DE102019214864B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung sowie Verwendung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung (10) eingerichtet zum Sieben eines Materialstroms, wobei das Verfahren umfasst: Sieben des Materialstroms auf wenigstens einem Siebdeck; und Regeln wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters der Siebvorrichtung beim Sieben; wobei das Regeln als Funktion von wenigstens einem Material-Eingangsparameter aus der folgenden Gruppe durchgeführt wird: momentaner Materialstrom, Korngrößenspektrum, Korngeometrie, Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung oder -farbe, örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck; wobei das Regeln bezüglich wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters aus der folgenden Gruppe durchgeführt wird: Schwingform, Schwingweite, Schwingfrequenz. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Ansteuern und Regeln gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 2 sowie eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens und eine Verwendung dafür. Insbesondere betrifft die Erfindung das Ansteuern und Regeln von z.B. Schwingförderern im Zusammenhang mit einer Schwingungsanregung, zwecks Optimierung einer Siebfunktion in Abhängigkeit von momentanen Betriebszuständen.
• Siebvorrichtungen zum Sieben eines insbesondere kontinuierlichen Materialstroms, beispielsweise umfassend (Mineral-)Gestein bzw. Abbaumaterial (Siebgut), sind hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt und sollen schwingungstechnisch möglichst optimiert betrieben werden können. Die Siebvorrichtungen können je nach Anwendungsfall und zu siebendem Material vorrichtungstechnisch individuell ausgelegt sein. Beispielsweise kann die Siebvorrichtung einen Siebkasten aufweisen, der zwei äußere Seitenwände umfasst, wobei an den beiden Seitenwänden jeweils ein oder jeweils mindestens zwei Schwingungssysteme zur Schwingungsanregung angeordnet sind, und wobei durch eine Längserstreckungsrichtung der Seitenwände eine Materialflussrichtung definiert wird.
• Es besteht Interesse daran, das Einstellen und Optimieren des Schwingverhaltens einer Siebvorrichtung, insbesondere eines Schwingförderers, auf möglichst praktikable und einfache Weise realisieren zu können. Zum Einstellen des Schwingverhaltens sind insbesondere auch Verfahren und Vorrichtungen mit elektromotorisch angetriebenen, gegenläufigen Unwuchtantrieben bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, die Position der Unwuchtmassen relativ zueinander einzustellen. Dabei kann der gewünschte Schwingwinkel während des Betriebes verändert werden, und/oder ein vordefinierbarer Schwingwinkel kann unabhängig vom Materialstrom aufrechterhalten werden.
• Demgegenüber sind auch Maßnahmen bei ortsfester Anordnung der Unwuchtantriebe bekannt. Insbesondere beschreibt die Veröffentlichung DE 10 2017 218 371 B3 ein Siebsystem mit in Schwingungsknoten angeordneten Schwingungssystemen, bei welchem Siebsystem eine Regelung von Phasenversatz von Unwuchtantrieben erfolgen kann.
• Ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung des Schwingverhaltens eines Schwingförderers mit zwei elektromotorisch angetriebenen, gegenläufigen Unwuchtantrieben ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 44 17 162 C1 bekannt.
• Bei vorbekannten Siebsystemen gibt es demnach beispielsweise bereits den Vorteil, dass ein gewünschter Schwingwinkel während des Betriebes verändert und ein Schwingwinkel weitgehend unabhängig von momentanen Fördergut-Charakteristiken aufrechterhalten werden kann. Dies wird insbesondere auch mittels zwei getrennten elektromotorisch angetriebenen Unwuchtantrieben und zugeordneten Sensoreinheiten zur Bestimmung der Echtzeit-Winkelpositionen der Unwuchtmassen sowie mittels eines Regelungssystems zur Beeinflussung der Stromaufnahme und/oder der Frequenz von Antriebsmotoren erzielt.
• Um allerdings dabei auch einen möglichst hohen Siebdurchsatz realisieren zu können oder das Anwendungsspektrum für bestimmte Siebvorrichtung erweitern zu können (insbesondere bezüglich eines breiten Materialspektrums oder eines großen Varianzbereichs für die Förderrate), ist allgemein bekannt, dass ein Siebsystem insgesamt möglichst groß und/oder robust ausgelegt werden muss. Dies bedeutet auch, dass ein möglichst massives robustes Sieb verwendet werden soll. Um derart massive Siebe jedoch mit gleichbleibender Qualität anregen zu können, müssen die Schwingungsantriebe vergleichsweise groß und kraftvoll dimensioniert werden. Konsequenterweise muss auch eine erheblich größere Schwingungsbelastung kompensiert werden können, insbesondere mittels entsprechend dimensionierter Seitenwände und Traversen. In der Folge setzt ein erhöhter Siebdurchsatz bei einem Siebsystem nach dem Stand der Technik stets massivere Siebkomponenten voraus, die gegenüber den kleineren Siebkomponenten teurer sind, schwerer zu montieren sind und einen höheren Platzbedarf aufweisen. Abgesehen davon werden energetische Aspekte, insbesondere der kontinuierliche Energiebedarf für das Verfahren, mehr und mehr zu kritischen Design-Faktoren.
• Die zuvor geschilderte Problematik der Dimensionierung bzw. Skalierung von Siebvorrichtungen veranschaulicht, dass Bedarf an Siebvorrichtungen besteht, welche die zu bewegenden Massen möglichst optimal energieeffizient anregen und verlagern können und dabei (insbesondere in Hinblick auf sich verändernde Materialchargen) auch möglichst flexibel eingestellt werden können, ohne dass die Siebvorrichtungen zu wuchtig und groß werden.
• In Hinblick auf bedarfsweise möglichst groß dimensionierte Siebe sowie in Hinblick auf eine Minimierung der mechanischen Belastungen auf die Siebstruktur und eine möglichst schlanke und materialsparende konstruktive Auslegung des Gesamtsystems ist daher eine noch gezieltere, exaktere Einflussnahme auf das jeweils optimale einzustellende Schwingungsverhalten von Interesse, insbesondere auch zwecks Einstellung unterschiedlicher Betriebszustände des schwingenden Siebs und/oder zwecks energetischer Optimierungs-Maßnahmen. Dieses Interesse besteht insbesondere auch bei Schwingförderern, die vergleichsweise große Massen und unterschiedliche Materialien kontinuierlich fördern sollen und daher einer vergleichsweise hohen Dauerbelastung ausgesetzt sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie eine zugehörige Steuerungs-/Regelungseinrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit der Sieb-Vorgang auf adäquate Weise für den jeweiligen Anwendungsfall individualisierbar ist, insbesondere in Hinblick auf möglichst individuell optimierbare Schwingungsanregung.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung eingerichtet zum Sieben eines (optional vordefinierbaren) Materialstroms, beispielsweise von Gesteinsmaterial oder Abbaumaterial, wobei das Verfahren umfasst: Sieben des Materialstroms auf wenigstens einem Siebdeck; Regeln wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters der Siebvorrichtung beim Sieben; wobei das Regeln als Funktion von wenigstens einem Material-Eingangsparameter aus der folgenden Gruppe durchgeführt wird: momentaner Materialstrom, Korngrößenspektrum, Korngeometrie, Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung oder -farbe, örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck; wobei das Regeln bezüglich wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters aus der folgenden Gruppe durchgeführt wird: Schwingform, Schwingweite (Amplitude), Schwingfrequenz. Dies ermöglicht eine Einstellung des Schwingungsverhaltens in Abhängigkeit von momentanen Material-Parameter (insbesondere als externe Effekte), insbesondere online in Echtzeit individuell je momentan behandelter Material-Charge.
• Insbesondere liefert die Erfindung auch den Vorteil, dass vorrichtungstechnische Optimierungsmaßnahmen weniger aufwändig werden oder ganz entbehrlich werden, und dass die jeweilige Siebvorrichtung vergleichsweise schlank bei nur kleinem Sicherheitsfaktor ausgelegt werden kann. Beispielsweise können Überlastungen wie z.B. begründet durch starke inhomogene Beladungen (Massen-Ungleichverteilung) effektiv vermieden werden. In der Summe ermöglicht die Erfindung ein individualisierbares Reagieren auf externe Effekte, insbesondere begründet durch momentane Änderungen bezüglich des Materialstroms (Zusammensetzung, Menge und dergleichen).
• Die Material-Eingangsparameter können insbesondere auch bezüglich einer momentanen Material-Charge auf dem Siebdeck erfasst werden.
• Der Eingangsparameter „momentaner Materialstrom“ kann dabei insbesondere durch einen Massestrom, eine zeitabhängige Dichte, und/der eine Fördergeschwindigkeit charakterisiert sein/werden.
• Der Eingangsparameter „Korngrößenspektrum“ kann dabei insbesondere durch einzelne Bereiche von Korngrößen oder durch eine möglichst exakte Korngrößenverteilung über das gesamte erfassbare Spektrum charakterisiert sein/werden, welche optional jeweils auch mit bestimmten Siebeigenschaften korreliert sein können.
• Der Eingangsparameter „Feuchtigkeit“ kann dabei insbesondere durch relative oder absolute Feuchte-Messwerte an unterschiedlichen Relativpositionen und Komponenten oder Materialien charakterisiert sein/werden, insbesondere auch durch eine örtliche und/oder zeitliche Verteilung der Feuchtigkeit.
• Der Eingangsparameter „Materialzusammensetzung oder -farbe“ kann dabei insbesondere durch eine Multielementanalyse, durch eine Farbverteilung und entsprechende Korrelation der jeweiligen Farbe zu Materialarten, und/oder durch vordefinierbare Materialparameter (z.B. bei materialtechnisch vorgegebenem Materialstrom aus definierten Materialchargen) charakterisiert sein/werden.
• Der Eingangsparameter „örtliche Materialverteilung“ kann dabei insbesondere durch Bezugnahme auf einzelne Segmente oder Abschnitte eines jeweiligen Siebdecks charakterisiert sein/werden, beispielsweise indem ein Siebdeck matrixartig unterteilt wird oder zumindest bezüglich einer Förderrichtung in mehrere Längenabschnitte unterteilt wird.
• Gemäß einer Ausführungsform wird der wenigstens eine Material-Eingangsparameter durch direkte Messung insbesondere mittels wenigstens einer Messeinheit erfasst und zum Regeln ausgewertet, insbesondere in Echtzeit „online“, insbesondere unter Bezugnahme auf den momentanen Materialstrom auf einem jeweiligen Siebdeck. Hierdurch kann z.B. auch eine örtliche Verteilung des Einsatzmaterials auf dem Siebdeck, z.B. in Förderrichtung, berücksichtigt werden, insbesondere mit minimierter Reaktionszeit (zeitoptimierte Regelschleife). Mittels der Messeinheiten kann ein Feedback bezüglich momentaner Zustände auf dem Siebdeck gegeben werden, insbesondere online in Echtzeit. Wahlweise können die Messeinheiten auch auf Messpunkte leicht stromauf vom Siebdeck gerichtet sein, insbesondere zwecks Prognose von Material-Parametern mindestens einige Sekunden vor dem Sieben der entsprechenden Charge.
• Gemäß einer Ausführungsform wird der wenigstens eine Material-Eingangsparameter auf indirekte Weise (deduktiv) basierend auf Prozessdaten der Siebvorrichtung erfasst und ausgewertet, insbesondere unter Bezugnahme auf Prozessdaten aus der folgenden Gruppe: momentane Motorleistung der Siebvorrichtung oder einzelner Motoren (insbesondere Varianz in der Motorleistung), Prozessdaten von vorgelagerten Prozessschritten oder Vorrichtungen, Schwingungsparameter (insbesondere messtechnisch erfasste momentane Schwingungen des Siebdecks, beispielsweise Varianz der Schwingweite). Dies kann alternativ oder zusätzlich zu einer direkten Messung eine Individualisierung der Regelung auf einen jeweiligen Prozess begünstigen. Insbesondere können auch Zustände oder Gegebenheiten weiter stromauf berücksichtigt werden, also zeitlich vorgelagert zu einem früheren Zeitpunkt, was eine (rechtzeitige) Anpassung der Vorrichtung erleichtern kann. Beispielsweise werden indirekte Materialeingangsparameter mittelbar über Leistungsdaten von vorgelagerten Maschinen erfasst bzw. ermittelt, z.B. basierend auf Daten von vorgelagerten Brechern, Mühlen und/oder Transporteinrichtungen. Von indirekten Materialeingangsparametern kann deduktiv auf Siebparameter geschlossen werden, insbesondere basierend auf Kalibrierkurven und/oder maschinellem Lernen.
• Gemäß einer Ausführungsform wird eine Veränderung des momentanen Materialstroms mit zeitlichem Bezug erfasst und ausgewertet, wobei das Regeln als Funktion des Grades der Veränderung durchgeführt wird. Hierdurch kann auch die Schnelligkeit für eine Reaktion auf momentane Veränderungen angepasst werden; dies kann insbesondere bei sehr massiven, robusten großen Siebvorrichtungen vorteilhaft sein, insbesondere auch hinsichtlich einer Minimierung von Maßnahmen, die zu Abweichungen von einem bereits eingefahrenen optimalen Betriebszustand führen würden.
• Gemäß einer Ausführungsform wird das Regeln in Abhängigkeit von Schwellwerten für einen maximalen Materialstrom oder eine maximale Beladung des jeweiligen Siebdecks durchgeführt. Hierdurch können auch Bereiche für Parametervariationen vordefiniert werden, insbesondere weitgehend ohne Risiko, dass die Siebvorrichtung überlastet oder ineffizient eingesetzt wird.
• Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Regeln der Schwingweite spezifisch bezüglich vordefinierbarer örtlicher Abschnitte des Siebdecks. Hierdurch kann auch das Risiko minimiert werden, dass einzelne Abschnitte des Siebdecks nicht effektiv genutzt werden. Insbesondere bei Schwingförderern kann dadurch der Siebeffekt verbessert und die Zusammensetzung des gesiebten Materialstroms weiter homogenisiert werden.
• Gemäß einer Ausführungsform werden die Material-Eingangsparameter in wenigstens zwei Gruppen erfasst und ausgewertet, nämlich sowohl bezüglich des Aufgabemassenstroms (Materialstrom vor oder auf dem Siebdeck vor dem Sieben) als auch bezüglich des Überkorn-Massenstroms (Produkt nach dem Sieben, relativ größer) und/oder bezüglich des Unterkorn-Massenstroms (ausgesiebtes Produkt nach dem Sieben, relativ kleiner). Eine Differenzierung bezüglich Überkorn- und Unterkorn-Massenstrom kann z.B. auch die Effizienz des Prozesses steigern und kann z.B. auch bei mehreren Siebdecks eine noch gezieltere Optimierung ermöglichen, insbesondere auch individuell je Siebdeck.
• Gemäß einer Ausführungsform umfasst die örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck eine Schichthöhenverteilung über die Siebbreite und/oder über die Sieblänge. Eine Schichthöhenverteilung kann dabei z.B. auch als ein Parameter erfasst und ausgewertet werden, welcher in einem vorgelagerten Prozessschritt berücksichtigt wird, z.B. zwecks Optimierung der örtlichen Verteilung beim Zuführen des Materials.
• Gemäß einer Ausführungsform wird zum Regeln eine Drehzahl wenigstens eines Motors der Siebvorrichtung geregelt, insbesondere eines an ein/das jeweilige/s Siebdeck gekoppelten Motors. Gemäß einer Ausführungsform wird ein Leistungsbereich für die Leistungsaufnahme der Siebvorrichtung geregelt. Dies ermöglicht jeweils insbesondere auch eine direkte und schnelle Einflussnahme auf die Schwingungsformen. Das Regeln von Motoren kann dabei auch die Motorendrehrichtung und/oder einen Phasenversatz umfassen.
• Gemäß einer Ausführungsform wird die Siebvorrichtung basierend auf Kalibrierkurven geregelt, insbesondere auch mittels selbstlernender Algorithmen. Hierdurch kann der Regelungsprozess auch zumindest teilweise in gewissem Umfang automatisiert werden bzw. autark ausgestaltet werden.
• Gemäß einer Ausführungsform werden Schwingungs-Betriebsparameter ausschließlich mittels prozessualer Regelung von Schwingungs-Parametern des Schwingungssystems eingestellt, ohne vorrichtungstechnische Maßnahmen an der Siebvorrichtung insbesondere ausschließlich basierend auf Betriebsparametern des anregenden Schwingungssystems. Hierdurch wird die Optimierung der Siebvorrichtung weiter vereinfacht, insbesondere auch vorteilhaft individualisierbar unabhängig von aufwändigen vorrichtungstechnischen Maßnahmen. Die Siebvorrichtung kann z.B. ganz ohne vorrichtungstechnische Maßnahmen für diverse unterschiedliche Materialien oder Materialströme verwendet werden.
• Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch eine Siebvorrichtung eingerichtet zum Sieben eines (optional vordefinierbaren) Materialstroms, beispielsweise von Gesteinsmaterial oder Abbaumaterial, mit wenigstens einem Siebdeck und wenigstens einem an das Siebdeck gekuppelten Schwingungssystem, welches bezüglich wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters regelbar ist; wobei die Siebvorrichtung eingerichtet ist zum Erfassen wenigstens eines Material-Eingangsparameters aus der folgenden Gruppe: momentaner Materialstrom, Korngrößenspektrum, Korngeometrie, Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung oder -farbe, örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck; wobei die Siebvorrichtung ferner eingerichtet ist zum Ansteuern und Regeln wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters des Siebdecks aus der folgenden Gruppe, als Funktion des wenigstens einen Material-Eingangsparameters: Schwingform, Schwingweite (Amplitude), Schwingfrequenz. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
• Das Schwingungssystem umfasst beispielsweise einen oder mehrere Unwuchtantriebe und ist beispielsweise an Seitenwände eines Siebkastens gekuppelt.
• Beispielsweise ist die Siebvorrichtung als Schwingförderer ausgestaltet.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Siebvorrichtung wenigstens eine Messeinheit zum Erfassen des wenigstens einen Material-Eingangsparameters auf. Eine im jeweiligen Einzelfall entsprechend vorteilhafte Messtechnik kann gemäß den gewünschten regelungstechnischen Besonderheiten implementiert sein. Die Messtechnik ermöglicht neben einer individualisierten Optimierung auch eine Prozessüberwachung.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Erfassen von Prozessdaten aus der folgenden Gruppe: momentane Motorleistung der Siebvorrichtung, Prozessdaten von vorgelagerten Prozessschritten oder Vorrichtungen, Schwingungsparameter. Dies begünstigt eine umfassende Analyse.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Erfassen und Auswerten des momentanen Materialstroms mit zeitlichem Bezug und zum Regeln als Funktion des Grades der Veränderung. Hierdurch kann auch individuell auf momentane Änderungen reagiert werden, z.B. bei stark variierender Förderleistung eines vorgelagerten fördertechnischen Gerätes.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Regeln in Abhängigkeit von Schwellwerten für einen maximalen Materialstrom oder eine maximale Beladung des jeweiligen Siebdecks. Hierdurch kann z.B. auch eine Sicherheitsfunktion, insbesondere Abschaltfunktion oder Herabregelung implementiert werden.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Regeln der Schwingweite positionsspezifisch bezüglich vordefinierbarer örtlicher Abschnitte des Siebdecks, insbesondere mittels Steuerung/Regelung von anregenden Antrieben. Hierdurch kann auch eine Homogenisierung der Beladung und/oder eine Justage bzgl. einer gewünschten Förderrichtung erfolgen.
• Es hat sich gezeigt, dass durch Anpassen von Phasenversätzen von Motoren bzw. Antrieben, insbesondere auch von zu Gruppen zusammengefassten Antrieben, die Richtung und die resultierende Kraft der Anregung eingestellt werden kann. Indem beispielsweise nur eine Gruppe oder alle Gruppen bis auf eine Gruppe angepasst werden, kann die Schwingweite beispielsweise auch gezielt örtlich manipuliert werden, beispielsweise in einer der Ecken oder an einem der Enden der Siebvorrichtung.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Erfassen und Auswerten der Material-Eingangsparameter in wenigstens zwei Gruppen, nämlich sowohl bezüglich des Aufgabemassenstroms als auch bezüglich des Überkorn-Massenstroms und/oder bezüglich des Unterkorn-Massenstroms. Hierdurch kann auch die Siebfunktion überwacht werden. Ferner kann eine prozessuale Verknüpfung mit vor- oder nachgelagerten Prozessen erfolgen, beispielsweise auch hinsichtlich einer Charakterisierung des Siebguts (gesiebter Materialstrom).
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Erfassen und Auswerten der örtlichen Materialverteilung auf dem Siebdeck bezüglich einer Schichthöhenverteilung über die Siebbreite und/oder über die Sieblänge. Eine Berücksichtigung der Schichthöhe kann auch in Hinblick auf die Effizienz des Siebvorgangs besonders vorteilhaft sein.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Regeln einer Drehzahl wenigstens eines Motors der Siebvorrichtung und/oder eines Leistungsbereichs für die Leistungsaufnahme der Siebvorrichtung. Hierdurch kann insbesondere bei einer Anordnung umfassend mehrere Motoren oder Schwingungserreger eine Regelung auf besonders flexible bzw. variantenreiche Weise erfolgen. Beispielsweise werden ein oder mehrere Unwuchtantriebe (Motoren) jeweils an Seitenwänden eines Siebkastens angesteuert und geregelt.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Siebvorrichtung eingerichtet zum Regeln der Siebvorrichtung (bzw. des Sieb-Vorgangs) basierend auf Kalibrierkurven, insbesondere auch mittels selbstlernender Algorithmen. Hierdurch kann auch eine Standardisierung erfolgen, bzw. eine Regelung kann in vorgegebenen Grenzen und basierend auf interner Plausibilitätsprüfung auf besonders betriebssichere Weise erfolgen, insbesondere auch z.B. hinsichtlich eines besonders nachhaltigen Betriebszustandes der Siebvorrichtung. Dies ermöglicht z.B. auch eine belastungsminimierende Fahrweise.
• Bevorzugt ist die Siebvorrichtung mit dem Schwingungssystem als (insbesondre ausschließlich) softwarekonfigurierbare mechatronische Siebvorrichtung ausgestaltet. Dies begünstigt nicht zuletzt die Optimierung, insbesondere unabhängig von vorrichtungstechnischen Maßnahmen an der Siebvorrichtung. Dies kann auch das Anwendungsspektrum erweitern.
• Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung in Kommunikation mit einer Mehrzahl von Messeinheiten eingerichtet zum Erfassen von Material-Eingangsparametern steht oder diese umfasst. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
• Die Mehrzahl von Messeinheiten können ein Sensorsystem bilden, welches derart an die verfügbaren Motoren, Aktoren oder dergleichen Stellantriebe adaptiert ist, dass eine Optimierung der Siebvorrichtung basierend auf einer online-Charakterisierung von Material-Eingangsparametern regelbar ist.
• Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch Verwendung einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung in einer Siebvorrichtung, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Siebvorrichtung, bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere zum Regeln der Siebvorrichtung bezüglich wenigstens zweier Schwingungs-Betriebsparameter aus der folgenden Gruppe: Schwingform, Schwingweite, Schwingfrequenz; insbesondere als Funktion von wenigstens zwei Material-Eingangsparametern aus der folgenden Gruppe: momentaner Materialstrom, Korngrößenspektrum, Korngeometrie, Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung oder -farbe, örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Insbesondere kann durch Bezugnahme jeweils auf mehrere Parameter eine vergleichsweise gezielte individuelle Regelung erfolgen.
• Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigt
• 1 in einer Seitenansicht eine Siebvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 2 in einer Draufsicht eine Siebvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 3 in schematischer Darstellung einzelne Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.
• Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Die Figuren werden zwecks leichteren Verständnisses zunächst zusammen unter Bezugnahme auf alle Bezugszeichen beschrieben. In den jeweiligen Figuren gezeigte Einzelheiten oder Besonderheiten werden individuell beschrieben.
• Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung 10 zum Sieben von Siebmaterial 4, wobei gesiebtes Material in wenigstens zwei Gruppen unterteilt werden kann: Überkorn- und Unterkorn-Material. Die dargestellte Siebvorrichtung 10 weist beispielhaft ein einzelnes Siebdeck auf; wahlweise können weitere Siebdecks vorgesehen sein. Mehrere Motoren bzw. Schwingungserreger 3 sind paarweise zu Gruppen 5 zusammengefasst, wobei jeder Schwingungserreger 3 oder zumindest jede Gruppe in Kommunikation mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung 2 steht, mittels welcher ein vordefinierbares Schwingungs-Muster vorgegeben werden kann. Eine oder mehrere Messeinheiten 6 können Messdaten betreffend die Siebvorrichtung 10 und/oder vorgelagerte Maschinen 1 (beispielsweise Zerkleinerungseinheiten und/oder Transporteinrichtungen) erfassen und an die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 2 kommunizieren.
• Ein Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung kann beispielsweise auf den folgenden Schritten basieren oder diese wahlweise umfassen:
• S1 Vorgeben oder Ermitteln wenigstens eines Material-Eingangsparameters, insbesondere Korngrößenspektrum, Massenstrom;
• S2 Vorgeben oder Ermitteln wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters oder Siebbetriebsparameters, insbesondere Schwingform, Schwingweite, Schwingfrequenz, Phasenversatz, Drehzahl, Drehrichtung;
• S3 Einstellen (Steuern/Regeln) wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters oder Siebbetriebsparameters;
• Die 1 zeigt eine beispielhafte Siebvorrichtung 10 in Seitenansicht. Die Motoren 3 bilden paarweise Gruppen 5.
• Die 2 zeigt eine Draufsicht. In der Summe sind vier Gruppen mit jeweils zwei Motoren vorgesehen, in gegenüberliegender Anordnung an Seitenwangen des Siebdecks.
• Die 3 illustriert exemplarisch einen Materialflusspfad von einer Zerkleinerungseinheit und/oder Transporteinrichtung 1 über mehrere Prozessstufen bis zum gesiebten Material 4, wobei mittels der Messeinheiten 6, der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 2 und der Erreger 3 die Schritte S1, S2 und S3 angewandt werden können.
• Bezugszeichenliste

1

vorgelagerte Maschine, insbesondere Zerkleinerungseinheit und/oder Transporteinrichtung

2

Steuerungs-/Regelungseinrichtung (Siebregelungseinheit)

3

Motor oder Schwingungserreger

4

Siebmaterial (Überkorn und/oder Unterkorn)

5

Gruppe mehrerer Schwingungserreger

6

Messeinheit

10

Siebvorrichtung

S1

Vorgeben oder Ermitteln wenigstens eines Material-Eingangsparameters;

S2

Vorgeben oder Ermitteln eines Schwingungs- oder Sieb-Betriebsparameters;

S3

Einstellen (Steuern/Regeln) eines Schwingungs- oder Sieb-Betriebsparameters;

Claims (20)

1. Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung (10) eingerichtet zum Sieben eines Materialstroms, wobei das Verfahren umfasst: - Sieben des Materialstroms auf wenigstens einem Siebdeck; - Regeln wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters der Siebvorrichtung beim Sieben; dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln als Funktion von wenigstens einem Material-Eingangsparameter aus der folgenden Gruppe durchgeführt wird: momentaner Materialstrom, Korngrößenspektrum, Korngeometrie, Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung oder -farbe, örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck; wobei das Regeln bezüglich wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters aus der folgenden Gruppe durchgeführt wird: Schwingform, Schwingweite, Schwingfrequenz.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei der wenigstens eine Material-Eingangsparameter durch direkte Messung insbesondere mittels wenigstens einer Messeinheit (6) erfasst und zum Regeln ausgewertet wird, insbesondere unter Bezugnahme auf den momentanen Materialstrom auf einem jeweiligen Siebdeck; und/oder wobei der wenigstens eine Material-Eingangsparameter auf indirekte Weise basierend auf Prozessdaten der Siebvorrichtung (10) erfasst wird und ausgewertet wird, insbesondere unter Bezugnahme auf Prozessdaten aus der folgenden Gruppe: momentane Motorleistung der Siebvorrichtung oder einzelner Motoren, Prozessdaten von vorgelagerten Prozessschritten oder Vorrichtungen, Schwingungsparameter.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei eine Veränderung des momentanen Materialstroms mit zeitlichem Bezug erfasst und ausgewertet wird, wobei das Regeln als Funktion des Grades der Veränderung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Regeln in Abhängigkeit von Schwellwerten für einen maximalen Materialstrom oder eine maximale Beladung des jeweiligen Siebdecks durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Regeln der Schwingweite spezifisch bezüglich vordefinierbarer örtlicher Abschnitte des Siebdecks erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Material-Eingangsparameter in wenigstens zwei Gruppen erfasst und ausgewertet werden, nämlich sowohl bezüglich des Aufgabemassenstroms als auch bezüglich des Überkorn-Massenstroms und/oder bezüglich des Unterkorn-Massenstroms.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck eine Schichthöhenverteilung über die Siebbreite und/oder über die Sieblänge umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei zum Regeln eine Drehzahl wenigstens eines Motors (3) der Siebvorrichtung (10) geregelt wird, insbesondere eines an ein/das jeweilige/s Siebdeck gekoppelten Motors; und/oder wobei ein Leistungsbereich für die Leistungsaufnahme der Siebvorrichtung (10) geregelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Siebvorrichtung (10) basierend auf Kalibrierkurven geregelt wird, insbesondere auch mittels selbstlernender Algorithmen; und/oder wobei Schwingungs-Betriebsparameter ausschließlich mittels prozessualer Regelung von Schwingungs-Parametern des Schwingungssystems eingestellt werden, ohne vorrichtungstechnische Maßnahmen an der Siebvorrichtung insbesondere ausschließlich basierend auf Betriebsparametern des anregenden Schwingungssystems.
10. Siebvorrichtung (10) eingerichtet zum Sieben eines Materialstroms, mit wenigstens einem Siebdeck und wenigstens einem an das Siebdeck gekuppelten Schwingungssystem (3, 5), welches bezüglich wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters regelbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Siebvorrichtung (10) eingerichtet ist zum Erfassen wenigstens eines Material-Eingangsparameters aus der folgenden Gruppe: momentaner Materialstrom, Korngrößenspektrum, Korngeometrie, Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung oder -farbe, örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck; wobei die Siebvorrichtung (10) ferner eingerichtet ist zum Ansteuern und Regeln wenigstens eines Schwingungs-Betriebsparameters des Siebdecks aus der folgenden Gruppe, als Funktion des wenigstens einen Material-Eingangsparameters: Schwingform, Schwingweite, Schwingfrequenz.
11. Siebvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Siebvorrichtung wenigstens eine Messeinheit (6) zum Erfassen des wenigstens einen Material-Eingangsparameters aufweist; und/oder wobei die Siebvorrichtung eingerichtet ist zum Erfassen von Prozessdaten aus der folgenden Gruppe: momentane Motorleistung der Siebvorrichtung oder einzelner Motoren, Prozessdaten von vorgelagerten Prozessschritten oder Vorrichtungen, Schwingungsparameter.
12. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Siebvorrichtung eingerichtet ist zum Erfassen und Auswerten des momentanen Materialstroms mit zeitlichem Bezug und zum Regeln als Funktion des Grades der Veränderung.
13. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Siebvorrichtung eingerichtet ist zum Regeln in Abhängigkeit von Schwellwerten für einen maximalen Materialstrom oder eine maximale Beladung des jeweiligen Siebdecks.
14. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Siebvorrichtung eingerichtet ist zum Regeln der Schwingweite positionsspezifisch bezüglich vordefinierbarer örtlicher Abschnitte des Siebdecks.
15. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Siebvorrichtung eingerichtet ist zum Erfassen und Auswerten der Material-Eingangsparameter in wenigstens zwei Gruppen, nämlich sowohl bezüglich des Aufgabemassenstroms als auch bezüglich des Überkorn-Massenstroms und/oder bezüglich des Unterkorn-Massenstroms.
16. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Siebvorrichtung (10) eingerichtet ist zum Erfassen und Auswerten der örtlichen Materialverteilung auf dem Siebdeck bezüglich einer Schichthöhenverteilung über die Siebbreite und/oder über die Sieblänge.
17. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Siebvorrichtung (10) eingerichtet ist zum Regeln einer Drehzahl wenigstens eines Motors (3) der Siebvorrichtung und/oder eines Leistungsbereichs für die Leistungsaufnahme der Siebvorrichtung.
18. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Siebvorrichtung eingerichtet ist zum Regeln der Siebvorrichtung (10) basierend auf Kalibrierkurven, insbesondere auch mittels selbstlernender Algorithmen.
19. Steuerungs-/Regelungseinrichtung (2) eingerichtet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung in Kommunikation mit einer Mehrzahl von Messeinheiten (6) eingerichtet zum Erfassen von Material-Eingangsparametern steht oder diese umfasst.
20. Verwendung einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung (2) in einer Siebvorrichtung, insbesondere in einer Siebvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, insbesondere zum Regeln der Siebvorrichtung bezüglich wenigstens zweier Schwingungs-Betriebsparameter aus der folgenden Gruppe: Schwingform, Schwingweite, Schwingfrequenz; insbesondere als Funktion von wenigstens zwei Material-Eingangsparametern aus der folgenden Gruppe: momentaner Materialstrom, Korngrößenspektrum, Korngeometrie, Feuchtigkeit, Materialzusammensetzung oder -farbe, örtliche Materialverteilung auf dem Siebdeck.

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