13 октября 2025 / 08:53

Как работают системы позиционирования земснарядов: в простых инструкциях с картинками

В России активно реализуются масштабные проекты по дноуглублению и расчистке водных путей. Пожалуй, сейчас это одно из ключевых направлений для развития внутреннего судоходства.

Разработчики из отечественной компании «Нониус Инжиниринг» создают современные программно-аппаратные комплексы автоматизации дноуглубительного флота, которые помогают сократить время выполнения дноуглубительных работ, снизить прямые затраты и повысить точность этих операций. В материале «Медиапалубы» рассказываем, как технологии помогают оператору не фигурально, а буквально «достигать дна» и работать без ошибок, а компании-судовладельцу при этом — не терять в деньгах.

Этапы работы и функционал систем линейки Nonius показываем на примере системы позиционирования и мониторинга для рефулерного землесоса.

На экране представлено математическое моделирование технологических процессов, которое помогает оператору земснаряда получать всю необходимую информацию в ходе дноуглубительных работ. Интерфейс разделен на несколько блоков — виджетов, каждый из которых отвечает за свой участок данных.

В левом верхнем углу отображается положение земснаряда под разными углами — это своего рода 3D-визуализация, которая помогает наглядно видеть ход работ.

Но основное внимание оператор уделяет нижнему левому блоку, где находится интерактивная карта глубин, меняющаяся в реальном времени. Здесь показано положение земснаряда на участке (прорези) — с указанием координат, курса и модели судна. Когда земснаряд достигает проектной глубины, цветовая схема карты меняется. Таким образом, оператор сразу видит, где участок уже обработан, а где предстоит продолжить. После завершения части цикла земснаряд перемещается по прорези и работает дальше, без лишних повторов.

В правом нижнем углу оператор может видеть глубину работы земснаряда и положение грунтозаборного устройства. На основе проектного задания — так называемой проектной отметки — он может опускать раму точно на нужный уровень и копать «там, где нужно», не уходя глубже и не оставляя недоработанных участков. Это позволяет с первого раза выполнять дноуглубительные работы с высокой точностью, повышая эффективность техники.

Проще говоря, система становится «глазами» оператора, помогая выполнять работы без перерасхода времени и топлива, избегая «перекопов» и «недокопов». Это позволяет решить проблему «неоплачиваемых переработок»: углубление ниже проектной отметки не оплачивается заказчиком, а недоработанные участки приходится исправлять за свой счет.

В правом верхнем углу расположен дополнительный блок — система учета производительности Nonius SlurryMeter. Она получает показания благодаря работе двух датчиков, установленных на грунтопроводе, и в реальном времени показывает скорость движения пульпы, ее плотность и производительность по сухому материалу.

Используя алгоритмы встроенного программного обеспечения, комплекс рассчитывает фактическую производительность земснаряда. Результат выдает на экране со «стрелками». Это позволяет оператору видеть не только объем перекачиваемой смеси, но и то, сколько полезного (сухого) грунта добывается в единицу времени, при этом поддерживать оптимальный режим гидродобычи: не качать вхолостую воду и не заилить грунтозаборную линию. Если производительность падает, оператор понимает, что в пульпе недостаточно грунта, и может углубить раму. Если же, наоборот, плотность смеси возрастает и поток замедляется, значит, в трубопроводе слишком много песка — в этом случае достаточно поднять трубу и промыть систему, чтобы избежать перегрузки.

Расположение окон и блоков в рамках интерфейса системы может быть настроено под конкретный земснаряд для удобства оператора.

Все данные, накопленные на борту земснаряда, доступны дистанционно через облачный сервис, предоставляемый вместе с комплексом: судовладелец может получать сведения об объемах добытого грунта и текущей эффективности флота и своего персонала без необходимости выезда на борт, при этом в автоматическом режиме и без «сырых данных».

В дополнение «Нониус» поставляет систему Nonius DredgeControl. Ее специалисты разработали, вдохновившись еще советскими инженерными решениями. В современных условиях разработка получила новое исполнение и стала частью комплекса, объединяющего систему учета производительности и автоматическое управление грунтозаборного устройства.

В основу Nonius DredgeControl положена связка датчика вакуума и программируемого логического контроллера, установленных на борту судна. Эта система позволяет в автоматическом режиме, без участия оператора, контролировать высоту положения грунтозаборного устройства — поднимать или опускать его в зависимости от текущих параметров вакуума в линии. Проще говоря, Nonius DredgeControl сам регулирует глубину забора грунта, помогая поддерживать оптимальное насыщение гидролинии пульпой и избегать как избыточного разжижения, так и перегрузки системы. В результате за то же время земснаряд способен добывать значительно больше грунта, а оператор получает возможность лучше контролировать производительность и стабильность процесса.

Кроме того, система снижает нагрузку на баггермейстера, которому в обычных условиях приходится вручную следить за положением рамы и управлять несколькими лебедками одновременно. Nonius DredgeControl берет на себя рутинные функции, позволяя оператору сосредоточиться на более важных технологических операциях.

Помимо программного обеспечения, «Нониус» поставляет широкий спектр разных датчиков и телеметрии — в том числе датчики положения рабочего органа земснаряда, они же цифровые инклинометры. Они измеряют углы наклона в трех осях и устанавливаются на грунтозаборных устройствах земснарядов, а также на других видах техники. Например, экскаваторах — везде, где важно в реальном времени определять положение рабочего механизма для его точного позиционирования. Датчики имеют защитный кожух, а также степень влагозащиты IP68, что обеспечивает стабильную эксплуатацию на глубинах до 30 метров.

Эти датчики — собственная разработка компании. Их полностью производят в России силами компании: изготавливают корпуса, печатают платы, выполняют настройку и сборку.

Датчики расходомера являются измерительными и включены в реестр средств измерений (СИ). Они позволяют в реальном времени измерять скорость движения пульпы и ее объемный расход, обеспечивая точные измерения на земснарядах либо промышленных предприятиях в процессе добыче нерудных материалов или полезных ископаемых.

Приборы могут использоваться как часть комплексов, так и независимо — например, при импортозамещении оборудования на горно-обогатительных комбинатах, где ранее применялись зарубежные расходомеры. Ключевое преимущество в том, что они не требуют врезки в трубопровод, что сокращает издержки судовладельца и исключает необходимость остановки технологической линии.