DE4235716A1

DE4235716A1 - CONTROL MONITORING SYSTEM FOR A ROPE CONVEYOR

Info

Publication number: DE4235716A1
Application number: DE4235716A
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl Ing Schmitt; Horn Hannes Dr Schulze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1993-05-13
Also published as: CA2123127A1; AU2869592A; ZA918868B; PL170020B1; WO1993009053A1; AU665586B2

Abstract

A regulation monitoring system for a cableway with an electric driving motor, especially for a very deep cableway and/or with a non-metallic cable, in which, to prevent the occurrence of oscillations in the moved masses of the cable and the load through changes in the speed of the load, variations in the rotation speed of the driving motor or emergency mechanical braking, the reference values of the regulation of the longitudinal oscillation behaviour of the system constructed as a guide value regulator or one of its main components is continuously adjusted to avoid or at least reduce oscillation and in which the continuous, proper operation of the adjustment and the extent of residual errors, resulting for example from transverse forces, is monitored and also compensated by monitoring and measuring devices.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelungs-Überwachungssystem für eine Seilförderanlage mit elektrischer Antriebs maschine, insbesondere für eine Förderanlage großer Teufe und/oder mit einem nichtmetallischen Seil, bei der zur Vermeidung einer Anregung von Schwingungen der bewegten Massen von Seil und Last durch Geschwindigkeitsänderungen der Last, durch Drehzahländerungen der Antriebsmaschine oder bei mechanischen Notbremsungen, die Sollwerte der als Führungsgrößenregelung ausgebildeten Regelung dem Längs- Schwingungsverhalten des Systems oder einer seiner Haupt komponenten fortlaufend schwingungsvermeidend -oder zumindest-mindernd, angepaßt wird.The invention relates to a control monitoring system for a rope conveyor system with electric drive machine, especially for a conveyor system of great depth and / or with a non-metallic rope, for the Avoidance of excitation of vibrations of the moving Masses of rope and load due to changes in speed the load, due to changes in engine speed or in the case of mechanical emergency braking, the setpoints as Control regulation trained regulation the longitudinal Vibration behavior of the system or one of its main components continuously avoiding vibrations -or at least mitigating.

Entsprechende Regelungen zur Ruckvermeidung und damit Vermeidung der Anregung von Seillängsschwingungen bei Schachtförderanlagen, sind z. B. aus der EP-02 89 813 B1 (SA 88/2660) in einfacher Form sowie aus der SA 90/7429 und SA 91/5451 in verbesserter Form bekannt. Die in den vorgenannten Veröffentlichungen beschriebenen Regelungen liefern zufriedenstellende Resultate, wenn das Förderseil nicht zu lang oder nicht besonders elastisch ist; eine Verringerung des Seilsicherheitsfaktors, der auch einen Anteil zur Berücksichtigung der Seilschwingungen enthält, erlauben sie jedoch nicht ohne weiteres. Hierzu ist eine Garantie für eine geringere Seilbeanspruchung durch Schwingungen unter allen Betriebsbedingungen und auf Dauer notwendig.Corresponding regulations for jerk avoidance and thus Avoidance of excitation of longitudinal rope vibrations at Shaft conveying systems are e.g. B. from EP-02 89 813 B1 (SA 88/2660) in simple form and from SA 90/7429 and SA 91/5451 known in an improved form. The in the regulations described above deliver satisfactory results when the hoist rope is not too long or not particularly elastic; a Reduction of the rope safety factor, which is also one Contains part to take into account the rope vibrations, however, do not allow them easily. This is a Guarantee for a lower rope load through Vibrations under all operating conditions and on Duration necessary.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Überwachungssystem anzu geben, das Schwingungen, insbesondere Längsschwingungen, aber auch Querschwingungen, in den Förderseilen im Dauerbetrieb mit Sicherheit erkennt, vorzugsweise auch klassifiziert und ihre Minimierung ermöglicht. Die maximale betriebliche Belastung der Förderseile soll sicher soweit verringert werden, daß eine dauerhafte Herabsetzung des Seilsicherheitsfaktors möglich ist. Auch weitaus elastischere Seile als Stahlseile, die leichter in großen Amplituden schwingen, sollen verwendbar werden. Weiterhin soll eine sichere Erfassung, Meldung und Ausregelung (Minimierung) von Seilschwingungen aller Art unabhängig von der Anregung, z. B. durch Seilscheiben schlag, Spurlattenfehler etc. erreicht werden.It is an object of the invention to provide a monitoring system give vibrations, especially longitudinal vibrations, but also transverse vibrations in the conveyor cables in the Detects continuous operation with certainty, preferably also classified and minimized. The maximum operational load of the haul ropes be reduced to the extent that permanent Reduction of the rope safety factor is possible. Also far more elastic ropes than steel ropes that are lighter in weight vibrate large amplitudes, should be usable. Furthermore, secure recording, reporting and Regulation (minimization) of rope vibrations of all kinds regardless of the suggestion, e.g. B. by rope sheaves impact, track batten errors etc. can be achieved.

Die Hauptaufgabe wird dadurch gelöst, daß das ununter brochene, einwandfreie Funktionieren der Anpassung sowie die Größe von, z. B. aus Querkräften resultierenden, Rest fehlern durch Überwachungs- und Meßeinrichtungen überwacht und ebenfalls kompensiert werden. Durch die erfindungs gemäße Überwachung und Kompensation, wird die Seilbean spruchung durch Schwingungen sicher so erheblich redu ziert, daß eine größere Teufe oder die Verwendung elastischerer Seile möglich ist. Mit Vorteil wird aus Sicherheitsgründen dabei der Regelung der zwingend vorhandenen Sicherheitsbremse laufend die Förder geschwindigkeit aufgegeben, so daß auch bei einer Notbremsung an beliebiger Stelle das Regelsystem die Sicherheitsbremse derart ansteuert, daß die Anregung von Schwingungen der bewegten Massen des Systems auch bei einer Notbremsung vermieden wird.The main task is solved by the fact that the broken, flawless functioning of the adjustment as well the size of, e.g. B. resulting from lateral forces, rest errors monitored by monitoring and measuring devices and also be compensated. Through the fiction proper monitoring and compensation, the rope bean stress caused by vibrations graces that greater depth or use more elastic ropes is possible. It will be an advantage For safety reasons, the regulation of the mandatory existing safety brake continuously the funding given up speed, so that even with a Emergency braking at any point the control system Controls the safety brake in such a way that the excitation of Vibrations of the moving masses of the system also emergency braking is avoided.

Entsprechend der Ausbildung des Notbremssystems weist auch das Überwachungssystem zwei redundante, vorzugsweise identische, Automatisierungseinheiten oder autonom arbeitende Automatisierungsgeräteteile auf, die vorzugsweise zur Funktionsselbstkontrolle eine intermittierend angesteuerte Überkreuzschaltung besitzen und bei denen eine fortlaufende Überprüfung auf gleiche Reaktionen stattfindet. Hierzu wird das erfindungs gemäße Überwachungssystem vorteilhaft in den sicherheits gerichteten Teil der Regelung und Steuerung der Förder maschine integriert. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Fördermaschinensteuerung und -regelung modulartig aufgebaut ist, da so einfach und sicher eine Anpassung des sicherheitsgerichteten Teils an die jeweiligen Anforde rungen eines Schachtes vorgenommen werden kann. Nur die Funktionsbausteine, die spezifische Eigenarten der Schachtanlage berücksichtigen, brauchen jeweils angepaßt werden, der Rest der Funktionsbausteine, und dies ist insbesondere für den Softwareteil wichtig, kann unver ändert bleiben. Softwarefehler können so mit größerer Sicherheit vermieden werden.According to the design of the emergency braking system also points the monitoring system two redundant, preferably identical, automation units or autonomous working automation device parts that preferably for functional self-control have intermittently controlled crossover and where a continuous check for the same Reactions taking place. For this, the invention appropriate surveillance system advantageous in security directed part of the regulation and control of the funding machine integrated. It is particularly advantageous here if the carrier control and regulation is modular is set up because it is so easy and safe to adapt the safety-related part to the respective requirements a shaft can be made. Only that Function blocks, the specific characteristics of the Take the shaft system into account, need to be adapted in each case be, the rest of the function blocks, and this is important especially for the software part, can not changes stay. Software errors can thus be greater Security can be avoided.

Die erfindungsgemäße Überwachung kann vorteilhaft einfach durch eine fortlaufende Seilkraftmessung erfolgen, wobei insbesondere der Traglastanteil und der Schwingungsanteil getrennt erfaßt und ausgewertet werden. So ist es vorteil haft möglich, den aus den Seilschwingungen resultierenden Anteil der Seilbeanspruchung zu erfassen, so daß der Seil sicherheitsfaktor um den größten Teil des Schwingungs anteils herabgesetzt werden kann. Vorteilhaft erfolgt dabei zumindest die Erfassung des Schwingungsanteils durch ein völlig von den sonstigen Regeleinrichtungen getrenn tes, mit den sicherheitsrelevanten Teilen verbundenes, System, so daß eine fortlaufende Überwachung und eine Überführung in den sicheren Zustand bei Fehlfunktion sichergestellt werden kann. The monitoring according to the invention can advantageously be simple done by a continuous rope force measurement, whereby in particular the load share and the vibration share recorded and evaluated separately. So it is advantageous possible resulting from the rope vibrations Share of the rope stress so that the rope safety factor around most of the vibration proportion can be reduced. Advantageously done thereby at least the detection of the vibration component one completely separate from the other control devices tes connected to the safety-relevant parts System, so that continuous monitoring and a Transfer to the safe state in the event of malfunction can be ensured.

Die Kraftmessung kann einfach, etwa an einer Ab- oder Umlenkscheibe, vorteilhaft an ihren Lagern, die leicht mit Kraftmeßdosen ausrüstbar sind, erfolgen; evtl. ergänzt durch eine Messung an der Förderkorbaufhängung. Ebenso kann auch eine Messung über die elektrischen Größen der Antriebsmaschine erfolgen, hier sind jedoch Einzelstöße und schlagartige Anregungen nur ungenau erfaßbar. Die elektrische Messung entspricht dabei im Prinzip der Messung, die aus der Hängseil-Überwachungseinrichtung von Fördermaschinen (EP-04 02 518 A1) bekannt ist.The force measurement can be simple, for example on an off or Deflection pulley, advantageous on its bearings that are easy to use Load cells can be equipped; possibly supplemented by a measurement on the conveyor basket suspension. As well can also take a measurement of the electrical quantities of the Drive engine take place, but here are single impacts and sudden suggestions can only be recorded imprecisely. The electrical measurement corresponds in principle to Measurement from the hanging rope monitoring device from Conveyors (EP-04 02 518 A1) is known.

In Ausbildung der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen, daß die einzelnen Teile der Seilkraft durch Analog- oder Digitalfilter, insbesondere durch Bandpaßfilter, ermittelt werden. So werden Grenzwertüberschreitungen sicher detektiert. Detektierte Grenzwertüberschreitungen der Seilkraft werden vorteilhaft durch Überwachungsein richtungen angezeigt und insbesondere Korrekturrechen einheiten aufgegeben. Unzulässig hohe Seilkräfte werden durch die Korrektur-Recheneinheiten auf zulässige Werte zurückgeführt oder, wenn dies nicht sofort möglich ist, die Anlage vorteilhaft in einen sicheren Betriebszustand überführt, bis die Ursache der Überschreitung der höchstzulässigen Seilkraft beseitigt worden ist.In an embodiment of the invention, it is advantageously provided that the individual parts of the rope force by analog or Digital filters, especially bandpass filters, be determined. This is how limit values are exceeded safely detected. Detected limit violations the rope force will be beneficial through monitoring directions displayed and especially correction calculations units abandoned. Inadmissibly high rope forces through the correction computing units to permissible values returned or, if this is not immediately possible, the system advantageously in a safe operating state convicted until the cause of exceeding the maximum permitted rope force has been eliminated.

In Ergänzung der Seilkraftmessung ist weiterhin vorteil haft vorgesehen, daß das Überwachungssystem Beschleuni gungs- und/oder Schwingungsamplituden-Meßeinrichtungen in Verbindung mit dem Seil oder mit der Last, z. B. am Förder korb, aufweist, die mit Auswerteeinheiten, insbesondere integrierenden Auswerteeinheiten und Meldeeinrichtungen, verbunden sind. So steht eine weitere, zusätzliche Überwachungsmöglichkeit für das erfindungsgemäße System Genauigkeit und Sicherheit der Schwingungsausgleichs regelung weiter erhöht. Auch überlagerte Einflüsse können so erfaßt werden: Desweiteren ist es möglich, die Förder maschinenregelung an den örtlichen Schachtzustand derart anzupassen, daß sich eine schwingungsminimierte Fahrkurve ergibt. Dabei ergibt sich aus dem sich einstellenden Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverhalten auch ständig ein Hinweis auf den Zustand der Förderanlage.In addition to the rope force measurement is still an advantage provided that the surveillance system accelerates tion and / or vibration amplitude measuring devices in Connection with the rope or with the load, e.g. B. on the funding basket, which, with evaluation units, in particular integrating evaluation units and signaling devices, are connected. So there is another, additional one Possibility of monitoring the system according to the invention Accuracy and security of vibration compensation regulation further increased. Superimposed influences can also thus be recorded: Furthermore, it is possible to support machine control to the local shaft condition in such a way adapt that there is a vibration-minimized driving curve results. It follows from the resulting Speed and acceleration behavior too constantly a reference to the condition of the conveyor system.

Die Beschleunigungs- und/oder Schwingungsamplituden- Meßeinrichtung wird vorteilhaft, ebenso wie die Kraft meßeinrichtung am Förderkorb, über eine Korbtelefonier anlage oder eine Schachtsignal- und/oder Steuerungsanlage mit der Antriebsmaschinenregelung verbunden. Durch eine Integration der Teile des Überwachungssystems in vor handene Sicherheitseinrichtungen ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Überwachungssystems bei geringem Kostenaufwand möglich. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung einer Schachtsignalanlage mit Daten speicherung, da so eine Auswertung der Regeleingriffe in bezug auf den Schachtzustand möglich ist. Die erhaltenen Daten können einer fortlaufenden Auswertung durch Fach personal unterzogen werden, so daß auch eine Tendenz erkennung und die Einleitung vorbeugender Maßnahmen gegen Störungen möglich ist. Geeignete Schachtsignal anlagen sind bekannt (z. B. Signal- Recorder 7KE 4196-8AA der Siemens AG) , sie erlauben eine mehrspurige Aufzeichnung von Daten, so daß auch der gegenseitige Einfluß verschiedener Störungsgrößen aufeinander verfolgt werden kann.The acceleration and / or vibration amplitudes Measuring device becomes advantageous, as does the force measuring device on the conveyor basket, via a basket telephone system or a shaft signal and / or control system connected to the engine control. By a Integration of the parts of the surveillance system in front existing safety devices is a special one advantageous embodiment of the monitoring system low cost possible. It is particularly advantageous using a shaft signal system with data storage, as an evaluation of the control interventions in in relation to the state of the shaft is possible. The received Data can be continuously evaluated by subject personnel undergo, so that also a tendency detection and the initiation of preventive measures against interference is possible. Suitable shaft signal Systems are known (e.g. 7KE 4196-8AA signal recorder Siemens AG), they allow multi-lane Record data so that the mutual The influence of different disturbance variables is tracked can be.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Überwa chungssystems mit der Möglichkeit, durch klassische Regelungen nicht kompensierbare Einflüsse zu minimieren, besteht darin, zusätzlich eine insbesondere mit gewich tetem Eingriff zuschaltbare Fuzzy-Control-Einheit, vor zusehen. Von dieser können sonst nicht ausgeregelte Schwingungen, insbesondere Querschwingungen des Seils aufgrund von wissensbasierten Regeln oder zusätzlichen Sensoren, minimiert werden. Fuzzy-Control-Einheiten sind ebenso wie Neurocomputer in anforderungsmäßig vergleich baren Bereichen, z. B. im Stahlwerksbereich, bekannt (DE-40 08 510 A1). Ihren Anwendungen auch im Bergbau steht nichts im Wege. Mit ihnen kann eine weitere, auf die speziellen Gegebenheiten jeder Schachtanlage abgestellte, Verbesserung erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist dabei die Möglichkeit, die Fuzzy-Control-Einheit bzw. einen Neurocomputer zunächst parallel zu der klassischen Regelung zu installieren und entsprechend der wachsenden Betriebserfahrung bei längerem Gebrauch der normalen Regelung zu überlagern. Die Sicherheit der Anlagenfahr weise wird so zu keiner Zeit beeinträchtigt und das Regelungsverhalten in Bereichen, die eine klassische Regelung nicht erfassen kann, verbessert.A particularly advantageous embodiment of the monitor system with the possibility of classic Regulations to minimize influences that cannot be compensated, consists of an additional one with weight Fuzzy control unit that can be activated after the intervention watch. Otherwise this cannot be corrected Vibrations, especially transverse vibrations of the rope based on knowledge-based rules or additional ones Sensors, are minimized. Fuzzy control units are as well as neurocomputers in comparison as required cash areas, e.g. B. in the steel mill area, known (DE-40 08 510 A1). Your applications in mining nothing in the way. With them, another one, on the special conditions of each shaft system, Improvement can be achieved. It is particularly advantageous the possibility of using the fuzzy control unit or a neurocomputer initially parallel to the classic one To install scheme and according to the growing Operating experience with prolonged use of the normal Superimpose regulation. The safety of the system driving wise is not affected at any time and that Regulatory behavior in areas that are classic Scheme can not capture, improved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigtFurther advantages and details emerge from the following description of an embodiment based on the drawings and in connection with the Subclaims. It shows

Fig. 1 eine Darstellung der Seilkraftverhältnisse ohne Ausregelung der Schwingungen, Fig. 1 is an illustration of the rope force ratios without OFF control of the oscillations,

Fig. 2 eine Darstellung der Seilkraftverhältnisse mit verringerten Seilschwingungen, Fig. 2 is an illustration of the rope force ratios with reduced cable oscillations,

Fig. 3 beispielhafte Meßorte, Fig. 3 shows exemplary measurement locations,

Fig. 4 den Zusammenhang der Einflüsse auf die Seilkraft ermittlung und Fig. 4 determine the relationship of the influences on the rope force and

Fig. 5 eine Prinzipschaltung für die Ermittlung der schwingenden Anteile in der Seilkraft. Fig. 5 shows a basic circuit for the determination of the vibrating components in the rope force.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen absoluten Sicherheitsabstand zwischen der Bruchkraft 3 und der Spitzenkraft 2, die sich aus der Addition der statischen Last 5 und der größten zu erwartenden Lastspitze im Rahmen der Schwingung 6 ergibt. Der Mittelwert der dynamischen Last wird durch 4 angegeben.In Fig. 1, 1 designates an absolute safety distance between the breaking load 3 and the peak force 2, and the largest resulting from the addition of the static load 5 to the expected peak load during the vibration. 6 The mean of the dynamic load is given by 4 .

In Fig. 2 bezeichnet 9 die unveränderte Bruchkraft und 7 den erhöhten absoluten Sicherheitsabstand entsprechend der geringeren Amplitude der Restschwingung 12. Der Spitzen wert der Restschwingung 12 ist durch 8 angegeben. Den Mittelwert der dynamischen Last bezeichnet 10, er liegt in diesem Beispiel auf gleicher Höhe wie in Fig. 1. Auch die statische Last, gekennzeichnet durch 11 liegt auf gleicher Höhe wie in Fig. 1.In FIG. 2, 9 denotes the unchanged breaking force and 7 the increased absolute safety distance in accordance with the lower amplitude of the residual vibration 12 . The peak value of the residual vibration 12 is indicated by 8 . The mean value of the dynamic load denotes 10 , in this example it is at the same level as in FIG. 1. The static load, identified by 11, is also at the same level as in FIG .

Aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2 ergibt sich, daß durch die erfindungsgemäße Seilschwingungsvermeidung oder -minimierung entweder ein erhöhter absoluter Sicherheits abstand zur Bruchkraft erreicht wird oder bei gleichem absoluten Sicherheitsabstand 1 ein Absenken der zulässigen Bruchkraft oder ein Anheben der dynamischen Last möglich ist. Mit der erfindungsgemäßen Überwachung ausgerüstete Schachtförderanlagen können also entweder mit dünneren Seilen ausgerüstet werden, bei gleicher Seildicke tiefer abgeteuft oder höher belastet werden. In jedem Fall ergibt sich ein prinzipieller, erheblicher Vorteil, der auch unbedenklich ausgenutzt werden kann, da er der gleichen laufenden Sicherheitsüberwachung unterliegt wie die übrigen sicherheitsrelevanten Systeme. From the comparison of FIGS. 1 and 2 it follows that either an increased absolute safety distance from the breaking force is achieved by the rope vibration avoidance or minimization according to the invention, or a lowering of the permissible breaking force or an increase in the dynamic load is possible with the same absolute safety distance 1 . Shaft conveyor systems equipped with the monitoring system according to the invention can thus either be equipped with thinner ropes, sunk deeper with the same rope thickness, or subjected to higher loads. In any case, there is a fundamental, considerable advantage that can also be safely used, since it is subject to the same ongoing security monitoring as the other security-related systems.

In Fig. 3 bezeichnen 13 und 14 Seilscheiben, an deren Lagern vorteilhaft die Seilkraftmessungen vorgenommen werden können. Die für die Kraftmessung benötigten Meßeinrichtungen sind schematisch dargestellt und mit den Ziffern 15 und 16 bezeichnet. Eine Kraftmessung an den Seilscheiben 13 und 14 ist besonders einfach, da hier die Seilkräfte ebenso wie eventuell die Seilscheibenschwin gungen durch ortsfeste Einrichtungen ermittelt werden können. Den Vorteil der Ermittlung durch ortsfeste Einrichtungen hat auch das Messen der elektrischen Größen in den Seiltrommelantrieben 17 und 18. Nachteilig ist hier jedoch die Dämpfung der Seilschwingungen durch die Seilscheiben 13 und 14. Vorteilhaft kann hier jedoch die statische Last sehr genau ermittelt werden.In Fig. 3, 13 and 14 denote rope sheaves on whose bearings the rope force measurements can advantageously be carried out. The measuring devices required for force measurement are shown schematically and designated by the numbers 15 and 16 . A force measurement on the sheaves 13 and 14 is particularly simple, since here the rope forces as well as possibly the sheave vibrations can be determined by stationary devices. Measuring the electrical variables in the cable drum drives 17 and 18 also has the advantage of being determined by stationary devices. However, the disadvantage here is the damping of the rope vibrations by the rope pulleys 13 and 14 . However, the static load can advantageously be determined very precisely here.

Von besonderem Vorteil ist eine Kraftmessung direkt an den Aufhängungen der Förderkörbe 19 und 20. Hier sind die Seilschwingungen völlig ungedämpft, eine Übermittlung der Meßwerte ist jedoch nur über eine Korbtelefonieranlage oder über eine Schachtsignalanlage möglich, so daß die Messung wesentlich aufwendiger wird als an den Seilscheiben 13 und 14. Unter Sicherheitsaspekten ist sowohl eine fortlaufende Überwachung auf Überschreiten von Höchstwerten als auch eine Messung der einzelnen Kraft- und Schwingungskompo nenten mit dem Ziel der Minimierung, an allen drei schematisch angedeuteten Meßpunkten erwünscht.A force measurement directly on the suspensions of the conveyor baskets 19 and 20 is particularly advantageous. Here the rope vibrations are completely undamped, however, the transmission of the measured values is only possible via a basket telephone system or via a shaft signal system, so that the measurement is much more complex than on the rope sheaves 13 and 14 . From a safety perspective, continuous monitoring for exceeding maximum values as well as measurement of the individual force and vibration components with the aim of minimization is desirable at all three schematically indicated measuring points.

Vorteilhaft und überraschend einfach durchführbar ist auch eine Messung der Seilschwingungsamplituden in Querrich tung, etwa zwischen den Seiltrommeln und den Seilscheiben sowie im Schacht. Hierfür bieten sich Infrarotlasergeräte an, wie sie z. B. im Tagebau mit gutem Erfolg eingesetzt werden. Geräte dieser Art mit Strahlgittern eignen sich besonders als Geräte für die Überwachung der Querschwingungsamplitude.It is also advantageous and surprisingly easy to carry out a measurement of the rope vibration amplitudes in transverse direction between the rope drums and the rope sheaves as well as in the shaft. Infrared laser devices are available for this at how z. B. used in opencast mining with good success will. Devices of this type with jet grids are suitable especially as devices for monitoring the Transverse vibration amplitude.

In der schematischen Darstellung von Fig. 4 bezeichnet 21 das Signal der Nutzlastmasse, 22 das Signal der Förder mittelmasse, 23 die Seilmasse je Längeneinheit und 24 die Seillänge. Seilmasse und Seillänge werden in 25 mitein ander multipliziert und gelangen ebenso wie die Signale der einzelnen Massen in die Einheit 26, wo sie addiert werden. Die zusammengefaßten Massengrößen werden der Einheit 27 aufgegeben und hier mit der Erdbeschleunigung 28 und der Beschleunigung der Fördermaschine 29, die in der Einheit 30 zusammengefaßt werden, miteinander verknüpft. Nach Abzug der gemessenen Seilkraft in der Einheit 32 erfolgt dann die Auswertung des Schwingungs anteils in der Einheit 33.In the schematic representation of FIG. 4, 21 denotes the signal of the payload mass, 22 the signal of the conveying medium mass, 23 the rope mass per unit length and 24 the rope length. Rope mass and rope length are multiplied together in 25 and, like the signals of the individual masses, reach unit 26 , where they are added. The summarized mass quantities are given to the unit 27 and linked here with the acceleration due to gravity 28 and the acceleration of the conveyor 29 , which are combined in the unit 30 . After deduction of the measured rope force in the unit 32 , the vibration component is then evaluated in the unit 33 .

Fig. 5 zeigt eine für die Auswertung geeignete Schaltung für die gemessene Seilkraft 34. Das Signal der gemessenen Seilkraft 34 wird einmal einem Bandpaßfilter 37 aufge geben, der alle Frequenzen zwischen den größten und kleinsten Frequenzen hindurchläßt, (so erhält man an seinem Ausgang die schwingenden Anteile in der Seilkraft, die in 35 ausgewertet werden können) und zum anderen der Auswerteeinheit 36 aufgegeben, die die absolute Kraft ermittelt. Die Schaltung in Fig. 5 zeigt lediglich eine besonders einfache Ausgestaltung, es versteht sich für den Fachmann, daß auf ähnlichem Weg z. B. auch die einzelnen Anteile der Seilkraft, wie sie evtl. aus Querkraft einflüssen resultieren, ermittelt werden können. Fig. 5 shows a suitable circuit for the evaluation of the measured cable force 34th The signal of the measured rope force 34 is given up to a bandpass filter 37 which allows all frequencies between the highest and lowest frequencies to pass through (this gives the oscillating components in the rope force at its output, which can be evaluated in 35 ) and the other Evaluation unit 36 abandoned, which determines the absolute force. The circuit in Fig. 5 shows only a particularly simple embodiment, it is understood by those skilled in the art that z. B. also the individual portions of the rope force, as they may result from shear forces, can be determined.

Das erfindungsgemäße Überwachungssystem ist insbesondere für Förderanlagen geeignet, die tiefer abgeteuft werden sollen, z. B. um neue Lagerstätten zu erschließen. Es ist aber ebenso von Vorteil, wenn neue Seile aufgelegt werden müssen. Dann kann ein schwächeres Seil gewählt werden. Unumgänglich notwendig wird ein derartiges System, wenn in Zukunft Förderseile sehr hoher Elastizität verwendet werden, z. B. aus Glas- oder Kohlefasern. Diese Seile sind nicht nur elastischer, sondern auch leichter als die bisher üblichen Stahlseile und neigen stärker zum Schwingen. Eine vollständige Schwingungsüberwachung ist hier unumgänglich.The monitoring system according to the invention is in particular suitable for conveyor systems that are sunk deeper should, e.g. B. to open up new deposits. It is but also an advantage when new ropes are put on have to. Then a weaker rope can be chosen. Such a system is absolutely necessary if in Future conveyor ropes used very high elasticity be, e.g. B. made of glass or carbon fibers. These ropes are not only more elastic, but also lighter than that previously common steel cables and tend more to Swing. A complete vibration monitoring is indispensable here.

Claims

1. Control monitoring system for a cable conveyor system with electric drive machine, especially for one Conveyor system of great depth and / or a non-metallic one Rope to avoid excitation from Schwin movements of the moving masses of rope and load Changes in speed of the load due to changes in speed drive machine or in case of mechanical emergency braking, the setpoints as the reference variable control trained regulation of the longitudinal vibration behavior of the Systems or one of its main components continuously adapted to prevent or at least reduce vibrations and is the uninterrupted, flawless Operation of the adjustment as well as the size of, e.g. B. from Shear forces resulting residual errors by over monitoring and measuring equipment monitored and also be compensated.

2. Monitoring system according to claim 1, characterized characterized in that the monitoring by two redundant, preferably identical automation systems units or autonomous automation systems device parts that are preferably functional self-control an intermittently controlled over have cross connection.

3. Monitoring system according to claim 1 or 2, there characterized in that it is in a safety-related part of the regulation and Control of the carrier is integrated, for. B. in that Braking system or in the shaft control system.

4. Monitoring system according to claim 1, 2 or 3, there characterized by that for the over continuous rope force measurement is carried out, whereby in particular the load share and the vibration share recorded and evaluated separately.

5. Monitoring system according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the rope force measurement on a deflection or deflection plate ( 13 , 14 ), in particular on the bearings of a deflection or deflection plate ( 13 , 14 ).

6. Monitoring system according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the cable force measurement via the electrical quantities of the drive machine ( 17 , 18 ).

7. Monitoring system according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, characterized in that, in particular for limit value monitoring, the individual portions of the cable force are determined by analog or digital filters, preferably by bandpass filters ( 37 ).

8. Monitoring system according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that Limit violations of the rope force monitoring directions and in particular correction computing units be abandoned.

9. Monitoring system according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that there are acceleration and / or vibration amplitude measuring devices in connection with the rope or with the load, for. B. on the conveyor basket ( 19 , 20 ), which are connected to evaluation units, in particular integrating evaluation units and signaling devices.

10. Monitoring system according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, characterized, that the acceleration and / or vibration amplitudes Measuring device as well as the force measuring device with the Drive control is connected when arranged on Conveyor basket, in particular via a basket telephone system.

11. Monitoring system according to claim 9 or 10, characterized, that the acceleration and / or vibration amplitudes Measuring device as well as the force measuring device station-related with the drive machine control is connected, in particular in connection with a Shaft signal and / or control system.

12. Monitoring system according to claim 9, 10 or 11, characterized, that the accelerometer, in particular is designed to work on a piezoelectric basis, Records horizontal and vertical acceleration values, preprocessed and passed on.

13. Surveillance system according to one or more of the previous claims, characterized records that there is one, especially with weighted Intervention switchable fuzzy control unit that vibrations that are not corrected, in particular transverse vibrations, of the rope due to knowledge-based Rules or minimized via additional sensors.

14. Monitoring system according to one or more of the previous claims, characterized records that the engine control a self-learning residual vibration compensation unit has, e.g. B. a neurocomputer, whose input values and node value processing are standardized based on knowledge.

15. Surveillance system according to one or more of the previous claims, characterized records that it is part of, at least partially redundant, from software and / or hardware modules existing control system of a shaft conveyor plant for depths in particular over 2000 m.

16. Surveillance system according to one or more of the previous claims, characterized records that it is part of, at least partially redundant, consisting of software or hardware modules Control and regulation system of a shaft conveyor system with Conveyor ropes made of non-metallic materials, esp special glass or carbon fibers.

17. Surveillance system according to one or more of the previous claims, characterized records that there is one with a change electric drive equipped carrier, in particular a quickly controllable converter-fed integrated carrier.