AT16482U1 - System for monitoring the condition of a conveyor belt - Google Patents

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AT16482U1
AT16482U1 ATGM92/2016U AT922016U AT16482U1 AT 16482 U1 AT16482 U1 AT 16482U1 AT 922016 U AT922016 U AT 922016U AT 16482 U1 AT16482 U1 AT 16482U1
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Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Förderbands vorgestellt, wobei das Förderband (9) angeordnet ist, um um wenigstens eine Antriebstrommel (20) und eine Umlenktrommel (21) zu rotieren und wobei ein Elektromotor (22, 23) angeordnet ist, um die Antriebstrommel (20) anzutreiben. Wenigstens eine Sensoreinheit (10, 11, 13) ist angeordnet, um wenigstens ein Sensorsignal (1, 2, 3, 7), das wenigstens eine Betriebsvariable des Elektromotors (22, 23) repräsentiert, zu ermitteln. In dem System ist wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit (6) angeordnet, um aus dem wenigstens einen Sensorsignal (1, 2, 3, 7) wenigstens ein entsprechendes zeitabhängiges Datensignal abzuleiten, Unregelmäßigkeiten (27, 28) in dem wenigstens einen Datensignal zu erkennen, die anzeigen, dass eine Spleißstelle (26) des Förderbands (9) die Antriebstrommel (20) und/oder die Umlenktrommel (21) passiert, aus einer Änderung der Form oder Häufigkeit der Unregelmäßigkeiten (27, 28) zu ermitteln, ob sich der Zustand des Förderbands geändert hat, und ein Signal (30) zu senden, das eine Änderung des Zustands des Förderbands an wenigstens eine Anzeigeeinheit, eine Speichereinheit und/oder eine Entscheidungsfindungseinheit widerspiegelt.There is provided a system and method for monitoring the condition of a conveyor belt, wherein the conveyor belt (9) is arranged to rotate about at least one drive drum (20) and a tail pulley (21) and wherein an electric motor (22, 23) is arranged is to drive the drive drum (20). At least one sensor unit (10, 11, 13) is arranged to determine at least one sensor signal (1, 2, 3, 7) representing at least one operating variable of the electric motor (22, 23). At least one data processing unit (6) is arranged in the system for deriving from the at least one sensor signal (1, 2, 3, 7) at least one corresponding time-dependent data signal, to detect irregularities (27, 28) in the at least one data signal that indicate in that a splice point (26) of the conveyor belt (9) passes the drive drum (20) and / or the tail pulley (21) to determine, from a change in shape or frequency of the irregularities (27, 28), whether the condition of the conveyor belt has changed, and to send a signal (30) reflecting a change in the state of the conveyor belt to at least one display unit, a storage unit and / or a decision making unit.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Förderbands gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 13, wobei das Förderband zum Rotieren um mindestens eine Antriebstrommel und eine Umlenktrommel angeordnet ist, ein Elektromotor zum Antreiben der Antriebstrommel angeordnet ist und das System mindestens eine Sensoreinheit aufweist.The invention relates to a system and a method for monitoring the condition of a conveyor belt according to the preamble of claim 1 and claim 13, wherein the conveyor belt is arranged to rotate about at least one drive drum and a tail pulley, an electric motor for driving the drive drum and the system has at least one sensor unit.

[0002] Förderbandsysteme werden in verschiedenen Gewerben und besonders im Bergbau für Schüttgut und zur günstigen Beförderung benutzt. Das wesentliche Teil eines Förderbandsystems ist das Förderband, das das Schüttgut, wie etwa Kohle oder Lignit, oder die Güter trägt und sie fortlaufend über eine große Entfernung von einem Punkt zum nächsten befördert. In den Bergbauindustrien sind die Förderbandsysteme strengen Umgebungsbedingungen ausgesetzt, die ein Verschleißen des Förderbandmaterials bewirken und zu Beschädigungen des Bands führen, wie etwa Sprüngen und Rissen. Derartige Beschädigungen verringern nicht nur die Lebenszeit des Förderbands, sondern führen außerdem zu einem unerwarteten Produktionsstopp, wenn sie nicht rechtzeitig bemerkt werden, um die Wartung des Bands zu organisieren. Da sich das Förderband unter normalen Betriebsbedingungen fortlaufend bewegt, ist es schwierig, den Zustand des Bands zu überwachen und den Abnutzungszustand zu messen oder jegliche Beschädigungen zu erkennen.Conveyor belt systems are used in various industries and especially in mining for bulk and cheap transportation. The essential part of a conveyor belt system is the conveyor belt which carries the bulk material such as coal or lignite or the goods and continuously conveys them from one point to the next over a long distance. In the mining industries, the conveyor systems are exposed to severe environmental conditions that cause wear on the conveyor belt material and damage the belt, such as cracks and tears. Such damage not only reduces the life of the conveyor, but also results in an unexpected production stop if not noticed in time to organize the maintenance of the belt. Since the conveyor continuously moves under normal operating conditions, it is difficult to monitor the condition of the belt and to measure the state of wear or any damage.

[0003] Im Fachgebiet ist es bekannt, eingebettete Messteile wie Belastungssensoren, Induktionsschleifen oder Antennen zusätzlich im Förderbandmaterial einzugliedern. Diese eingebetteten Messteile stehen beispielsweise über drahtlose Kommunikation oder über Ultraschall- oder induktive Signale mit entsprechenden kontaktlosen Empfängern in Wechselwirkung, wobei die Empfänger an der mechanischen Struktur des Förderbandsystems angebracht sind.In the art it is known to incorporate embedded measuring parts such as load sensors, induction loops or antennas additionally in the conveyor belt material. These embedded measuring parts interact with, for example, wireless communication or via ultrasonic or inductive signals with corresponding contactless receivers, the receivers being attached to the mechanical structure of the conveyor system.

[0004] Beispielsweise offenbart US 6,047,814 ein Verfahren zum Überwachen eines sich fortlaufend bewegenden Bands, wobei zwei Wandler in oder am Band im Verbindungsbereich des Bands angeordnet sind, wobei der Verbindungsbereich der Bereich ist, in dem die Enden des Förderbands miteinander verbunden sind. Die Wandler senden jeder ein Signal an eine externe Sender/Empfänger-Einheit, wenn sie einen Betriebsbereich der Sender/Empfänger-Einheit durchlaufen. Die Wandler sind integrierte Schaltungen, die leitfähig mit einer Spule verbunden sind. Die Wandler sind aufgrund der Tatsache innerhalb des Verbindungsbereichs angeordnet, da man erkannt hat, dass der Verbindungsbereich eine Schwachstelle des Förderbands ist, die auf Lockerungsanzeichen hin überwacht werden muss.For example, US 6,047,814 discloses a method for monitoring a continuously moving belt, wherein two transducers are arranged in or on the belt in the connecting region of the belt, wherein the connecting region is the region in which the ends of the conveyor belt are connected to each other. The transducers each send a signal to an external transceiver unit as they pass through an operating range of the transceiver unit. The transducers are integrated circuits that are conductively connected to a coil. Due to the fact, the transducers are arranged inside the connection area, since it has been recognized that the connection area is a weak point of the conveyor belt which has to be monitored for loosening indications.

[0005] In DE 10 2008 018 238 A1 ist eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Erkennung eines Betriebszustands von elastischen Bauteilen, wie etwa aus Kautschuk hergestellte Förderbänder, offenbart. Im Förderband sind Elastomer- Impulsgeber in zwei sogenannten Messbereichen eingebettet, wobei der erste Messbereich ein anderes Zeitverhalten seiner Zugfestigkeit im Vergleich zum zweiten Messbereich aufweist. Die Vorrichtung weist ferner eine Sensorstation auf, mit deren Hilfe Magnetfelder, die von den Elastomer-Impulsgebern stammen, erkannt werden können, wenn sie die Sensorstation passieren, wobei die Magnetfelder dann zu Information zur Ausdehnung oder Streckung des entsprechenden Messbereichs verarbeitet werden.DE 10 2008 018 238 A1 discloses a device for nondestructive detection of an operating state of elastic components, such as conveyor belts made of rubber. In the conveyor belt, elastomer pulse transmitters are embedded in two so-called measuring ranges, wherein the first measuring range has a different time behavior of its tensile strength in comparison to the second measuring range. The device further comprises a sensor station by means of which magnetic fields originating from the elastomeric pulse generators can be detected when they pass the sensor station, the magnetic fields then being processed for information on the expansion or extension of the corresponding measuring range.

[0006] US 4,436,198 beschreibt ein Förderband-Risserkennungssystem, wobei mehrere Antennen im Allgemeinen quer zur Laufrichtung des Bands im Band eingebettet sind, und wobei die jeweiligen Antennen in kapazitiver Kopplungsbeziehung zu einem Sender/Empfänger ein Risserkennungsstation passieren und ein elektrisches Signal an den Sender/Empfänger senden. Ein Riss oder Sprung im Förderbandmaterial wird dadurch erkannt, dass die Antennen zerbrochen werden und kein Signal an den Sender/Empfänger senden.US 4,436,198 describes a conveyor belt crack detection system wherein a plurality of antennas are embedded in the belt generally transverse to the direction of travel of the belt and wherein the respective antennas pass in capacitive coupling relationship to a transceiver a crack detection station and an electrical signal to the transmitter / Send recipient. A crack or crack in the conveyor belt material is detected by the fact that the antennas are broken and send no signal to the transmitter / receiver.

[0007] Eine alternative Lösung zum Identifizieren des Zustands eines Förderbands ist beispielsweise aus US 7,427,767 B2 bekannt, worin eine Vorrichtung beschrieben ist, die zweidimensionale Bilder von aufeinanderfolgenden Bandteilabschnitten erfasst. Die erfassten Bilder werden an eine Auswertungsvorrichtung übertragen, wo die Bilder mit Referenzbildern vergli1/15An alternative solution for identifying the condition of a conveyor belt is known, for example, from US Pat. No. 7,427,767 B2, which describes a device which records two-dimensional images of successive band sections. The captured images are transmitted to an evaluation device where the images are compared with reference images

AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei pater taird chen werden und mindestens eine Feststellung zum Zustand des Bands ermittelt wird. Die Bilder werden entweder unter Benutzung von elektromagnetischer Strahlung, d.h. sichtbarem, Infrarot- oder Ultraviolettlicht, oder durchdringender Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, erfasst.AT16 482U1 2019-10-15 c Austrianiictiei pater taird chen and at least one statement on the condition of the tape is determined. The images are taken using either electromagnetic radiation, i. visible, infrared or ultraviolet light, or penetrating radiation, in particular X-ray detected.

[0008] DE 31 11 219 A1 offenbart ein System und Verfahren zum Überwachen des Zustands eines Förderbands gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 13; es ist eine Vorrichtung zum Verhindern offenbart, dass ein oder mehr Förderbänder in einem Bandförderersystem längs durch Gegenstände aufgeschlitzt werden, die an den Ladepunkten und/oder Überführungspunkten für die Güter, die befördert werden sollen, eingeklemmt werden. Die Vorrichtung weist in jedem Fall ein Überwachungsglied für jeden Ladepunkt und/oder Überführungspunkt auf, wobei das Glied kennzeichnende Werte für die Bewegung der Güter, die befördert werden sollen, beispielsweise die Beförderungsrate, oder für die Last des Antriebs, beispielsweise die Motorleistung, an eine Vergleichseinheit überträgt. Die Vergleichseinheit vergleicht diesen Wert mit einem vorher empfangenen, kennzeichnenden Wert und leitet dem zugeordneten Antriebsmotor im Falle einer Abweichung, die eine vorgegebene Abweichung übersteigt, einen Befehl zum Abschalten zu.DE 31 11 219 A1 discloses a system and method for monitoring the condition of a conveyor belt according to the preamble of claim 1 and claim 13, respectively; There is disclosed an apparatus for preventing one or more conveyor belts in a belt conveyor system from being slit longitudinally through objects which are trapped at the loading points and / or transfer points for the goods to be carried. The apparatus in each case comprises a monitoring member for each loading point and / or transfer point, the member having indicative values for the movement of the goods to be carried, for example the transport rate, or for the load of the drive, for example the engine power Comparative unit transmits. The comparison unit compares this value with a previously received characteristic value and, in the event of a deviation exceeding a predetermined deviation, transmits a shutdown command to the associated drive motor.

[0009] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Systeme und Verfahren zum Überwachen des Zustands eines Förderbands zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the systems and methods for monitoring the condition of a conveyor belt.

[0010] Diese Aufgabe wird durch ein System und Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a system and method according to the independent claims.

[0011] Im System gemäß der Erfindung ist der mindestens eine Sensor zum Ermitteln von mindestens einem Sensorsignal angeordnet, das mindestens eine Betriebsvariable des Elektromotors, der die Antriebstrommel antreibt, repräsentiert, und mindestens eine Datenverarbeitungseinheit ist angeordnet zum [0012] · Ableiten von mindestens einem entsprechenden zeitabhängigen Datensignal aus dem mindestens einen Sensorsignal, [0013] · Erkennen von Unregelmäßigkeiten in dem mindestens einen Datensignal, die anzeigen, dass eine Spleißstelle des Förderbands die Antriebstrommel und/oder die Umlenktrommel passiert, [0014] · Ermitteln aus einer Änderung der Form oder der Häufigkeit der Unregelmäßigkeiten, ob sich der Zustand des Förderbands geändert hat oder nicht, und [0015] · Senden eines Überwachungsausgangssignals, das eine Änderung des Zustands des Förderbands widerspiegelt, an mindestens eine Anzeigeeinheit, eine Speichereinheit und/oder eine Entscheidungsfindungseinheit.In the system according to the invention, the at least one sensor for determining at least one sensor signal is arranged, which represents at least one operating variable of the electric motor, which drives the drive drum, and at least one data processing unit is arranged to derive at least one Detecting irregularities in the at least one data signal indicating that a splice point of the conveyor belt passes the drive drum and / or the tail pulley, determining from a change in shape or the frequency of irregularities, whether or not the state of the conveyor belt has changed, and sending a monitoring output signal, which reflects a change in the state of the conveyor belt, to at least one display unit, a storage unit and / or a decision making unit.

[0016] Das Verfahren gemäß der Erfindung beinhaltet die Verfahrensschritte, die durch die mindestens eine Sensoreinheit und durch die Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden.The method according to the invention includes the method steps performed by the at least one sensor unit and by the data processing unit.

[0017] Mit dem vorgeschlagenen System und Verfahren ist es nicht mehr notwendig, eingebettete Sensorelemente oder Messteile in die Förderbänder einzugliedern oder spezifische externe Sensoren vorzusehen, wie etwa eine Bilderfassungsvorrichtung. Stattdessen wird Sensorinformation des Antriebsmotors, die für den Normalbetrieb des Förderbands verfügbar ist, für die Zustandsüberwachung benutzt. Dementsprechend ist der Aufwand zum Einrichten, Betreiben und Warten eines Zustandsüberwachungssystems im Vergleich zu den bekannten Systemen erheblich herabgesetzt.With the proposed system and method, it is no longer necessary to incorporate embedded sensor elements or measurement parts into the conveyor belts or to provide specific external sensors, such as an image capture device. Instead, sensor information of the drive motor, which is available for normal operation of the conveyor belt, is used for condition monitoring. Accordingly, the cost of setting up, operating and maintaining a condition monitoring system is significantly reduced as compared to known systems.

[0018] In einem oder mehrfachen zeitabhängigen Datensignalen, die aus der Sensorinformation abgeleitet werden, werden Unregelmäßigkeiten erkannt, die die Zeitpunkte anzeigen, wenn die Spleißstelle des Bands die Antriebstrommel und/oder die Umlenktrommel passiert. Die Spleißstelle ist die Stelle, an der die Enden des Förderbands zum Ausbilden einer Verbindung oder Zusammenfügung miteinander verbunden sind. Die Verbindung ist durch Überdecken oder Stumpfstoß, gerade oder in Schrägrichtung, hergestellt und wird durch Vulkanisierung oder mechanische Mittel zusammengehalten. Die Spleißstelle kann außerdem als Zusammenfü2/15In one or more time-dependent data signals derived from the sensor information, irregularities are detected indicating the times when the splice of the tape passes the drive drum and / or the tail pulley. The splice point is the point at which the ends of the conveyor belt are connected to form a joint or assembly. The joint is made by blanketing or butting, straight or oblique, and is held together by vulcanization or mechanical means. The splice site can also be used as an assembly

AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei pater taird gungsstelle oder Verbindungsstelle bezeichnet werden.AT16 482U1 2019-10-15 cc Austriaiictie pater taird agency or liaison office.

[0019] Im Allgemeinen gründet die Erfindung auf der Erkenntnis der Tatsache, dass die oben genannten Unregelmäßigkeiten permanent in Messsignalen beobachtet werden können, die an einem Förderbandsystem abgenommen werden, da die Spleißstelle andere mechanische Kennzeichen als der Rest des Förderbands aufweist, da sie stärker ist. Infolgedessen übt die Spleißstelle andere Kräfte auf die Antriebstrommel und/oder die Umlenktrommel als der Rest des Bands aus.In general, the invention is based on the recognition of the fact that the above-mentioned irregularities can be permanently observed in measurement signals taken on a conveyor belt system, since the splice site has different mechanical characteristics than the rest of the conveyor belt because it is stronger , As a result, the splice exerts other forces on the drive drum and / or tail pulley than the rest of the belt.

[0020] Wenn sich der Zustand des Förderbands ändert, d.h. wenn das Bandmaterial schwächer wird und sich zu verlängern beginnt, oder wenn Risse und Sprünge auftreten, die ebenfalls zu einer beginnenden Verlängerung des Bands führen, beginnt sich die Form und/oder die Häufigkeit der Unregelmäßigkeiten von jenen Unregelmäßigkeiten zu unterscheiden, die bei einem intakten Förderband auftreten. Gemäß der Erfindung werden diese Unterschiede durch die Datenverarbeitungseinheit erkannt, und ein entsprechendes Überwachungsausgangssignal wird angezeigt und/oder gespeichert und/oder an eine Entscheidungsfindungseinheit zum Entscheiden gesendet, ob Wartung oder Austauschen des Förderbands notwendig wird.When the condition of the conveyor belt changes, i. E. As the strip material weakens and begins to elongate, or when cracks and cracks also occur, which also lead to incipient elongation of the strip, the shape and / or frequency of the irregularities begins to differ from those irregularities that occur in an intact conveyor belt occur. According to the invention, these differences are detected by the data processing unit and a corresponding monitor output signal is displayed and / or stored and / or sent to a decision making unit for deciding whether maintenance or replacement of the conveyor belt becomes necessary.

[0021] Daher wird ein System und Verfahren für ein zerstörungsfreies Überwachen des Zustands des Förderbands vorgelegt, das leicht in einem bestehenden Förderbandsystem umzusetzen ist. Da üblicherweise verfügbare Sensorinformation des Elektromotors benutzt wird, wird der Aufwand zum Eingliedern von Messteilen in das Bandmaterial und zum Anordnen einer entsprechenden Empfangsvorrichtung oder einer externen Sensorvorrichtung am Förderbandsystem vermieden.Therefore, a system and method for non-destructive monitoring of the condition of the conveyor belt is presented, which is easy to implement in an existing conveyor system. Since usually available sensor information of the electric motor is used, the effort for incorporating measuring parts into the strip material and for arranging a corresponding receiving device or an external sensor device on the conveyor belt system is avoided.

[0022] Vorzugsweise ist die mindestens eine Betriebsvariable des Elektromotors entweder eine Spannung, ein Strom, eine Rotationsdrehzahl, eine Beschleunigung, ein Drehmoment oder ein Kraftsignal, und die mindestens eine Sensoreinheit ist ein Strom- und/oder Spannungssensor, ein Drehzahl-Impulsgeber, ein Drehmoment-Messwandler, beispielsweise ein Dehnmessstreifen, oder ein Kraft-Messwandler.Preferably, the at least one operating variable of the electric motor is either a voltage, a current, a rotational speed, an acceleration, a torque or a force signal, and the at least one sensor unit is a current and / or voltage sensor, a speed pulse generator, a Torque transducers, such as a strain gauge, or a force transducer.

[0023] Das mindestens eine Datensignal kann eine Amplitude im Zeitverlauf oder ein Häufigkeitsspektrum repräsentieren, wobei die Zeitabhängigkeit des Häufigkeitsspektrums durch wiederholtes Ableiten des Spektrums für nachfolgende Zeitpunkte aus dem entsprechenden Sensorsignal erzielt ist.The at least one data signal may represent an amplitude over time or a frequency spectrum, wherein the time dependence of the frequency spectrum is achieved by repeatedly deriving the spectrum for subsequent times from the corresponding sensor signal.

[0024] Die mindestens eine Datenverarbeitungseinheit kann entweder eine unabhängige Verarbeitungsvorrichtung sein, oder sie kann zwei oder mehr Verarbeitungsvorrichtungen aufweisen, die Zusammenwirken, wobei die zwei oder mehr Verarbeitungsvorrichtungen in ein und derselben Rechnereinheit oder in separaten Einheiten integriert sein können.The at least one data processing unit may either be an independent processing device, or it may comprise two or more processing devices that work together, where the two or more processing devices may be integrated into one and the same computing device or in separate units.

[0025] In einer bevorzugten Ausführungsform sind eine oder mehr der Verarbeitungsvorrichtungen integrierte Bestandteile eines elektrischen Wandlers, insbesondere eines Frequenzwandlers, wobei der Wandler mit dem Elektromotor verbunden ist und zum Versorgen desselben mit einem Strom und/oder einer Spannung angeordnet ist. Die meisten Elektromotoren werden heutzutage über einen entsprechenden elektrischen Wandler versorgt und gesteuert, wobei die Steuerung in einer Verarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird, die zum Wandler gehört. Diese Verarbeitungsvorrichtung wird mit einem oder mehrfachen Sensorsignalen versorgt, die eine bzw. mehrfache Betriebsvariablen des Motors repräsentieren, und sie leitet aus diesen Sensorsignalen die entsprechenden zeitabhängigen Datensignale ab, die für die Steuerfunktionen benötigt werden, wie etwa Strom, Spannung, Drehmoment und/oder Drehzahl. Dementsprechend ist es besonders vorteilhaft, das vorgelegte Überwachungsverfahren in jenen Fällen anzuwenden, in denen der Antriebsmotor des Förderbands über einen elektrischen Wandler versorgt wird, da die erforderlichen Datensignale bereits vorhanden sind und nur bezüglich der Unregelmäßigkeiten weiter verarbeitet werden müssen.In a preferred embodiment, one or more of the processing devices are integrated components of an electrical transducer, in particular a frequency converter, wherein the transducer is connected to the electric motor and arranged to supply it with a current and / or a voltage. Most electric motors today are supplied and controlled by a corresponding electrical converter, the control being carried out in a processing device belonging to the converter. This processing device is supplied with one or more sensor signals representing one or more operating variables of the engine and derives from these sensor signals the corresponding time-dependent data signals needed for the control functions, such as current, voltage, torque and / or speed , Accordingly, it is particularly advantageous to apply the presented monitoring method in those cases in which the drive motor of the conveyor belt is supplied via an electrical converter, since the required data signals are already present and need only be further processed with respect to the irregularities.

[0026] Die mindestens eine Datenverarbeitungseinheit kann zum Ermitteln angeordnet sein, ob sich der Zustand des Förderbands geändert hat oder nicht, durch Vergleichen der Form und/oder der Häufigkeit der Unregelmäßigkeiten entweder mit einer entsprechenden SchwelleThe at least one data processing unit may be arranged to determine whether or not the state of the conveyor belt has changed by comparing the shape and / or the frequency of the irregularities, either with a corresponding threshold

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AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei p3LPrL3ir,L oder mit der Form und Häufigkeit einer Referenzunregelmäßigkeit, wobei die Referenzunregelmäßigkeit vorteilhafterweise ein intaktes und funktionstüchtiges Förderband repräsentiert. Alternativ kann ein modellbasierter Zustandsbeobachter zum Ermitteln des Zustands oder der Verfassung des Förderbands benutzt werden.AT16 482U1 2019-10-15 austriictiei p3LPrL3ir, L or with the form and frequency of a reference irregularity, the reference irregularity advantageously representing an intact and functional conveyor belt. Alternatively, a model-based state observer may be used to determine the condition or condition of the conveyor belt.

[0027] Die Form der Unregelmäßigkeiten kann aus einer Änderung der Amplitudenhöhe und/oder aus einer Änderung in der Breite der Spitzenwerte der Unregelmäßigkeiten ermittelt werden.The shape of the irregularities can be determined from a change in the amplitude level and / or from a change in the width of the peak values of the irregularities.

[0028] In einer Ausführungsform des Systems und entsprechenden Verfahrens ist die mindestens eine Sensoreinheit zum Ermitteln eines ersten Sensorsignals und eines zweiten Sensorsignals angeordnet, die eine erste bzw. eine zweite Betriebsvariable des Elektromotors repräsentieren, und wobei die mindestens eine Datenverarbeitungseinheit zum Ableiten von ersten und zweiten Datensignalen und zum Erkennen von Unregelmäßigkeiten entweder im ersten Signal, wenn die entsprechende Betriebsvariable des Elektromotors zum Folgen einer ersten Referenzvariablen gesteuert wird, oder im zweiten Signal, wenn die entsprechende Betriebsvariable des Elektromotors zum Folgen einer zweiten Referenzvariablen gesteuert wird, angeordnet ist.In one embodiment of the system and corresponding method, the at least one sensor unit for determining a first sensor signal and a second sensor signal are arranged, which represent a first and a second operating variable of the electric motor, and wherein the at least one data processing unit for deriving first and second data signals and for detecting irregularities either in the first signal when the corresponding operating variable of the electric motor is controlled to follow a first reference variable, or in the second signal when the corresponding operating variable of the electric motor is controlled to follow a second reference variable.

[0029] Das erste Sensorsignal kann beispielsweise ein Drehzahlsignal sein, und das zweite Sensorsignal kann ein Drehmomentsignal sein. Die Drehzahl und das Drehmoment sind mechanische Betriebsvariablen des Elektromotors, die beide steuerbar sind. Im Allgemeinen können, da ein Steueralgorithmus im Allgemeinen auf jegliche unerwünschte Unregelmäßigkeiten reagiert und versucht, diese zu reduzieren, die Auswirkungen der Spleißstelle in den Datensignalen, die einer gesteuerten Variablen entsprechen, weniger sichtbar werden als im Vergleich zu den Datensignalen einer ungesteuerten Variablen. Daher wird vorgeschlagen, eher im Signal einer ungesteuerten Variablen nach den Unregelmäßigkeiten zu suchen, d.h. die Unregelmäßigkeiten im Drehzahlsignal zu beobachten, wenn das Drehmoment des Motors gesteuert ist, und umgekehrt.The first sensor signal may be, for example, a speed signal, and the second sensor signal may be a torque signal. The speed and torque are mechanical operating variables of the electric motor, both of which are controllable. In general, since a control algorithm generally responds to and attempts to reduce any unwanted irregularities, the effects of the splice in the data signals corresponding to a controlled variable may become less visible than compared to the data signals of an uncontrolled variable. Therefore, it is proposed to look for the irregularities in the signal of an uncontrolled variable, i. to observe the irregularities in the speed signal when the torque of the motor is controlled, and vice versa.

[0030] Das System und Verfahren zum Überwachen des Zustands des Förderbands kann durch zusätzliches Berücksichtigen eines Schwingungsdatensignals erweitert werden, das in der Form eines Beschleunigungs- oder Drehzahlsensorsignals abgeleitet werden kann, welches von einer Schwingungsmesseinheit bereitgestellt wird, wobei die Schwingungsmesseinheit die Schwingung eines Maschinenbauteils, das am Elektromotor angebracht ist, wie etwa die Motortrommel, ein Getriebe oder ein Lager, misst.The system and method for monitoring the condition of the conveyor belt may be extended by additionally considering a vibration data signal that may be derived in the form of an acceleration or speed sensor signal provided by a vibration measurement unit, the vibration measurement unit monitoring the vibration of a machine component, which is attached to the electric motor, such as the engine drum, a gearbox or a bearing, measures.

[0031] In einer weiteren Erweiterung des Systems ist das Förderband zusätzlich zum Rotieren um eine Spanntrommel ausgebildet, und die mindestens eine Datenverarbeitungseinheit ist zum Ermitteln einer Änderung des Zustands des Förderbands durch zusätzliches Berücksichtigen eines Verlagerungssensorsignals ausgebildet, das von einer Entfernungsmesseinheit geliefert wird, welche die Verlagerung der Spanntrommel misst.In a further extension of the system, the conveyor belt is additionally configured to rotate about a tensioning drum and the at least one data processing unit is adapted to determine a change in the condition of the conveyor belt by additionally considering a displacement sensor signal provided by a distance measuring unit incorporating the Displacement of the tensioning drum measures.

[0032] Noch weitergehend kann ein Bandspannungssignal, das von einer Kraftmesseinheit geliefert wird, und/oder ein Bildsensorsignal, das von einem Strahlungssensor, welcher das Förderband beobachtet, geliefert wird, berücksichtigt werden.Still further, a tape tension signal provided by a force measuring unit and / or an image sensor signal provided by a radiation sensor observing the conveyor belt may be considered.

[0033] Die Erfindung und ihre Ausführungsformen werden aus dem Beispiel und seinen Ausführungsformen ersichtlich, das unten in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben ist; es zeigen:The invention and its embodiments will be apparent from the example and its embodiments, which is described below in conjunction with the accompanying drawings; show it:

[0034] Fig. 1 ein Förderband mit einer Spleißstelle, [0035] Fig. 2 ein System zum Überwachen des Zustands eines Förderbands, [0036] Fig. 3 ein Teil des Systems von Fig. 2 mit weiteren Sensoreinheiten, [0037] Fig. 4 ein Diagramm der Zylinderkraft der Antriebstrommel von Fig. 1, [0038] Fig. 5 ein zeitabhängiges Häufigkeitsspektrum der Rotationsdrehzahl des Motors, der das Förderband von Fig. 1 antreibt,1 shows a conveyor belt with a splice, FIG. 2 shows a system for monitoring the condition of a conveyor belt, FIG. 3 shows a part of the system of FIG. 2 with further sensor units, FIG. Fig. 4 is a graph of the cylinder force of the drive drum of Fig. 1; Fig. 5 is a time dependent frequency spectrum of the rotational speed of the motor driving the conveyor belt of Fig. 1;

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AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei p3LPrL3ir,L [0039] Fig. 6 ein zeitabhängiges Häufigkeitsspektrum des Drehmoments des Motors, der das Förderband von Fig. 1 antreibt, [0040] Fig. 7 die Amplitude/Zeitverlauf-Diagramme für Rotationsdrehzahl und Drehmoment des Motors von Fig. 1 zu verschiedenen Zeitpunkten.Fig. 6 shows a time-dependent frequency spectrum of the torque of the motor which drives the conveyor belt of Fig. 1; Fig. 7 shows the amplitude / time course diagrams for rotational speed and torque of the engine of Fig. 1 at different times.

[0041] Fig. 1 zeigt ein einfaches Förderband 9, das um eine Antriebstrommel 20 und eine Umlenktrommel 21 rotiert. Das Förderband ist mit einer Länge von ungefähr 18 Metern vergleichsweise kurz. Das Förderband weist eine Spleißstelle 26 auf, wobei die Spleißstelle die Stelle ist, an der sich die Enden des Bandmaterials überdecken und aneinander befestigt sind. Andere und insbesondere längere Förderbänder können mehr als nur eine Spleißstelle aufweisen. Die Spleißstelle des Förderbands von Fig. 1 ist ungefähr 4 Meter lang. Ein Elektromotor 23 treibt die Antriebstrommel an, wobei ein Getriebe 24 zwischen dem Motor 23 und der Antriebstrommel 21 eingerichtet ist.Fig. 1 shows a simple conveyor belt 9, which rotates about a drive drum 20 and a tail pulley 21. The conveyor belt is comparatively short with a length of about 18 meters. The conveyor belt has a splice 26, the splice being the location where the ends of the tape material overlap and are secured together. Other and especially longer conveyor belts may have more than one splice. The splice point of the conveyor belt of Fig. 1 is about 4 meters long. An electric motor 23 drives the drive drum, wherein a gear 24 is arranged between the motor 23 and the drive drum 21.

[0042] Figur 4 zeigt ein Messsignal eines Kraftmesswandlers am Zylinder der Umlenktrommel 21 von Fig. 1. Neben dem Kraftsignal, das als eine durchgezogene Linie im oberen Bereich des Diagramms dargestellt ist, zeigt Fig. 4 außerdem die Anzahl von Bandzyklen, d.h. die Anzahl von Umdrehungen des Bands. Die entsprechende Linie ist die gestrichelte Linie im unteren Bereich des Diagramms. Wie ersichtlich, sind der 111-te und der 112-te Zyklus in ihrer vollen Länge dargestellt.Figure 4 shows a measurement signal of a force transducer on the cylinder of the tail pulley 21 of Figure 1. In addition to the force signal shown as a solid line at the top of the graph, Figure 4 also shows the number of tape cycles, i. the number of revolutions of the tape. The corresponding line is the dashed line at the bottom of the diagram. As can be seen, the 111th and 112th cycles are shown in full length.

[0043] Das Förderband 9 von Fig. 1 und 4 ist intakt, ohne Risse oder Sprünge. Der Betriebsstatus, der in Fig. 4 gezeigt ist, ist eine lineare Beschleunigung des Förderbands. Dementsprechend sollte die Zylinderkraft einfach eine lineare Zunahme zeigen. Es treten jedoch zwei Unregelmäßigkeiten in der Form von Spitzenwerten 27 im Kraftsignal während des 111-ten Zyklus an Zeitpunkten T1 und T2 auf, und zwei Unregelmäßigkeiten in der Form von Spitzenwerten 28 treten während des 112-ten Zyklus an Zeitpunkten T3 und T4 auf. Wie die Erfinder erkannt haben, sind diese Spitzenwerte keine Ausnahmen, sondern treten häufig auf und fallen mit dem Passieren der Spleißstelle an der Antriebstrommel 20 bzw. der Umlenktrommel 21 zusammen. Anders gesagt tritt der erste der zwei Spitzenwerte 27 bzw. 28 immer auf, wenn die Spleißstelle 26 die Antriebstrommel 20 passiert, und der zweite der zwei Spitzenwerte 27 bzw. 28 zeigt das Passieren der Umlenktrommel 21 an.The conveyor belt 9 of Fig. 1 and 4 is intact, without cracks or cracks. The operating status shown in Fig. 4 is a linear acceleration of the conveyor belt. Accordingly, the cylinder force should simply show a linear increase. However, there are two irregularities in the form of peaks 27 in the force signal during the 111th cycle at times T1 and T2, and two irregularities in the form of peaks 28 occur at times T3 and T4 during the 112th cycle. As the inventors have recognized, these peak values are not exceptions but occur frequently and coincide with the passing of the splice point on the drive drum 20 or the deflection drum 21. In other words, the first of the two peaks 27 and 28 always occurs when the splice 26 passes the drive drum 20, and the second of the two peaks 27 and 28 indicates the passage of the tail pulley 21.

[0044] Weitere Tests haben ergeben, dass es ebenfalls möglich ist, ähnliche Arten von Unregelmäßigkeiten in den Signalen der Rotationsdrehzahl und des elektrischen Stroms und Drehmoments des Motors zu beobachten.Other tests have shown that it is also possible to observe similar types of irregularities in the signals of the rotational speed and the electric current and torque of the motor.

[0045] In Fig. 5 bis 7 sind die Ergebnisse von Langzeittests des Förderbands 9 von Fig. 1 dargestellt. Fig. 5 zeigt eine Reihe von Häufigkeitsspektren der Rotationsdrehzahl n des Motors 23, die an aufeinanderfolgenden Punkten im Verlauf der Zeit t erzeugt wurden. In diesem spezifischen Beispiel wurde jedes Häufigkeitsspektrum ungefähr 30 Minuten nach dem vorhergehenden berechnet, sodass Fig. 5 einen Gesamtzeitraum von ungefähr 2 Tagen abdeckt. Die Amplituden- und Frequenzbereiche sind beide angepasst, sodass die dominante Amplitude der tatsächlichen Motorfrequenz nicht sichtbar ist. Eine erste Reihe von bedeutenden Amplituden gehört zur Rotationshäufigkeit f1 des Förderbands 9, und eine zweite Reihe von noch höheren Amplituden gehört zur entsprechenden ersten Harmonischen f2, d.h. zur doppelten Rotationshäufigkeit des Förderbands 9. Bei Betrachtung von Fig. 4 wird deutlich, dass die Rotationshäufigkeit f1 dem Zeitunterschied zwischen dem jeweiligen ersten der zwei Spitzenwerte 27 und 28 entspricht, d.h. durch den Zeitraum definiert ist, den das Förderband zum Passieren von einer der Trommeln 20 bzw. 21 benötigt. Dass die Rotationshäufigkeit f1 so deutlich im Häufigkeitsspektrum sichtbar ist, liegt an der oben beschrieben Auswirkung der Spleißstelle.FIGS. 5 to 7 show the results of long-term tests of the conveyor belt 9 of FIG. 1. Fig. 5 shows a series of frequency spectrums of the rotational speed n of the motor 23 generated at successive points over time t. In this specific example, each frequency spectrum was calculated about 30 minutes after the previous one, so that Fig. 5 covers a total period of about 2 days. The amplitude and frequency ranges are both adjusted so that the dominant amplitude of the actual motor frequency is not visible. A first series of significant amplitudes belongs to the frequency of rotation f1 of the conveyor belt 9, and a second series of even higher amplitudes belongs to the corresponding first harmonic f2, i. Referring to Fig. 4, it can be seen that the rotational frequency f1 corresponds to the time difference between the respective first one of the two peak values 27 and 28, i.e., the rotational frequency f1. is defined by the time the conveyor belt takes to pass one of the drums 20 and 21, respectively. The fact that the frequency of rotation f1 is so clearly visible in the frequency spectrum is due to the effect of the splice site described above.

[0046] Fig. 6 weicht von Fig. 5 nur dahingehend ab, dass das Drehmoment M des Motors 23 anstelle der Rotationsdrehzahl n gezeigt ist. Hier stechen die Amplituden an der Rotationshäufigkeit f1 des Förderbands 9 und an ihrer ersten Harmonischen f2 ebenfalls stark hervor.Fig. 6 differs from Fig. 5 only in that the torque M of the motor 23 is shown instead of the rotational speed n. Here, the amplitudes at the rotational frequency f1 of the conveyor belt 9 and at its first harmonic f2 also stand out strongly.

[0047] Es wird nun anhand von Fig. 7 erläutert, wie die Langzeittests des Förderbands 9 durchgeführt wurden. In Fig. 7 ist ein gefiltertes Drehzahlsignal n_filt und ein gefiltertes Dreh5/15It will now be explained with reference to Fig. 7, as the long-term tests of the conveyor belt 9 were performed. In Fig. 7 is a filtered speed signal n_filt and a filtered Dreh5 / 15

AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei iBlfrUril momentsignal M_filt des Motors 23 für aufeinanderfolgende Zeiträume gezeigt, wobei das Filtern mit einem Bandpassfilter zum Extrahieren der ersten Harmonischen f2 aus den jeweiligen Signalen n und M ausgeführt wurde, und wobei die oberen Diagramme jedes gefilterten Signals, n_filt1 und M_filt1, beide einen ersten Zeitraum zu Beginn von einem der Tests zeigen, die Diagramme in der Mitte, n_filt2 und M_filt2, zu einem zweiten Zeitraum in der Mitte des Tests gehören, und die jeweiligen unteren Diagramme, n_filt3 und M_filt3, beide einen dritten Zeitraum nahe am Ende des Tests zeigen.AT16 482U1 2019-10-15 of the motor 23 for successive periods of time, filtering with a bandpass filter for extracting the first harmonic f2 from the respective signals n and M, and the upper diagrams of each filtered signal, n_filt1 and M_filt1, both showing a first time period at the beginning of one of the tests, the graphs in the middle, n_filt2 and M_filt2, belong to a second time period in the middle of the test, and the respective lower graphs, n_filt3 and M_filt3, both a third Period near the end of the test show.

[0048] Die allgemeine Zielsetzung des Tests war, das Förderband unter erhebliche mechanische Belastung zu setzen, um schwere Betriebsbedingungen zu simulieren, und um herauszufinden, ob eine Schwächung des Förderbands in gemessenen Betriebsvariablen des Motors 23 erkennbar wäre. Während des dritten Zeitraums von Fig. 7 begann das Förderband 9, deutliche Verschleißerscheinungen zu zeigen, und danach endete der Test damit, dass das Förderband 9 zu reißen begann.The general objective of the test was to place the conveyor belt under considerable mechanical stress to simulate severe operating conditions and to find out whether weakening the conveyor belt in measured operating variables of the motor 23 would be apparent. During the third period of Fig. 7, the conveyor belt 9 began to show marked signs of wear, and thereafter the test ended with the conveyor belt 9 starting to rupture.

[0049] Wie aus den oberen Diagrammen von n_filt und M_filt ersichtlich ist, nehmen die Amplituden in beiden Signalen zyklisch zu und ab, wobei jeder Zyklus ungefähr 50 Sekunden dauert. Dies ist aufgrund einer externen Kraft, die periodisch mit einer exakten Zykluszeit von 50 Sekunden auf das Förderband 9 ausgeübt wurde, um eine zyklische Belastung auf das Band zu simulieren.As can be seen from the upper diagrams of n_filt and M_filt, the amplitudes in both signals increase and decrease cyclically, each cycle lasting approximately 50 seconds. This is due to an external force exerted periodically on conveyor 9 with an exact cycle time of 50 seconds to simulate cyclic loading on the belt.

[0050] Es wurde erkannt, dass, kurz bevor das Förderband zu reißen beginnt, die Amplituden von n_filt und M_filt erheblich vermindert sind, d.h. die Amplituden der jeweiligen ersten Harmonischen f2 der Bandrotationshäufigkeit f1 vermindert sind, wo diese Amplituden gleich den Spitzenwerten in der Rotationsdrehzahl n und dem Drehmoment M des Motors sind, die durch die Spleißstelle bewirkt sind. Diese Wirkung ist nicht nur in Fig. 7 deutlich zu sehen, sondern außerdem in Fig. 5 und 6, wo die Amplituden von n und M zum Ende der Zeitachse t hin abnehmen. Eine mögliche Erklärung für die verminderten Amplituden ist, dass die Steifigkeit der Spleißstelle mit erhöhtem Verschleiß des Bandmaterials abnimmt, sodass das mechanische Auftreffen auf die Antriebs- und Umlenktrommel weniger stark ist.It has been recognized that just before the conveyor belt begins to rupture, the amplitudes of n_filt and M_filt are significantly reduced, i. E. the amplitudes of the respective first harmonics f2 of the tape rotation frequency f1 are decreased, where these amplitudes are equal to the peak values in the rotation speed n and the torque M of the motor caused by the splice. This effect can be clearly seen not only in FIG. 7, but also in FIGS. 5 and 6, where the amplitudes of n and M decrease toward the end of the time axis t. A possible explanation for the reduced amplitudes is that the stiffness of the splice decreases with increased wear of the strip material, so that the mechanical impact on the drive and tail pulley is less strong.

[0051] Drehmoment M und Rotationsdrehzahl n sind mechanische Betriebsvariablen des Motors 23. Da das Drehmoment M dem elektrischen Strom entspricht, wurden ähnliche Wirkungen wie oben beschrieben ebenfalls in dieser elektrischen Betriebsvariablen des Motors 23 sichtbar.Torque M and rotational speed n are mechanical operating variables of the motor 23. Since the torque M corresponds to the electric current, similar effects as described above have also been manifested in this electrical operating variable of the motor 23.

[0052] Wie die Erfinder erkannt haben, können aufgrund der Unregelmäßigkeiten oder Spitzenwerte, die in den Sensorsignalen der Betriebsvariablen des Motors 23 auftreten, diese Signale zum Umsetzen eines Systems und eines Verfahrens zum Überwachen des Zustands des Förderbands 9 benutzt werden. Beispiele für die Komponenten eines derartigen Systems sind in Fig. 2 und 3 gezeigt.As the inventors have realized, due to the irregularities or peak values occurring in the sensor signals of the operating variables of the motor 23, these signals can be used for implementing a system and a method for monitoring the condition of the conveyor belt 9. Examples of the components of such a system are shown in FIGS. 2 and 3.

[0053] In Fig. 2 ist eine Draufansicht des Motors 23 und Getriebes 24, die eine Kraft auf die Antriebstrommel 20 des Förderbands 9 ausüben, gezeigt. Der Motor 23 ist ein Permanentmagnetinduktionsmotor. Zum Betreiben des Motors 23 ist ein Frequenzwandler 12 eingerichtet. Während Normalbetriebs des Förderbands 9 empfängt der Frequenzwandler 12 Stromsignale 1 und 2 von einer Stromsensoreinheit 13, wobei die Stromsignale 1 und 2 die Statorströme von zwei der drei Wicklungen des Motors 23 repräsentieren. Aus den zwei Stromsignalen 1 und 2 leitet eine Verarbeitungseinheit 31 im Wandler 12 ein Datensignal 3 der Rotationsdrehzahl n und ein Datensignal 7 des Drehmoments M des Motors 23 ab und ermittelt Signale für die Spannungen 32, 33, 34, die an die drei Wicklungen des Motors 23 angelegt sein sollen. Die drei Spannungen 32 bis 34 werden dann durch das Leistungselektronikteil des Wandlers 12 erzeugt.In Fig. 2 is a top view of the motor 23 and gear 24, which exert a force on the drive drum 20 of the conveyor belt 9 is shown. The motor 23 is a permanent magnet induction motor. For operating the motor 23, a frequency converter 12 is set up. During normal operation of the conveyor belt 9, the frequency converter 12 receives current signals 1 and 2 from a current sensor unit 13, the current signals 1 and 2 representing the stator currents of two of the three windings of the motor 23. From the two current signals 1 and 2, a processing unit 31 in the converter 12 derives a data signal 3 of the rotational speed n and a data signal 7 of the torque M of the motor 23 and determines signals for the voltages 32, 33, 34 which are applied to the three windings of the motor 23 should be created. The three voltages 32 to 34 are then generated by the power electronics part of the converter 12.

[0054] Zum Umsetzen eines Systems und Verfahrens zum Überwachen des Zustands des Förderbands 9 ist eine weitere Datenverarbeitungseinheit 6 eingerichtet, die die Datensignale 3 und 7 der Rotationsdrehzahl bzw. des Drehmoments vom Wandler 12 empfangt. Die Datenverarbeitungseinheit 6 erkennt in mindestens einem der Datensignale 3 und 7 die Unregelmäßigkeiten oder Spitzenwerte, die anzeigen, dass die Spleißstelle 26 die Antriebstrommel 20To implement a system and method for monitoring the condition of the conveyor belt 9, a further data processing unit 6 is arranged, which receives the data signals 3 and 7 of the rotational speed and the torque from the transducer 12. The data processing unit 6 recognizes in at least one of the data signals 3 and 7 the irregularities or peak values which indicate that the splice point 26 is the drive drum 20

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AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei iBlfrUril und/oder die Umlenktrommel 21 passiert hat. Diese Unregelmäßigkeiten oder Spitzenwerte werden für mehrere Zeitpunkte erkannt, sodass eine Änderung der Form oder Häufigkeit der Unregelmäßigkeiten erkannt werden kann, und aus dieser Änderung wird ermittelt, ob sich der Zustand des Förderbands geändert hat oder nicht. Wenn die oben erläuterten Erkenntnisse bezüglich Fig. 4 bis 6 angewendet werden, würde die Datenverarbeitungseinheit 6 einen bevorstehenden Riss im Förderband 9 aus einer Verminderung der Amplitude der ersten Harmonischen f2 im Datensignal 3 oder im Datensignal 7 oder in beiden Datensignalen oder in entsprechenden Häufigkeitsspektren erkennen. In einem abschließenden Schritt sendet die Verarbeitungseinheit 6 ein Überwachungsausgangssignal 30, das vorzugsweise eine Datennachricht ist, an mindestens eine einer Anzeigeeinheit, einer Speichereinheit, wie etwa einem Datenlogger oder Verlaufsserver, und/oder eine Entscheidungsfindungseinheit. Das Ausgangssignal 30 spiegelt die erkannte Änderung des Zustands des Förderbands wider. Im Beispiel von Fig. 4 bis 6 könnte das Ausgangssignal 30 beispielsweise ein Alarm sein, der angibt, dass das baldige Auftreten eines Risses im Förderband 9 wahrscheinlich ist, oder es könnte eine direkte Anweisung sein, das Förderband 9 so bald wie möglich anzuhalten und Wartungsmaßnahmen auszuführen. Das Datensignal 30 kann fortlaufend gesendet werden, oder nur dann, wenn eine Änderung des Zustands des Förderbands auftritt.AT16 482U1 2019-10-15 austriictiei iBlfrUril and / or the tail pulley 21 has happened. These irregularities or peaks are detected at multiple timings, so that a change in the shape or frequency of the irregularities can be detected, and from this change, it is determined whether or not the condition of the conveyor belt has changed. If the findings explained above with respect to FIGS. 4 to 6 are applied, the data processing unit 6 would detect an impending crack in the conveyor belt 9 from a reduction in the amplitude of the first harmonic f2 in the data signal 3 or in the data signal 7 or in both data signals or in corresponding frequency spectra. In a final step, the processing unit 6 sends a monitor output signal 30, which is preferably a data message, to at least one of a display unit, a storage unit, such as a datalogger or history server, and / or a decision making unit. The output signal 30 reflects the detected change in the state of the conveyor belt. For example, in the example of Figs. 4-6, the output signal 30 could be an alarm indicating that the rapid occurrence of a crack in the conveyor belt 9 is likely, or it could be a direct instruction to stop the conveyor belt 9 as soon as possible, and maintenance perform. The data signal 30 may be transmitted continuously, or only if a change in the state of the conveyor occurs.

[0055] In Fig. 2 sind ein alternatives Antriebskonzept der Antriebstrommel 20 und alternative Wege zum Erhalten von Sensorsignalen von Betriebsvariablen in gestrichelten Linien dargestellt. Anstelle eines Motors und Getriebes könnte ein getriebeloser Motor 22 benutzt werden, der mechanisch in direkter Verbindung mit der Welle oder dem Zylinder der Antriebstrommel 20 verkuppelt ist. Ein Sensorsignal 36 der Rotationsdrehzahl des Motors 22 wird durch einen Drehzahl-Impulsgeber 10 erhalten, und ein Sensorsignal 37 des Drehmoments durch einen Drehmoment-Messwandler 11. Diese zwei Signale 36 und 37 werden an den Frequenzwandler 12 übertragen, wo sie in der oben beschriebenen Art und Weise zum Zweck des Steuerns des Motors 22 verarbeitet und benutzt werden. Die Verarbeitungseinheit 31 erzeugt aus dem Sensorsignal 36 das Datensignal 3 der Rotationsdrehzahl des Motors 22 und sendet es an die Verarbeitungseinheit 6. Im Gegensatz zum oben beschriebenen Beispiel bezüglich des Motors 23 mit Getriebe 24 wird das Datensignal 7 des Drehmoments des Motors 22 durch die Verarbeitungseinheit 6 statt durch die Verarbeitungseinheit 31 des Wandlers 12 aus dem Sensorsignal 37 erzeugt. Die Datensignale 3 und 7 werden erneut zum Überwachen des Zustands des Förderbands 9 auf dieselbe Art und Weise wie oben beschrieben benutzt.In Fig. 2, an alternative drive concept of the drive drum 20 and alternative ways to obtain sensor signals of operating variables are shown in dashed lines. Instead of an engine and transmission, a gearless motor 22 mechanically coupled in direct connection with the shaft or cylinder of the drive drum 20 could be used. A sensor signal 36 of the rotational speed of the motor 22 is obtained by a speed encoder 10, and a sensor signal 37 of the torque by a torque transducer 11. These two signals 36 and 37 are transmitted to the frequency converter 12 where they are in the manner described above and processed and used for the purpose of controlling the motor 22. The processing unit 31 generates the data signal 3 of the rotation speed of the motor 22 from the sensor signal 36 and sends it to the processing unit 6. In contrast to the example described above with respect to the motor 23 with gear 24, the data signal 7 of the torque of the motor 22 by the processing unit 6 instead of being generated by the processing unit 31 of the converter 12 from the sensor signal 37. The data signals 3 and 7 are used again to monitor the condition of the conveyor belt 9 in the same manner as described above.

[0056] Zusätzlich zu den Betriebsvariablen des Motors 22 bzw. 23 kann weitere Sensorinformation zum Verbessern der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Ausgangssignals 30 der Verarbeitungseinheit 6 benutzt werden. Beispielsweise kann eine Schwingungsmesseinheit 18 ein Schwingungssensorsignal 17 vorsehen, wobei die Schwingungsmesseinheit 18 die Schwingung eines Maschinenbauteils, das am Motor 23 angebracht ist, wie etwa der Zylinder der Antriebstrommel 20, das Getriebe 24 oder ein Lager in der Welle der Antriebstrommel 20, misst. Im Schwingungssensorsignal 17 ist das Passieren der Spleißstelle 26 an einer der Trommeln 20 oder 21 auf ähnliche Weise wie bei den Betriebsvariablen des Motors 23 erkennbar.In addition to the operating variables of the motors 22 and 23, further sensor information may be used to improve the reliability and availability of the output signal 30 of the processing unit 6. For example, a vibration measurement unit 18 may provide a vibration sensor signal 17, wherein the vibration measurement unit 18 measures the vibration of a machine component mounted on the engine 23, such as the cylinder of the drive drum 20, the transmission 24, or a bearing in the shaft of the drive drum 20. In the vibration sensor signal 17, the passage of the splice 26 on one of the drums 20 or 21 can be seen in a manner similar to the operation variable of the motor 23.

[0057] Weitere Sensorinformation, die von der Verarbeitungseinheit 6 zum Verbessern des Zustandsüberwachungsergebnisses benutzt werden kann, ist in Fig. 3 gezeigt. Im Vergleich zu Fig. 2 ist nur der getriebelose Motor 22 zusammen mit der Antriebstrommel 20 dargestellt, diesmal in einer Seitenansicht. Das Förderband 9 ist zum weiteren Rotieren um eine Spanntrommel 16 und eine weitere Umlenktrommel 25 angeordnet. Die Spanntrommel 16 wird zum Ausüben einer vordefinierten Spannung auf das Förderband 9 benutzt, wobei die Spannung durch eine Verlagerung der Spanntrommel 16 erzielt wird. Die Verlagerung 38 wird durch eine Entfernungsmesseinheit 15 gemessen und der Verarbeitungseinheit 6 als Verlagerungssensorsignal 5 zugeführt. Zudem kann die Spannung 39 des Förderbands 9 durch eine Kraftmessung 14 gemessen und als Bandspannungssensorsignal 4 an die Verarbeitungseinheit 6 übertragen werden.Further sensor information that can be used by the processing unit 6 to improve the condition monitoring result is shown in FIG. Compared to Fig. 2, only the gearless motor 22 is shown together with the drive drum 20, this time in a side view. The conveyor belt 9 is arranged for further rotation about a tensioning drum 16 and a further deflection drum 25. The tensioning drum 16 is used for exerting a predefined tension on the conveyor belt 9, wherein the tension is achieved by a displacement of the tensioning drum 16. The displacement 38 is measured by a distance measuring unit 15 and supplied to the processing unit 6 as a displacement sensor signal 5. In addition, the tension 39 of the conveyor belt 9 can be measured by a force measurement 14 and transmitted as a belt tension sensor signal 4 to the processing unit 6.

[0058] Darüber hinaus kann die Verarbeitungseinheit 6 für die Zustandsüberwachung ein Bildsensorsignal 8 berücksichtigen, das durch einen Strahlungssensor 19 vorgesehen ist, derIn addition, the condition monitoring processing unit 6 may take into account an image sensor signal 8 provided by a radiation sensor 19 which

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AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei psterteird das Förderband 9 beobachtet.AT16 482U1 2019-10-15 culturally piktertei the conveyor belt 9 is observed.

[0059] Alle diese Sensorsignale können erhalten werden, ohne die Eingliederung von eingebetteten Sensorteilen oder -elementen im Förderband zu erfordern, d.h., alle diese Sensorverfahren sind nicht invasiv und können mit deutlich geringem Aufwand eingerichtet und umgesetzt werden.All of these sensor signals can be obtained without requiring the inclusion of embedded sensor parts or elements in the conveyor belt, that is, all of these sensor methods are non-invasive and can be set up and implemented with significantly low cost.

Claims (13)

1. System zur Überwachung des Zustands eines Förderbands, bei dem das Förderband (9) angeordnet ist, um um wenigstens eine Antriebstrommel (20) und eine Umlenktrommel (21) zu rotieren und bei dem ein Elektromotor (22, 23) angeordnet ist, um die Antriebstrommel (20) anzutreiben, wobei das System Folgendes umfasst •wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit (6), •wenigstens eine Sensoreinheit (10, 11,13), wobei die wenigstens eine Sensoreinheit (10, 11, 13) angeordnet ist, um wenigstens ein Sensorsignal (1, 2, 3, 7), das wenigstens eine Betriebsvariable des Elektromotors (22, 23) repräsentiert, zu ermitteln, und die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit (6, 31) angeordnet ist, um •aus dem wenigstens einen Sensorsignal (1, 2, 3, 7) wenigstens ein entsprechendes zeitabhängiges Datensignal abzuleiten, • Unregelmäßigkeiten (27, 28) in dem wenigstens einen Datensignal zu erkennen, •aus einer Änderung der Form oder Häufigkeit der Unregelmäßigkeiten (27, 28) zu ermitteln, ob sich der Zustand des Förderbands geändert hat, und •ein Überwachungsausgangssignal (30) zu senden, das eine Änderung des Zustands des Förderbands an wenigstens eine Anzeigeeinheit, eine Speichereinheit und/oder eine Entscheidungsfindungseinheit widerspiegelt, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit (6, 31) angeordnet ist, um Unregelmäßigkeiten (27, 28) in dem wenigstens einen Datensignal zu erkennen, die anzeigen, dass eine Spleißstelle (26) des Förderbands (9) die Antriebstrommel (20) und/oder die Umlenktrommel (21) passiert.A conveyor belt condition monitoring system in which the conveyor belt (9) is arranged to rotate about at least one drive drum (20) and a tail pulley (21) and in which an electric motor (22, 23) is arranged driving the drive drum (20), the system comprising at least one data processing unit (6), at least one sensor unit (10, 11, 13), the at least one sensor unit (10, 11, 13) being arranged at least one Sensor signal (1, 2, 3, 7), which represents at least one operating variable of the electric motor (22, 23), and the at least one data processing unit (6, 31) is arranged to • from the at least one sensor signal (1, 2, 3, 7) derive at least one corresponding time-dependent data signal, • detect irregularities (27, 28) in the at least one data signal, • determine from a change in shape or frequency of the irregularities (27, 28) whether the condition of the conveyor belt has changed, and • to send a monitoring output signal (30) reflecting a change in the condition of the conveyor belt to at least one display unit, a storage unit and / or a decision making unit, characterized in that the at least one data processing unit (30) 6, 31) is arranged to detect irregularities (27, 28) in the at least one data signal indicating that a splice (26) of the conveyor belt (9) passes the drive drum (20) and / or the tail pulley (21) , 2. System nach dem Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine Betriebsvariable entweder eine Spannung, ein Strom (1, 2), eine Rotationsdrehzahl (3), eine Beschleunigung, ein Drehmoment (7) oder eine Kraft ist.2. A system according to claim 1, wherein the at least one operating variable is either a voltage, a current (1, 2), a rotational speed (3), an acceleration, a torque (7) or a force. 3. System nach dem Anspruch 1 oder 2, bei dem die wenigstens eine Sensoreinheit (10, 11, 13) ein Strom- und/oder Spannungssensor (13), ein Drehzahl-Impulsgeber (10), ein Drehmoment-Messwandler (11) oder ein Kraft-Messwandler ist.3. System according to claim 1 or 2, wherein the at least one sensor unit (10, 11, 13), a current and / or voltage sensor (13), a speed pulse generator (10), a torque transducer (11) or is a force transducer. 4. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem das wenigstens eine Datensignal eine Amplitude im Zeitverlauf oder ein Häufigkeitsspektrum repräsentiert.A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one data signal represents an amplitude over time or a frequency spectrum. 5. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit (6) eine unabhängige Verarbeitungsvorrichtung und/oder ein integrierter Bestandteil eines elektrischen Wandlers (12) ist, bei dem der Wandler mit dem Elektromotor (22, 23) verbunden ist und angeordnet ist, diesen mit einem Strom und/oder einer Spannung zu versorgen.A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one data processing unit (6) is an independent processing device and / or integrated component of an electrical transducer (12) in which the transducer is connected to the electric motor (22, 23) and arranged to supply this with a current and / or a voltage. 6. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit angeordnet ist, um zu ermitteln, ob sich der Zustand des Förderbands geändert hat, indem sie die Form und/oder Häufigkeit der Unregelmäßigkeiten mit einer entsprechenden Schwelle oder mit der Form und Häufigkeit einer ReferenzUnregelmäßigkeit vergleicht oder indem sie einen modellgestützten Zustandsbeobachter verwendet.A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one data processing unit is arranged to determine whether the condition of the conveyor has changed by determining the shape and / or frequency of the irregularities having a corresponding threshold or shape and frequency of a reference irregularity or by using a model-based state observer. 7. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit angeordnet ist, um eine Änderung in der Form der Unregelmäßigkeiten aus einer Änderung der Amplitudenhöhe und/oder aus einer Änderung in der Breite der Spitzenwerte der Unregelmäßigkeiten zu ermitteln.A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one data processing unit is arranged to detect a change in the shape of the irregularities from a change in the amplitude level and / or a change in the width of the peak values of the irregularities. 8. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Sensoreinheit angeordnet ist, um ein erstes Sensorsignal (3) und ein zweites Sensorsignal (7), die jeweils eine erste (n) und eine zweite (M) Betriebsvariable des Elektromotors repräsentieren, zu ermitteln und bei dem die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit (6) angeordnet ist, um entsprechende erste und zweite Datensignale abzuleiten und Unregel9/15A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one sensor unit is arranged to provide a first sensor signal (3) and a second sensor signal (7) each having first (n) and second (M) operating variables of the electric motor represent and determine, and wherein the at least one data processing unit (6) is arranged to derive corresponding first and second data signals and Irreg9 / 15 AT16 482U1 2019-10-15 csterreichiictiei l^lfrUril mäßigkeiten entweder im ersten Datensignal (3) zu ermitteln, wenn die entsprechende Betriebsvariable (n) des Elektromotors gesteuert wird, um einer ersten Referenz variablen zu folgen, oder im zweiten Datensignal (7) zu ermitteln, wenn die entsprechende Betriebsvariable (M) des Elektromotors gesteuert wird, um einer zweiten Referenzvariablen zu folgen.AT16 482U1 2019-10-15 cially, either in the first data signal (3) to determine when the corresponding operating variable (s) of the electric motor is controlled to follow a first reference variable, or in the second data signal (7) determine when the corresponding operating variable (M) of the electric motor is controlled to follow a second reference variable. 9. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit angeordnet ist, um eine Änderung des Zustands des Förderbands zu ermitteln, indem sie ein Schwingungssensorsignal (17) berücksichtigt, das von einer Schwingungsmesseinheit (18), die die Schwingung eines am Elektromotor angebrachten Maschinenbauteils misst, bereitgestellt wird.A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one data processing unit is arranged to detect a change in state of the conveyor belt by taking into account a vibration sensor signal (17) transmitted from a vibration measuring unit (18) detecting the vibration of a conveyor belt measures provided on the electric motor machine component, is provided. 10. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Förderband angeordnet ist, um um eine Spanntrommel (16) zu rotieren und bei dem die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit angeordnet ist, um eine Änderung des Zustands des Förderbands zu ermitteln, indem sie ein Verlagerungssensorsignal (5) berücksichtigt, das von einer Entfernungsmesseinheit (15), die die Verlagerung der Spanntrommel (16) misst, bereitgestellt wird.A system according to any one of the preceding claims, wherein the conveyor belt is arranged to rotate about a tension drum (16) and wherein the at least one data processing unit is arranged to detect a change in state of the conveyor belt by providing a displacement sensor signal (5) provided by a distance measuring unit (15) which measures the displacement of the tensioning drum (16). 11. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit angeordnet ist, um eine Änderung des Zustands des Förderbands zu ermitteln, indem sie ein Bandspannungssensorsignal (4) berücksichtigt, das von einer Kraftmesseinheit (14) bereitgestellt wird.A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one data processing unit is arranged to detect a change in the condition of the conveyor belt by taking into account a belt tension sensor signal (4) provided by a force measuring unit (14). 12. System nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit angeordnet ist, um eine Änderung des Zustands des Förderbands zu ermitteln, indem sie ein Bildsensorsignal (8) berücksichtigt, das von einem Strahlungssensor (19), der das Förderband beobachtet, bereitgestellt wird.A system according to any one of the preceding claims, wherein the at least one data processing unit is arranged to detect a change in state of the conveyor belt by taking into account an image sensor signal (8) received from a radiation sensor (19) monitoring the conveyor belt , provided. 13. Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Förderbands, bei dem das Förderband (9) angeordnet ist, um um wenigstens eine Antriebstrommel (20) und eine Umlenktrommel (21) zu rotieren und bei dem ein Elektromotor (22, 23) angeordnet ist, um die Antriebstrommel (20) anzutreiben, die folgenden Schritte umfassend • Ermitteln wenigstens eines Sensorsignals (1, 2, 3, 7), das wenigstens eine Betriebsvariable des Elektromotors (22, 23) repräsentiert, •Ableiten wenigstens eines entsprechenden zeitabhängigen Datensignals aus dem wenigstens einen Sensorsignal (1,2, 3, 7), • Erkennen von Unregelmäßigkeiten (27, 28) in dem wenigstens einen Datensignal, • Ermitteln, ob sich der Zustand des Förderbands geändert hat, aus einer Änderung der Form oder der Zeitpunkte (T1 bis T4) der Unregelmäßigkeiten (27, 28), •Senden eines Überwachungsausgangssignals (30), das eine Änderung des Zustands des Förderbands widerspiegelt, an wenigstens eine Anzeigeeinheit, eine Speichereinheit und/oder eine Entscheidungsfindungseinheit, gekennzeichnet durch den Schritt des Erkennens von Unregelmäßigkeiten (27, 28) in dem wenigstens einen Datensignal, die anzeigen, dass eine Spleißstelle (26) des Förderbands (9) die Antriebstrommel (20) und/oder die Umlenktrommel (21) passiert.13. A method for monitoring the condition of a conveyor belt, wherein the conveyor belt (9) is arranged to rotate about at least one drive drum (20) and a tail pulley (21) and in which an electric motor (22, 23) is arranged drive the drive drum (20), comprising the steps of: determining at least one sensor signal (1, 2, 3, 7) representing at least one operating variable of the electric motor (22, 23), deriving at least one corresponding time-dependent data signal from the at least one Sensor signal (1, 2, 3, 7), detection of irregularities (27, 28) in the at least one data signal, determination of whether the condition of the conveyor belt has changed, of a change in shape or times (T1 to T4 ) of the irregularities (27, 28), • transmission of a monitoring output signal (30), which reflects a change in the state of the conveyor belt, to at least one display unit, a storage unit and / or a decision making unit, characterized by the step of detecting irregularities (27, 28) in the at least one data signal indicating that a splice point (26) of the conveyor belt (9) drives the drive drum (20) and / or the tail pulley (12). 21) happened. Hierzu 5 Blatt ZeichnungenFor this 5 sheets of drawings
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