Ответы на частые вопросы по системам LASE
LASE — это промышленное оборудование на базе технологии LiDAR (лазерного сканирования). Сканеры формируют облако точек поверхности объекта (груза, ленты, склада), из которого строится его 3D-модель. Объем рассчитывается как разница между текущей поверхностью материала и эталонной геометрией (пустой кузов, лента, склад). В типовых условиях достигается точность ±0,5–1%, при соблюдении регламентов установки и эксплуатации.
Ключевое отличие — в типе измерения: 2000D — 2D-сканеры (профиль в плоскости), используются для конвейеров, контроля уровня и простых измерений. 3000D — 3D-сканеры (полный объем), используются для кузовов самосвалов, складов и сложной геометрии. 3D-системы дают более полный контроль, но требуют более сложной обработки данных.
Используется технология multi-echo (множественного эха): лазерный импульс возвращает несколько сигналов, слабые отражения (пыль, снег) отфильтровываются, фиксируется устойчивый сигнал от поверхности материала. Это позволяет системе стабильно работать в карьерах, на цементных производствах и в зимних условиях (до –40°C). Дополнительно применяется обогрев оптики и защитные корпуса.
Да, но в минимальном объеме: первичная калибровка — при вводе в эксплуатацию, поверка — согласно требованиям (обычно раз в год, если используется как средство измерения). Обслуживание включает очистку защитного стекла и визуальный контроль. Отсутствуют механически изнашиваемые элементы — высокая надежность.
Вес и объем — разные физические параметры. Вес зависит от влажности, плотности и состава материала, а объем — геометрически измеряемый параметр. В задачах учета поставок инертных материалов возникают споры из-за «воды в песке» и появляются приписки или недогрузы. Контроль объема позволяет фиксировать фактическую загрузку, выявлять системные отклонения и снижать потери на 5–15% и более.
При корректной эксплуатации погрешность составляет ±1%. Условия: скорость проезда до 10–15 км/ч, корректная установка рамки и отсутствие экстремальных вибраций.
Система измеряет геометрический объем того, что находится в кузове. Плотность не определяется, «пушистый» снег и лед учитываются как объем. Практическая ценность — учет потока, контроль загрузки и автоматизация приема.
Возможны два подхода: с базой кузовов — выше точность, учитываются особенности геометрии; без базы — быстрее внедрение и меньше требований к настройке. Выбор зависит от задачи.
Проблемы весов: чувствительность к вибрациям, необходимость регулярной калибровки, влияние налипания. Преимущества LiDAR: бесконтактное измерение, стабильная точность, независимость от механики. Типовая погрешность 0,5–1%.
Да. Измеряется объемный поток, задается плотность материала, и система рассчитывает массовый расход. Это расчетный параметр, зависящий от корректности плотности.
Да. 3D-профилирование позволяет учитывать сложную геометрию, корректно работать при неравномерной загрузке и фиксировать пики и провалы.
Используются системы типа LaseBVB и решения на базе 3D-сканирования. Принцип: регулярное сканирование, построение 3D-модели и расчет остатков. Результат — актуальный баланс материалов и устранение «бумажных остатков».
Система измеряет профиль загрузки и выявляет недогруз (потери выручки), перегруз (штрафы) и неравномерность (риск аварий).
Поддерживаются SQL, OPC, TCP/IP. Данные передаются в реальном времени по каждому событию.
Типовые зоны: приписки объемов, системные недогрузы, ошибки пересчета, ручной учет, несогласованность между участками. В реальности это 5–20% скрытых потерь.
Зависит от потока от 50–60 машин/сутки и стоимости материала. Типовой диапазон — 3–6 месяцев. Основной эффект — устранение приписок и прозрачность учета.
Как правило, системы поставляются «под ключ». Возможны пилотные проекты, аудит и разовая инвентаризация.
ООО «САЙТЕКС» — системный интегратор решений LASE: поставка, монтаж, настройка, обучение и поддержка.
LiDAR работает в темноте, не зависит от цвета и устойчив к теням. Видеоаналитика дешевле, но зависит от освещения. В промышленности чаще выбирают LiDAR.
Аудит текущих процессов, определение точек потерь, подбор конфигурации, расчет экономического эффекта, пилот и внедрение.
Система на выезде из зоны погрузки мгновенно строит 3D-модель кузова и передает точный объем груза в АСУ. Эта информация выводится на терминал машиниста экскаватора в реальном времени. Если фиксируется систематический недогруз (возникающий из-за боязни перегрузить оси ТС), машинист сразу видит отклонение и корректирует объем наполнения последующих машин. Это позволяет поднять эффективность использования логистического парка на 7–10% за рейс.
Объем — это неизменяемый геометрический параметр. В отличие от веса, который увеличивается на 10-15% после дождя из-за влажности песка или щебня, лазерное 3D-сканирование определяет чистую геометрию насыпи. Это полностью исключает споры о «воде в материале», исключает приписки и позволяет вести точный учет в кубических метрах.
На ленточных конвейерах применяется специализированная система LASE BVC (Belt Volume Control) на базе лазерных 2D или 3D-сканеров серии LASE 2000D / 3000D. Она монтируется над лентой, непрерывно сканирует профиль проходящего материала и рассчитывает объемный расход в реальном времени.
Точность измерения объема составляет ±0,5-1%. Система не имеет механического контакта с материалом и лентой, поэтому, в отличие от конвейерных весов, ее погрешность не увеличивается со временем из-за износа роликов, налипания грязи или изменения натяжения полотна.
Для двустороннего 3D-сканирования кузова П-образная портальная рама является идеальным решением, так как исключает «слепые зоны». Однако в ряде проектов возможна консольная установка оборудования на Г-образных опорах или существующих элементах инфраструктуры (стенах, балках эстакад), если соблюдаются требования к углам обзора лидаров.
Система iw scanner conveyor — это лазерный или оптический измеритель профиля материала на конвейерной ленте. Её ключевое отличие от системы промышленного класса LASE BVC заключается в типе применяемых сенсоров. LASE BVC использует сертифицированные высокомощные лидары с технологией Multi-Echo (множественного эха), которые отфильтровывают пыль, туман, снег и стабильно работают на темных, поглощающих инфракрасный луч материалах (уголь, железная руда) при температурах до -40°C, тогда как более простые оптические сканеры быстро теряют точность при запылении.
LASE WVM (Wagon Volume Measurement) — это автоматизированный бесконтактный комплекс измерения объема насыпных грузов (уголь, руда, кокс, щебень) в полувагонах ж/д составов. Измерительные 3D-лидары монтируются на портальной раме над ж/д путями. При прохождении состава система в движении сканирует геометрию каждого вагона, строит 3D-модель насыпи, вычисляет чистый объем груза, а также выявляет опасную неравномерность распределения груза по бортам (перекос) для предотвращения аварийных ситуаций.
Для бесперебойной работы в тяжелых промышленных условиях (высокая запыленность, критические вибрации конвейерных эстакад, абразив) сканирующие модули LASE помещаются в герметичные защитные кожухи с классом защиты IP65/IP67. Встроенные автоматические системы терморегулирования предотвращают обледенение оптики зимой, а вибродемпфирующие крепления гасят механические колебания рамы конвейера.
ПАК лидарного замера (например, LaseTVM) включает: 1) Опорную металлоконструкцию (П-образная рама или Г-образная опора у обочины); 2) Оптико-электронный сканирующий модуль (1-3 высокоточных 3D-лидара); 3) Герметичный шкаф автоматики с контроллером; 4) Датчики позиционирования ТС (фотодатчики или ультразвуковые радары); 5) Комплект камер распознавания государственных регистрационных номеров ТС; 6) Промышленный сервер с ПО LASE, обрабатывающий облака точек, строящий 3D-визуализацию и интегрирующий данные с весовыми системами, 1С, SAP или ERP-системами.
LASE 2000D-118-H — это прецизионный двухмерный лазерный сканер с рабочим диапазоном до 80 метров и углом обзора 180 градусов. Индекс «H» (Heated) обозначает наличие встроенного интеллектуального обогревателя, обеспечивающего безотказную работу при температуре до -40°C. Сканер применяется для поточного бесконтактного измерения профиля сыпучих материалов на конвейерах, контроля уровня заполнения силосов и бункеров, а также позиционирования крановых тележек и телескопических стрел.
Да. Измеряя точный геометрический объем материала, проходящего по ленте в реальном времени (м³/ч), и умножая его на параметр насыпной плотности сырья (т/м³), система рассчитывает мгновенную массу и суммарный массовый расход материала (т/ч). Такой бесконтактный метод (оптические весы) превосходит традиционные роликовые конвейерные весы за счет отсутствия износа механических узлов, стабильности калибровки и невосприимчивости к сильным вибрациям.
iBelt — это альтернативная система бесконтактного контроля объема сыпучих грузов на конвейерах. В отличие от нее, комплексы LASE BVC базируются на промышленных сенсорах LASE (Германия/Россия) с большей плотностью лазерного луча и высокой частотой сканирования. Системы LASE стабильно работают на абсолютно темных и поглощающих лазерное излучение материалах (уголь, влажный кокс, магнетитовые руды) на высоких скоростях движения полотна.
Сканирующий модуль крепится строго над продольной осью конвейера на жесткой виброизолированной раме на высоте 1-1,5 метра над полотном ленты. Настройка включает определение калибровочной плоскости: система лазером сканирует профиль пустой ленты, заносит ее форму в память в качестве «нулевой» отметки и синхронизируется с энкодером (датчиком движения полотна).
При высокой влажности грунта или песка классические автомобильные весы показывают нормальный или избыточный вес ТС, маскируя недогруз объема. Для юридического подтверждения недогруза: 1) Используйте показания лазерного 3D-сканера LASE TVM, фиксирующего чистый геометрический объем (кубатуру) груза; 2) Составьте акт расхождения (форма ТОРГ-2); 3) В качестве доказательной базы прикрепите автоматически сгенерированный системой LASE паспорт рейса с трехмерной моделью и точными кубическими метрами. Это является законным основанием для перерасчета стоимости поставки.
Главные причины недостоверности механических весов: 1) Вибрация опорных конструкций эстакады; 2) Постепенное изменение натяжения конвейерного полотна в зависимости от влажности и температуры; 3) Налипание грязи, рудной мелочи или шлама на роликоопоры и датчики давления. Из-за этого погрешность конвейерных весов в процессе эксплуатации удваивается и возрастает с паспортных 1% до 3-5% всего за несколько недель работы без повторной калибровки.
Это сервисное предупреждение (ошибка лазера), указывающее на несоответствие геометрии пустого кузова самосвала сохраненному эталону. Причины: 1) Налипание или намерзание кусков породы на днище (уменьшает реальный объем кузова); 2) Механические деформации кузова (погнутые борта); 3) Смещение датчика на раме или загрязнение защитного стекла лидара. Требуется очистить кузов ТС, проверить чистоту оптики лидара или перекалибровать эталон кузова.
Да, измерительные системы LASE, поставляемые ООО «САЙТЕКС», являются официальными средствами измерений, внесенными в Государственный реестр средств измерений РФ. Поверка лазерных сканеров (лидаров) проводится аккредитованными метрологическими лабораториями строго 1 раз в год (12 месяцев). Сведения о результатах поверки вносятся в электронную базу ФГИС «АРШИН» и отображаются в Госреестре СИ.
Да. Из-за низкой насыпной плотности зерна и семян грузовые машины-зерновозы часто лимитируются объемом бортов, а не массой. Лазерное 3D-сканирование позволяет мгновенно определить объем засыпанного зерна в кузове, выявить пустоты, неравномерность погрузки по отсекам и пресечь любые приписки объема сырья при приемке на элеваторах и портах.
Да, метод лазерного 3D-сканирования (объемный метод градуировки) является наиболее точным и быстрым способом калибровки резервуаров. Сканер, установленный внутри емкости (для ГСМ, нефтепродуктов, химикатов, сухих смесей), оцифровывает ее внутреннюю поверхность. Программное обеспечение строит точнейшую цифровую модель емкости, учитывая деформации стенок, сварные швы, прогибы днища и объем внутренних конструкций (ребра жесткости, лестницы, трубы).
Система LASE BVC непрерывно считывает поперечные двумерные сечения проходящего материала с высокой частотой (до 100 профилей в секунду). Скорость движения конвейерной ленты фиксируется с помощью соединенного с барабаном колесного энкодера (датчика скорости). Перемножая площадь каждого измеренного среза материала на микро-перемещение ленты, ПО интегрирует эти значения, выдавая точный объем проходящего груза (м³/ч).
Время экспозиции (время накопления световой энергии приемником лидара) определяет чувствительность сенсора к отраженному лазерному лучу. Для темных материалов с низким коэффициентом отражения (уголь, магнетитовая руда, кокс) время экспозиции настраивается на максимум. Для светлых, отражающих грузов (известняк, песок, снег) время экспозиции снижают, чтобы избежать пересыщения (ослепления) матрицы приемника лидара.
САЙТЕКС поставляет и настраивает готовые промышленные комплексы лазерного 3D-сканирования «под ключ» в рамках договоров прямой поставки, лизинга или долгосрочного сервисного обслуживания. Краткосрочная аренда отдельных лидаров не практикуется, так как запуск системы требует прецизионного проектирования, установки опорных металлоконструкций, юстировки плоскостей сканирования и жесткой программной интеграции с АСУ ТП весовой.
Средний срок полезного использования промышленных лидаров LASE в тяжелых карьерных условиях составляет 7–10 лет. Приборы не имеют трущихся механических частей, а их внутренние компоненты герметично защищены металлическими кожухами со встроенной системой обогрева оптики и защитой от пыли и влаги класса IP65/IP67.
Бытовые лидары (в роботах-пылесосах, смартфонах) используют дешевые датчики с погрешностью 2–10 см, которая резко возрастает на солнце, в запыленности или на темных объектах. Промышленные лидары LASE используют импульсные лазеры высокой мощности со специальной оптикой и технологией Multi-Echo (множественного эха). Их погрешность составляет единицы миллиметров и стабильна в условиях плотного тумана, задымленности, запыленности и яркой солнечной засветки.
Коэффициент тарировки — это множитель, на который умножаются показания тензодатчиков весов для приведения их к реальной массе. Традиционно он рассчитывается путем прогонки эталонной навески груза. Использование 3D-сканера конвейера LASE BVC позволяет автоматизировать калибровку: система непрерывно сопоставляет геометрический объем материала с показаниями весов в реальном времени, вычисляя динамическую плотность материала и автоматически корректируя весовой коэффициент без остановок производства.
Да. Высокоскоростные лазерные 3D-профилометры в составе систем САЙТЕКС сканируют полотно конвейерной ленты с высокой плотностью точек. Программное обеспечение с помощью нейросетевых алгоритмов анализирует рельеф поверхности ленты в движении и автоматически обнаруживает продольные порезы, грыжи, расслоения стыковых швов и опасный износ бортов, предотвращая аварийные порывы конвейера.
Алгоритм основан на пространственном вычитании 3D-сеток (воксельном методе). Система имеет в базе данных эталонную 3D-модель пустого кузова конкретного автомобиля. При проезде груженой машины лидар сканирует верхнюю поверхность насыпи. ПО разбивает кузов на миллионы элементарных вертикальных ячеек (вокселей) сечением 10x10 мм, рассчитывает толщину слоя груза в каждом вокселе как разность высоты груза и высоты днища кузова, а затем суммирует объемы всех вокселей.
Системы LASE установлены и успешно работают на Березовском, Черниговском и Пермяковском угольных разрезах (АО «Стройсервис», Кузбасс), на обогатительных фабриках ПАО «Северсталь», ПАО «ГМК Норильский никель», карьерах ПАО «АК АЛРОСА», а также в крупных портах Владивостока, Мурманска, Санкт-Петербурга. За рубежом решения LASE эксплуатируются на горнодобывающих разрезах Австралии, США, ЮАР, Чили и Канады.
Цена стационарной системы LaseTVM-3D-S зависит от ширины зоны проезда, требований к металлоконструкции (раме), необходимости установки дополнительных систем (распознавание госномеров ТС, светофорное регулирование, шлагбаумы, интеграционные модули с весовыми весами и 1С/SAP), а также климатических условий региона (потребность в усиленном обогреве шкафов и оптики).
Стоимость измерительного комплекса LASE BVC рассчитывается индивидуально для каждого конвейера. Она определяется шириной конвейерной ленты (от 800 до 2200 мм), скоростью движения полотна, фракцией материала, условиями запыленности и необходимостью интеграции данных в АСУ ТП предприятия по промышленным протоколам (OPC UA, Modbus, Profibus).
