Kommunikation för ökad gruvautomation – absoluta spjutspetsen av teknologier provas ut i Bolidengruva

Boliden har ett särskilt utvecklingsprogram för gruvautomation. Till målen med programmet hör bättre styrning av produktionen och ett högre utnyttjande av maskinresurserna för att nå högre produktivitet. Höjd personsäkerhet i framtidens gruvor är också ett mål, där anläggningarna till stor del sköts från ett kontrollrum ovan jord och där så få som möjligt vistas i produktionsområdena nere i gruvan.

Bra datakommunikation i gruvorna är nödvändigt för hög grad av automation. Det finns WiFi installerat i fyra av Bolidens gruvor: Kankberg, Renström, Garpenberg och Kristineberg. När sedan Vinnova introducerade PIMM-projektet – Pilot for Industrial Mobile communication in Mining – passade därför detta mycket bra för Bolidens satsningar på kommunikationsinfrastruktur i gruvor. Övriga deltagande företag är främst Ericsson, Telia, Volvo CE och ABB.

PIMM:s pilotfaser pågår augusti 2016 – augusti 2017. För att testa och utveckla framtidens mobilkommunikation har basstationer för 5G installerats i en del av Kankbergsgruvan. Ericsson bidrar med senaste mobilteknologin. Telia svarar för Core Network. Genom att sätta i ett annat simkort kopplar man upp sig mot Ericssons testnät i Kista.

Utmaningar

Gruvmiljön innebär flera svåra utmaningar. Teoretisk bandbredd är en sak, men i gruvan studsar radiosignalerna och kan försvaga eller störa ut varandra genom interferens. I den första pilotfasen har man dock visat att kommunikationen fungerar där nere och går att koppla till Ericssons nät för att hantera larm, positionsdata med mera. 5G i en gruva bör ge tillräcklig kapacitet för att skicka data från gruvmaskiner till driftcentral ovan jord och tillbaka. För att fjärrstyra en maskin krävs kort och stabil signalfördröjning, i storleksordningen några 10-tals millisekunder, att jämföra med 100-tals millisekunder som kan förekomma i dagens mobilnät, för att ge tillräcklig precision i maskinens rörelser. Gruvautomation kan alternativt baseras på att maskinerna ges kommandon att starta en process, men sköter sedan autonomt detaljstyrningen under processen. Även då krävs skapligt bra kommunikation från maskin till operatör. Ett fullt möjligt scenario är nämligen självstyrande maskiner och fordon, som vid problem och hinder stannar och larmar. Då griper operatören in och fjärrstyr fordonet förbi hindret. Då kan det krävas en överföringshastighet på mer än 15 Mbit/sek för varje fordon.

Framtidens kommunikation kommer att medge positionsdata med mycket högre noggrannhet än idag, för att positionsbestämma både personer och utrustning. Detta kan ligga till grund för bland annat koordinering av fordonstrafiken i tunnlarna.

– PIMM-projektet är en riktig jackpot för oss, menar Peter Burman, programchef för Gruvautomation hos Boliden. Hos oss utvecklas och testas framtidens teknik och affärsmodeller i verkligt tuff industrimiljö, en gruva i produktion. Vi är mycket tacksamma över samarbetet med Ericsson och Telia som är verkliga spjutspetsföretag. Och Volvo och ABB ställer villigt upp med sina allra främsta produkter med senaste utrustningen.

– Vi sitter på första parkett och följer det prestigelösa samarbetet mellan högteknologiska företag, ett samarbete som för övrigt kännetecknar Sverige och ger oss en konkurrensfördel i världen, fortsätter Peter Burman.

Självkörande lastbilar

I ett projekt som inte tillhör PIMM, men som dock har stöd från Vinnova, testas lastbilar från Volvo Trucks. Här är det SAAB som svarar för navigationssystemet till fordonen. Man har lyckats visa att lastbilarna kan köra själva, och med last, från lastningsläge till tippningsläge.

Tester kommer också att göras med lastmaskiner som fjärrstyrs. ABB ska bidra med att integrera data från och till lastaren i gruvans överordnade styrsystem ABB 800xa. I framtida gruvor kommer kanske huvuddelen av maskinutrustningen – både fast och rörlig – att vara uppkopplad till driftcentral m.m. Data om maskinernas status och felindikationer ger bland annat möjligheter till bättre underhållsplanering och högre tillgänglighet.

– När nya teknologin väl blir realiserad i den dagliga produktionen kan vi faktiskt betrakta våra gruvor som malmfabriker, säger Peter Burman.

I ett ytterligare projekt har Boliden tillsammans med Inkonova AB provat att använda drönare försedd med laserskanner nere i gruvan. Tekniken skulle kunna användas för inspektion och kartläggning av bergrum, orter och schakt, exempelvis efter inträffade ras. Testet visade att drönaren klarade att bära en laserskanner och man lyckades också framställa en 3D-bild av ett schakt. Det är också tänkbart att drönare kan utföra provtagning och analyser på bergväggar.

Kjell-Arne Larsson