DE19926598C2 - Verfahren zur Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über Gurtförderanlagen - Google Patents
Verfahren zur Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über GurtförderanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Offline-
und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen, um den entsprechenden Ort des zu
selektierenden Fördergutes auf dem jeweiligen
Gurtförderer zu bestimmen. Auf der Grundlage der
genannten Erfindung wird dem Fördergut ein Quali
täts-, Orts- und Zeitparameter beim Beladen der
Gurtförderanlage bzw. des Gurtförderers zugeordnet,
um am Entladepunkt der Gurtförderanlage bzw. des
Gurtförderers das Fördergut entsprechend zu
lokalisieren, zu identifizieren und zu selektieren.
Aus den Literaturstellen "Petrich, F., Bauch, T. und
Niemz, R.: Prozeßtechnik und
Kommunikationsinfrastruktur in den Tagebauen der
LAUBAG, Braunkohle/Surface Mining, Vol. 50, Nr. 3,
Mai/Juni 1998, S. 257-267"; "Daus, W., Körber, S.
und Becker, N.: Die Rohkohleverladung und Bandanlage
im Tagebau Nochten, Braunkohle/Surface Mining, Vol.
50, Nr. 2, März/April 1998, S. 117-130"; "Thiede,
H.-J.: Gewichts- und Volumenmessung der Förderströme
in Braunkohletagebauen, Braunkohle Nr. 8, 1990, S. 5
-13" wird der Stand der Technik für eine
Qualitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen beschrieben.
Gurtförderanlagen werden sowohl Untertage als auch
Übertage in aller Regel zum Massentransport von
Schüttgütern eingesetzt. Durch die Verwendung
geregelter Antriebe im Zusammenhang mit einer
beladungsoptimierten Bandregelung an
Gurtförderanlagen erlangt die zeitliche und örtliche
Lokalisierung und Identifizierung des zu
selektierenden Fördergutes auf den Gurtförderern
immer mehr an Bedeutung, da die qualitative Zuordnung
des Fördergutes am Entladungspunkt in Abhängigkeit
des Beladungszeitpunktes und sämtlicher
Regelungsvorgängen der beladungsoptimierten
Bandregelung bestimmt wird. Um eine qualitätsoptimale
Fahrweise und Selektion des Fördergutes zu
gewährleisten, ist das Steuerungs- und
Regelungsverhalten der beladungsoptimierten
Bandregelung mit der qualitativen, zeitlichen und
örtlichen Kennzeichnung des Fördergutes beim Beladen
der Gurtförderanlage miteinander in Form einer
Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von
Fördergut über Gurtförderanlagen zu verknüpfen.
Aus den Literaturstellen "Petrich, F., Bauch, T. und
Niemz, R.: Prozeßtechnik und
Kommunikationsinfrastruktur in den Tagebauen der
LAUBAG, Braunkohle/Surface Mining, Vol. 50, Nr. 3,
Mai/Juni 1998, S. 257-267" und "Sagner, R. und
Willnauer, H.: Weiterentwicklung der kontinuierlichen
Tagebautechnologie für feste Materialien, Braunkohle
Nr. 3, 1990, S. 28-34" ist weiterhin bekannt:
Die Differenzierung von unterschiedlichen Qualitäten
des Fördergutes besitzt gerade im Bergbau eine
entscheidende Rolle, da die Qualität des Fördergutes
Kohle streng nach dem enthaltenen Schwefelgehalt
unterschieden wird. Das heißt überall dort, wo
entsprechende Gurtförderanlagen zum Einsatz kommen
und eine qualitative Unterscheidung und Selektion des
Fördergutes, dessen Qualität variiert, im laufenden
Betrieb notwendig ist, findet die genannte Erfindung
Anwendung.
Die Qualitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen erfolgt derzeit durch grobe
Abschätzungen und manuelle Eingriffe, die jedoch den
zukünftigen Aufgaben nicht genügen werden. Aufgrund
der vorliegenden Funktionalität ist keine optimale
Qualitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen und anschließender
qualitätsabhängiger Selektion möglich, so daß durch
den Einsatz der genannten Erfindung eine wesentlich
genauere Qualitätsverfolgung und qualitätsabhängige
Selektion realisiert werden kann. Damit ergeben sich
grundlegende Verbesserungen bei einer
qualitätsgerechten Fahrweise der Gurtförderanlage,
was in den Literaturstellen: "Daus, W., Körber, S.
und Becker, N.: Die Rohkohleverladung und Bandanlage
im Tagebau Nochten, Braunkohle/Surface Mining, Vol.
50, Nr. 2, März/April 1998, S. 117-130" und
"Thiede, H.-J.: Gewichts- und Volumenmessung der
Förderströme in Braunkohletagebauen, Braunkohle Nr.
8, 1990, S. 5-13" ausgeführt ist.
Ziel der Erfindung ist es, durch den Einsatz der mit
Hilfe von aufgezeichneten oder simulationstechnisch
erzeugten Beladungsdaten des Fördergutes eine
Offlinesimulation zur Qualitätsverfolgung von
Fördergut über Gurtförderanlagen zu realisieren, um
beispielsweise Belastungsanalysen und Rückschlüsse
auf die Beanspruchung der Gurtförderanlage sowie der
Selektionseinrichtungen durchzuführen. Die Fig. 1
zeigt eine Gurtförderanlage bestehend aus n
Gurtförderer.
Die Anwendung wird nun anhand eines
Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Das auf der Basis von Gurtförderanlagen zu
transportierende Fördergut wird mindestens vor dem
Aufgabepunkt, der mit Hilfe einer rechnergestützten
Qualitätsverfolgung ausgestatteten Gurtförderanlage,
einer Qualitätseinstufung und einer Massen- oder/und
Volumenstrommessung unterzogen. Die
Qualitätseinstufung des Fördergutes kann auf
unterschiedlichste Art und Weise erfolgen.
Entscheidend ist jedoch, daß eine Zuordnung der
Qualitätseinstufung zur entsprechenden Massen-
oder/und Volumenstrommessung realisiert wird und als
Datenbasis für die weitere rechnergestützte
Verarbeitung zur Verfügung steht. Weiterhin ist der
Meßzeitpunkt und die Geschwindigkeit des
Gurtförderers meßtechnisch zu bestimmen und der
Qualitätseinstufung und der Massen oder/und
Volumenstrommessung zuzuordnen.
Auf der Grundlage dieser meßtechnisch ermittelten und
mit Hilfe eines Rechners verarbeiteten Datenbasis
laut Tabelle 1 wird durch das Verfahren zur Offline-
und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen der entsprechende Ort des zu
selektierenden Fördergutes auf dem jeweiligen
Gurtförderer bestimmt, um mindestens am
Entladungspunkt der Gurtförderanlage bzw. des
Gurtförderers das Fördergut entsprechend zu
lokalisieren, zu identifizieren und zu selektieren.
Der Fördergutmassenstrom Q(t) bzw.
Fördergutvolumenstrom (t), der in der Zeit t < tk
durch die entsprechende Meßeinrichtung am
Gurtabschnitt i = m erfaßt wird, ergibt die jeweils
beladene Teilmasse
bzw. das beladene Teilvolumen
Die stochastischen Eigenschaften des Fördergutmassen-
und Fördergutvolumenstroms unterliegen gewöhnlich
einem stationären und ergodischen Zufallsprozeß mit
Normalverteilung. Somit unterliegen der
Fördergutmassen- und Fördergutvolumenstrom der
Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion
dem Mittelwert
und der Varianz
Infolge der zeitdiskreten Meßwerterfassung für den
Fördergutmassen- und Fördergutvolumenstrom ergeben
sich die folgenden Gleichungen für die beladene
Teilmasse bzw. für das beladene Teilvolumen. Die
Abtastzeit für die Fördergutmassen- und
Fördergutvolumenstrommessung wird durch die
eingesetzte Meßeinrichtung bestimmt. Unter der
Bedingung, daß die Abtastzeit der Fördergutmassen-
und Fördergutvolumenstrommessung so gewählt wird, daß
der Erwartungswert des Fördergutmassen- und
Fördergutvolumenstroms annähernd den tatsächlichen
Fördergutmassen- und Fördergutvolumenstrom innerhalb
eines Abtastzyklus widerspiegelt, sind folgende
Verfahren anzuwenden. Der zeitdiskrete
Fördergutmassenstrom Q(z) bzw. Fördergutvolumenstrom
der im Abtastintervall TA = tk+1 - tk durch die
entsprechende Meßeinrichtung am Gurtabschnitt i = m
erfaßt wird, ergibt die beladene Teilmasse
bzw. das beladene Teilvolumen
Des weiteren ist es möglich, daß die Meßeinrichtung
für den Fördergutmassen- bzw. Fördergutvolumenstrom
bereits eine Signalvorverarbeitung enthält, die den
Fördergutmassen- bzw. Fördergutvolumenstrom mit der
gemessenen Gurtgeschwindigkeit v(z) bzw. erzielten
Verschiebung s(z) - s(z-1) kombiniert. Damit steht im
Zyklus der Abtastzeit TA die längenbezogene Masse
bzw. das längenbezogene Volumen
gemäß Tabelle 2 anstatt von Fördergutmassen- bzw.
Fördergutvolumenstrom zur Verfügung.
Die vorliegende Datenbasis wird im Anschluß an die
Datenerfassung zur Abbildung des Fördergutstromes
über die Gurtförderanlage mit Hilfe des folgenden
Algorithmus verarbeitet.
Der Fördergutmassen- bzw. Fördergutvolumenstrom
besitzt unter Tagebaubedingungen wie bereits
erläutert einen ausgeprägten stochastischen
Charakter, so daß sich für die Realisierung des
Verfahrens zur Offline- und/oder
Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen die Notwendigkeit einer
Diskretisierung der Gurtförderanlage in einzelne
Teilabschnitte mit der Länge Lo ergibt, in denen die
Verteilung der Fördergutmasse und das
Fördergutvolumen mit einer hinreichenden Genauigkeit
als gleichmäßig verteilt gemäß (3), (4) und (5)
angenommen werden kann. Auf der Grundlage dieser
Beziehung wird der maximale Grenzwert für die
Teilabschnittlänge Lo,MAX festgelegt. Verringert man
die Teilabschnittlänge Lo, so werden der An- und
Abfahrprozeß sowie die Volumenstrom- und
Massenstromschwingungen, welche durch eine
diskontinuierliche Beschickung vom Gewinnungsgerät
als auch durch die variable Dichte des Fördergutes
auftreten, berücksichtigt. Somit wird die Verteilung
der Fördergutmasse und das Fördergutvolumen je
Teilabschnitt als gleichmäßig verteilt gemäß (3), (4)
und (5) realisiert.
Unter Berücksichtigung der Gleichung (10) erfolgt die
Definition des minimalen Grenzwertes der
Teilabschnittlänge Lo,MIN. Die Gleichung (10) sagt
aus, daß die minimale Teilabschnittlänge mindestens
der Fördergurtverschiebung Δs = s(z) - s(z-1) bei maximaler
Fördergurtgeschwindigkeit entsprechen muß.
Aufgrund der Vorbetrachtung wird die Gurtförderanlage
in einzelne Teilabschnitte mit Länge Lo unterteilt,
in denen sowohl das Fördervolumen als auch die
Fördergutmasse als gleichmäßig verteilt angenommen
wird.
Die nun folgenden Ausführungen beziehen sich
stellvertretend für alle Massen- bzw. Volumenelemente
auf der Gurtförderanlage jeweils auf die
Massenelemente mo,i-1(z) und mo,i(z) des Obertrums, welche
sich zu den Abtastzeitpunkten z-1 = t(k - 1) und z = t(k)
zufällig in der in den Fig. 2, 3 und 4
gekennzeichneten Stellung befinden.
Das Verfahren zur Offline- und/oder
Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen wird durch die drei in den Fig.
2, 3 und 4 dargestellten Standardsituationen
bestimmt. Die Gesamtmasse eines Teilabschnittes l mit
der Länge Lo, wird im folgenden mit mo,Gesamt,l, der
längenbezogene Massenzwischenspeicher eines
Teilabschnittes l zum Beladen mit mo,b,l sowie zum
Entladen mo,e,l, und die Vielfachen der
Teilabschnittlänge Lo der Verschiebung s(i) mit n
bezeichnet.
Fallunterscheidung
Für den Fall, daß die Bedingung
siehe
Fig. 2, erfüllt ist, werden für die Bestimmung der
Gesamtmasse mo,Gesamt,l und des längenbezogenen
Massenzwischenspeichers zum Beladen mit mo,b,l des
Teilabschnittes l mit der Länge Lo folgende
Beziehungen angewendet.
Für den Fall, daß die Bedingung
siehe
Fig. 3, erfüllt ist, werden für die Bestimmung der
Gesamtmasse mo,Gesamt,l und des längenbezogenen
Massenzwischenspeichers zum Beladen mit mo,b,l des
Teilabschnittes l mit Länge Lo die Gleichungen 13
bis 17 angewendet.
Für den Fall, daß die Bedingung
siehe
Fig. 4, erfüllt ist, werden für die Bestimmung der
Gesamtmasse mo,Gesamt,l und des längenbezogenen
Massenzwischenspeichers zum Beladen mit mo,b,l des
Teilabschnittes l mit der Länge Lo die Gleichungen 18
bis 26 angewendet.
Auf der Basis der vorgestellten Fallunterscheidung
wird der Massen- bzw. Volumentransport des
Fördergutes über einen Gurtförderer und/oder
Kombination mehrerer Gurtförderer realisiert.
Mindestens am Endpunkt der mit Hilfe des Verfahrens
zur Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von
Fördergut über Gurtförderanlagen betrachteten
Gurtförderer, wird entsprechend der ermittelten
Datensätze die Ansteuerung der qualitätsabhängigen
Selektion durchgeführt, so daß eine Bestimmung der
Qualität des entsprechenden Fördergutes möglich ist.
Zusammenfassend sind die einzelnen Verfahrensschritte
in der Abb. 1 noch einmal dargestellt.
Somit werden durch das Verfahren folgende
Problemstellungen gelöst:
Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegen
die Probleme zugrunde:
- - Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über Gurtförderanlagen, um den entsprechenden Ort des zu selektierenden Fördergutes auf dem jeweiligen Gurtförderer zu bestimmen (eine sehr genaue Qualitätsverfolgung des Fördergutes zu erzielen),
- - dem Fördergut wird beim Beladen der Gurtförderanlage bzw. des Gurtförderers ein Qualitäts-, Orts- und Zeitparameter zugeordnet, so daß am Entladungspunkt der Gurtförderanlage bzw. des Gurtförderers das Fördergut entsprechend lokalisiert, identifiziert und selektiert wird (eine sehr genaue Lokalisierung, Identifizierung und Selektion des Fördergutes zu erzielen),
- - mit Hilfe von aufgezeichneten oder simulationstechnisch erzeugten Beladungsdaten des Fördergutes eine Offlinesimulation zur Qualitätsverfolgung von Fördergut über Gurtförderanlagen zu realisieren, um Belastungsanalysen und Rückschlüsse auf die Beanspruchung der Gurtförderanlage sowie Selektionseinrichtungen durchzuführen.
Claims (3)
1. Verfahren zur Offline- und/oder
Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen mit Hilfe von relevanten
Meßdaten (zugeführter, zeitdiskreter
Fördergutmassenstrom Q(z) oder längenbezogene
Fördergutmasse mo,i(z) bzw. Fördergutvolumenstrom
oder längenbezogene Fördergutvolumen Vo,i(z) mit
der entsprechenden qualitativen Identifizierung,
das heißt Qualitätseinstufung G(z), die jeweilige
Gurtgeschwindigkeit v(z) bzw. Verschiebung s(z) im
Zeitraster der Abtastzeit TA = z - z-1), welche
während des Betriebes aus den Steuerungs- und
Regelungseinrichtungen der Gurtförderanlagen
ausgelesen und dem Verfahren als Eingangsgrößen
zugeführt werden, gekennzeichnet dadurch, daß zur
Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von
Fördergut über Gurtförderanlagen ein Rechner
verwendet wird, wobei als Eingangsgrößen aus dem
laufenden Betrieb der Gurtförderanlagen der
zugeführte, zeitdiskrete Fördergutmassenstrom Q(z)
oder längenbezogene Fördergutmasse mo,i(z) bzw.
Fördergutvolumenstrom oder längenbezogene
Fördergutvolumen Vo,i(z) mit der entsprechenden
qualitativen Identifizierung, das heißt
Qualitätseinstufung G(z), die jeweilige
Gurtgeschwindigkeit v(z) bzw. Verschiebung s(z) im
Zeitraster der Abtastzeit TA = z - z-1 offline
und/oder online in den Rechner eingegeben werden
und auf der Grundlage der Eingangsgrößen im
Rechner dem Fördergut ein Qualitäts-, Orts- und
Zeitparameter beim Beladen der Gurtförderanlage
bzw. des Gurtförderers zugeordnet wird und anhand
dieser eine Qualitätsverfolgung des Fördergutes
über Gurtförderanlagen durchgeführt wird sowie der
entsprechende Ort des zu selektierenden
Fördergutes auf dem jeweiligen Gurtförderer
bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß als Eingangsgröße simulationstechnisch
erzeugte, zeitdiskrete Fördergutmassenströme Q(z)
oder längenbezogene Fördergutmasse mo,i(z) bzw.
Fördergutvolumenströme oder längenbezogene
Fördergutvolumen Vo,i(z) mit der entsprechenden
qualitativen Identifizierung, das heißt
Qualitätseinstufung G(z), die jeweilige
Gurtgeschwindigkeit v(z) bzw. Verschiebung s(z) im
Zeitraster der Abtastzeit TA = z - z-1 in den Rechner
gegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Prozeßgrößen, zugeführter, zeitdiskreter
Fördergutmassenstrom Q(z) oder längenbezogene
Fördergutmasse mo,i(z) bzw. Fördergutvolumenstrom
oder längenbezogene Fördergutvolumen Vo,i(z) mit
der entsprechenden qualitativen Identifizierung,
das heißt Qualitätseinstufung G(z), die jeweilige
Gurtgeschwindigkeit v(z) bzw. Verschiebung s(z) im
Zeitraster der Abtastzeit TA = z - z-1, welche während
des laufenden Betriebes der Gurtförderanlage
gemessen, zwischengespeichert werden und offline
als Eingangsgrößen dem Rechner zugeführt werden,
als Qualitätsverfolgung von Fördergut über
Gurtförderanlagen und zur Durchführung von
Belastungsanalysen und Rückschlüssen auf die
Beanspruchung der Gurtförderanlage sowie der
Selektionseinrichtungen verwendet werden.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1999126598 DE19926598C2 (de) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | Verfahren zur Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über Gurtförderanlagen |
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|---|---|---|---|
| DE1999126598 DE19926598C2 (de) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | Verfahren zur Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über Gurtförderanlagen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19926598A1 DE19926598A1 (de) | 2000-12-21 |
| DE19926598C2 true DE19926598C2 (de) | 2001-04-19 |
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ID=7910882
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| DE1999126598 Revoked DE19926598C2 (de) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | Verfahren zur Offline- und/oder Onlinequalitätsverfolgung von Fördergut über Gurtförderanlagen |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8331 | Complete revocation |