مدیریت ماشین آلات
کاربرد GPS در ماشین آلات
مدیریت ماشین آلات
کاربرد GPS در ماشین آلات
مقدمه:
§ در مقدمه مقاله به اهمیت روز افزون تکنولوژی GPS در دنیای امروز اشاره می کنیم که با نگاهی اجمالی به مقالا ت روز شاهد خواهیم بود بسیاری از محققین در زمینه رشته خود باب گسترده ای از این تکنولوژی را مورد بررسی قرار داده اند.
از این رو با توجه به اهمیت بالای ماشین آلات در صنعت ساخت هم از لحاظ بار مالی و توانایی در تسریع کار،که از جمله خصیصه های دستگاهای GPS می باشند،می توان اشاره کرد.
در واقع با بهره گیری هر چه بیشتر از این تکنولوژی و تهیه ناوگان تجهیز شده به این شبکه ها می توانیم ساختار کار را در بستری از data دنبال کنیم که با توجه به نرم افزارهای موجود و پیشرفت تر شدن آنها ناوگان تجهیز شده ماشین آلات خود را همسو در راستای پیشرفتهای روز دنیا همگام کنیم.
تاریخچه GPS در صنعت ساخت :
§ اولین ماهواره GPS در سال 1978 یعنی حدود 30 سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.
§ در سال1988 نخستین دستگاه GPSنقشه برداری ساخته وفروخته شد.
§ در سال 1993 در اولین قدم دستگاه GPS با هدف مکان یابی بر روی ماشین آلات معدن نصب گردید.
§ در سال 1999 اولین سیستم کنترل GPS تراز یاب به بازار عرضه شد.
§ در سال 2002 اولین دستگاه GPS کنترل ماشین در شرکت کترپیلار بر روی بیلهای مکانیکی و گریدرها نصب گردید.
GPS چیست؟
§ سیستم محل یابی جهانی
(Systems Global Positioning )
یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 24 ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.
§ ماهواره های این سیستم، در مدارهایی دقیق هر روز 2 بار بدور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می کنند. گیرنده های GPS این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال توسط ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می کند.
§ گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره برای محاسبه 2 بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است.
دقت دستگاه GPS :
§ دستگاه های GPS دارای دقت بیشتری درراستای عرض و طول جغرافیایی نسبت
به عمق هستند به آن دلیل که کل گستره زمین راپوشش می دهند .
ولی در رابطه با عمق به دلیل اینکه ماهواره ها تنها از بالا می توانند عمق را گزارش دهند امکان گستره پهناورتراز مختصات عمق وجود ندارد تاباعث افزایش دقت شود.
§ در اینجا این سوال مطرح می شود با توجه به اینکه هر دو نوع GPS از یک ماهواره سیگنال دریافت می کنند چرا دقتهای متفاوت دارند ؟
موانعی که در دستگاهای GPS ارزانتر با آن روبرو هستند:
§ تغییر مکان نسبی ماهواره ها
§ مشکلات ناشی از عوارض زمین در ارسال و دریافت سیگنالها
§ انحراف سیگنالها در عبور از اتمسفر
§ تداخل امواج رادیویی
با ضبط کردن مکانهای ماهوارها و فواصل موجود بین هر ماهواره و شی موردنظر مشکل تغییر مکان نسبی ماهوارها واطلاعات حل گردید.
برای حذف کردن مشکل عوارض زمین آنتن هایی طراحی گردید تا توانای حمل به نقاطی
که از این عوارض بدور هستند سیگنالها را دریافت و با توجه به فاصله مکانی مورد نظر مختصات نقاط مورد نظررا قرائت کنند.
همچنین برای رفع مشکل انحراف امواج در عبور از اتمسفر دستگاه Base Station بکار گرفته شد که قادر بود با محاسبات ،این انحراف را با دقت بالا تصحیح سازد.
Base Station(RTK): (REAL TIME KENEMATIK)
§ ماهواره ها دو سیگنال با کدهای Pو CA را ارسال می کنند که کدهای P پیچیده و دقیق هستند و کاربرهای مجاز(نظامی) امکان دریافت آنها را دارند و کدهای CA قابل استفاده برای عموم
می باشند که دارای خطا می باشند .
دستگاه BASE STATION دارای این قابلیت می باشد که با ضبط زمان ومکان ماهواره با محاسباتی از خطا ها کاسته و با بالا بردن دقت، سیگنالهای تصحیح شده را برای ماشینها ارسال کنند.
سيستم كامپيوتري رهيابي ماشين آلات راهسازي CAES
معرفي سيستم CAES
§ CAES (سيستم ماهواره اي رهيابي ماشين آلات راهسازي)، يكي از انواع موقعيت يابهاي جهاني GPS است. اين ابزار بطور اخص در صنايع معدن و دفن زباله و بطور عام در فرايند تسطيح مربوط به پروژه هاي مختلف عمراني ازجمله ساخت جاده و بزرگراه، خطوط راه آهن، باند فرودگاه، ساختمان سازي و ... مورد استفاده قرار مي گيرد. سيستم CAES برروي دوزرها، موتورگريدرها، اسكريپرها و بيل هاي مكانيكي قابل نصب است.
اجزاء سيستم
§ اين سيستم متشكل از بخشهاي ذيل است:
§ 1. يك مجموعه سخت افزاري كه بر روي ماشين نصب مي شود شامل:
I . گيرنده و فرستنده راديويي
II . آنتن
III . پردازشگر
§ 2. يك مجموعه نرم افزاري شامل:
I . نرم افزار METS manager كه در محيط Windows NT اجرا شده و مديريت شبكه راديويي را انجام مي دهد. اين نرم افزار مي تواند اطلاعات خروجي از يك نرم افزار مهندسي را به عنوان داده هاي ورودي دريافت نموده و پردازش كند. همچنين انتقال اطلاعات بين سايت و دفتر از طريق اين نرم افزار صورت مي گيرد. II . نرم افزار CAES office : اين نرم افزار لحظه به لحظه عمليات ماشين را پايش نموده و با نقشه مرجع مقايسه مي كند
مزاياي كاربرد CAES
§ دقت و يكنواختي عمليات:
§ به دليل كنترل تراز توسط ماشين در كل اجراي عمليات، كار طاقت فرساي تخمين توسط اپراتور در فاصله بين پيكه هاي تراز كه احتمال خطا و دوباره كاري در آنها بالا بوده حذف گرديده و درصد دقت و يكنواختي تراز در كل سطح عملياتي افزايش مي يابد.
§ افزايش راندمان توليد:
§ راندمان توليد و سود حاصله در شرايط استفاده از اين سيستم به دلايل متعدد افزايش مي يابد. صرفه جويي در زمان به دليل حذف زمان بيكاري ماشين در هنگام كنترل تراز توسط تيم نقشه برداري، يكي از علل مهم افزايش توليد است.
§ كاهش مواد جابجاشده:
مزيت مهم ديگر، جابجايي حجم صحيحي از ماده در مرتبه اول است كه باعث صرفه جويي در هزينه مي شود.
§ ايمني بيشتر:
به دليل عدم نياز به نيروي انساني براي كنترل تراز در كنار ماشين، ايمني در سايت كاري افزايش مي يابد.
§ كاهش نيروي انساني مورد نياز
§ اجراي عمليات در شب
§ كاربرد بهينه ماشين و كاهش هزينه ها
§ به طور كلي كاربرد اين سيستم در حدود 90 درصد كاهش هزينه ها را در نقشه برداري و هزينه هاي پيكه گذاري، 66 درصد در كنترل تراز و 30 الي 50 درصد كاهش هزينه را به دليل بهبود توليد به دنبال خواهد داشت.
کاربرد GPS در غلتکها:
در روسازی جاده ها ، غلطک ها بایدعمل متراکم سازی وتسطیح لایه ها را
در زمانیکه لایه آسفالتی داغ وتازه هستند انجام دهند تا به بهترین تراکم برسند.تراکم بهینه زمانی رخ خواهد داد تا تمام انرژی تراکم بصورت یکپارچه به مصالح انتقال یابد که این یکپارچگی وابسته به سرعت عبور غلطک و تعداد پاسهای عبوری آن می باشد.
که شمارش پاسها به اپراتور سپرده شدهبودو با توجه به خطاهای انسانی و اهمیت
تعداد پاسها در تراکم لایه ها و افزایش عمر لایه ها و کاهش هزینه های نگهداری
و بهسازی مجدد نیاز به یک سیستم دستیار با دقت بالا از جمله نیازمندیهای عمده بحساب می آمد.
- استفاده در گریدر ها و از سیستم خارج کردن روش سنتی میخ کوبی و بهینه کردن زمان و هزینه پروژه.
نتیجه گیری :
با توجه به اینکه تکنولوژی GPS از هر لحاظ فعالیت ها را بهنیه می کند باید زیر ساخت های IT و همچنین نقشه برداریها و طراحی های 3 بعدی را برای استفاده هر چه بهتراز این
تکنولوژی در کارگاهای ساخت خود رایج و بکار بندیم .
آرشيو مطالب...
mehdi :
در مورد CAES به فصل 10 کتاب مرجع مدیریت ماشین آلات عمرانی مراجعه کنید
حسین موسوی :
جناب آقای دکتر با سلام
با تشکر از مقاله اموزنده حضرت عالی در صورت ممکن مخفف عبارت Case را بفرمایید
با تشکر
حسین موسوی