاسارگاد با برخورداری از دانش فنی و سوابق طولانی در زمینه طراحی، نصب و یکپارچه‌سازی سیستم HMIدر دستگاه‌های حفاری تونل، آمادگی دارد تا با آموزش پرسنل، تامین قطعات و خدمات، انجام نصب و تعمیرات، برنامه‌نویسی و به روزرسانی نرم افزار و همچنین راهبری دستگاه حفاری تونل در خدمت کارفرمایان این صنعت باشد.
