DE19921224A1 - Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurts - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Fördergurts mit Stahlseilzugträgern unter Verwendung wenigstens eines den Gurtverlauf abtastenden Metalldetektors, mit welchem fortlaufend ein von dem Gurt erzeugtes Meßsignal über dessen gesamte Länge erfaßt wird, und unter Verwendung wenigstens einer Einrichtung zur Aufbereitung und/oder Auswertung des erfaßten Meßsignals. Die Erfindung sieht vor, daß wenigstens eine erste Abtastung des Gurts über dessen gesamte Länge zur Erfassung eines Referenzsignals erfolgt, das als gurtspezifisches Signal gespeichert wird, und daß ein fortlaufender Vergleich des Referenzsignals mit dem Meßsignal im Sinne eines Soll-/Ist-Vergleichs erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurts, insbesondere zur Überwachung eines Fördergurts mit Stahlseilzugträgern oder metallenen Einlagen, zumindest im Bereich einer Verbindungsstelle des Gurts.

Fördergurte finden in Gurtbandförderanlagen Anwendung, bei welchen das Fördergut in ununterbrochenem Strom auf dem endlos zwischen Antriebstrommeln und Umkehrtrommeln vorgespannten Fördergurt fortbewegt wird. Die Antriebstrommeln übertragen die Antriebskräfte auf den vorgespannten Fördergurt durch Reibung.

Mit zeitgemäßen Gurtbandförderanlagen werden sehr hohe Band­ geschwindigkeiten bzw. Fördergeschwindigkeiten realisiert, wobei die Abstände zwischen Antriebstrommeln und Umkehrtrom­ meln verhältnismäßig groß sein können. Beispielsweise in Braunkohletagebauen finden Gurtbandförderanlagen Anwendung, bei denen die Abstände zwischen den Antriebs- und Umlenktrom­ meln bereits mehr als 3 km betragen können. Insbesondere bei solchen Gurtbandförderanlagen ist es wünschenwert, Beschädi­ gungen an den Fördergurten durch Fremdkörper möglichst zu verhindern. Versehentlich mitgeförderte Metallteile, bei­ spielsweise Hacken, Schaufeln oder dergleichen, können an Bandübergabestellen, beispielsweise an Schurren, hängenbleiben und dort den Gurt der Länge nach aufschlitzen bzw. Schäden im Stahlseilverband verursachen können, wenn sie in diesen ein­ dringen. Auch aus anderen Gründen sind Metallteile im Förder­ strom unerwünscht.

Zur Aussonderung von Metallteilen aus dem Förderstrom ist es bekannt, Gurtbandförderanlagen mit fest installierten Metall­ suchgeräten abzutasten. Hierzu wird eine Metallsuchspule in der Gurtbandförderanlage installiert, die ein signifikantes Signal erzeugt, wenn ein Metallteil sich durch das von der Suchspule erzeugte elektromagnetische Feld bewegt. Ein ent­ sprechend hoher Signalpegel kann beispielsweise eine Band­ abschaltung verursachen, so daß eine gezielte Aussonderung des im Förderstrom mitgeförderten Metallteils möglich ist.

Bei den zuvor beschriebenen Gurtbandförderanlagen werden je­ doch ausschließlich Fördergurte verwendet, die für hohe Zug­ kräfte ausgelegt sind, d. h. in welche Zugträger aus hochfesten Stahlseilen eingebracht sind, die in einem Spezialgummi einge­ bettet sind. Diese Stahlseilzugträger erzeugen naturgemäß beim Durchlaufen des von dem Metallsuchgerät erzeugten Magnetfeldes ein verhältnismäßig großes Signal. Insbesondere die Verbin­ dungsstellen des Fördergurts und sogenannte Seilkurzschlüsse, bei denen sich nebeneinanderliegende Stahlseile berühren, erzeugen signifikante Signale beim Durchlaufen des Magnet­ feldes der Suchspule.

Das bekannte Verfahren kann nur unter Verwendung starrer Si­ gnalgrenzwerte betrieben werden, so daß dadurch nur Metall­ teile aufgespürt werden können, deren Signalpegel größer sind als das größte Einzelsignal aus dem Fördergurt, wodurch in unzureichender Art und Weise nur Metallteile aufspürbar sind, deren erzeugtes Meßsignal größer als der starr eingestellte Signalgrenzwert ist.

Beschädigungen des Fördergurts können mit dem bekannten Ver­ fahren zur Gurtbandüberwachung nicht festgestellt werden.

In der DE 196 43 997 A1 ist.beispielsweise ein Verfahren zur Überwachung eines Fördergurts und ein System zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, bei welchem der Verbindungsbereich des Fördergurts mit Hilfe zweier Transponder überwacht wird, von denen jeweils einer vor und einer hinter dem Verbindungs­ bereich angeordnet ist. Beide Transponder senden jeweils ein Signal an eine externe Sende-Empfangseinrichtung, in der auf Basis des zeitlichen Abstands der beiden Signale auf den Ab­ stand der beiden Transponder geschlossen wird. Überschreitet der Abstand der Transponder ein vorgegebenes Maß, kann somit auf eine kritische Längenänderung des Verbindungsbereichs geschlossen werden, so daß unter Umständen eine vorzeitige Bandabschaltung erfolgen kann.

Das in der DE 196 43 997 A1 beschriebene Verfahren erlaubt jedoch nur das Erkennen von Fehlern im Bereich der Verbin­ dungsstelle des Fördergurts. Beschädigungen des Fördergurts auf seiner übrigen Länge, beispielsweise durch eindringende Fremdkörper oder Beschädigungen der Stahlseilzugträger im Fördergurt, können mit einem solchen Verfahren jedoch nicht aufgespürt werden. Auch ist es nicht möglich, mit einem sol­ chen Verfahren im Förderstrom befindliche Metallteile zu ent­ decken und auszusondern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Detektion von Metallteilen im Förderstrom und zur kontinu­ ierlichen Überwachung des Fördergurts auf Schadstellen zu schaffen, mit welchem insbesondere auch Metallteile zuverläs­ sig detektierbar sind, deren Meßsignal kleiner ist als das größte Einzelsignal aus dem Fördergurt.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurts, insbesondere zur Überwachung eines Fördergurts mit Stahlseilzugträgern oder metallenen Einlagen, zumindest im Bereich einer Verbindungsstelle des Gurts, unter Verwendung wenigstens eines den Gurtverlauf abta­ stenden Metalldetektors, mit welchem fortlaufend ein von dem Gurt erzeugtes Meßsignal über dessen gesamte Länge erfaßt wird, und unter Verwendung wenigstens einer Einrichtung zur Aufbereitung und Auswertung des erfaßten Meßsignals, wobei wenigstens eine erste Abtastung des Gurts über dessen gesamte Länge zur Erfassung eines Referenzsignals erfolgt, welches als gurtspezifisches Signal gespeichert wird, und wobei ein fort­ laufender Vergleich des Referenzsignals mit dem Meßsignal erfolgt.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird durch Aufzeichnung und Ablage bzw. Speicherung eines Referenzsignals über die gesamte Länge des Fördergurts ein gurtspezifisches Induktions­ muster erzeugt und gespeichert, aus welchem die Ortslage, der Signalpegel sowie die Signalform der in dem Fördergurt befind­ lichen tragenden Elemente, d. h. der Stahlseile, bestimmbar ist. Dieser "technische Fingerabdruck" kann dann fortlaufend mit dem ständig erfaßten Meßsignal des umlaufenden Fördergurts verglichen werden. Ein auf dem Fördergurt befindliches Metall­ teil, welches von dem Metalldetektor erfaßt wird, erzeugt ein Meßsignal, das sich mit dem Meßsignal des Fördergurts überla­ gert. Das hieraus resultierende Signal weicht von dem Refe­ renzsignal ab. Aufgrund eines Soll-/Ist-Vergleichs zwischen Meßsignal und Referenzsignal können entsprechende Maßnahmen, beispielsweise eine Bandabschaltung, eingeleitet werden.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist der Signalpegel des Metallteils nicht das entscheidende Auswertekriterium, viel­ mehr kommt es nur auf eine Abweichung in bezug auf das Refe­ renzsignal an. Auf diese Art und Weise ist es wesentlich ein­ facher, das Meßsignal des zu detektierenden Metallteils von dem Signal des Fördergurts durch entsprechende Auswertelogiken zu unterscheiden. Außerdem ermöglicht das Verfahren gemäß der Erfindung die zentimetergenaue Bestimmung der Ortslage des zu detektierenden Metallteils bzw. einer Beschädigung in dem Fördergurt. Schließlich erzeugt auch eine Lageveränderung oder Beschädigung der Stahlseilzugträger innerhalb des Fördergurts ein von dem Referenzsignal abweichendes Signal.

Zweckmäßigerweise wird das Referenzsignal zwecks Vergleichbar­ keit mit dem Meßsignal mit der Geschwindigkeit des Fördergurts synchronisiert. Das Referenzsignal wird bei leergefahrenem Gurtbandförderer aufgezeichnet, wohingegen das Meßsignal bei regulärem Betrieb des Gurtbandförderers im mehr oder minder beladenen Zustand erfaßt wird. Die Geschwindigkeit des Förder­ gurts variiert mit den Lastwechseln des Antriebs und mit dem auftretenden Schlupf zwischen Antriebstrommel und Fördergurt. Die schwankenden Fördergeschwindigkeiten beeinflussen das Meßsignal als Funktion der Zeit und somit muß das Meßsignal mit dem Verlauf des Referenzsignals synchronisiert werden.

Zur Bestimmung des Anfangs und/oder des Endes eines Gurtum­ laufzyklus in bezug auf eine Meßstelle kann beispielsweise ein für einen bestimmten Ort des Förderbands charakteristischer Signalpegel verwendet werden.

Um Beschädigungen des Förderbandes, beispielsweise Schäden am Stahlseilverband bzw. an den Gurtverbindungen, möglichst rechtzeitig entdecken zu können, bevor die Schäden einen län­ geren Teil des Fördergurts betreffen, ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren unter Verwendung mehrerer entlang der Gurtband­ förderanlage angebrachter Metalldetektoren durchgeführt wird, die den Gurt an mehreren Stellen berührungslos abtasten.

Um Größe und Form eines im Förderstrom aufgespürten Metall­ teils zuverlässig bestimmen zu können, kann das von dem be­ treffenden Metalldetektor erzeugte Meßsignal über wenigstens zwei getrennte Meßkanäle nach verschiedenen Eigenschaften ausgewertet werden.

Beispielsweise kann das Signal getrennt nach Größe der Am­ plitude, nach dessen Signalverlauf und Lagezuordnung im För­ dergurt durch Vergleich mit dem Referenzsignal ausgewertet werden.

Die örtliche Zuordnung sowohl des Referenzsignals als auch des Meßsignals zu dem Gurtverlauf kann aufgrund der spezifischen Beschaffenheit eines jeden Fördergurts anhand typischer wie­ derkehrender Signalpegel und/oder Signalverläufe erfolgen.

Vorzugsweise ist das Referenzsignal mit dem erfaßten Meßsignal korrigierbar. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein für eine etwaige Störstelle signifikantes Meßsignal eine Ab­ schaltung des Fördergurtantriebs auslöst und nach Bemusterung einer potentiellen Störstelle entschieden wird, den Fördergurt ohne Vornahme von Reparaturen wieder in Betrieb zu nehmen. Die Störstelle wird so im Referenzsignal berücksichtigt, so daß dann im laufenden Betrieb keine weitere Abschaltung aufgrund der bereits detektierten Störstelle erfolgt. Hieraus ergibt sich eine Art selbstlernende Auswertelogik.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn ein erfaßter Meßsignal­ zyklus jederzeit zum Referenzsignal erhebbar und als Referenz­ signal abspeicherbar ist.

Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird nach­ stehend anhand einer schematisch beschriebenen Einrichtung zur Überwachung eines endlos umlaufenden Fördergurts beschrieben. In der Zeichnung ist schematisch der Querschnitt des Obertrums eines Fördergurts 1 mit Stahlseilzugträgern dargestellt. Der Fördergurt durchläuft ein Spulengehäuse mit einer darin an­ geordneten Metallsuchspulen-Anordnung 2, die auf bekannte Art und Weise aus Senderspule und Empfängerspule besteht. Wie vorstehend bereits erwähnt, können solche Metallsuchspulen- Anordnungen 2 an mehreren Stellen über die Länge einer Gurt­ bandförderanlage installiert sein.

Der durch das Feld der Metallsuchspulen-Anordnung 2 bewegte Fördergurt 1 erzeugt ein Meßsignal, das von der mit 3 bezeich­ neten Meßwertaufbereitung erfaßt wird. Der Meßwertaufbereitung 3 ist eine Einrichtung zur Signalanalyse und -speicherung 4 nachgeschaltet. Bei einer ersten Abtastung des Fördergurts 1 über dessen gesamte Länge wird zunächst ein gurtspezifisches Referenzsignal abgetastet und in der Einrichtung zur Signal­ analyse und -speicherung 4 archiviert. Bei jedem weiteren Gurtumlauf wird kontinuierlich das von dem Fördergurt 1 er­ zeugte Meßsignal erfaßt und in der Einrichtung zur Signal­ analyse und -speicherung 4 fortlaufend mit dem Referenzsignal im Sinne eines Soll-/Ist-Vergleichs verglichen.

In einer Anzeigeeinrichtung 5 werden etwaige Abweichungen von dem Meßsignal zu dem Referenzsignal angezeigt, gegebenenfalls wird eine selbsttätige Bandabschaltung veranlaßt. Das Refe­ renzsignal stellt dabei den Sollwert dar. Abweichungen in jedwede Richtung lassen unmittelbar auf eine Beschädigung des Fördergurts 1 oder auf einen Metallkörper auf dem Fördergurt 1 schließen. Dabei sind auch unzulässige Längenänderungen im Bereich der Verbindungsstellen des Fördergurtes 1 detektier­ bar.

Signalabweichungen lassen sich örtlich sowohl in bezug auf den Gurtverlauf als auch in bezug auf die Metallsuchspule 2 genau festlegen, da bestimmte charakteristische Signalpegel des Referenzsignals jeweils einem Ort auf dem Fördergurt 1 zu­ geordnet werden können. Durch Synchronisation zwischen Meß­ signal und Gurtgeschwindigkeit läßt sich die örtliche Lage eines aufgespürten Metallteils oder eine Beschädigung des Fördergurts 2 zentimetergenau bestimmen. 1 Fördergurt
2 Metallsuchspulen-Anordnung
3 Meßwertaufbereitung
4 Signalanalyse und -speicherung
5 Anzeigeeinrichtung

Claims (8)

1. Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurts, insbesondere zur Überwachung eines Fördergurts mit Stahl­ seilzugträgern oder metallenen Einlagen, zumindest im Bereich einer Verbindungsstelle, unter Verwendung wenig­ stens eines den Gurtverlauf abtastenden Metalldetektors, mit welchem fortlaufend ein von dem Gurt erzeugtes Meß­ signal über dessen gesamte Länge erfaßt wird, und unter Verwendung wenigstens einer Einrichtung zur Aufbereitung und/oder Auswertung des erfaßten Meßsignals, wobei wenig­ stens eine erste Abtastung des Gurts über dessen gesamte Länge zur Erfassung eines Referenzsignals erfolgt, das als gurtspezifisches Signal gespeichert wird, und wobei ein fortlaufender Vergleich des Referenzsignals mit dem Meß­ signal erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Referenzsignal mit der Geschwin­ digkeit des Fördergurts synchronisiert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein charakte­ ristischer Signalpegel zur Bestimmung des Anfangs und/oder Endes eines Gurtumlaufzyklus in bezug auf eine Meßstelle verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal nach ver­ schiedenen Eigenschaften ausgewertet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal getrennt nach Größe der Amplitude, nach Signalverlauf und der Lagezuord­ nung im Gurt ausgewertet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine örtliche Zuordnung sowohl des Referenzsignals als auch des Meßsignals zu dem Gurtverlauf anhand typischer Signalpegel und/oder Signal­ verläufe erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzsignal mit dem Meßsignal korrigierbar ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein erfaßter Meßsignal­ zyklus jederzeit zu einem Referenzsignal erhebbar und als Referenzsignal abspeicherbar ist.