Producenci przemysłowych urządzeń zdalnego sterowania

GESAR Inc

Zaawansowane technologie robotyczne i systemy zdalnego sterowania dla sprzętu przemysłowego i ciężkiego

Zaprezentuj swoje możliwości

Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Systemy zdalnego sterowania sprzętem ciężkim, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.

Utwórz profil dostawcy

Kompleksowy przewodnik po systemach zdalnego sterowania sprzętem ciężkim

William Mackenzie

Aktualizacja:

Wprowadzenie do systemów zdalnego sterowania sprzętem ciężkim

Nowoczesne systemy zdalnego sterowania sprzętem ciężkim umożliwiają operatorom kierowanie maszynami mobilnymi spoza tradycyjnej kabiny. Takie podejście przekształca standardowe maszyny w zdalnie sterowane bezzałogowe pojazdy lądowe (UGV) poprzez przekazywanie sygnałów sterujących układem kierowniczym, napędem, hamulcami oraz osprzętem za pośrednictwem elektronicznej architektury sterującej. Modernizacja istniejących flot koparek, ładowarek, spycharek lub wozideł polega na dodaniu modułów sterujących pojazdem, sprzętu komunikacyjnego oraz interfejsów siłowników.

Niektóre nowoczesne układy elektrohydrauliczne można zintegrować za pośrednictwem magistrali CAN lub innych interfejsów elektronicznych, choć dostęp do nich może zależeć od architektury maszyny oraz protokołów producentów OEM. Starsze maszyny mogą wymagać siłowników mechanicznych, zaworów elektrohydraulicznych, serwomechanizmów lub innych zewnętrznych interfejsów sterujących. Dobrze zaprojektowane instalacje zapewniają przewidywalne zachowanie maszyny w przypadku zaniku sygnału, zachowując jednocześnie odpowiednie lokalne elementy sterowania ręcznego lub funkcje nadpisywania. Technologia ta ma kluczowe znaczenie w sytuacjach, w których konwencjonalna obsługa naraża personel na kontakt z niestabilnymi konstrukcjami, zanieczyszczeniami lub ekstremalnym terenem.

Rodzaje sprzętu ciężkiego sterowanego zdalnie

Koparki i ładowarki

System zdalnego sterowania sprzętem ciężkim firmy GESAR Inc. Nowoczesne koparki mogą skutecznie współpracować z systemami zdalnego sterowania dzięki swojej elektrohydraulicznej konstrukcji, choć kompatybilność zależy od architektury maszyny i dostępnych interfejsów sterujących. Systemy te odtwarzają polecenia dotyczące wysięgnika, ramienia, łyżki, obrotu i jazdy. Podczas gdy urządzenia wymagające bezpośredniej widoczności sprawdzają się przy lokalnych pracach rozbiórkowych, w górnictwie podziemnym stosuje się teleoperację opartą na przekazie wideo. Kamery o wysokiej rozdzielczości, wiele punktów widzenia, czujniki odległości, telemetria oraz sterowanie haptyczne mogą pomóc w zrekompensowaniu ograniczonego postrzegania głębi oraz braku informacji zwrotnych z kabiny.

Roboty wyburzeniowe i bezzałogowe pojazdy lądowe

Specjalnie skonstruowane roboty wyburzeniowe to kompaktowe, gąsienicowe platformy bezprzewodowe, sterowane za pomocą przemysłowego pilota zdalnego sterowania wewnątrz niebezpiecznych konstrukcji. Większe bezzałogowe pojazdy naziemne (UGV) przeznaczone do gaszenia pożarów lub oczyszczania tras wyposażone są w zaawansowane systemy nawigacji i automatycznego podążania za wyznaczoną trasą. Takie kompleksowe wdrożenia robotyki wymagają całościowego planowania bezpieczeństwa obejmującego zarówno sieć, jak i sam pojazd.

Spycharki, równiarki i ładowarki

Wdrożenie zdalnego sterowania ciężkim sprzętem w maszynach do robót ziemnych ogranicza ryzyko związane z wysokimi ścianami i przewróceniem się pojazdu. Zdalnie sterowane spycharki wykorzystują telemetrię nachylenia w czasie rzeczywistym w celu zapewnienia bezpieczeństwa. Równiarki wymagają połączeń o niskim opóźnieniu w celu utrzymania jakości nawierzchni, natomiast ładowarki kołowe mogą korzystać z automatycznych funkcji powrotu do pozycji kopania, aby przywrócić łyżkę lub układ zawieszenia do ustalonej pozycji i ograniczyć powtarzalne czynności operatora. Kamery i czujniki zbliżeniowe pomagają wyeliminować martwe punkty łyżki i maszyny.

Wywrotki i pojazdy transportowe

Zdalnie sterowane ciężarówki transportowe wymagają stałej kontroli nad napędem, układem kierowniczym i hamulcami. Logika bezpieczeństwa zapobiega niebezpiecznym operacjom, takim jak jazda z podniesioną skrzynią ładunkową. Ze względu na ogromną masę tych pojazdów obraz z kamer jest łączony z danymi z radarów, systemów LiDAR oraz geofencingiem GNSS w celu wykrywania zagrożeń i egzekwowania ograniczeń dotyczących stref operacyjnych, podczas gdy systemy zarządzania flotą i ruchem koordynują schematy ruchu.

Żurawie i urządzenia dźwigowe

Przemysłowe sterowanie zdalne pozwala operatorom dźwigów na utrzymanie najlepszego możliwego punktu obserwacyjnego podczas podnoszenia. Interfejs dostarcza kluczowych danych dotyczących masy ładunku, zasięgu i limitów stabilności. W przypadku awarii łączności system uruchamia zdefiniowaną reakcję bezpieczeństwa, taką jak unieważnienie poleceń, utrzymanie ładunku, uruchomienie hamulców lub wykonanie kontrolowanego zatrzymania bez powodowania dodatkowej niestabilności.

Poziomy zdalnego i zautomatyzowanego sterowania maszynami

Wdrożenie systemu zdalnego sterowania wymaga wyboru odpowiedniego poziomu zdalnego sterowania i automatyzacji w celu zrównoważenia obciążenia pracą operatora oraz złożoności zadania.

  • Bezpośrednie sterowanie bezprzewodowe: Operator utrzymuje kontakt wzrokowy, zarządzając maszyną za pomocą przenośnego nadajnika w ograniczonym zasięgu widoczności.
  • Zdalna obsługa z obrazem na żywo: Kamery pokładowe i system telemetryczny przekazująobraz z kabiny do odległego stanowiska roboczego za pośrednictwem sieci o dużej przepustowości.
  • Teleoperacja wspomagana: Operator kontroluje przebieg zadania, podczas gdy oprogramowanie aktywnie egzekwuje ograniczenia bezpieczeństwa i unika przeszkód.
  • Kontrola nadzorcza wielu maszyn: Pojedynczy operator monitoruje kilka maszyn wykonujących rutynowe cykle, interweniując jedynie w przypadku wystąpienia wyjątków systemowych.
  • Półautonomiczne wykonywanie zadań: Maszyna samodzielnie realizuje określone zadania, podczas gdy operator zatwierdza kluczowe zmiany w przebiegu operacji.
  • W pełni autonomiczny sprzęt ciężki: System samodzielnie planuje i wykonuje prace w kontrolowanym obszarze bez ciągłego udziału człowieka.

Wybór między tymi poziomami zależy w dużej mierze od istniejącej infrastruktury zakładu oraz wymaganego poziomu wydajności sieci.

Podstawowe komponenty przemysłowych systemów zdalnego sterowania

Pozyskiwanie komponentów od sprawdzonych producentów przemysłowych systemów zdalnego sterowania pomaga zapewnić, że cały system spełnia odpowiednie wymagania środowiskowe i elektromagnetyczne.

Komponent Funkcja i kwestie związane z integracją
Ręczne, przenośne i stacjonarne stanowiska operatorskie Urządzenia przenośne umożliwiają wykonywanie zadań w zasięgu wzroku, natomiast stacjonarne pulpity oferują układy wielu wyświetlaczy do zaawansowanej teleoperacji.
Wytrzymałe joysticki, klawiatury, pedały i elementy sterujące z funkcją haptyczną Urządzenia wejściowe odzwierciedlają działanie głównych elementów sterujących, wykorzystując sprzężenie zwrotne dotykowe w celu przekazania operatorowi informacji o oporze fizycznym.
Nadajniki radiowe, anteny i mikrofony Sprzęt ten obsługuje bezprzewodowe polecenia i telemetrię, wykorzystując różnorodność anten w celu ograniczenia zakłóceń wielodrożnych.
Kamery i elektrooptyczne systemy czujników Kamery o wysokim zakresie dynamicznym (HDR) oraz kamery termowizyjne zapewniają niezbędny widok otoczenia z wnętrza ogrzewanych, wzmocnionych obudów.
Czujniki GNSS, inercyjne oraz czujniki położenia maszyny Urządzenia pozycjonujące oraz jednostki inercyjne (IMU) dostarczają dane nawigacyjne i orientacyjne w czasie rzeczywistym, natomiast czujniki kątów przegubów, enkodery, czujniki położenia cylindrów oraz czujniki układów przegubowych śledzą konfiguracje osprzętu.
Czujniki zbliżeniowe, wykrywające przeszkody oraz wykrywające obecność osób Czujniki radarowe, LiDAR oraz ultradźwiękowe identyfikują zagrożenia poza polem widzenia kamery, uruchamiając automatyczne zmniejszenie prędkości.
Komputery pokładowe i jednostki sterujące pojazdem Procesory o certyfikacji bezpieczeństwa przekształcają odbierane sygnały bezprzewodowe w działania maszyny oraz zarządzają procedurami zabezpieczającymi przed awarią.
Wyświetlacze, ściany wideo i immersyjne interfejsy operatora Konfiguracje wielomonitorowe nadają priorytet krytycznym alarmom i strumieniom wideo, aby zmniejszyć obciążenie poznawcze operatora.

Bezpieczeństwo funkcjonalne i projektowanie z zabezpieczeniami awaryjnymi

Inżynieria bezpieczeństwa funkcjonalnego kompensuje utratę fizycznego sprzężenia zwrotnego z kabiny poprzez wdrożenie deterministycznych architektur sprzętowych i programowych.

  • Architektura zatrzymania awaryjnego: Nadmiarowe kanały bezpieczeństwa wykorzystujące przekaźniki bezpieczeństwa, sterowniki PLC bezpieczeństwa, styczniki lub sterowniki z certyfikatem bezpieczeństwa zatrzymują lub blokują niebezpieczne ruchy i wymagają celowego ponownego uruchomienia przez operatora. Zatrzymanie awaryjne niekoniecznie powoduje odcięcie całego zasilania maszyny, jeśli mogłoby to stworzyć dodatkowe zagrożenie.
  • Zachowanie w przypadku utraty łączności: Sterowniki pokładowe monitorują sygnały sterujące za pomocą skonfigurowanych parametrów sygnału kontrolnego i limitów czasu, inicjując kontrolowane zatrzymanie lub inną zdefiniowaną bezpieczną reakcję w przypadku utraty lub pogorszenia jakości łączności.
  • Funkcje stanu bezpiecznego i kontrolowanego zatrzymania: Systemy muszą bezpiecznie zatrzymywać lub kontrolować określone ruchy, takie jak utrzymywanie ładunku dźwigu lub sekwencyjne uruchamianie hamulców wozów transportowych.
  • Uwierzytelnianie poleceń i logika priorytetów sterowania: Szyfrowanie, uwierzytelnianie oraz bezpieczne parowanie zmniejszają ryzyko nieuprawnionego przejęcia kontroli. Zdefiniowana logika wyboru trybu pracy oraz logika priorytetów sterowania określają, czy w danym stanie pracy uprawnienia mają lokalne elementy sterujące w kabinie, piloty zdalnego sterowania czy systemy bezpieczeństwa.
  • Geofencing i ograniczenia strefy działania: Wirtualne granice ograniczają prędkości jazdy oraz wjazd maszyn do obszarów niebezpiecznych, uzupełniając fizyczne środki kontroli na terenie obiektu.

Funkcje bezpieczeństwa muszą opierać się na kompleksowej ocenie zagrożeń występujących na terenie zakładu, aby zapewnić ochronę zarówno personelu, jak i sprzętu.

Normy bezpieczeństwa i zgodność z przepisami

Zgodność z przepisami wymaga całościowej walidacji zmodyfikowanej maszyny i sieci, a nie jedynie złożenia certyfikowanych pojedynczych części.

  • Norma ISO 13849 „Systemy sterowania związane z bezpieczeństwem”: Ocenia elementy systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem przy użyciu poziomów wydajności, często wymagając architektury redundantnej dla krytycznych funkcji zdalnych.
  • IEC 61508 – Bezpieczeństwo funkcjonalne: Stanowi podstawowe ramy dla elektrycznych, elektronicznych i programowalnych elektronicznych systemów związanych z bezpieczeństwem, określając podejście oparte na cyklu życia w celu ograniczania ryzyka i zarządzania nim w związku z losowymi awariami sprzętu oraz usterkami systemowymi.
  • IEC 62061 Bezpieczeństwo maszyn: Dotyczy bezpieczeństwa funkcjonalnego systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem stosowanych w maszynach, w tym integralności ich sprzętu i oprogramowania.
  • Norma ISO 17757 dotycząca maszyn górniczych: Określa wymagania bezpieczeństwa dla autonomicznych i półautonomicznych systemów maszyn do robót ziemnych i górniczych, w tym kwestie na poziomie systemu dotyczące obszarów eksploatacji, komunikacji, interakcji oraz zarządzania ruchem.
  • Norma ISO 15817 dotycząca maszyn do robót ziemnych: Określa wymagania bezpieczeństwa dla systemów zdalnego sterowania stosowanych w maszynach do robót ziemnych, w tym zachowanie układu sterowania, interfejsy operatora oraz reakcje na awarie komunikacyjne.

Zastosowanie tych międzynarodowych ram wspiera solidne projektowanie systemów i może przyczynić się do zapewnienia zgodności z przepisami, umowami oraz wymogami certyfikacyjnymi, choć obowiązujące wymogi prawne zależą od danej maszyny, jurysdykcji oraz środowiska eksploatacyjnego.

Najnowsze trendy w systemach zdalnego sterowania sprzętem ciężkim

Szybki postęp w zakresie prędkości sieci i mocy obliczeniowej zmienia sposób działania przemysłowych systemów zdalnego sterowania w terenie.

  • Teleoperacja wspomagana sztuczną inteligencją: Sieci neuronowe przetwarzają materiały wideo w czasie rzeczywistym w celu identyfikacji personelu, śledzenia osprzętu oraz nakładania warstw prognostycznych.
  • Zautomatyzowane planowanie trasy i wykonywanie zadań: Oprogramowanie umożliwia maszynom samodzielne poruszanie się po wyznaczonych trasach, dzięki czemu operator pełni rolę nadzorczą.
  • Zaawansowana technologia 5G i przetwarzanie brzegowe o niskim opóźnieniu: Sieci prywatne mogą wykorzystywać dedykowane mechanizmy zapewniania jakości usług oraz segmentację sieci w celu nadania priorytetu ruchowi związanemu ze sterowaniem maszynami oraz poprawy spójności opóźnień podczas wykonywania złożonych manewrów.

Te nowo powstające platformy umożliwiają flotom płynne przejście z lokalnej obsługi zdalnej do wysoce wydajnego, autonomicznego wykonywania zadań w miarę upływu czasu.