بالحكم على معدل نمو تعقيد الشبكة ، يتم تشغيل كمية كبيرة من معدات التعدين كل يوم. السرعة عالية والشركات العاملة بمعدات التعدين على المستوى الصناعي ليس لديها الوقت لتصميم مراكز البيانات الكاملة مع المستوى المناسب من الأمن والأتمتة.
إن الإطلاق الناجح والخبرة التشغيلية للمعدات في الأيام الأولى أو حتى الأشهر تولد الثقة في موثوقية المعدات. والعملاء الذين يضعون المعدات في فنادق التعدين على يقين من أن أجهزتهم في أيد أمينة. دعونا نلقي نظرة على ما هو فندق التعدين في القرن الحادي والعشرين.
ACS في التعدين
ACS تعني "نظام التحكم الآلي". يمكن لهذا النظام التحكم في عمليات الإنتاج ومواقف السيارات الأوتوماتيكية وغلاية الغاز ، وسيكون مفيدًا أيضًا في التعدين.
في فجر تطور الصناعة ، بجوار كل جهاز كان هناك متخصص يسيطر عليها ويراقب صحة عمله. لذا ، كانت المصاعد تتحكم في المصعد ، وفتح الحمالون الأبواب ، وكانت الطائرة مهندسي طيران.
اليوم ، الوضع في التعدين يشبه القرن الماضي. في فنادق التعدين ، يتم استخدام الآلات الكهربائية للحماية الكهربائية ويعتقد أن هذا المستوى من الحماية كافٍ تمامًا. يتم تشغيل وإيقاف تشغيل عمال المناجم من قبل موظفي الصيانة ، بطريقة بسيطة - عن طريق سحب القابس من المأخذ. غالبًا ما يكون نظام التهوية مؤتمتًا ويستقر درجة الحرارة في الغرفة ، وهو ما يكفي تمامًا. أصعب الأشياء مع نظام إطفاء الحريق. في معظم الأحيان ، تقع معدات التعدين في المباني الصناعية لمنطقة كبيرة وذات أسقف عالية. مع هذا النهج ، تكون أنظمة إطفاء حرائق الغاز باهظة الثمن للاستخدام ، وأنظمة المسحوق غير فعالة. لهذا السبب ، لا يتم توفير نظام إطفاء الحريق في معظم الفنادق.
والآن دعونا نتخيل شكل فندق التعدين الحديث في القرن الحادي والعشرين. أول شيء أود القيام به لزيادة الكفاءة والأمان هو التخلص من العامل البشري واستخدام ACS للتحكم في النظام بأكمله. عناصر ACS هي خزانة أتمتة ومشغلات وأجهزة استشعار ووحدة تحكم. في الخزانة نفسها ، هناك العديد من الكتل: PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) ، ووحدات التوسع للعديد من الواجهات ، والآلات الكهربائية ، وحافلات الطاقة ، ومحولات الإشارة من أجهزة الاستشعار ، ومحولات الإشارة للمحركات ، ومحولات التردد ، وما إلى ذلك. عادة ما تكون اللوحة الأمامية للخزانة مزودة بأدوات تحكم - أزرار ومفاتيح ومؤشرات لأوضاع التشغيل.
جهاز التحكم المنطقي هو جهاز موثوق للغاية. بشكل عام ، فإن موثوقية الكلمة هي الاسم الأوسط لـ ACS. تخيل ما سيحدث إذا قرر المصعد فجأة فتح الأبواب أثناء القيادة ، وسحبت الطائرة معدات الهبوط. هذا هو السبب في أن سلامة وتشغيل ACS دون انقطاع تحظى دائمًا بأقصى قدر من الاهتمام.
من خزانة ACS ، هناك العديد من الأسلاك لأجهزة الاستشعار والمشغلات. على سبيل المثال ، في أنظمة التهوية ، يمكنك العثور على أجهزة استشعار درجة الحرارة ومعدل التدفق والضغط والمحركات - المحركات التي تتحكم في الصمامات.
برنامج PLC هو عنصر مهم في ACS. يحدد سلوك النظام في المواقف المختلفة ، ويتحكم في المحركات ، ويعالج البيانات من أجهزة الاستشعار الخارجية.
ACS أو مشغل؟
في كثير من الأحيان لا يزال عامل بشري يراقب المنشآت الكبيرة والمكلفة. يجلس المشغل في محطة عمل جهاز التحكم عن بعد (محطة العمل). على شاشة الشاشات الخاصة بجهاز التحكم عن بُعد ، تكون معلمات التشغيل للنظام بأكمله مرئية. يعرض الرسم البياني المقلد الواضح بشكل موثوق به الكثير من البيانات ، ونظرة واحدة على الشاشة كافية لفهم ما يحدث مع الجهاز. يتم جمع جميع البيانات وعناصر التحكم في مكان واحد ، وهو نوع من لوحة التحكم الأصلية لكون صغير.
إذا قارنت نظام ACS مع موظف يمكنه مراقبة النظام وإدارته يدويًا ، يمكنك تحديد عدد من المزايا الواضحة. يعمل ACS على مدار 24 ساعة في اليوم ، ولا يتعب ، ولا يترك التدخين ، ولا يجلس على الشبكات الاجتماعية ، ولا يشتت انتباهه بالمكالمات الهاتفية ولا يرتكب أخطاء. والعمليات التي يتم تنفيذها قابلة للتنبؤ بها وقابلة للتكرار. أيضا ، لا ينبغي للمرء أن ينسى أن الشخص لا يستطيع الرد على موقف بالسرعة اللازمة. على سبيل المثال ، من الصعب تخيل أنه من الممكن الضغط على زر خاص في السيارة لنشر الوسائد الهوائية عند الضرورة. الإلكترونيات ، من ناحية أخرى ، تقوم بذلك بشكل موثوق ، وبسرعة معينة ، وفقط عندما يكون ذلك ضروريًا حقًا ؛ في ذلك الجزء من الثانية عندما تكون آمنة وفعالة.
يتطلب التعدين الصناعي التشغيل المنسق لجميع الأنظمة: أنظمة التهوية والتوزيع الكهربائي ، وأنظمة إطفاء الحرائق ، وشبكات المناطق المحلية ، وأنظمة الأمن ، وأنظمة التحكم في الوصول ، بالإضافة إلى الوصول الموثوق إلى الإنترنت مع قناة اتصال احتياطية ضرورية. يجب إدارة جميع هذه الأنظمة بكفاءة وفي الوقت الفعلي.
التعدين عملية معقدة ، معدات تعدين العملة المشفرة باهظة الثمن ، وأي توقف عن العمل يؤدي إلى خسائر مالية كبيرة. الصيانة والإصلاحات المتكررة ، مرة أخرى ، تتسبب في سلسلة من فترات التعطل الجديدة وتؤدي إلى خسائر كبيرة. كما تعرف حالات حرائق في مزارع التعدين بخسائر بملايين الدولارات. تشير جميع هذه العوامل إلى أن التشغيل الصناعي لمعدات التعدين عملية مسؤولة ومعقدة ومن المستحيل تركها بدون أتمتة!
كائنات للتعدين الصناعي
هناك نوعان رئيسيان من الأشياء للتعدين الصناعي: فندق التعدين وحاوية متنقلة. في الحالة الأولى ، توجد معدات التعدين على رفوف داخل المبنى. كقاعدة عامة ، في هذه المباني هناك الكثير من المساحة الحرة ، والأسقف العالية ، والكثير من المساحة لوضع معدات التهوية والتوزيع. ولكن ، من وجهة نظرنا ، هناك ناقص واحد مهم - مركزية هذه الأشياء. في الحالة الثانية ، توجد المعدات داخل الحاوية المتنقلة. الأماكن هنا أصغر بكثير ، والمعدات أكثر كثافة ، والأسقف أقل. تتميز الجدران المعدنية للحاوية بعزل حراري ضعيف: في فصل الشتاء ، أثناء الصيانة ، تتجمد الحاوية المغلقة ، في الصيف تكون شديدة الحرارة في الشمس. في المبنى الذي توجد فيه مزارع التعدين ، عادة ما يجلس متخصص متخصص في وضع المعايير ومراقبة تشغيل المعدات ، وصيانة وإصلاح النظام. لا يمكن لهذا الأخصائي أن يكون بالقرب من الحاوية ، وكقاعدة عامة ، لا يأتي إلا عند الضرورة لخدمة ما بعد البيع ، وفي الفترة الرئيسية من الوقت يكون في وحدة تحكم AWP.
ACS لحاوية التعدين
الآن في السوق هناك العديد من الحلول في شكل حاويات للتعدين الصناعي. لا تختلف فقط في تصميم ومبدأ تشغيل نظام التبريد ، ولكن أيضًا في أنظمة ACS. في معظم الأحيان ، يوجد داخل هذه الحاويات خزانة توزيع كهربائية ، تتكون من آلة تمهيدية ووحدة قياس الكهرباء. من الخزانة ، يمتد الكثير من كابلات الطاقة إلى منافذ المناجم الموجودة على الرفوف. تستخدم العديد من الحلول ، وليس كلها ، آلات منفصلة لكل منفذ. من وجهة نظر قواعد تشغيل التركيبات الكهربائية ، فإن الآلات المنفصلة لكل عامل منجم ضرورية ببساطة ، ولكن غالبًا ما يهمل المصنعون هذه القاعدة البسيطة. على سبيل المثال ، يستهلك ASIC Antminer S9 المشهور حوالي 1300 واط ، ويمكن أن يؤدي عدم وجود آلة بسيطة في حالة انقطاع التيار الكهربائي إلى نشوب حريق. وبالتالي ، لزيادة السلامة ، من الضروري استخدام الآلات الفردية.
كما توجد في الحاوية معدات تبديل الشبكة التي توفر الوصول إلى الإنترنت. أما بالنسبة لنظام التهوية ، فكل شيء أكثر إثارة للاهتمام وتعقيدًا. في معظم الأحيان ، يتم استخدام التبريد المجاني للتبريد. داخل الحاوية ، من الضروري الحفاظ على درجة حرارة ثابتة ومريحة لمعدات التعدين عند 30-40 درجة مئوية ، ويمكن القيام بذلك عن طريق تعديل سرعة المحرك لوحدة التوريد. كقاعدة ، يتم استخدام محولات التردد المتخصصة لتركيبات التهوية. وبشكل عام ، تبدو المجموعة الكاملة من المعدات منطقية وفعالة. يؤكد المصنعون أن الحاوية فعالة وآمنة وتعمل بكامل طاقتها.
تجربتنا للقوة القاهرة في التعدين
دعونا ننظر في الموقف التالي. عملت الحاوية في الشتاء لعدة أيام ، وبعد ذلك حدث انقطاع في الطاقة التكنولوجية لمدة ساعتين. وعلى الشارع درجة حرارة -30 درجة مئوية. تتجمد الحاوية على مدار ساعتين ، وتبريد جميع الإلكترونيات ، وفقًا لذلك ، حتى 30 درجة مئوية ، وبعد ساعتين يتم تزويد الطاقة بالحاوية ... بالمناسبة ، هذا وضع نموذجي إلى حد ما في ظروف الشتاء القاسية. لا تحتوي معظم الحاويات المعروضة في السوق على جدول زمني لبدء التشغيل حيث يجب أن يضمن النظام الذي يحتوي على ACS أن درجة الحرارة داخل الحاوية لا تتوافق مع درجة حرارة تشغيل الإلكترونيات والبدء في التسخين المسبق. وفقط بعد الوصول إلى درجة حرارة إيجابية ، ابدأ في إطلاق الإلكترونيات. في درجات حرارة التجمد المرتفعة ، لن تعمل معظم الإلكترونيات الاستهلاكية مثل اللوحات الأم والمعالجات والذاكرة. هناك أيضا خطر انهيار معدات التعدين.
مشكلة أخرى مهمة هي الاتصال المتزامن لعدد كبير من إمدادات الطاقة بالتيار الكهربائي. على سبيل المثال ، بالنسبة لمصادر الطاقة بدون بادئ التشغيل ، فإن تيار البدء هو حوالي 100 أمبير ، وستعطي 10 مصادر طاقة بالفعل 1 كيلو أمبير! تخيل الآن أن لديك 10 حاويات تحتوي كل منها على 100 مصدر طاقة. مع بداية متزامنة ، سيكون لتيار البدء قيمة غير مقبولة وقد يؤدي إلى تلف معدات التوزيع الكهربائية. لتجنب ذلك ، يجب أن تقوم ACS بإدراج وحدات الحوسبة بالتسلسل ، وفقًا لتسلسل الزناد.
ملاحظة هناك نوعان من مصادر الطاقة: مع بداية ناعمة وبدون. في الحالة الأولى ، يتم شحن سعة المقوم من خلال الثرمستور بتيار صغير ، مما يقلل من النبض الحالي عند توصيله بالتيار الكهربائي ، لكنه لا يزال مرتفعًا جدًا. في الحالة الثانية ، في لحظة التشغيل ، يتم شحن المكثفات بأقصى تيار ، مما يؤدي إلى المشاكل المذكورة أعلاه حتى عند توصيل العديد من وحدات PSU. في معظم الأحيان ، لا يأخذ أحد هذه العوامل في الاعتبار.
لكن ماذا لو احترقنا؟
حالة أخرى. إذا تم تركيب نظام إطفاء الحريق في الحاوية (ويقوم العديد من الشركات المصنعة بحفظه لسبب ما) ، فيمكنه العمل لسببين فقط: درجة الحرارة المفرطة أو الدخان. هناك حلول لاستخدام أجهزة التصوير الحراري ، ولكن لها عدة قيود. توفر وحدة الإمداد حوالي 50،000 متر مكعب من الهواء في الساعة. مع مثل هذا التدفق ، فإن وجود مصدر قوي للاشتعال لن يسخن الهواء ، وسيتدفق الدخان حتى قبل وصوله إلى المستشعر الموجود تحت السقف.
اتضح أن تعريف النار بالطرق القياسية في هذه الحالة أمر مستحيل ، وبالتالي ، فإن إخماد الحريق في الوقت المناسب غير ممكن. أيضًا ، قبل إطفاء الحريق ، سيكون من الضروري إيقاف تشغيل وحدة تزويد الهواء تمامًا ، وإلغاء تنشيط جميع المستهلكين الحاليين ، وفي حالة استخدام أنظمة إطفاء الحريق بالغاز ، تأكد من إحكام الوعاء عن طريق خفض المصاريع. هذه الخوارزمية للعمل في حاويات بدون ACS هي ببساطة غير ممكنة. أيضًا ، إذا تم تشغيله ، فإن استخدام أنظمة إطفاء حريق المسحوق سيتسبب في أضرار جسيمة للإلكترونيات ، وستستغرق استعادة تشغيل مثل هذا الشيء وقتًا طويلاً.
تأمل في مثال آخر. تحت ظروف مناخية معينة ، تحدث نقطة ندى في الغرفة. داخل الحاوية ، حتى بعد فترة تعطل صغيرة مرتبطة بإغلاق أو صيانة تكنولوجية ، يمكن أن تتراكم الرطوبة ، وعندما تنخفض درجة الحرارة ، يمكن أن تظهر في شكل ندى على سطح ألواح التعدين. إن البدء في مثل هذه الحالة يهدد بإتلاف الإلكترونيات. يجب أن يراقب نظام ACS ظروف بدء تشغيل الإلكترونيات ، ويمنع بدء التشغيل عند حدوث الرطوبة الحرجة لحماية المعدات باهظة الثمن من التلف.
المواقف الأكثر تكرارًا هي تجميد المعدات. إذا حدث هذا مع عامل منجم يعمل على بطاقات الفيديو ، فإن التجميد سيتطلب إعادة تشغيل النظام. لحل هذه المشكلة ، عادة ما يتم استخدام مؤقتات المراقبة البسيطة التي تربط أحد طرفي منفذ USB باللوحة الأم والآخر بزر إعادة الضبط. ومع ذلك ، إذا تعطل مبرد بطاقة الفيديو ، فسيكون من الضروري فصل عامل المنجم في أقرب وقت ممكن. إذا كان الشخص يجلس بالقرب ويتحكم في عملية التعدين ، فسيتمكن بالطبع من القيام بذلك باستخدام مفتاح إمداد الطاقة. ولكن حتى هذه اللحظة ، ستعمل بطاقة الفيديو في وضع الحرارة الزائدة ، مما قد يؤدي إلى تلف المعالج. إدارة الطاقة عن بعد لكل عامل منجم غير موجودة في جميع الحاويات في السوق تقريبًا. للوهلة الأولى ، هذا ليس مهمًا ، ولكن في الممارسة العملية ، لا تزال المشاكل المختلفة في تشغيل المعدات متكررة للغاية وتتطلب انقطاعًا فوريًا للطاقة لمنع الضرر.
أساسيات العمل الفعال لـ ACS في التعدين
للتشغيل الصحيح والطويل الأمد لأي كائن ، يلزم التفاعل الدقيق لجميع الأنظمة. من الضروري أيضًا إنشاء مجموعة كافية من المشغلات حتى تتمكن ACS من التحكم الكامل بالمنشأة. من الصعب التنبؤ بجميع المواقف المحتملة ، كقاعدة ، فهي غير واضحة تمامًا ، وبالتالي تبدو أحيانًا مستحيلة ورائعة. ومع ذلك ، تشير الإحصاءات المتعلقة بإصلاح المعدات والحرائق في هذه المرافق إلى العكس.
لا يمكن التشغيل الصحيح للمعدات إلا إذا كانت هناك برامج Cyclogram مبرمجة جيدًا في PLC. يجب أن توفر هذه cyclograms الانتقال التلقائي من وضع إلى آخر. على سبيل المثال ، بعد تطبيق الطاقة ، سيكون من المنطقي التحقق من مستويات جهد التيار الكهربائي ، والتحقق من درجة الحرارة والرطوبة داخل الحاوية ، وإذا لزم الأمر ، قم بتشغيل تسخين الهواء باستخدام البنادق الحرارية. وإلى أن تعود جميع المعلمات إلى وضعها الطبيعي ، فمن غير المقبول تزويد الطاقة إلى معدات التعدين.
يجب أن يتم إدراج عمال المناجم على مراحل ، مع توفير الطاقة لكل عامل بالتناوب بالتناوب. في نفس الوقت ، من الضروري ضمان تشغيل وحدة التوريد في الوضع المطلوب. والحقيقة هي أنه في فصل الشتاء تنخفض درجة حرارة الهواء في بعض الأحيان إلى -40 ... –30 درجة مئوية. من المستحيل تطهير المعدات التي بدأت للتو في التعدين بمثل هذا الهواء البارد. من الضروري الحفاظ على التوازن بين تسخين الهواء من قبل عمال المناجم داخل الحاوية وتدفق الهواء البارد.
يجب أن يتفاعل نظام ACS أيضًا مع نظام إطفاء الحريق ، وإذا لزم الأمر ، قم بإيقاف تهوية الإمداد على الفور ، وإزالة الطاقة من جميع المعدات وإغلاق المخمدات.
من أجل التشغيل الدقيق لجميع الأنماط والتحويلات الخالية من الأخطاء من الوضع إلى الوضع بناءً على طلب المشغل أو عند حدوث مؤشرات معينة من أجهزة الاستشعار ، يجب وضع مخطط تسلسلي مناسب. من المهم توقع جميع المواقف المحتملة التي قد توجد فيها حاوية مع المعدات وضمان الانتقال الصحيح من دولة إلى أخرى. فقط عندما يتم وصف جميع المواقف ، يتم عمل منطق عمل الحاوية وإجراء جميع الاختبارات ، يمكننا القول أن الكائن سيعمل بشكل صحيح في جميع المواقف المحتملة ولن يؤثر العامل البشري على توقيت الإجراءات. نظرًا لأن جميع الأنظمة تتبادل البيانات بشكل منتظم مع بعضها البعض ، فسيتم اكتشاف فشل أي منها على الفور. على سبيل المثال ، إذا فشل محرك وحدة تزويد الهواء ، فسيكون من الممكن معرفة ذلك حتى قبل أن يبدأ ارتفاع درجة حرارة المعدات في الحاوية ، حيث سيستجيب نظام التحكم التلقائي تلقائيًا.
أما بالنسبة لتكلفة أنظمة ACS ، فإن سعرها منخفض نسبيًا - على الأقل بالمقارنة مع تكلفة جميع عمال المناجم وإصلاحاتهم المحتملة. ومع النهج الصحيح لتصميم ACS ، لن يستجيب نظام التحكم فقط للأحداث التي حدثت بالفعل ، ولكن أيضًا يتنبأ بأعطال المعدات المحتملة من خلال مقارنة قراءات أجهزة الاستشعار المختلفة مع المعلومات المتراكمة بالفعل. وبالتالي ، سيتم تخفيض تكلفة تشغيل المعدات بشكل كبير ، وستصبح إدارة مثل هذا الكائن بعيدة حقًا وفعالة.