DE102022210884A1

DE102022210884A1 - Verfahren und System

Info

Publication number: DE102022210884A1
Application number: DE102022210884.1A
Authority: DE
Inventors: Uli Freitag
Original assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2024-04-25
Also published as: WO2024078833A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prognose einer förderbaren Menge an Dickstoff (D), wobei die förderbare Menge mittels einer elektrisch antreibbaren Maschine (1) förderbar ist, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: a) Ermitteln eines Energiebedarfs (EB), in die elektrisch angetriebene Maschine (1) für die Förderung einer vorgegebenen Mengeneinheit an Dickstoff (D) benötigt, b) Ermitteln eines Energievorrats (EV), der zum Antreiben der elektrisch angetriebenen Maschine (1) verfügbar ist, und c) Vergleichen des Energiebedarfs (EB) pro vorgegebener Mengeneinheit mit dem Energievorrat (EV), um die förderbare Menge an Dickstoff (D) abzuschätzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prognose einer förderbaren Menge an Dickstoff, wobei die förderbare Menge mittels einer elektrisch antreibbaren Maschine förderbar ist. Die Erfindung betrifft zudem ein System für die Durchführung eines solchen Verfahrens.
Zur Förderung von Dickstoff auf einer Baustelle werden herkömmlicherweise Maschinen eingesetzt, die zu ihrem Antrieb eine Brennkraftmaschine sowie einen Kraftstofftank aufweisen. Die Brennkraftmaschine wird mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank versorgt. Wie viel Dickstoff mittels der Maschine noch förderbar ist, hängt dabei von einem Füllstand des Kraftstofftanks mit Kraftstoff ab. Wird statt der Maschine mit Brennkraftmaschine eine elektrisch antreibbare Maschine zur Förderung von Dickstoff verwendet, fällt der Kraftstofftank weg und somit auch die Möglichkeit einer Anzeige des Füllstands.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Prognose einer mittels einer elektrisch antreibbaren Maschine förderbaren Menge an Dickstoff sowie ein System mit einer derartigen elektrisch antreibbaren Maschine anzugeben, die einen besonders zuverlässigen Förderbetrieb zum Fördern von Dickstoff ermöglichen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient einer Prognose einer förderbaren Menge an Dickstoff. Die förderbare Menge ist mittels einer elektrisch antreibbaren Maschine förderbar. Die Begriffe „antreibbar“ und „angetrieben“ werden im vorliegenden Zusammenhang - sofern nicht anders angegeben - synonym verwendet. Das Verfahren weist einen Schritt a) auf. Gemäß dem Schritt a) erfolgt ein Ermitteln eines Energiebedarfs, den die elektrisch angetriebene Maschine für die Förderung einer vorgegebenen Mengeneinheit an Dickstoff benötigt. Das Verfahren weist zudem einen Schritt b) auf. Gemäß dem Schritt b) erfolgt ein Ermitteln eines Energievorrats, der zum Antreiben der elektrisch angetriebenen Maschine verfügbar ist. Ferner weist das Verfahren einen Schritt c) auf. Gemäß dem Schritt c) erfolgt ein Vergleichen des Energiebedarfs pro vorgegebener Mengeneinheit mit dem Energievorrat, um die förderbare Menge an Dickstoff abzuschätzen. Durch diese Schätzung lässt sich vorteilhaft vermeiden, dass im Betrieb der elektrisch antreibbaren Maschine der vorhandene Energievorrat zur Neige geht, zeitlich bevor eine gewünschte Menge an Dickstoff gefordert wurde. Schlimmstenfalls kann, falls die gewünschte Menge an Dickstoff nicht vollständig förderbar ist, es ohne entgegenwirkende Maßnahmen dazu kommen, dass ein Rest an Dickstoff in der elektrisch antreibbaren Maschine verbleibt. Dieser Rest kann dann aushärten, was zu einer Beeinträchtigung oder sogar zu einem Totalausfall der elektrisch antreibbaren Maschine führen kann. Dies lässt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft vermeiden. Auf diese Weise wird ein besonders zuverlässiger Förderbetrieb zum Fördern von Dickstoff ermöglicht.
In Ausgestaltung der Erfindung werden die Schritte a), b) und/oder c) durchgeführt, zeitlich bevor Dickstoff mittels der elektrisch antreibbaren Maschine gefördert wird. Insbesondere werden die Schritte a), b) und/oder c) anhand eines parametrisierbaren digitalen Modells der elektrisch antreibbaren Maschine durchgeführt. Auf diese Weise lässt sich bereits vor Aufnahme eines Förderbetriebs sicherstellen, dass die elektrisch antreibbare Maschine gar nicht erst in eine Situation gebracht wird, in welcher der Energievorrat zu klein für eine gewünschte Fördermenge sein könnte. Alternativ oder zusätzlich werden die Schritte a), b) und/oder c) durchgeführt, zeitlich während Dickstoff mittels der elektrisch antreibbaren Maschine gefördert wird. Dabei können die Schritte a), b) und/oder c) während der Dickstoffförderung in fortlaufender Wiederholung durchgeführt werden. Insbesondere werden die Schritte a), b) und/oder c) bei der Dickstoffförderung derart durchgeführt, dass die gemäß Schritt c) abgeschätzte (noch) förderbare Menge an Dickstoff fortlaufend aktualisiert wird. Dies ermöglicht es, dass beim Förderbetrieb rechtzeitig eingegriffen werden kann, sollte eine vorzeitige Erschöpfung des Energievorrats drohen. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn sich der Energiebedarf ändert. Der Energiebedarf kann sich ändern, wenn eine bei der Dickstoffförderung zu überwindende geodätische Pumphöhe und/oder eine Baustoffkonsistenz und/oder eine Förderrate variiert wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrisch antreibbare Maschine einen elektrischen Energiespeicher auf. Beim Ermitteln des Energievorrats gemäß Schritt b) wird eine Energiemenge berücksichtigt, die in dem elektrischen Energiespeicher gespeichert ist. Dabei kann der elektrische Energiespeicher unter Aufnahme einer elektrischen Ladeleistung mit elektrischer Energie aufgeladen werden, wobei beim Ermitteln des Energievorrats gemäß Schritt b) die elektrische Ladeleistung berücksichtigt wird. Auf diese Weise lässt sich der Energievorrat während der Dickstoffförderung auffüllen. Entsprechend lässt sich eine Reichweite des Energievorrats während der Dickstoffförderung erhöhen. Dieses Erhöhen des Energievorrats kann vorteilhaft bei der Abschätzung gemäß Schritt c) berücksichtigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrisch antreibbare Maschine einen elektrischen Antrieb zum Fördern des Dickstoffs auf. Der elektrische Antrieb wird aus einem elektrischen Energiespeicher der elektrisch antreibbaren Maschine mit elektrischer Energie versorgt, um Dickstoff zu fördern. Die elektrisch antreibbare Maschine kann einen elektrischen Anschluss zum Anschließen ihres elektrischen Antriebs sowie - alternativ oder zusätzlich - ihres elektrischen Energiespeichers an ein (externes) elektrisches Versorgungsnetz aufweisen. Vorteilhaft kann der elektrische Antrieb somit mit elektrischer Energie versorgt werden, während der elektrische Energiespeicher aufgeladen wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei Durchführung des Schritts a) ein Energiebedarf/Mengeneinheit-Quotient ermittelt. Der Energiebedarf-Mengeneinheit-Quotient schätzt eine Energiemenge ab, die zur Förderung der vorgegebenen Mengeneinheit an Dickstoff notwendig ist. Vorteilhaft ergibt sich somit eine einzige Kenngröße, anhand welcher die Abschätzung gemäß Schritt c) möglich ist. Diese Kenngröße kann elektronisch besonders einfach zu verarbeitet, insbesondere verrechnet, werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich einen Schritt d). Gemäß dem Schritt d) erfolgt ein Betreiben der elektrisch antreibbaren Maschine basierend auf der gemäß Schritt c) abgeschätzten förderbaren Menge an Dickstoff. Insbesondere kann die elektrisch antreibbare Maschine selbsttätig zwischen verschiedenen Betriebsmodi umgeschaltet werden, in welchen die elektrisch antreibbare Maschine unterschiedlich viel elektrische Energie verbraucht. Dies ermöglicht eine automatische Reichweitenoptimierung der elektrisch antreibbaren Maschine.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrisch antreibbare Maschine einen elektrischen Energiespeicher auf. Dabei wird bei Durchführung des Schritts a) der auf die vorgegebene Mengeneinheit bezogene Energiebedarf ermittelt basierend auf einer momentanen aus dem elektrischen Energiespeicher gelieferten elektrischen Leistung. Alternativ oder zusätzlich wird der auf die vorgegebene Mengeneinheit bezogene Energiebedarf ermittelt basierend auf einem zurückliegenden zeitlichen Verlauf der aus dem elektrischen Energiespeicher gelieferten elektrischen Leistung. Dies ermöglicht eine besonders präzise Prognose.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der zurückliegende zeitliche Verlauf der aus dem elektrischen Energiespeicher gelieferten elektrischen Leistung bei Durchführung des Schritts a) bezogen auf die momentan aus dem elektrischen Energiespeicher gelieferte elektrische Leistung umso höher gewichtet, je kürzer die Zeitdauer seit einer Wiederinbetriebnahme eines Dickstoffförderbetriebs ist. Auf diese Weise lassen sich vorteilhaft von einem Durchschnitt abweichende Leistungsschwankungen der elektrisch antreibbaren Maschine ausgleichen, die beim Anlaufen der elektrisch antreibbaren Maschine besonders häufig und ausgeprägt vorzufinden sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine momentane elektrische Förderleistung ausschließlich über einen elektrischen Anschluss der elektrisch angetriebenen Maschine bezogen, solange die elektrische Förderleistung eine maximale elektrische Anschlussleistung nicht überschreitet. Solange die elektrische Förderleistung die maximale elektrische Anschlussleistung überschreitet, wird die momentane elektrische Förderleistung über den elektrischen Anschluss mit seiner maximalen elektrischen Anschlussleistung und zusätzlich aus dem elektrischen Energiespeicher bezogen. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft sicherstellen, dass nur dann elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher entnommen wird, wenn die über den elektrischen Anschluss aus dem elektrischen Versorgungsnetz entnommene elektrische Anschlussleistung nicht ausreicht, die elektrisch antreibbare Maschine in einem vorbestimmten Betriebspunkt zu betreiben. Bei diesem vorbestimmten Betriebspunkt kann es sich um einen Betriebspunkt handeln, an welchem die elektrisch antreibbare Maschine ihren größten Wirkungsgrad aufweist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der elektrische Energiespeicher über den elektrischen Anschluss geladen, solange die elektrische Förderleistung die maximale elektrische Anschlussleistung nicht überschreitet. Auf diese Weise lässt sich die maximale elektrische Anschlussleistung bestmöglich ausnutzen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und einem momentanen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers eine noch verbleibende mögliche Fördermenge des Dickstoffs berechnet und visualisiert. Die Visualisierung erlaubt vorteilhaft, dass ein Betreiber der elektrisch antreibbaren Maschine rechtzeitig eingreifen kann, bevor der zur Verfügung stehende Energievorrat nicht mehr ausreicht, die zu fördernde Dickstoffmenge zu verarbeiten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird berechnet und visualisiert, welcher Anteil der noch verbleibenden möglichen Fördermenge des Dickstoffs auf der über den elektrischen Anschluss bezogenen elektrischen Leistung beruht. Zudem wird berechnet und visualisiert, welcher Anteil der noch verbleibenden möglichen Fördermenge des Dickstoffs auf der aus dem elektrischen Energiespeicher bezogenen elektrischen Leistung beruht. Das Berechnen und Visualisieren kann basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c) erfolgen. Auch dies bietet dem Betreiber vorteilhaft Möglichkeiten zum Eingriff.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine gewünschte Fördermenge vorgebbar. Dabei wird basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und einem momentanen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers berechnet, ob die gewünschte Fördermenge förderbar ist. Dies ermöglicht eine besonders aussagekräftige Prognose.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrisch antreibbare Maschine zum Fördern von Dickstoff verschiedene Betriebsarten auf, die sich hinsichtlich ihres Energiebedarfs pro geförderter vorgegebener Mengeneinheit unterscheiden. Dabei wird, insbesondere bei Durchführung des Schritts c), basierend auf der gewünschten Fördermenge und basierend auf dem momentanen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers eine der Betriebsarten ausgewählt. Diese Auswahl einer der Betriebsarten kann vorzugsweise automatisch erfolgen. Dies stellt eine bestmögliche Ausnutzung des Energievorrats sicher. Der Begriff „Betriebsart“ kann synonym zum Begriff „Betriebsmodus“ verstanden werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren zusätzlich einen Schritt e) auf. Gemäß dem Schritt e) erfolgt ein Ausgeben, insbesondere Anzeigen, eines auf dem Vergleich gemäß Schritt c) basierenden Reichweitenwerts. Dabei kann der Reichweitenwert wiedergeben, wie groß eine in einem elektrischen Energiespeicher der elektrisch antreibbaren Maschine gespeicherte Energiemenge ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Reichweitenwert wiedergeben, wie groß die mittels des Energievorrats (noch) förderbare Menge an Dickstoff ist, insbesondere in Vielfachen eines Fassungsvermögens eines Einheits-Fahrmischers oder einer anderen Volumeneinheit. Alternativ oder zusätzlich weist das Verfahren zusätzlich einen Schritt f) auf. Gemäß dem Schritt f) erfolgt ein Festlegen, insbesondere Eingeben, einer gewünschten Fördermenge und ein Ausgeben, insbesondere Anzeigen, eines Machbarkeitsattributs. Das Machbarkeitsattribut basiert auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und der gewünschten Fördermenge. Dabei kann das Machbarkeitsattribut wiedergeben, ob die gewünschte Fördermenge durch die förderbare Menge an Dickstoff gedeckt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Machbarkeitsattribut wiedergeben, ob und/oder um wie viel die gewünschte Fördermenge die förderbare Menge an Dickstoff über- oder unterschreitet. Dies ermöglicht eine besonders intuitive Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft zudem ein System, welches eine elektrisch antreibbare Maschine zur Förderung von Dickstoff aufweist. Das System umfasst zudem eine elektronische Recheneinheit, insbesondere Steuereinrichtung, die mit der elektrisch antreibbaren Maschine, insbesondere datenübertragend, verbunden ist. Dabei ist die elektronische Recheneinheit zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der voranstehenden Beschreibung eingerichtet. Die vorgenannten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße System. Vorzugsweise weist die elektrisch antreibbare Maschine einen elektrischen Antrieb und einen elektrischen Energiespeicher zum Speichern wenigstens eines Teils eines Energievorrats für die Versorgung des elektrischen Antriebs auf.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

1 zeigt in einem schematischen Ablaufschaubild einen Ablauf einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
2 schematisch einen Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient einer Prognose einer förderbaren Menge an Dickstoff D. Die förderbare Menge an Dickstoff D ist mittels einer elektrisch antreibbaren Maschine 1 förderbar. Die elektrisch antreibbare Maschine 1 ist Funktionsbestandteil eines erfindungsgemäßen Systems 10. Die elektrisch antreibbare Maschine 1 dient einer Förderung von Dickstoff D. Das System 1 weist zudem eine elektronische Recheneinheit 11 auf, die mit der elektrisch antreibbaren Maschine 1 beispielsweise datenübertragend verbunden ist. Bei der elektronischen Recheneinheit 11 kann es sich um eine Steuereinrichtung handeln. Die elektronische Recheneinheit 11 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Die elektrisch antreibbare Maschine 1 weist vorliegend einen elektrischen Antrieb 3 und einen elektrischen Energiespeicher 2 zum Speichern wenigstens eines Teils eines Energievorrats EV für die Versorgung des elektrischen Antriebs 3 auf. Der elektrische Antrieb 3 kann mittels der elektronischen Recheneinheit 11 gesteuert werden.
Beispielsweise weist die elektrisch antreibbare Maschine 1 zudem eine Dickstoff-Pumpeneinheit auf, die mit dem elektrischen Antrieb antriebsverbunden ist. Die Dickstoff-Pumpeneinheit kann Förderzylinder mit volumenvariablen Förderräumen aufweisen. Für eine, insbesondere gegenläufige, Änderung der Volumina der Förderräume können die Förderzylinder jeweils einen verstellbaren Förderkolben aufweisen. Die Dickstoff-Pumpeneinheit kann zudem ein S-förmig geformtes S-Rohr umfassen, welches einenends fluidleitend mit einem als Pumpenausgang fungierenden Druckstutzen verbunden ist. Das S-Rohr kann in einem von oben her mit Dickstoff befüllbaren Vorratsraum zum Bevorraten von Dickstoff angeordnet sein. Dabei kann das S-Rohr innerhalb des Vorratsraums einenends an dem Druckstutzen drehbar gelagert sein. Die volumenvariablen Förderräume können in den Vorratsraum münden. Das S-Rohr kann im Vorratsraum derart relativ zu den Förderräumen verschwenkbar sein, dass es abwechselnd mit einem der Förderräume fluidleitend verbindbar ist. Auf diese Weise kann - durch das Gegenspiel des Verschwenkens des S-Rohrs und einer Volumenänderung der Förderräume - in dem Vorratsraum befindlicher Dickstoff mittels der Förderräume abwechselnd angesaugt und über die Förderräume durch das S-Rohr hindurch über den Druckstutzen nach außen gepumpt werden. Im Vorratsraum der Dickstoff-Pumpeneinheit kann zudem ein Rührwerk angeordnet sein. Bei der Dickstoffförderung kann sich ein mittels der Dickstoff-Pumpeneinheit bereitzustellender Förderdruck ändern, beispielsweise falls eine Fördermenge erhöht wird und/oder eine geodätische Pumphöhe verändert wird und/oder sich Eigenschaften des geförderten Dickstoffs ändern. Infolge eines sich ändernden Förderdrucks ändert sich auch die mittels der Dickstoff-Pumpeneinheit bereitzustellende Förderleistung und damit ein Energiebedarf EB der elektrisch antreibbaren Maschine 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist einen Schritt a) auf. Gemäß dem Schritt a) wird der Energiebedarf EB ermittelt, den die elektrisch angetriebene Maschine 1 für die Förderung einer vorgegebenen Mengeneinheit an Dickstoff D benötigt. Das Verfahren weist zudem einen Schritt b) auf. Gemäß dem Schritt b) wird ein Energievorrat EV ermittelt, der zum Antreiben der elektrisch angetriebenen Maschine 1 verfügbar ist. Darüber hinaus umfasst das Verfahren einen Schritt c). Gemäß dem Schritt c) wird der Energiebedarf EB pro vorgegebener Mengeneinheit mit dem Energievorrat EV verglichen, um die förderbare Menge an Dickstoff D abzuschätzen. Beispielsweise werden die Schritte a), b) sowie - alternativ oder zusätzlich - c) durchgeführt, zeitlich bevor Dickstoff D mittels der elektrisch antreibbaren Maschine 1 gefördert wird.
Die Durchführung der Schritte a), b) und/oder c) zeitlich vor Förderung von Dickstoff D kann anhand eines parametrisierbaren digitalen Modells der elektrisch antreibbaren Maschine 1 erfolgen. Das parametrisierbare digitale Modell kann auf in der Vergangenheit ermittelten Kennwerten der elektrisch antreibbaren Maschine 1 basieren. Das parametrisierbare digitale Modell kann zur Anpassung an örtliche Besonderheiten eines Einsatzorts, insbesondere einer Baustelle, parametrisiert werden. Alternativ zur Durchführung der Schritte a), b) und/oder c) vor Aufnahme einer Dickstoffförderung können die Schritte a), b) und/oder c) während der Dickstoffförderung durchgeführt werden. Die Schritte a), b) sowie - alternativ oder zusätzlich - c) können also beispielsweise durchgeführt werden, zeitlich während Dickstoff D mittels der elektrisch antreibbaren Maschine 1 gefördert wird. Dabei können die Schritte a), b) und/oder c) während der Dickstoffförderung in fortlaufender Wiederholung durchgeführt werden. Insbesondere werden die Schritte a), b) und/oder c) während der Dickstoffförderung derart durchgeführt, dass die gemäß Schritt c) abgeschätzte förderbare Menge an Dickstoff D fortlaufend aktualisiert wird. Insofern lässt sich eine Aussage über die noch förderbare Menge an Dickstoff D fortlaufend aktualisieren.
Wie bereits angesprochen, weist die elektrisch antreibbare Maschine 1 vorliegend einen elektrischen Energiespeicher 2 auf. Dabei wird beim Ermitteln des Energievorrats EV gemäß Schritt b) eine Energiemenge ES berücksichtigt, die in dem elektrischen Energiespeicher 2 gespeichert ist. Dabei kann der elektrische Energiespeicher 2 unter Aufnahme einer elektrischen Ladeleistung PL mit elektrischer Energie aufgeladen werden. Beim Ermitteln des Energievorrats EV gemäß Schritt b) kann diese elektrische Ladeleistung PL berücksichtigt werden. Es kann also berücksichtigt werden, wie viel elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 2 entnommen und wie viel elektrische Energie dem elektrischen Energiespeicher 2 mittels der elektrischen Ladeleistung PL zugeführt wird.
Wie ebenfalls bereits angesprochen weist die elektrisch antreibbare Maschine 1 vorliegend einen elektrischen Antrieb 3 zum Fördern des Dickstoffs D auf. Dabei wird der elektrische Antrieb 3 aus dem elektrischen Energiespeicher 2 der elektrisch antreibbaren Maschine 1 mit elektrischer Energie versorgt, um Dickstoff D zu fördern. Beispielsweise weist die elektrisch antreibbare Maschine 1 einen elektrischen Anschluss 4 zum Anschließen ihres elektrischen Antriebs 3 an ein elektrisches Versorgungsnetz V auf. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Anschluss 4 zum Anschließen des elektrischen Energiespeichers 2 an das elektrische Versorgungsnetz V ausgebildet sein. Bei dem elektrischen Versorgungsnetz V kann es sich um ein externes, beispielsweise öffentliches, elektrisches Versorgungsnetz V handeln. Es ist aber auch denkbar, dass es sich bei dem elektrischen Versorgungsnetz V um ein am Einsatzgebiet vorhandenes, lokales elektrisches Versorgungsnetz V handelt. Der elektrische Anschluss 4 kann dazu eingerichtet sein, mit einem Versorgungsnetz V unterschiedlicher Stromstärke verbunden zu werden.
Beispielsweise wird bei Durchführung des Schritts a) ein Energiebedarf/Mengeneinheit-Quotient ermittelt. Der Energiebedarf/Mengeneinheit-Quotient schätzt eine Energiemenge ab, die zur Förderung der vorgegebenen Mengeneinheit an Dickstoff D notwendig ist.
Bei der Ausführungsform nach 1 weist das Verfahren zusätzlich einen Schritt d) auf. Gemäß dem Schritt d) wird die elektrisch antreibbare Maschine 1 basierend auf der gemäß Schritt c) abgeschätzten förderbaren Menge an Dickstoff D betrieben.
Zum Beispiel wird bei Durchführung des Schritts a) der auf die vorgegebene Mengeneinheit bezogene Energiebedarf EB ermittelt, und zwar basierend auf einer momentanen aus dem elektrischen Energiespeicher 2 gelieferten elektrischen Leistung PG. Alternativ oder zusätzlich wird der Energiebedarf EB ermittelt basierend auf einem zurückliegenden zeitlichen Verlauf der aus dem elektrischen Energiespeicher 2 gelieferten elektrischen Leistung PG. Dabei kann der zurückliegende zeitliche Verlauf der aus dem elektrischen Energiespeicher 2 gelieferten elektrischen Leistung PG bei Durchführung des Schritts a) bezogen auf die momentan aus dem elektrischen Energiespeicher 2 gelieferten elektrischen Leistung PG umso höher gewichtet werden, je kürzer die Zeitdauer seit einer Wiederinbetriebnahme eines Dickstoffförderbetriebs ist. Besonders zu Beginn des Dickstoffförderbetriebs - also beispielsweise bei einer Wiederinbetriebnahme der elektrischen Maschine 1 - kann die aus dem elektrischen Energiespeicher 2 gelieferte elektrische Leistung PG stark von einer durchschnittlich aus dem elektrischen Energiespeicher 2 gelieferten elektrischen Leistung PG abweichen. Dies lässt sich durch die voranstehend erwähnte Gewichtung wenigstens teilweise ausgleichen. Die elektronische Recheneinheit 11 kann einen Algorithmus für maschinelles Lernen aufweisen, der selbsttätig aus vergangenen Betriebsdaten des Systems 10 lernen werden kann, um die Genauigkeit der Prognose mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sukzessive zu präzisieren.
Beispielsweise wird eine momentane elektrische Förderleistung PF ausschließlich über den elektrischen Anschluss 4 der elektrisch angetriebenen Maschine 1 bezogen, solange die elektrische Förderleistung PF eine maximale elektrische Anschlussleistung PA nicht überschreitet. Dabei wird die momentane elektrische Förderleistung PF über den elektrischen Anschluss 4 mit seiner maximalen elektrischen Anschlussleistung PA und zusätzlich aus dem elektrischen Energiespeicher 2 bezogen, solange die elektrische Förderleistung PF die maximale elektrische Anschlussleistung PA überschreitet. Wenn die maximale elektrische Anschlussleistung PA also nicht ausreicht, die für die Dickstoffförderung erforderliche elektrische Förderleistung PF allein bereitzustellen, kann zusätzlich aus dem elektrischen Energiespeicher 2 ein Teil der elektrischen Förderleistung PF bezogen werden. Umgekehrt kann darauf verzichtet werden, aus dem elektrischen Energiespeicher 2 Energie zu entnehmen, wenn die maximale elektrische Anschlussleistung PA ausreicht, die elektrische Förderleistung PF bereitzustellen. Solange die elektrische Förderleistung PF die maximale elektrische Anschlussleistung nicht überschreitet, kann der elektrische Energiespeicher 2 über den elektrischen Anschluss 4 geladen werden.
Beispielsweise wird basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und einem momentanen Ladezustand LZ des elektrischen Energiespeichers 2 eine noch verbleibende mögliche Fördermenge des Dickstoffs D berechnet. Zudem kann die noch verbleibende mögliche Fördermenge des Dickstoffs D visualisiert werden. Beispielsweise wird berechnet und visualisiert, welcher Anteil der noch verbleibenden möglichen Fördermenge des Dickstoffs auf der über den elektrischen Anschluss 4 bezogenen elektrischen Leistung PB beruht und welcher Anteil der noch verbleibenden möglichen Fördermenge des Dickstoffs D auf der aus dem elektrischen Energiespeicher 2 bezogenen elektrischen Leistung PG beruht.
Beispielsweise ist eine gewünschte Fördermenge vorgebbar. Basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und einem momentanen Ladezustand LZ des elektrischen Energiespeichers 2 wird berechnet, ob die gewünschte Fördermenge förderbar ist. Das Ergebnis dieser Berechnung kann ebenfalls visualisiert werden.
Durch das vorstehend beschriebene Visualisieren kann einem Betreiber des Systems 10 verdeutlicht werden, was es ihm bringt, wenn er einen auf einer Baustelle vorhandenen Anschluss am Stromverteiler nutzt. Es ist auch möglich, gezielt eine bestimmte Restmenge an elektrischer Energie im elektrischen Energiespeicher 2 verbleiben zu lassen, so dass diese Restmenge für eine anschließend zu bearbeitende Baustelle genutzt werden kann.
Die elektrisch antreibbare Maschine 1 zum Fördern von Dickstoff D kann verschiedene Betriebsarten aufweisen. Diese Betriebsarten unterscheiden sich beispielsweise hinsichtlich ihres Energiebedarfs pro geförderter vorgegebener Mengeneinheit. Dabei kann - insbesondere bei Durchführung des Schritts c) - basierend auf der gewünschten Fördermenge und basierend auf dem momentanen Ladezustand LZ des elektrischen Energiespeichers 2 - eine der Betriebsarten ausgewählt werden. Diese Auswahl einer der Betriebsarten kann automatisch erfolgen. Somit kann die elektrisch antreibbare Maschine 1 selbsttätig in einen Energiesparmodus versetzt werden, falls sich ergibt, dass der Energievorrat EV in einem Normalbetrieb der elektrisch antreibbaren Maschine 1 nicht für die vorgegebene Mengeneinheit an Dickstoff D ausreicht. In einer energieoptimierten Betriebsart kann eine Kolbengeschwindigkeit der Dickstoff-Pumpeneinheit reduziert werden. Zudem können Nebenverbraucher wie das Rührwerk und gegebenenfalls vorhandene Kühler oder Filter wahlweise aus dem Betrieb genommen werden. Diese Anpassung kann stufenweise erfolgen, so dass nicht nur der energieoptimierte Betriebsart vorhanden ist, sondern mehrere Betriebsarten, die den Energieverbrauch der elektrisch antreibbaren Maschine 1 sukzessive reduzieren können.
Das Verfahren gemäß 1 weist zudem einen Schritt e) auf. Gemäß dem Schritt e) wird ein Reichweitenwert ausgegeben, beispielsweise angezeigt. Der Reichweitenwert basiert auf dem Vergleich gemäß Schritt c). Dabei kann der Reichweitenwert wiedergeben, wie groß eine in dem elektrischen Energiespeicher 2 der elektrisch antreibbaren Maschine 1 gespeicherte Energiemenge ES ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Reichweitenwert wiedergeben, wie groß die mittels des Energievorrats EV noch förderbare Menge an Dickstoff D ist. Beispielsweise kann die noch förderbare Menge an Dickstoff D in Vielfachen eines Fassungsvermögens eines Einheits-Fahrmischers oder einer anderen Volumeneinheit angegeben werden. Die noch förderbare Menge kann in Kubikmeter pro Stunde oder Kubikyard pro Stunde angegeben werden. Die „noch förderbare Menge“ kann als „Restfördermenge“ bezeichnet werden.
Das Verfahren umfasst gemäß 1 zudem einen Schritt f). Gemäß dem Schritt f) wird eine gewünschte Fördermenge festgelegt. Beispielsweise kann die gewünschte Fördermenge eingegeben werden. Gemäß dem Schritt f) wird zudem ein Machbarkeitsattribut ausgegeben, insbesondere angezeigt, welches auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und der gewünschten Fördermenge basiert. Dabei kann das Machbarkeitsattribut wiedergeben, ob die gewünschte Fördermenge durch die förderbare Menge an Dickstoff gedeckt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Machbarkeitsattribut wiedergeben ob und/oder um wie viel die gewünschte Fördermenge die förderbare Menge an Dickstoff D über- oder unterschreitet. Das Machbarkeitsattribut kann beispielsweise wiedergeben, ob der Energievorrat EV reicht, knapp reicht oder nicht reicht, um die gewünschte Fördermenge zu fördern.
Basierend auf dem eingangs erwähnten parametrisierbaren digitalen Modell der elektrisch antreibbaren Maschine 1 kann ein Baustellenplanungssystem realisiert werden. Bei diesem Baustellenplanungssystem kann es sich um ein Computerprogrammprodukt handeln, welches auf einem herkömmlichen Computer ausführbar ist. Mittels des Computerprogrammprodukts kann simuliert werden, wie viele elektrisch antreibbare Maschinen zur Förderung von Dickstoff auf einer bestimmten Baustelle erforderlich sind. Die simulierte Baustelle kann ebenfalls als parametrisierbares digitales Modell des Baustellenplanungssystems vorliegen. Dabei kann das oder die parametrisierbare(n) digitale(n) Modell(e) in Abhängigkeit zu speziellen örtlichen Begebenheiten einer simulierten Baustelle und/oder der elektrisch antreibbaren Maschine 1 parametrisiert werden. Beispielsweise kann eine spezielle örtliche Begebenheit ein lokal vorhandenes elektrisches Versorgungsnetz V und dessen Spezifikation sein. Das elektrische Versorgungsnetz V kann beispielsweise je nach Spezifikation elektrischen Strom mit einer Stromstärke von 16 A, 32 A, 63 A oder 125 A liefern. Es ist auch möglich, dass an der simulierten Baustelle gar kein elektrisches Versorgungsnetz V vorhanden ist, so dass die elektrisch antreibbare Maschine 1 ausschließlich mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 2 versorgt werden kann.

Claims

Verfahren zur Prognose einer förderbaren Menge an Dickstoff (D), wobei die förderbare Menge mittels einer elektrisch antreibbaren Maschine (1) förderbar ist, wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: a) Ermitteln eines Energiebedarfs (EB), den die elektrisch angetriebene Maschine (1) für die Förderung einer vorgegebenen Mengeneinheit an Dickstoff (D) benötigt, b) Ermitteln eines Energievorrats (EV), der zum Antreiben der elektrisch angetriebenen Maschine (1) verfügbar ist, und c) Vergleichen des Energiebedarfs (EB) pro vorgegebener Mengeneinheit mit dem Energievorrat (EV), um die förderbare Menge an Dickstoff (D) abzuschätzen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schritte a), b) und/oder c), insbesondere anhand eines parametrisierbaren digitalen Modells der elektrisch antreibbaren Maschine (1), durchgeführt werden, zeitlich bevor Dickstoff (D) mittels der elektrisch antreibbaren Maschine (1) gefördert wird, und/oder dass - die Schritte a), b) und/oder c), insbesondere in fortlaufender Wiederholung, durchgeführt werden, zeitlich während Dickstoff (D) mittels der elektrisch antreibbaren Maschine (1) gefördert wird, insbesondere derart, dass die gemäß Schritt c) abgeschätzte (noch) förderbare Menge an Dickstoff (D) fortlaufend aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die elektrisch antreibbare Maschine (1) einen elektrischen Energiespeicher (2) aufweist, und - beim Ermitteln des Energievorrats (EV) gemäß Schritt b) eine Energiemenge (ES) berücksichtigt wird, die in dem elektrischen Energiespeicher (2) gespeichert ist, - insbesondere wobei der elektrische Energiespeicher (2) unter Aufnahme einer elektrischen Ladeleistung (PL) mit elektrischer Energie aufgeladen wird und beim Ermitteln des Energievorrats (EV) gemäß Schritt b) die elektrische Ladeleistung (PL) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die elektrisch antreibbare Maschine (1) einen elektrischen Antrieb (3) zum Fördern des Dickstoffs (D) aufweist, und - der elektrische Antrieb (3) aus einem elektrischen Energiespeicher (2) der elektrisch antreibbaren Maschine (1) mit elektrischer Energie versorgt wird, um Dickstoff (D) zu fördern, - insbesondere wobei die elektrisch antreibbare Maschine (1) einen elektrischen Anschluss (4) zum Anschließen ihres elektrischen Antriebs (3) und/oder ihres elektrischen Energiespeichers (2) an ein (externes) elektrisches Versorgungsnetz (V) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Durchführung des Schritts a) ein Energiebedarf/Mengeneinheit-Quotient ermittelt wird, der eine Energiemenge abschätzt, die zur Förderung der vorgegebenen Mengeneinheit an Dickstoff (D) notwendig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgenden zusätzlichen Schritt umfasst: d) Betreiben der elektrisch antreibbaren Maschine (1) basierend auf der gemäß Schritt c) abgeschätzten förderbaren Menge an Dickstoff (D).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die elektrisch antreibbare Maschine (1) einen elektrischen Energiespeicher (2) aufweist, und - bei Durchführung des Schritts a) der auf die vorgegebene Mengeneinheit bezogene Energiebedarf (EB) ermittelt wird basierend auf - einer momentanen aus dem elektrischen Energiespeicher (2) gelieferten elektrischen Leistung (PG), und/oder - einem zurückliegenden zeitlichen Verlauf der aus dem elektrischen Energiespeicher (2) gelieferten elektrischen Leistung (PG).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zurückliegende zeitliche Verlauf der aus dem elektrischen Energiespeicher (2) gelieferten elektrischen Leistung (PG) bei Durchführung des Schritts a) bezogen auf die momentan aus dem elektrischen Energiespeicher (2) gelieferte elektrische Leistung (PG) umso höher gewichtet wird, je kürzer die Zeitdauer seit einer Wiederinbetriebnahme eines Dickstoffförderbetriebs ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - eine momentane elektrische Förderleistung (PF) ausschließlich über einen elektrischen Anschluss (4) der elektrisch angetriebenen Maschine (1) bezogen wird, solange die elektrische Förderleistung (PF) eine maximale elektrische Anschlussleistung (PA) nicht überschreitet, und - die momentane elektrische Förderleistung (PF) über den elektrischen Anschluss (4) mit seiner maximalen elektrischen Anschlussleistung (PA) und zusätzlich aus dem elektrischen Energiespeicher (2) bezogen wird, solange die elektrische Förderleistung (PF) die maximale elektrische Anschlussleistung (PA) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass solange die elektrische Förderleistung (PF) die maximale elektrische Anschlussleistung (PA) nicht überschreitet, der elektrische Energiespeicher (2) über den elektrischen Anschluss (4) geladen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und einem momentanen Ladezustand (LZ) des elektrischen Energiespeichers (2) eine noch verbleibende mögliche Fördermenge des Dickstoffs (D) berechnet und visualisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass berechnet und visualisiert wird, insbesondere basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c), welcher Anteil der noch verbleibenden möglichen Fördermenge des Dickstoffs (D) auf der über den elektrischen Anschluss (4) bezogenen elektrischen Leistung (PB) beruht und welcher Anteil der noch verbleibenden möglichen Fördermenge des Dickstoffs (D) auf der aus dem elektrischen Energiespeicher (2) bezogenen elektrischen Leistung (PG) beruht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewünschte Fördermenge vorgebbar ist, wobei basierend auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und einem momentanen Ladezustand (LZ) des elektrischen Energiespeichers (2) berechnet wird, ob die gewünschte Fördermenge förderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch antreibbare Maschine (1) zum Fördern von Dickstoff (D) verschiedenen Betriebsarten aufweist, die sich hinsichtlich ihres Energiebedarfs (EB) pro geförderter vorgegebener Mengeneinheit unterscheiden, wobei, insbesondere bei Durchführung des Schritts c), basierend auf der gewünschten Fördermenge und basierend auf dem momentanen Ladezustand (LZ) des elektrischen Energiespeichers (2) eine der Betriebsarten ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich wenigstens einen der folgenden Schritte e) und f) aufweist: e) Ausgeben, insbesondere Anzeigen, eines auf dem Vergleich gemäß Schritt c) basierenden Reichweitenwerts, wobei der Reichweitenwert insbesondere wiedergibt - wie groß eine in einem elektrischen Energiespeicher (2) der elektrisch antreibbaren Maschine (1) gespeicherte Energiemenge (ES) ist und/oder - wie groß die mittels des Energievorrats (EV) (noch) förderbare Menge an Dickstoff (D) ist, insbesondere in Vielfachen eines Fassungsvermögens eines Einheits-Fahrmischers oder einer anderen Volumeneinheit; f) Festlegen, insbesondere Eingeben, einer gewünschten Fördermenge und Ausgeben, insbesondere Anzeigen, eines Machbarkeitsattributs, das auf dem Vergleich gemäß Schritt c) und der gewünschten Fördermenge basiert, wobei das Machbarkeitsattribut insbesondere wiedergibt - ob die gewünschte Fördermenge durch die förderbare Menge an Dickstoff (D) gedeckt ist, und/oder - ob und/oder um wie viel die gewünschte Fördermenge die förderbare Menge an Dickstoff (D) über- oder unterschreitet.
System (10), aufweisend - eine elektrisch antreibbare Maschine (1) zur Förderung von Dickstoff (D), - eine elektronische Recheneinheit (11), insbesondere Steuereinrichtung, die mit der elektrisch antreibbaren Maschine (1), insbesondere datenübertragend, verbunden ist, - wobei die elektronische Recheneinheit (11) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist, - insbesondere wobei die elektrisch antreibbare Maschine (1) einen elektrischen Antrieb (3) und einen elektrischen Energiespeicher (2) zum Speichern wenigstens eines Teils eines Energievorrats (EV) für eine Versorgung des elektrischen Antriebs (3) aufweist.