DE19921224B4 - Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurts - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Fördergurtes mit Stahlseilzugträgern oder mit metallenen Einlagen, zumindest im Bereich einer Verbindungsstelle, 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, wobei wenigstens eine Abtastung des leeren Gurtes über dessen gesamte Länge zur Erfassung eines Referenzsignals erfolgt, das als gurtspezifisches Signal gespeichert wird und wobei ein fortlaufender Vergleich des Referenzsignals mit dem Messsignal erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer ersten Abtastung des leeren Fördergurtes das gurtspezifische Referenzsignal über die gesamte Länge des Gurtes abgetastet und aufgezeichnet wird und dass das Signal getrennt nach Größe der Amplitude, nach Signalverlauf und Lagezuordnung im Gurt ausgewertet wird, sodass eine Lageveränderung oder Beschädigung der Stahlseilzugträger innerhalb des Gurtes erkennbar sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Fördergurts mit Stahlseilzugträgern oder metallenen Einlagen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• 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.
• Dabei erfährt der Gurt eine geringfügige Längung, die Ortslage der Zugträger zueinander und bezüglich des Gurts bleiben dabei erhalten.
• Mit zeitgemäßen Gurtbandförderanlagen werden sehr hohe Bandgeschwindigkeiten bzw. Fördergeschwindigkeiten realisiert, wobei die Abstände zwischen Antriebstrommeln und Umkehrtrommeln verhältnismäßig groß sein können. Beispielsweise in Braunkohletagebauen finden Gurtbandförderanlagen Anwendung, bei denen die Abstände zwischen den Antriebs- und Umlenktrommeln bereits mehr als 3 km betragen können. Insbesondere bei solchen Gurtbandförderanlagen ist es wünschenswert, Beschädigungen an den Fördergurten durch Fremdkörper möglichst zu verhindern. Versehentlich mitgeförderte Metallteile, beispielsweise Hacken, Schaufeln oder dergleichen, können an Bandübergabestellen, beispielsweise an Schurren, hängenbleiben und dort den Gurt der Länge nach aufschlitzen bzw. Schäden im Stahlseilverband verursachen, wenn sie in diesen eindringen. Auch aus anderen Gründen sind Metallteile im Förderstrom unerwünscht.
• Zur Aussonderung von Metallteilen aus dem Förderstrom ist es bekannt, Gurtbandförderanlagen mit fest installierten Metallsuchgeräten 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 entsprechend hoher Signalpegel kann beispielsweise eine Bandabschaltung verursachen, sodass eine gezielte Aussonderung des im Förderstrom mitgeförderten Metallteils möglich ist
• Bei den zuvor beschriebenen Gurtbandförderanlagen werden jedoch ausschließlich Fördergurte verwendet, die für hohe Zugkräfte ausgelegt sind, d.h. in welche Zugträger aus hochfesten Stahlseilen eingebracht sind, die in einem Spezialgummi eingebettet sind. Diese Stahlseilzugträger erzeugen naturgemäß beim Durchlaufen des von dem Metallsuchgerät erzeugten Magnetfeldes ein verhältnismäßig großes Signal. Insbesondere die Verbindungsstellen des Fördergurts und sogenannte Seilkurzschlüsse, bei denen sich nebeneinanderliegende Stahlseile berühren, erzeugen signifikante Signale beim Durchlaufen des Magnetfeldes der Suchspule.
• Das bekannte Verfahren kann nur unter Verwendung starrer Signalgrenzwerte betrieben werden, sodass dadurch nur Metallteile 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 Verfahren 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 Verbindungsbereich 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 Abstand der beiden Transponder geschlossen wird. Über schreitet der Abstand der Transponder ein vorgegebenes Maß, kann somit auf eine kritische Längenänderung des Verbindungsbereichs geschlossen werden, sodass unter Umständen eine vorzeitige Bandabschaltung erfolgen kann.
• Das in der DE 196 43 997 A1 beschriebene Verfahren sieht jedoch nur das Erkennen von Fehlern im Bereich der Verbindungsstelle des Fördergurts vor. Die Erkennung von Beschädigungen des Fördergurts auf seiner übrigen Länge, beispielsweise durch eindringende Fremdkörper oder Beschädigung der Stahlseilzugträger im Fördergurt ist nicht vorgesehen. Auch ist es nicht vorgesehen mit einem solchen Verfahren im Förderstrom befindliche Metallteile zu entdecken oder auszusondern.
• Ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 ist beispielsweise aus der DE 33 338 32 A1 bekannt. Zur Durchführung des Verfahrens nimmt eine am Untertrum des Fördergurts angeordnete Suchspule das elektronische Feldprofil des Gurts auf und gibt es zusammen mit der gemessenen Geschwindigkeit des Gurts in einen Verschiebespeicher ein. Das so ermittelte Feldprofil als Referenzwert wird zusammen mit dem Feldprofilwert einer am Obertrum des Fördergurts angeordneten zweiten Suchspule verglichen. Die zweite Suchspule und der Verschiebespeicher werden über die mittels impulsgebenden Markierungen erfasste Gurtgeschwindigkeit miteinander synchronisiert. Auf diese Art und Weise wird zunächst ein bestimmter Abschnitt des leeren Gurtbandes im Untertrum mittels eines ersten Detektors abgetastet, der so erfasste Referenzwert wird später mit einem elektronischen Feldprofil des gleichen Gurtbandabschnittes verglichen, das an anderer Position des Gurtbandes in beladenem Zustand aufgenommen wurde. So werden sequentiell bei jedem Gurtbandumlauf jeweils Abschnitte des Gurtbandes hintereinander jeweils leer und voll an verschiedenen Positionen verglichen. Dies dient dazu, die durch Lageveränderung von Stahlseileinlagen im Gurt erzeugten Signale bei der Signalauswertung auszunehmen. Hierzu ist die Verwendung von wenigstens zwei Suchspulen erforderlich, eine Erkennung von Beschädigungen des Fördergurts, der in diesem befindlichen Stahlseilzugträger oder Lageveränderungen der Stahlseilzugträger innerhalb des Fördergurts ist bei dem in der DE 33 338 32 A1 beschriebenen Verfahren nicht vorgesehen.
• Ein ähnliches Verfahren wird in der DD 150184 beschrieben. Dieses Verfahren wird ebenfalls mit zwei Magnetspulen durchgeführt, deren Signale so miteinander verglichen werden, dass insbesondere die störenden Einflüsse durch den höheren Metallanteil im Bereich der Endlosverbindungen des Gurts ausschließbar sind.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Detektion von Metallteilen im Förderstrom und zur kontinuierlichen Überwachung des Fördergurts auf Schadstellen zu schaffen.
• Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung hat insbesondere den Vorzug, dass die Lage der Zugträger über die Breite des Gurts erkennbar ist, sodass Schädigungen der Stahlseilzugträger frühzeitig erkennbar sind und die Möglichkeit eröffnen, den betroffenen Gurtabschnitt vorzeitig auszuwechseln. Somit wird größeren Gurtschäden wirksam vorgebeugt.
• Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird durch Aufzeichnung und Ablage bzw. Speicherung eines Referenzsignals über die gesamte Länge des Fördergurts ein gurtspezifisches Induktionsmuster erzeugt und gespeichert, aus welchem die Ortslage, der Signalpegel sowie die Signalform der in dem Fördergurt befindlichen 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 Metallteil, welches von dem Metalldetektor erfasst wird, erzeugt ein Messsignal, das sich mit dem Messsignal des Fördergurts überlagert. Das hieraus resultierende Signal weicht von dem Referenzsignal 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, vielmehr kommt es nur auf eine Abweichung in bezug auf das Referenzsignal an. Auf diese Art und Weise ist es wesentlich einfacher, 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 Vergleichbarkeit 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 beladenem Zustand erfasst wird. Die Geschwindigkeit des Fördergurts 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 Gurtumlaufzyklus 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 Schäden einen längeren Teil des Fördergurts betreffen, ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren unter Verwendung mehrerer erntlang der Gurtbandförderanlage angebrachter Metalldetektoren durchgeführt wird, die den Gurt an mehreren Stellen berührungslos abtasten.
• Um Größe und Form eines im Förderstrom aufgespürten Metallteils zuverlässig bestimmen zu können, kann das von dem betreffenden Metalldetektor erzeugte Messsignal über wenigstens zwei getrennte Messkanäle nach verschiedenen Eigenschaften 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 wiederkehrender 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 Abschaltung 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, sodass 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 Messsignalzyklus jederzeit zum Referenzsignal erhebbar und als Referenzsignal abspeicherbar ist.
• Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird nachstehend 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 angeordneten 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 Gurtbandförderanlage installiert sein.
• Der durch das Feld der Metallsuchspulen-Anordnung 2 bewegte Fördergurt 1 erzeugt ein Messsignal, das von der mit 3 bezeichneten 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 Signalanalyse und -speicherung 4 archiviert. Bei jedem weiteren Gurtumlauf wird kontinuierlich das von dem Fördergurt 1 erzeugte Messsignal erfasst und in der Einrichtung zur Signalsanalyse 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, ggf. wird eine selbsttätige Bandabschaltung veranlasst. Das Referenzsignal 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 detektierbar.
• 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 zugeordnet werden können. Durch Synchronisation zwischen Messsignal 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 (6)

1. Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Fördergurtes mit Stahlseilzugträgern oder mit metallenen Einlagen, zumindest im Bereich einer Verbindungsstelle, 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, wobei wenigstens eine Abtastung des leeren Gurtes über dessen gesamte Länge zur Erfassung eines Referenzsignals erfolgt, das als gurtspezifisches Signal gespeichert wird und wobei ein fortlaufender Vergleich des Referenzsignals mit dem Messsignal erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer ersten Abtastung des leeren Fördergurtes das gurtspezifische Referenzsignal über die gesamte Länge des Gurtes abgetastet und aufgezeichnet wird und dass das Signal getrennt nach Größe der Amplitude, nach Signalverlauf und Lagezuordnung im Gurt ausgewertet wird, sodass eine Lageveränderung oder Beschädigung der Stahlseilzugträger innerhalb des Gurtes erkennbar sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal mit der Geschwindigkeit des Fördergurts synchronisiert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein charakteristischer Signalpegel zur Bestimmung des Anfangs und/oder Ende eines Gurtumlaufzyklus in bezug auf eine Messstelle verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine örtliche Zuordnung sowohl des Referenzsignals als auch des Messsignals zu dem Gurtverlauf anhand typischer Signalpegel und/oder Signalverläufe erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal mit dem Messsignal korrigierbar ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasster Messsignalzyklus jederzeit zu einem Referenzsignal erhebbar und als Referenzsignal abspeicherbar ist.