Chiều ngày 26/5 vừa qua, tại trụ sở Bộ Công Thương đã diễn ra buổi họp nghiệm thu nhiệm vụ KHCN "Ứng dụng và triển khai hệ thống vật lý ảo phục vụ quản lý và điều hành hoạt động dưới hầm mỏ và công trình ngầm" do Đại học Nguyễn Tất Thành thực hiện.
Ngành khai thác mỏ hầm lò trên thế giới và Việt Nam xu hướng đang ngày càng khai thác xuống sâu vào lòng đất, đi kèm đó là mức độ tăng cao gây ra nhiều nguy cơ rủi ro cho người lao động và giảm năng suất khai thác mỏ. Xuất phát từ nhu cầu thực tế này, Bộ Công Thương đã giao cho trường Đại học Nguyễn Tất Thành (TP. HCM) nghiên cứu xây dựng một hệ thống có khả năng theo dõi thông tin dữ liệu về môi trường khai thác mỏ để góp phần giải quyết vấn đề trên.
Hình ảnh tại buổi nghiệm thu. Ảnh: Vụ KH&CN.
Dự án do Trường triển khai đã nghiên cứu thiết kế, phát triển và sản xuất một số thiết bị nhúng công nghiệp gồm các thiết bị đo cố định và di động, các trạm giám sát khu vực thu thập dữ liệu kết nối có dây và không dây, thiết bị chuyển mạch truyền tải dữ liệu và phần mềm giám sát điều khiển. Để triển khai nghiên cứu, nhóm nghiên cứu tiếp cận các đầu đo khí CH4, CO, H2, O2, nhiệt độ gió, các đầu đo đa thông số di động cầm tay và các trạm khu vực, chuyển mạch vòng cùng với nguồn điều khiển đóng ngắt 2 chiều của hệ thống giám sát khí mỏ đang hoạt động tại các mỏ than Quảng Ninh, cụ thể là mỏ Bình Minh và Thành Công.
Về cơ bản, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp so sánh đối chiếu để giải mã công nghệ của các hệ thống giám sát khí mỏ hiện có trên thị trường. Từ đó, nhóm đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống vật lý ảo để đo các thông số về điều kiện môi trường tại hầm lò và xây dựng giao diện, cấu hình riêng phù hợp với điều kiện nghiên cứu và sản xuất nước ta.
Về mặt vật lý, hệ thống vật lý ảo kết nối các máy đo khí tự động với trạm giám sát trung tâm có cấu trúc gồm 2 phần: phần trên mặt bằng (trạm quan trắc) và phần dưới lò. Phần trên mặt bằng gồm máy chủ điều khiển, máy chủ dữ liệu, máy tính dự phòng và thiết bị chuyển mạch. Máy chủ được thiết kế để kết nối và giao tiếp 2 chiều với các đầu đo cố định và di động dưới lò. Phần dưới lò gồm các thiết bị đầu cuối là các thiết bị đo di động và cố định, các trạm giám sát khu vực, chuyển mạch mạng vòng và các thiết bị nguồn và điều khiển đóng-cắt.
Sơ đồ hệ thống vật lý ảo đo khí được xây dựng trong đề tài
Các thiết bị đo khí cố định và cầm tay của hệ thống
Các thiết bị trạm khu vực và chuyển mạch vòng mạng của hệ thống
Về mặt xử lý dữ liệu, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một phần mềm để phân tích, xử lý và hiển thị thông tin thu thập được từ các đầu đo. Phần mềm cũng có khả năng theo dõi và ra lệnh điều khiển từ trên mặt đất xuống cho các thiết bị phần cứng bên dưới mỏ. Người sử dụng cũng có thể thiết lập ngưỡng cảnh báo cho từng đầu đo, cũng như đóng cắt điện trong trường hợp xẩy ra sự cố.
Phần mềm thu thập dữ liệu từ các đầu đo khí
Mô phỏng dữ liệu đo khí truyền về
Điểm đặc biệt của ứng dụng công nghệ trong đề tài là tự động hóa toàn bộ quá trình cảnh báo an toàn cho hoạt động mỏ thông qua hệ thống vật lý ảo. Thêm vào đó, với thiết kế và công nghệ được Việt hóa, các sản phẩm đầu ra của đề tài đã giúp giảm đáng kể chi phí thiết bị. Chẳng hạn, với thiết bị đo khí CH4, chi phí thiết bị do đề tài thiết kế có chỉ khoảng 20 triệu đồng trong khi thiết bị nhập khẩu tương đương từ châu Âu có giá khoảng 70 triệu đồng (3.000 USD).
Nhận xét về đề tài, Hội đồng thẩm định đều nhất trí có các kết quả của nhiệm vụ KHCN này có ý nghĩa và tiềm năng thương mại tốt. Nhận xét đánh giá chung nhiệm vụ đã hoàn thành về số lượng, các sản phẩm thử nghiệm hoàn thiện trong môi trường thí nghiệm. Các tài liệu thiết kế, thuyết minh cần hoàn thiện hơn với mục tiêu đảm bảo có thể chuyển giao công nghệ vào thực tiễn. Hội đồng nhất trí nghiệm thu nhiệm vụ với kết quả bỏ phiếu với 8/8 phiếu đánh giá đạt yêu cầu.
Thêm thông tin về nhiệm vụ KHCN thuộc Chương trình triển một số ngành công nghiệp công nghệ cao: Đơn vị chủ quản: Bộ Công Thương Tên nhiệm vụ: Ứng dụng và triển khai hệ thống vật lý ảo phục vụ quản lý và điều hành hoạt động dưới hầm mỏ và công trình ngầm Đơn vị chủ trì: Đại học Nguyễn Tất Thành Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Nguyễn Thanh Tùng |
Vụ Khoa học và Công nghệ
