Operação Autônoma e Otimizada de Equipamentos de Granéis Sólidos

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1 Operação Autônoma e Otimizada de Equipamentos de Granéis Sólidos Sistema BulkExpert da FLSmidth

2 2 3 Operação Autônoma e Otimizada de Equipamentos de Pátio de Estocagem de Granéis Sólidos FLSmidth BulkExpert é uma solução única e patenteada que tem o foco na operação autônoma e otimizada de equipamentos de manuseamento de granéis sólidos, reduzindo o custo por tonelada e aumentando os lucros para os principais terminais de granéis sólidos ao redor do globo. Aumento da produtividade do pátio de estocagem de 10-15% O sistema BulkExpert tem as mais avançadas tecnologias de automação do mercado. É um sistema rentável, totalmente automatizado, que lida com os desafios e exigências do manuseio de materiais a granel, resultando em um eficiente retorno de capital por tonelada. Benefícios Menor custo por tonelada Retornos mais elevados Crescimento eficiente do retorno de capital investido Incremento na produção despacho de material maximizado pelo aumento da utilização das máquinas Utilização da capacidade excedente Valor comprovado Com dez anos de desenvolvimento de software onsite, sob condições operacionais críticas em terminais de importação com diversos tipos e qualidades de material, o sistema BulkExpert provou o seu valor. Existem atualmente mais de 30 sistemas BulkExpert em operação, com várias combinações de empilhadeiras/retomadoras, carregadores/descarregadores de navios 1 e estações de carregamento de vagões. Os clientes relatam que a produção no pátio de estocagem normalmente pode melhorar ao menos de 10 a 15% com o sistema BulkExpert em comparação com uma operação manual ou com as soluções de automação convencionais. Isso se traduz normalmente em um prazo para retorno de um a dois anos, mas que pode chegar a meses. Redução dos custos operacionais por meio de: Aumento da eficiência dos equipamentos Redução de custos de mão de obra Vazão mais homogênea Menores custos de manutenção Aumento da qualidade nas previsões Melhor utilização da energia Perfil mais ecológico Vantagens que vão além das normas industriais atuais Diferentes métodos operacionais combinados com a multiplicidade de materiais vêm tradicionalmente dificultando a confiabilidade em operadores que não sejam altamente qualificados e, de certa forma, também em sistemas semi ou automatizados convencionais para o transporte de material a granel. No entanto, esses métodos têm variações conforme o desempenho do operador, erros operacionais (resultando em paradas não planejadas) e finformações insuficientes ou incosistentes do pátio de estocagem. A tecnologia patenteada do sistema BulkExpert é única. O sistema é instalado em máquinas móveis e fornece dados valiosos, consistentes e combinados com algoritmos de alto nível para otimizar o manuseio do material no pátio. Precisão de centímetros obtidos a partir de sistemas de digitalização 3D a laser combinados com um conjunto RTK-GPS dedicado Informação completa e em tempo real do terreno e arredores modelagem 3D com reconciliação em tempo real por scanners 3D a laser Alta confiabilidade com os sistemas cinéticos de GPS dedicado em tempo real. Integrado em uma plataforma única O sistema FLSmidth Bulkexpert consiste em um conjunto de subsistemas para gerenciar e operar um pátio de estocagem. É uma solução integrada visando o desempenho geral dentro e fora de pátios de estocagem, sempre garantindo o funcionamento seguro e confiável da máquina com a possibilidade de ter operação autônoma e otimizada de qualquer tipo de empilhadeira/retomadora, descarregador/carregador de navios e sistema de carregador de vagões do mercado. Estas tecnologias de máquinas individuais também podem ser totalmente integradas usando uma plataforma comum de gestão de pátio de estocagem. 1 As tecnologias para os carregadores e descarregadores de navio são oferecidas em parceria com a empresa de tecnologia alemã isam AG

3 4 5 Gestão do pátio de estocagem tarefas agendadas. Isso permite que o operador do sistema verifique rapidamente o status da operação prevista. O sistema BulkExpert para gestão de pátios de estocagem fornece um operador com controle completo e monitoramento detalhado em tempo real de todo pátio de estocagem. Poder rastrear onde diferentes qualidades e quantidades de materiais estão exatamente localizados é vital para programar e otimizar uma operação combinada de estocagem. Além disso, o operador pode programar e colocar em fila tarefas individuais para cada máquina de estocagem operada de forma autônoma. Tecnologia de controle de equipamentos autônomos Empilhadeiras/retomadoras Carregadores/descarregadores Estações de carregamento de trens Rastreamento do material Gestão do pátio de estocagem BulkExpert ACCA Sistema de anticolisão e de prevenção contra colisão Tarefa da máquina Agendamento Além disso, você pode facilmente definir e configurar as áreas no pátio que serão utilizadas para empilhar/recuperar. Rastreamento do material O banco de dados de rastreamento do material mantém registro de todos os materiais manuseados pelas máquinas do pátio de estocagem. As propriedades do material, tais como a densidade, qualidade e o tipo podem ser adicionadas e personalizadas, e os dados podem ser intercambiados com outros sistemas de informação. Agendamento de tarefas Você pode agendar e colocar individualmente na fila de tarefas cada uma das máquinas de pátio operadas pela tecnologia de controle autônomo. Cada tarefa agendada vem com uma estimativa do tempo de duração, e todas as tarefas são somadas obtendose assim o tempo total reservado para a máquina referente ao conjunto de O operador também pode gerenciar o conteúdo das pilhas, misturando tipos de material em diferentes padrões de empilhamento e variando as quantidades que são gravadas no banco de dados de rastreamento do material. Esses dados podem ser usados para o manuseio de dados tanto interna como externamente. Anticolisão O sistema ACCA Supervisory Anti- Collision and Collision Avoidance (sistema supervisório de anticolisão e prevenção contra colisão) usa um receptor GPS RTK SIL2 (Safety Integrity Level 2) avaliando posições e alertando automaticamente o operador se as máquinas estão próximas do limite operacional permitido. Ele desligará a máquina se uma potencial colisão é detectada. O sistema ACCA inclui: Visualização em 3D das áreas de anticolisão Áreas pré-definidas configuráveis. Informações vitais na ponta dos seus dedos Usando o sistema de gestão de pátios de estocagem, um operador pode responder facilmente a estas perguntas: Onde estão localizados os diferentes tipos e qualidades de materiais? Qual é utilização atual do pátio? Quais as próximas ordens de entrada e saída de materiais? Qual é a quantidade programada de material de saída? Qual é o tempo de carregamento/ descarregamento programados/ estimados, etc. Controle autônomo da máquina sem necessidade de operador Visualização 3D em tempo real com o modelo "passeio pelo pátio de estocagem" Rastreamento de material com possibilidades de contabilização e blendagem do estoque Visão geral do estoque em tempo real constantemente reconciliado por lasers 3D (não somente modelamento matemático) Agendamento de tarefas da máquina Sistema de anticolisão e de prevenção contra colisão (ACCA) Visualização do pátio de estocagem A visualização do pátio de estocagem oferece uma visão gráfica da estrutura real da superfície de todo pátio de estocagem e da localização atual das máquinas com base em dados em tempo real a partir da tecnologia de controle autônomo nas empilhadeiras/ retomadoras. Alterações na estrutura de superfície da pilha causadas por interferências externas, tais como escavadeiras, assentamento do material ou desmoronamento de pilhas são rastreadas e você pode obter uma rápida visão geral do tipo de material e quantidades armazenadas em todo o pátio de estocagem em conjunto com uma ferramenta de análise mais detalhada para ampliar a imagem gráfica e visualizar seções transversais e informação de uso efetivo do pátio de estocagem. Tonelagem de material, tipo, grau e ponto de descarga são todos utilizados em cálculos avançados de fluxo de materiais contidos nos modelos de estoques em 3D, para calcular a localização final exata nas pilhas. Os materiais são codificados por cores e classificados para fácil identificação visual na visão geral gráfica. Uma ferramenta para relatórios significa que você pode extrair informações vitais sobre qualquer material registrado no banco de dados de estocagem, por exemplo, quantidade, localização ou qualidade do material, o que é importante quando se precisa misturar diferentes qualidades de material para obter um determinado produto combinado.

4 6 7 Automação de empilhadeiras/retomadoras As informações em tempo real de todo o terreno do pátio de estocagem são usadas para calcular os comandos operacionais para qualquer empilhadeira ou retomadora controladas pelo sistema BulkExpert. Algoritmos de alto nível asseguram a utilização máxima das máquinas resultando em pilhas perfeitamente formadas, controle preditivo de retomadas e a eliminação da "escavação de ar". Desafios operacionais solucionados Pátios de estocagem ao redor do mundo enfrentam desafios diários no uso de empilhadeiras/retomadoras, tais como erros ou desempenho variável do operador, planejamentos complexos, organização manual do empilhamento, alta manutenção, informações insuficientes sobre o pátio de estocagem ou interferência do clima. O sistema BulkExpert produz informações em tempo real do terreno inteiro geradas pelo leitor a laser em 3D e utilizadas para substituir, com precisão em centímetros, os comandos que normalmente são dados pelo operador da máquina. Benefícios Utilização otimizada da máquina Baixo desvio padrão nas retomadas Precisão em centímetros que elimina a retomada de ar e a escavação do solo Riscos de colisão continuamente monitorados Baixa depreciação e pouco desgaste mecânico Usando este sistema é necessário apenas um operador na sala de controle central (CCR) para controlar um pátio de estocagem inteiro. O operador insere os parâmetros do trabalho (por exemplo, material, quantidade e localização) para a respectiva empilhadeira/retomadora e a máquina se desloca automaticamente para a localização correta e inicia o trabalho selecionando a posição e a bancada mais benéficos para obter resultados otimizados. Tecnologia específica para empilhadeiras/ retomadoras A tecnologia pode ser aplicada sobre qualquer sistema PLC convencional de empilhadeiras/retomadoras. Os circuitos de segurança originais e as travas da máquina são mantidos inalterados, não afetando a garantia/responsabilidade do fornecedor. O scanner a laser 3D montado no topo máquina fornece uma varredura confiável na faixa de 120m e cobertura de 340 com mais de pontos por segundo - oferecendo uma imagem 3D com uma resolução de no máximo 10 x 10 cm para o pátio completo. Dois receptores GPS em tempo real com diferencial de fase são montados sobre o topo da máquina e próximo à ponta da roda de caçamba / lança, dando uma determinação muito precisa da posição da roda de caçamba, sem a exigência de transmissores de ângulo ou posição adicionais. Scanner a laser 3D industrial, IP67, classe 1 ( eye safe") Scanner instalado no topo da máquina limitando influencia de pó e choque GPS RTK fornece uma precisão de 2 centímetros + 1 ppm e uma taxa de atualização de 20 Hz Sincronização entre GPS e scanner a laser com um tempo máximo de latência de 50 ms Algoritmos especiais lidam com as interferências como pó, nevoeiro, ou precipitação Benefícios do empilhamento Com a disponibilidade dos dados em 3D, o sistema garante uma superfície uniforme mesmo quando o empilhamento ocorre sobre material já existente ou se houver mudança nas propriedades do material. Isso garante: Mais material armazenado na mesma área (até 20%) O material existente pode ser empilhado parcial ou completamente e ainda manter a uniformidade na altura da bancada Evita os espaços vazios entre as pilhas, aumentando a capacidade de armazenamento e a performance na retomada Redução significativa nas viagens longitudinais no empilhamento Cone Shel (até 90%) As pilhas chegam a largura total começando pelo primeiro trem ou navio Métodos de empilhamento prédefinidos tais como Windrow, Chevron e Cone Shell Sala de controle central Sala de controle do servidor Estação base do GPS Ethernet CU Ethernet FO RS232 CU RS232 FO Benefícios da retomada Pilhas complexas podem ser retomadas sem intervenção manual, levando em consideração a altura variável da bancada, as lacunas entre as pilhas e as alterações na largura da bancada. O controle de rotação preditivo significa: A velocidade de rotação pode ser adaptada antes que as alterações na bancada possam ser vistas na potência/torque da roda da caçamba O excesso de torque é prevenido Deslizamentos e materiais compactados são manuseados com o máximo desempenho. Lança B Lança A Resultados alcançados Um teste de desempenho recente comparando o sistema BulkExpert com um sistema PLC baseado num modelo matemático convencional constatou que, em média, a retomada é otimizada entre 10 a 15%. Resultados ainda maiores podem ser esperados numa comparação com máquinas operadas manualmente ou em pátios de estocagem com operações altamente complexas e com trabalho manual pás carregadeiras, escavadeiras, etc. Empilhadeiras/retomadoras Caixa de distribuição na lança Receptor de GPS Compartimento elétrico Caixa de distribuição no topo Topo B Topo A Canal de avaliação do GPS (B) Interruptor KVM Sistema PLC ªde comunicação com a máquina Controle do PC e do GPS Canal de avaliação (A) PC de serviço scanner a laser 3D

5 8 9 Automação do carregador de trens O sistema de carregadores/ descarregadores de trens oferece um programa de carregamento autônomo de alta precisão, que usa perfis de carregamento otimizados específicos para os materiais e os vagões. O sistema usa scanners 2D para o carregamento eficiente e a verificação de cada vagão, otimizando o preenchimento dos silos de pesagem e inclui o intercâmbio direto de informações com um sistema de planejamento da ferrovia já existente na planta. Desafios operacionais solucionados Estações de carregamento de trens podem ser pontos de estrangulamento para os materiais a granel. A produção e a utilização da capacidade do vagão são muito importantes e podem afetar diretamente a rentabilidade geral. A identificação do vagão e sua condição, erros de carregamento, informações incorretas sobre as sequências dos vagões e a distribuição do material são alguns dos fatores que podem resultar em uma operação conservadora de uma estação de carregamento de trens para evitar transbordamentos onerosos. Isto pode resultar em capacidade reduzida e impedir o desempenho ideal. Ao contrário dos sistemas automatizados convencionais para carregamento de trens, o sistema BulkExpert leva em conta a capacidade de carregamento real dos vagões conforme a a varredura do scanner e verifica a utilização de volume, otimizando o carregamento. Além disso, o programa pode fazer o intercâmbio de dados diretamente com os sistemas de planejamento já existentes nas ferrovias, reduzindo ainda mais a possibilidade de erros humanos e simplificando o processo. Sistema de controle proprietário Flsmidth ECS ou outro sistema de controle Sistema de Controle IHM PLC Pesagem Controle de válvula Leitura de entrada transversal e longitudinal Comunicação Fieldbus Ethernet Posição Sistema BulkExpert da FLSmidth Controle do trem Avaliação por leitor Processamento da pesagem Otimização da pesagem com base na massa volumica Leitura de saída transversal e longitudinal Comandos de status Tecnologia específica para carregadores de vagões Scanners 2D duráveis e de alta precisão, combinados com a pesagem da carga, são usados para carregar de forma eficiente cada vagão. Antes de entrar na estação de carregamento, é feito a leitura e a identificação dos vagões e tudo que estiver fora do normal em relação ao volume ou ao peso é detectado (por exemplo, danos, material residual, comportas abertas). A posição do chute de descarga é ajustado dinamicamente para cada vagão que estiver passando através da estação onde o carregamento é feito, com o controle dinâmico do fluxo em massa e é ajustado para a velocidade do vagão monitorado, visando assegurar a correta distribuição do material. Leitores colocados imediatamente depois dos chutes de descarga permitem um controle de carregamento adaptável, que é utilizado especialmente para a otimização volumétrica. O conteúdo completo do vagão carregado é lido e verificado depois do carregamento e essa informação é usada para fornecer um feedback valioso para o controlador de carregamento preditivo, o qual ajustará o preenchimento do reservatório de pesagem para o próximo vagão na fila. A partir da sala de controle central, ordens de carga de um comboio completo são iniciadas, e o sistema de automação assume total controle do processo de carregamento. O trem é puxado por uma locomotiva com controle remoto. A velocidade do trem é ajustada durante o carregamento com precisão para obtenção de um rendimento otimizado. O sistema de carregamento de vagões é totalmente automatizado, do primeiro ao último vagão, e requer apenas um operador na Sala de Controle Central para controlar os diversos sistemas de carregamento de vagões. O operador insere ou confirma os parâmetros do trabalho (material, quantidade de vagões, tipos de vagão, etc.) para o respectivo sistema de carregamento de vagões e escolhe a ação corretiva se encontrar desvios significativos entre os dados planejados e os dados reais. Scanners 2D duráveis e de alta precisão, combinados com a pesagem da carga para carregar de forma eficiente cada vagão Considera a capacidade de carregamento real digitalizada Verifica a utilização do volume para a otimização do carregamento Faz o intercâmbio de dados diretamente com os sistemas de planejamento já existentes nas ferrovias Controlador de carregamento adaptativo e preditivo.s Benefícios Redução do custo de transporte devido à utilização otimizada da capacidade do vagão Menor tempo de carregamento por vagão como resultado do preenchimento otimizado dos silos de pesagem e ajustado à velocidade do trem Redução do pessoal operacional Ajuste de carga automatizado de acordo com o estado real de cada vagão Utilização do vagão completo sem risco de transbordamento

6 10 11 Otimize o seu pátio de estocagem O sistema BulkExpert é um produto exclusivo que vai além do que qualquer concorrente possa oferecer. É uma solução madura e comprovada, projetada para liberar todo o potencial dos equipamentos de pátios de estocagem de granéis sólidos e é portanto um sistema que deve ser levado em consideração para você manter o seu investimento de capital o mais baixo possível e, ao mesmo tempo, maximizar a produção, minimizar os custos operacionais e obter um capital eficiente por tonelada. Otimização personalizada Não existem dois pátios que sejam iguais. Otimizar um pátio de estocagem deve levar em consideração o layout do pátio, o modo de funcionamento e os equipamentos instalados. A FLSmidth começa com uma minuciosa análise das condições relevantes em seu site específico, incluindo o levantamento de dados, observando a operação diária e inspecionando a condição, adequação e desempenho dos equipamentos instalados. Recomendações para a otimização tem o foco em: Áreas para melhorias Viabilidade financeira e retorno estimado sobre o investimento Especificação dos requisitos do equipamento instalado Após um estudo de viabilidade, a FLSmidth irá especificar o escopo e o projeto executivo, incluindo a implementação e comissionamento da aplicação do BulkExpert e adaptação nos equipamentos onde necessário. A FLSmidth pode realizar algumas ou todas estas tarefas e irá garantir o mínimo de perturbação na operação diária. Relevante retorno sobre o seu investimento O sistema BulkExpert da FLSmidth é uma solução exclusiva proporcionando uma operação autônoma e otimizada de equipamentos de granéis sólidos. O resultado é a redução dos custos por tonelada e o aumento do retorno para os principais terminais de granéis sólidos ao redor do globo. Benefícios gerais Aumentar a eficiência geral dos equipamentos Minimizar os custos operacionais Operações sincronizadas entre descarga / carga no pátio Visão fácil e precisa do tipos, volume e tonelagem de materiais no pátio adicionais de segurança contribuindo para a diminuição do tempo de inatividade da máquina Pacotes individuais sob medida ou uma solução completa para atender as necessidades do cliente Disponibilidade do sistema superior a 98%

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