DE102013105800A1

DE102013105800A1 - Vorrichtung zum Positionieren der Bedienmaschine einer Verkokungsofenbatterie

Info

Publication number: DE102013105800A1
Application number: DE102013105800.0A
Authority: DE
Inventors: Franz Steiner; Stefan Schneider; Peter Brandstätter; Norbert Fiedler
Original assignee: Koch Industrieanlagen GmbH
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2014-12-11
Also published as: CN105283528A; CN113416561A; RU2015155900A; RU2659266C2; WO2014194891A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren einer parallel zu einer Verkokungsofenbatterie (1) verfahrbaren Bedienmaschine (7) in Arbeitsstellungen vor den Verkokungsöfen (2), wobei die Bedienmaschine (7) Einrichtungen zum Anvisieren eines auf den jeweiligen Verkokungsofen (2) bezogenen Objekts (14) und Einrichtungen zum Anfahren der betreffenden Arbeitsstellung anhand der Erfassung des Objekts (14) durch die Visiereinrichtungen umfasst. Erfindungsgemäß ist das Objekt (14) ein unmittelbarer Bestandteil des Verkokungsofen (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren einer parallel zu einer Verkokungsofenbatterie verfahrbaren Bedienmaschine in Arbeitsstellungen vor den Verkokungsöfen, wobei die Bedienmaschine Einrichtungen zum Anvisieren eines auf den jeweiligen Verkokungsofen bezogenen Objekts und Einrichtungen zum Anfahren der betreffenden Arbeitsstellung anhand der Erfassung des Objekts durch die Visiereinrichtungen umfasst.
Als anzuvisierendes Objekt dienen herkömmlich bei den jeweiligen Verkokungsöfen angeordnete Markierungselemente. Die genaue Positionierung der Bedienmaschine anhand solcher Markierungselemente gelingt nur unvollkommen und bedarf der Überprüfung durch eine Bedienperson, deren Anwesenheit auf der Bedienmaschine im Wesentlichen nur noch aus diesem Grunde notwendig erscheint.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Positioniergenauigkeit und -sicherheit der Bedienmaschine von Verkokungsbatterien derart zu verbessern, dass ein vollautomatischer Betrieb der Bedienmaschinen möglich ist.
Die diese Aufgabe lösende Positioniervorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt ein unmittelbarer Bestandteil des Verkokungsofens ist.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass es insbesondere infolge von Temperatureinwirkungen zu merklichen Änderungen der Positionsrelation zwischen dem herkömmlich verwendeten Markierungselement und dem Verkokungsofen kommen kann. Daraus resultierende Fehlausrichtungen der Bedienmaschine zu einem Verkokungsofen können daher soweit gehen, dass die Bedienmaschine ihre Funktionen, z.B. der Beschickung des Verkokungsofens mit einem Kohlekuchen, nicht mehr ohne Havariegefahr nachkommen kann. Vorteilhaft nutzt die Erfindung zur Anvisierung ein Objekt, dessen Position relativ zum Verkokungsofen kaum Änderungen und damit keinem „Eigenleben“ wie die herkömmlich verwendeten Markierungselemente unterliegt.
Während als Objekt alle markante Linien aufweisenden, markante Bildmuster ergebenden Teile des Verkokungsofens in Betracht kommen, ist das Objekt vorzugsweise durch eine Tür, einen Türrahmen oder/und die Beschickungsöffnung des Verkokungsofens gebildet.
Zum Beispiel handelt es sich bei dem Objekt um einen Rand oder mehrere Ränder der Tür, des Türrahmens oder/und der Beschickungsöffnung des Verkokungsofens, ggf. einen vertikalen Rand.
Die genannten Einrichtungen zum Anvisieren des Objekts weisen in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine elektronische Kamera auf, zweckmäßigerweise auch eine Bildauswerteinrichtung.
Die Einrichtungen zum Anfahren der Arbeitsstellung umfassen vorzugsweise eine Regelungseinrichtung, die mit der Bildauswerteinrichtung verbunden ist.
Die optische Abbildung durch die Kamera kann durch Mittel zur Ausleuchtung des Objekts unterstützt sein, z.B. Ausleuchtmittel auf Infrarot- oder/und Laserbasis. So lässt sich unabhängig von den herrschenden Lichtverhältnissen eine deutliche, sicher auswertbare Abbildung erreichen. Durch Einengung der optischen Auswertung auf einen begrenzten Wellenlängenbereich, z.B. durch entsprechende Filterung, kann die Sicherheit der Auswertung weiter erhöht werden.
Ferner können die Einrichtungen zum Anfahren der Arbeitsstellung eine Fahrweglängenmesseinrichtung umfassen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bildauswerteinrichtung zur Ermittlung des Abstandes A zwischen wenigstens einem Bildpunkt des durch die Kamera abgebildeten Objekts und einer innerhalb des Abbildungsbereichs der Kamera festliegenden Zielposition vorgesehen.
Die mit der Bildauswerteinrichtung verbundene Regeleinrichtung regelt den ermittelten Abstand A im Rahmen des Anfahrens der Arbeitsstellung auf den Wert A = 0 ein.
Die Regelungseinrichtung kann ferner mit der genannten Fahrweglängenmesseinrichtung verbunden sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine Verkokungsofenbatterie mit einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung in Draufsicht,
2 eine Detaildarstellung der Verkokungsofenbatterie von 1,
3 eine die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläuternde Darstellung, und
4 ein die erfindungsgemäße Vorrichtung erläuterndes Blockdiagramm.
Eine Verkokungsofenbatterie 1 weist eine Vielzahl an ihren Längsseiten aneinander gereihter Verkokungsöfen 2 auf. Durch eine Beschickungsöffnung 3 hindurch lässt sich ein Kohlekuchen in den jeweiligen Verkokungsofen einführen. Eine Ausstoßöffnung 4 am gegenüberliegenden Ende erlaubt die Freisetzung des fertigen Kokses.
Auf parallel zu der Verkokungsofenbatterie 1 verlaufenden Schienen 5 und 6 ist eine Bedienmaschine 7 in Arbeitspositionen vor den jeweiligen Verkokungsöfen 2 verfahrbar. Für eine solche Bedienmaschine kommen alle an Verkokungsofenbatterien erforderlichen Bedienfunktionen in Betracht, z.B. die Beschickung der Verkokungsöfen 2 mit einem Kohlekuchen oder/und den Ausstoß des fertigen Kokses aus den Verkokungsöfen durch die Ausstoßöffnung 4 hindurch.
Zum Beispiel die Einführung eines Kohlekuchens in einen der Verkokungsöfen 2 oder das Ausstoßen des fertigen Kokses, wobei die Bedienmaschine 7 einen Stempel in den betreffenden Verkokungsofen 2 einführt, erfordert eine sehr genaue Positionierung der Bedienmaschine 7 in der zur Koksofenbatterie 1 parallelen Verfahrrichtung gemäß Pfeil 8.
Die genaue Positionierung der Bedienmaschine 7 ist in den als Beispiel genannten Fällen vor allem deshalb notwendig, weil sowohl der Kohlekuchen als auch der Stempel den jeweiligen Verkokungsofen 2 in dessen Breite weitgehend ausfüllen. Auch die Handhabung der Ofentür beim Öffnen und Schließen durch eine Bedienmaschine erlaubt keine großen Toleranzen von deren Arbeitsstellung.
Insbesondere kommt es darauf an, dass in der Arbeitsstellung z.B. eine Achse 9 der Bedienmaschine 7, welche in Draufsicht mit der Mittelachse des durch die Bedienmaschine 7 zugeführten Kohlekuchens zusammenfällt, in Draufsicht zu einer Längsmittelachse 10 des jeweiligen Verkokungsofens 2 ausgerichtet ist.
Wie aus 2 hervorgeht, ist auf der Bedienmaschine 7 eine elektronische Kamera 11 installiert. Die Kamera 11 erfasst ein Objektfeld 12, dessen räumliche Anordnung relativ zu der Achse 9 auch über lange Betriebszeiträume festliegt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die Kamera 11 einen in 3 gezeigten Bereich 13 ab, in den je nach Fahrposition der Bedienmaschine 7 der rechte oder linke Rand 14 der der Kamera zugewandten Tür oder Beschickungsöffnung von einem der Verkokungsöfen 2 fällt. Der einfachen, übersichtlichen Darstellung halber ist in 3 auch nur dieser Rand als einziges Bildelement gezeigt. Wenn die Bedienmaschine 7 vor einem der Verkokungsöfen 2 ihre exakte Arbeitsstellung einnimmt, fällt der abgebildete Rand 14 innerhalb des Bildbereichs 13 mit einer durch eine Strichlinie 15 dargestellten, innerhalb des Bildbereichs 13 festgelegten Zielposition zusammen.
Eine gemäß 4 mit der Kamera verbundene Bildauswerteinrichtung 16 ermittelt den jeweiligen Abstand A zwischen der Position des Randes 14 im Bildbereich 13 und der Zielposition gemäß Strichlinie 15. Eine mit der Steuereinrichtung des Fahrantriebs verbundene Regelungseinrichtung 17 sorgt für eine Bewegung der Bedienmaschine 7 derart, dass unter Anfahren der Arbeitsstellung der Abstand A unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Toleranzwertes auf den Wert null eingeregelt wird. Unabhängig von Positionsschwankungen im Bereich der Tür oder Beschickungsöffnung des betreffenden Verkokungsofens 2 nimmt die Bedienmaschine 7 dann ihre exakte Arbeitsstellung vor dem Verkokungsofen ein.
Eine noch genauere, von Breitenänderungen der Beschickungsöffnung 3 oder -tür unabhängige Positionierung der Bedienmaschine 7 lässt sich erreichen, wenn die Kamera beide vertikalen Ränder der Tür oder Beschickungsöffnung erfasst und jeweils mit der Zielposition zur Deckung bringt. Eine in 4 durch Strichlinien angedeutete Fahrweglängenmesseinrichtung 18 erfasst den dazwischen zurückgelegten Fahrweg und die Regelungseinrichtung 17 regelt dann die Position der Bedienmaschine 7 auf die halbe Fahrweglänge ein.
Es versteht sich, dass auch im Rahmen der optischen Auswertung die jeweils bis zum Erreichen der Arbeitsstellung verbleibende Fahrweglänge ständig ermittelt werden kann. So lässt sich die Fahrgeschwindigkeit der Bedienmaschine entsprechend der Annäherung an die Arbeitsstellung geeignet verringern und der Annäherungsprozess zeitoptimal durchführen.
Darüber hinaus dient die Fahrweglängenmesseinrichtung 18 zur Grobpositionierung der Bedienmaschine 7, bis die vorangehend beschriebenen optischen Einrichtungen zur genaueren Positionierung wirksam werden.
Die Bildauswerteinrichtung 16 kann ferner zur Erkennung an den Verkokungsöfen 2 angebrachter, durch die Kamera erfasster alphanumerischer Kennzeichnungen eingesetzt werden. Auf diese Weise lässt sich abschließend überprüfen, ob die erfolgte Ausrichtung der Bedienmaschine 7 tatsächlich vor dem gewünschten Verkokungsofen 2 stattgefunden hat.

Claims

Vorrichtung zum Positionieren einer parallel zu einer Verkokungsbatterie (1) verfahrbaren Bedienmaschine (7) in Arbeitsstellungen vor den Verkokungsöfen (2), wobei die Bedienmaschine (7) Einrichtungen zum Anvisieren eines auf den jeweiligen Verkokungsofen (2) bezogenen Objekts (14) und Einrichtungen zum Anfahren der betreffenden Arbeitsstellung anhand der Erfassung des Objekts (14) durch die Visiereinrichtungen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (14) ein unmittelbarer Bestandteil des Verkokungsofens (2) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt durch die Tür oder/und Beschickungsöffnungen (3) des Verkokungsofens (2) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt durch einen Rand einer Tür oder Beschickungsöffnung (3) des Verkokungsofens (2) gebildet ist, vorzugsweise durch einen vertikalen Rand (14).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Anvisieren des Objekts eine elektronische Kamera (11) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Anvisieren des Objekts eine Bildauswerteinrichtung (16) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Anfahren der Arbeitsstellung eine Regelungseinrichtung (17) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Anfahren der Arbeitsstellung eine Fahrweglängenmesseinrichtung (18) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteinrichtung (16) zur Ermittlung des Abstands (A) zwischen wenigstens einem Bildpunkt des durch die Kamera (11) abgebildeten Objekts (14) und einer innerhalb des Abbildungsbereichs (13) der Kamera (11) festliegenden Zielposition (15) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (18) mit der Bildauswerteinrichtung (16) verbunden und zur Einregelung des Abstandes (A) unter Anfahren der Arbeitsstellung auf den Wert A = 0 vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (17) mit der Fahrweglängenmesseinrichtung (18) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Ausleuchtung des Objekts, ggf. auf Infrarot- oder Laserbasis vorgesehen sind.