DE4240094A1 - System zur Regelung des Fördergutstromes einer Förderanlage mit Gurtbandförderer - Google Patents
System zur Regelung des Fördergutstromes einer Förderanlage mit GurtbandfördererInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Regelung des
Fördergutstromes einer Förderanlage mit Gurtbandförderer
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges System zur Regelung des Fördergutstromes mit
Gurtbandförderer ist aus Vision + Voice Magazine, Vol. 5,
No. 2, 1991, Seiten 135 bis 140 bekannt. Dort wird ein vi
suelles Sensorsystem zur Überwachung von Förderbändern vor
geschlagen, mit dem das aktuelle Beladungsprofil erkannt
und analysiert werden kann. Es können Fremdkörper erfaßt,
die Fördermenge berechnet und ein Bandschieflauf ermittelt
werden.
Im Braunkohlenbergbau werden Gurtbandförderer für den
Transport von Abraum und/oder Kohle mit Gurtbreiten zwi
schen 1200 und 3000 mm eingesetzt und mit Geschwindigkeiten
zwischen 3 und 10 m/s betrieben. Die Abböschung des Förder
gutes auf dem Gurtband ist insbesondere beim Abraumtrans
port stark von der Struktur des Abraumes abhängig. Bindige
Abraumböden erlauben eine wesentlich größere Querschnitts
auslastung des Gurtbandes als rollige bzw. stark mit Wasser
angereicherte Abraumböden.
Damit ist die alleinige Kenntnis des Fördervolumens kein
ausreichendes Kriterium für eine effiziente Steuerung und
Regelung des Fördergutstromes unter Beachtung unterschied
licher technologischer Zielsetzungen. Es muß beispielsweise
die genaue momentane Lage des Fördergutes auf dem Gurtband
bekannt sein, um durch gezielte Regeleingriffe hinsichtlich
der Positionierung der Aufgabeschurre eine Verschmutzung
der Tragrollen und Traggerüste und damit einen erhöhten
Verschleiß zu verhindern. Ferner muß die genaue momentane
Lage des Gurtbandes bezüglich des Traggerüstes bekannt
sein, um rechtzeitig ein Schieflaufen des Gurtbandes erken
nen und durch Regeleingriffe verhindern zu können, um damit
eine nachteilige Beschädigung oder Abschaltung der Förder
anlage zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur
Regelung des Fördergutstromes einer Förderanlage mit Gurt
bandförderer anzugeben, bei dem ein Bandschieflauf sowie
eine Verschmutzung von Teilen der Förderanlage zuverlässig
verhindert wird.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbeson
dere darin, daß eine optimale und kontinuierliche Überwa
chung des Gurtbandförderers möglich ist. Mit Hilfe der sich
einer einzigen Kamera bedienenden Bildauswertung werden
sowohl die Abstände zwischen Gurtbandkanten und Tragge
rüsten und zwischen Gurtbandkanten und Förderguträndern als
auch die Querschnittsfläche des Fördergutes und damit das
Fördervolumen kontinuierlich mit hoher Präzision ermittelt.
Damit ist eine effiziente Steuerung der Förderanlage mit
den Zielen "minimaler Verschleiß" und "Vermeidung eines
Schieflaufens des Gurtbandes" bei maximaler Auslastung mög
lich. Bei der Bestimmung des Fördervolumens wird berück
sichtigt, daß dich die Muldung des Gurtbandes in Abhängig
keit der Belastung ändert.
Es kann eine Leistungsabstimmung überdimensionierter Bag
gerkapazität auf die abfördernde Bandanlage aus der Quer
schnittsbelegung und freien Randzonenbetrachtung des Gurtes
zwecks Vergleichmäßigung und Optimierung der Förderung er
folgen.
Es ist eine Dosierung des Fördergutes auf Halden und in
Grabenbunkern auf der Grundlage der Volumenbestimmung mög
lich.
Es kann eine insbesondere automatische Positionierung von
Aufgabeschurren an Baggern, Haldenschüttern, Abraumförder
brücken usw. auf der Grundlage von logischen Verknüpfungen
aus der Kenntnis des momentanen Schieflaufes und der momen
tanen Lage des Fördergutes auf dem Gurt realisiert werden.
Bei rechtzeitiger Erkennung des Schieflaufs ist eine Ausre
gelung möglich und Gurtkantenschäden sowie eine Abschaltung
der Anlage werden vermieden.
Zusätzlich kann mit Hilfe der Bildauswertung die Art des
Fördergutes aus der Struktur und der Farbe des Fördergutes
abgeleitet werden, d. h. es kann bei der Abraumförderung
beispielsweise die Bodenart bestimmt werden oder es kann
präzise zwischen Kohle und Abraum unterschieden werden. Es
ist z. B. eine Selektierung des transportierten Abraumes
nach Bodenarten zur Gewährleistung der Standsicherheit von
Kippensystemen und zur optimalen Gestaltung von Rekultivie
rungsflächen möglich. Die Unterscheidung von Kohle und Ne
bengestein aus der Strukturanalyse des Bildausschnitts ist
z. B. zur Vermeidung von Qualitätseinbrüchen in Kohleverede
lungsanlagen und Kraftwerken hilfreich und ermöglicht eine
gesteuerte Verteilung.
Bei jeder konkreten Anwendung kann eine Liste der möglichen
Fördergutarten, zusammengefaßt in Fördergutklassen, mit de
ren spezifischen Eigenschaften aufgestellt werden. Anhand
dieser Eigenschaften können Entscheidungen für die weitere
Behandlung der jeweiligen Fördergutklasse getroffen werden.
Mittels der Bildauswertung ist es möglich das augenblick
lich transportierte Fördergut einer Fördergutklasse zuzu
ordnen und somit das Vorgehen bei seiner weiteren Behand
lung zu automatisieren.
Darüberhinaus ist die Bildauswertung auch geeignet, Steine
oder andere Fremdkörper zu orten, sobald diese Gegenstände
vorgebbare Grenzkantenlängen überschreiten. Diese Gegen
stände können aussortiert werden, ehe sie Anlagenteile der
Förderanlage gefährden oder beschädigen.
Bei Einsatz einer weiteren Kamera kann die Bildauswertung
zusätzlich Gurtschäden (Gurt-Längsrisse usw.) feststellen,
wobei diese weitere Kamera hierzu auf die Unterseite des
Gurtes gerichtet ist. Bei rechtzeitiger Erkennung von
Gurtschäden können schwerwiegende und kostspielige Folge
schäden am Gurtband verhindert werden.
Durch das Erfassen der genauen Lage des Fördergutes auf dem
Gurtband und das Erkennen von Gurtschieflauf, Gurtschäden
und Gestein/Fremdkörper auf dem Gurt wird allgemein vor
teilhaft Gefahrensituationen vorgebeugt.
Das System ist nicht auf Abraum/Kohle-Ablagerung be
schränkt, sondern allgemein in der Fördertechnik von För
dergut (insbesondere Schüttgut) verwendbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen
Fig. 1, 2 eine Förderanlage mit Gurtbandförderer für
Fördergüter,
Fig. 3, 4 Förderanlagen mit zusätzlichen Einrich
tungen,
Fig. 5 eine für den optimalen Betrieb der Förder
anlage vorteilhafte Regeleinrichtung.
In Fig. 1 ist eine Förderanlage mit Gurtbandförderer für
Fördergüter (Schüttgüter) dargestellt (Stirnansicht). Der
Gurtbandförderer 2 (z. B. Haldenförderer) der Förderanlage 1
(z. B. Abraumförderbrücke) weist ein mittels einer Vielzahl
von Tragrollen 4 bewegtes Gurtband 3 auf. Traggerüste 5
dienen zur Abstützung des Gurtbandförderers. Oberhalb des
Gurtbandförderers 2 befindet sich eine CCD-Kamera 6
(Fernsehkamera in Wetterschutzgehäuse), deren Bildaus
schnitt 8 von Traggerüst zu Traggerüst über die gesamte
Breite des Gurtbandförderers reicht und die insbesondere
die Lage des Gurtbandes 3, die Lage des Fördergutes 7 auf
dem Gurtband und den Oberkantenverlauf (Höhenrelief, Höhen
profil) OK des Fördergutes 7 erfaßt.
Die zwischen 0° und 30° betragende Muldung des Gurtbandför
derers bzw. Gurtbandes 3 ist mit β bezeichnet. Die Gurtkan
tenabstände links und rechts zwischen den Gurtbandkanten
und den Traggerüsten betragen AL bzw. AR. Die Fördergutab
stands-Istwerte links bzw. rechts zwischen den Gurtbandkan
ten und den Förderguträndern betragen BL bzw. BR. Die vom
Gurtband 3 und dem Oberkantenverlauf OK begrenzte Quer
schnittsfläche des Fördergutes beträgt F. Die Bildsignale
der CCD-Kamera 6 sind mit CCD1 bezeichnet.
In Fig. 2 ist die Förderanlage mit Gurtbandförderer für
Fördergüter in Seitenansicht dargestellt. Es ist die För
deranlage 1 mit Gurtbandförderer 2, Gurtband 3, Tragrollen
4 und Traggerüsten 5 zu erkennen. Der Bildausschnitt 8 der
CCD-Kamera 6 ist auf ein auf das Fördergut 7 quer zur Bewe
gungsrichtung auftreffendes Lichtband 9c (Lichtlinie) ge
richtet. Das Lichtband 9c wird von einer künstlichen Licht
quelle 9a erzeugt und in seiner Breite mittels einer Blende
9b eingestellt. Die Blende 9b kann z. B. durch zwei durch
einen Spalt vorgegebener Breite getrennte Platten gebildet
werden. Die Lichtlinienerzeugung kann auch mit einer in ei
nem bestimmten Spektralbereich oder sogar mit einer be
stimmten Wellenlänge strahlenden künstlichen Lichtquelle 9a
vorgenommen werden.
Zur präzisen Erfassung der Muldung β des Gurtbandförderers
kann eine weitere CCD-Kamera 23a vorgesehen sein, deren
Bildausschnitt 23b die Unterseite der Tragrollen 4 oder die
Unterseite des Gurtbandes 3 erfaßt. Eine weitere Licht
quelle 24a beleuchtet hierzu die Unterseite der Tragrollen
4 oder die Unterseite des Gurtbandes 3 mit einem Lichtband
24c, wobei eine Blende 24b zur Begrenzung dieses Lichtban
des dient. Aus den Bildsignalen CCD2 der Kamera 23a kann
somit das sich in Abhängigkeit der Beladung ändernde Gurt
bandprofil ermittelt werden.
Der Anstellwinkel der CCD-Kamera 6 zur Senkrechten beträgt
vorzugsweise 15 . . . 45°, um Verdeckungen der Lichtlinie 9c
durch grobstückiges Fördergut oder durch Steine gering zu
halten.
Wie bereits vorstehend erwähnt, werden die Signale AL, AR,
BL, BR, OK aus den Bildsignalen CCD1 ermittelt. Dabei wer
den die Bildsignale digitalisiert, so daß jeder Bildpunkt
einem Grauton oder Farbton von beispielsweise 256 unter
schiedlichen Grau- oder Farbtönen zugeordnet und digital
abgespeichert werden kann.
Um den Fördergut-Massenstrom (Gebiet mit starker zeitlicher
Veränderung) vom zeitlich unveränderten Hintergrund (Trag
gerüste) trennen zu können, werden jeweils zwei aufeinan
derfolgende Bilder subtrahiert. Zur stärkeren Hervorhebung
der Bewegung und Verminderung von Störeinflüssen durch
"Rauschen" werden mehrere Differenzbilder akkumuliert.
Durch die Akkumulation wird die Streuung unterdrückt. Im
akkumulierten Differenzbild werden begrenzende Bildelemente
(wie Gurtkanten, Fördergutränder) verstärkt und zu bild
punktbreiten Linien gebündelt. Die wahrscheinlichsten Be
grenzungslinien werden als Randlinien des Gurtbandes und
des Fördergutes ermittelt und zur Bestimmung der Gurtkan
tenabstände AL, AR links und rechts zwischen Gurtbandkanten
und Traggerüsten sowie zur Bestimmung der Fördergutab
stands-Istwerte BL, BR links und rechts zwischen Gurtband
kanten und Förderguträndern verwendet. Um eine größere Si
cherheit bei den Berechnungen zu erzielen, werden diese
Größen jeweils unabhängig voneinander für die linke und
rechte Seite bestimmt, so daß eine Überprüfung der ermit
telten Größen an Hand feststehender geometrischer Größen,
wie Breite des Gurtbandes, in einfacher Weise möglich ist.
Zur Ermittlung des Oberkantenverlaufs OK des Fördergutes
und damit zur Bestimmung der Querschnittsfläche F, der
Gurtbeladung und des Fördervolumens wird das Triangulati
onsprinzip eingesetzt. Das mit Hilfe der gebündelten,
künstlichen Lichtquelle 9a quer zur Bewegungsrichtung des
Gurtbandförderers projizierte Lichtband 9c ist im Bildaus
schnitt 8 der CCD-Kamera 6 klar zu erkennen.
Zur Berechnung der Querschnittsfläche F wird zusätzlich das
sich in Abhängigkeit der Auflast verändernde Gurtbandpro
fil, d. h. der durch die Muldung β bestimmte Verlauf des
Gurtbandes 3 berücksichtigt. Dies erfolgt gemäß einem Ver
fahren I durch Abrufen von unterschiedlichen, der momenta
nen Belastung entsprechenden, abgespeicherten Gurtbandpro
filen (Off-Line-Verfahren). Dies erfolgt gemäß einem Ver
fahren II durch Erfassung des aktuellen Gurtbandprofiles
mit der Kamera 23a, wie vorstehend bereits beschrieben
(On-Line-Verfahren).
Die Fläche F ist durch das sich in Abhängigkeit der Auflast
verändernde Gurtbandprofil und den Oberkantenverlauf OK
eindeutig bestimmt. Aus diesen Beladungsprofilen kann die
Gurtbandbeladung und durch Integration dieser Größe über
die Zeit (Gurtbandgeschwindigkeit) kann das Fördervolumen
ermittelt werden.
Größeres Gestein und Fremdkörper (z. B. Eisenteile) werden
mit großer Wahrscheinlichkeit bei der Gurtbandbewegung an
die Fördergutoberfläche gebracht und zeigen sich auf dem
Beladungsprofil klar ab. Ein Indiz für das Vorliegen eines
größeren Gesteins/Fremdkörpers ist es auch, wenn die Kamera
6 ein unterbrochenes Lichtband 9c erfaßt. Der Kamerawinkel
zur Senkrechten ist deshalb auch unter dem Aspekt "Steinor
tung" auszuwählen, denn ein Gestein/Fremdkörper unterbricht
um so eher das von der Kamera erfaßte Lichtband, je flacher
der Kamerawinkel (d. h. je größer der Winkel zur Senkrech
ten) ist. Somit erlaubt die vorstehend beschriebene Bild
auswertung zusätzlich die Ortung von Steinen und anderen
Fremdkörpern vorgegebener Kantenlänge, soweit sie nicht
völlig im Fördergut eingebettet sind.
Um eine präzise Analyse der Fördergutbeschaffenheit sicher
zustellen und von der Fördergutbewegung resultierende Bewe
gungsunschärfen zu vermeiden, wird vorzugsweise eine
CCD-Kamera 6 mit Hochgeschwindigkeitsverschluß verwendet.
Da sich unterschiedliche Fördergutarten hinsichtlich Farbe
und Struktur unterscheiden, ist es durch Vergleich der mit
tels der vorstehend beschriebenen Bildauswertung erhaltenen
Farbe und Struktur des Fördergutstromes mit im voraus fest
gelegten und fest abgespeicherten Vergleichsmerkmalen,
insbesondere anhand der Grauwert- bzw. Farbwertverteilung
(homogen oder inhomogen) und der Größe, Form, Musterung und
Farbe der Einzelteilchen des Gesamtgefüges (Anzahl der Kan
ten, Länge der einzelnen Kanten, Grautonverteilung) mög
lich, die Art (Material M) des Fördergutes unter Einsatz
statistischer Auswertemethoden zu überprüfen oder zu ermit
teln.
Die Unterscheidung der Bodenarten bei Abraumförderung oder
die Unterscheidung zwischen Kohle und Abraum dient vorteil
haft als Grundlage für die Steuerung/Regelung des Massen
transports.
Vorzugsweise erfolgt die vorstehend beschriebene Struktur
analyse anhand eines Bildausschnitts, der mit Tageslicht
oder einer Lichtquelle mit einer dem Tageslicht ähnlichen
Strahlung ausgeleuchtet ist. Die Ermittlung des Oberkanten
verlaufs OK des Fördergutes unter Verwendung des Lichtban
des 9c und die Ermittlung von Gurtkantenabständen AL, AR
sowie Fördergutabstands-Istwerten BL, BR erfolgt jedoch
auch bei Tag vorzugsweise unter Einsatz einer künstlichen
Lichtquelle 9a, die Licht einer bestimmten Wellenlänge oder
eines bestimmten Spektralbereiches abgibt. Die CCD-Kamera 6
wird bezüglich ihrer Empfindlichkeit für bestimmte Wellen
längen elektronisch umgeschaltet (elektronische Lichtfil
ter), wodurch "Tageslichtbilder" und "Kunstlichtbilder" in
abwechselnder Reihenfolge gebildet und zur getrennten Er
mittlung des Materials und der geometrischen Größen AL, AR,
BL, BR, OK ausgewertet werden können. Alternativ ist es
auch möglich, eine gesonderte Kamera zur Bestimmung der Art
des Fördergutes einzusetzen, die vorzugsweise senkrecht auf
das Fördergut "blickt".
In den Fig. 3 und 4 sind Förderanlagen mit zusätzlichen
Einrichtungen dargestellt. Gemäß Fig. 3 sind die Randzonen
des Gurtbandes mit zusätzlichen Lichtspots 9d, 9e zusätzli
cher Lichtquellen beleuchtet. Diese zusätzliche Maßnahme
erleichtert die Ermittlung der Fördergutränder und damit
die Bestimmung der Fördergutabstands-Istwerte BL, BR, ins
besondere dann, wenn ein Hell-Dunkel-Kontrast zwischen der
Farbe des Fördergutes 7 und der Farbe des Gurtbandes 3 be
steht. Ein derartiger Hell-Dunkel-Kontrast wird durch die
Lichtspots 9d, 9e verstärkt und es können "Lichtsprünge"
als Kanten zwischen Fördergut 7 und Gurtband 3 interpre
tiert werden.
In Fig. 3 ist ferner zu erkennen, daß die Bestimmung der
Gurtkantenabstände links und rechts AL, AR durch Ermittlung
der vom Gurtband 3 nicht bedeckten, freien Flächen der
Tragrollen 4 erfolgen kann. Vorzugsweise wird deshalb das
Lichtband 9c derart positioniert, daß die Tragrollen 4 be
leuchtet sind. Der Hell-Dunkel-Kontrast zwischen den freien
Flächen der Tragrollen 4 und dem Gurtband 3 wird verstärkt,
wenn zusätzlich die Lichtspots 9d, 9c auf die Tragrollen
gerichtet sind.
Um Schäden an der Gurtoberfläche des Gurtbandes 3, z. B.
Gurtlängsrisse, erfassen und anzeigen zu können, ist eine
weitere CCD-Kamera 25a vorgesehen, die die Unterseite des
Gurtbandes im Bereich der Aufgabeschurre 13 erfaßt, wie
dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die Bildsignale CCD3 des von
der Kamera 25a erfaßten Bildausschnitts 25b werden wiederum
der Bildauswertung zugeführt.
Falls die Standorte von Aufgabeschurre 13 und Kameras 6,
23a benachbart sind, ist es alternativ möglich, die vorste
hend getrennt beschriebenen Funktionen der Kameras 23a, 25a
einer einzigen Kamera zu übertragen, die sowohl zur Erfas
sung des Gurtbandprofils als auch zur Beobachtung des Gurt
bandes auf Gurtschäden dient.
In Fig. 5 ist eine für den optimalen Betrieb der Förderan
lage vorteilhafte Regeleinrichtung dargestellt. Es ist eine
Bildauswertungseinheit 10 zu erkennen, die die Bildsignale
CCD1, CCD2, CCD3 der Kameras 6, 23a, 25a empfängt und aus
diesen Bildsignalen Signale AL, AR, BL, BR, M, β und OK
bildet. Die bereits vorstehend erwähnten Gurtkantenabstände
AL und AR werden einem Vergleicher 11 zugeführt, der in Ab
hängigkeit der Differenz zwischen beiden Gurtkantenabstän
den einen Positions-Sollwert Psoll1 für eine Regeleinrich
tung 12 zur Positionierung der für die Beladung des Gurt
bandes 3 eingesetzten Aufgabeschurre 13 vorgibt. Diese Re
geleinrichtung 12 gibt in Abhängigkeit des Positions-Ist
wertes Pist der Schurre 13 und des Positions-Sollwertes
Psoll1 ein Signal P zur Positionsveränderung der Schurre 13
vor. Auf diese Weise wird ein Schieflaufen des Gurtbandes
erkannt und die Ursachen dafür durch entsprechende Posi
tionsveränderung der Schurre reduziert und beseitigt.
Die ebenfalls bereits vorstehend erwähnten Fördergutab
stands-Istwerte BL, BR werden zwei Vergleichern 14, 15 und
einem Rechner 19 zugeleitet. Der Vergleicher 14 bildet in
Abhängigkeit der Differenz zwischen den beiden Fördergutab
stands-Istwerten einen Positions-Sollwert Psoll2, der eben
falls der Regeleinrichtung 12 zur Positionierung der
Schurre zugeführt wird. Hierdurch wird der Sachverhalt be
rücksichtigt, daß sich ein Schieflauf des Gurtbandes als
Folge einer unsymmetrischen Gurtbandbeladung ergibt. Durch
frühzeitiges Erkennen einer unsymmetrischen Gurtbandbela
dung - Indiz hierfür sind die beiden unterschiedlichen För
dergutabstands-Istwerte BL, BR - wird die Entstehung
unterschiedlicher Gurtkantenabstände AL, AR frühzeitig
weitgehend verhindert.
Der Vergleicher 15 vergleicht die Fördergutabstands-Ist
werte BL, BR mit Fördergutabstands-Sollwerten Bsoll und
gibt in Abhängigkeit der Signaldifferenzen zwischen BL und
Bsoll bzw. BR und Bsoll ein Signal B zur Fördergutab
stands-Veränderung an einen Rechner 22 zur Bildung des För
dermengen-Sollwertes FMsoll ab. Die Fördergutabstands-Soll
werte Bsoll werden von einem Speicher 16 in Abhängigkeit
des Materials M (Art des Fördergutes) vorgegeben. Das Mate
rial M (z. B. Abraum oder Kohle) wird von der Bildauswer
tungseinheit 10 aus den Bildsignalen CCD1 in Abhängigkeit
der erfaßten Struktur und Farbe abgeleitet, wie vorstehend
erläutert ist. Bei der Bildung des Fördergutabstands-Soll
wertes Bsoll wird berücksichtigt, daß die auf den Gurtband
förderer 2 wirkende Gewichtskraft des Fördergutes einen
durch die Anlage bedingten Grenzwert nicht überschreiten
darf. Bei Ausnutzung dieses Grenzwertes ergeben sich unter
Berücksichtigung der Dichte und der Schüttfähigkeit des Ma
terials M unterschiedliche freie Randzonen auf dem Gurtband
3 und damit unterschiedliche Fördergutabstands-Sollwerte
Bsoll.
Bei einem Material mit bei Schüttung flachem Höhenrelief
(z. B. Sand) werden die durch die Anlage bedingten Grenz
werte für die Gewichtsbelastung gegebenenfalls nicht er
reicht, trotzdem sind freie Randzonen auf dem Gurtband
einzuhalten, um eine Verschmutzung der Tragrollen durch das
Fördergut mit daraus resultierendem erhöhtem Verschleiß zu
verhindern.
Der Rechner 22 setzt das Signal B zur Fördergutab
stands-Veränderung in Abhängigkeit der aktuellen Gurtband
geschwindigkeit GG in den Fördermengen-Sollwert FMsoll um.
Ermittelt der Vergleicher 15 beispielsweise, daß die aktu
ellen Istwerte BL, BR kleiner als der Fördergutab
stands-Sollwert Bsoll sind, wird der Fördermengen-Sollwert
FMsoll erhöht, um die Ausnutzung des Gurtbandförderers 2 zu
optimieren. Umgekehrt wird der Sollwert FMsoll herabge
setzt, wenn der Sollwert Bsoll von den Istwerten BL, BR
überschritten wird, um eine Überladung des Gurtbandförde
rers zu verhindern.
Der Rechner 19 ermittelt aus dem Oberkantenverlauf OK des
Fördergutes, den Fördergutabstands-Istwerten BL, BR und der
Muldung β (die das Profil des Gurtbandes 3 bestimmt und in
Abhängigkeit der Bildsignale CCD2 oder alternativ in Abhän
gigkeit der Auflast vorgegeben wird) die Querschnittsfläche
F des Fördergutes 7. Mittels eines Rechners 20 wird die
Querschnittsfläche F unter Berücksichtigung der Gurtbandge
schwindigkeit GG in ein Fördervolumen FV umgesetzt. Dieses
Fördervolumen FV (m3/min) wird in Abhängigkeit der Dichte
FD (t/m3) des Fördergutes 7 mittels eines weiteren Rechners
21 in einen Fördermengen-Istwert FMist (t/min) umgesetzt.
Die Dichte FD gibt der Speicher 16 in Abhängigkeit des Ma
terials M vor.
Fördermengen-Sollwert FMsoll und -Istwert FMist werden ei
ner Regeleinrichtung 17 zur Einstellung der Fördermenge der
Fördereinrichtung 18 zugeführt. Die Regeleinrichtung 17
bildet in Abhängigkeit der Fördermengen-Regelabweichung
zwischen FMsoll und FMist ein Signal FM zur Veränderung der
Fördermenge, das der Fördereinrichtung 18 zugeleitet wird.
Da der Fördermengen-Istwert FMist ein Maß für die Auflast
des Gurtbandes darstellt, kann die Muldung β als Ausgangs
größe eines Rechners oder Speichergliedes 26 gewonnen wer
den, der die Muldung β aus FMist berechnet oder die Muldung
β aus einer abgespeicherten Tabelle der Off-Line ermittel
ten Zusammenhänge zwischen β und FMist ausliest. Diese Al
ternative zur Ermittlung von β ist in Fig. 5 gestrichelt
eingetragen und wird eingesetzt, wenn auf die zusätzliche
Kamera 23a aus Gründen des Aufwandes verzichtet wird.
Es ist alternativ zur vorstehend beschriebenen Regelein
richtung auch möglich, die Gurtbandgeschwindigkeit GG an
stelle der Fördermenge FM zu regeln, wenn beispielsweise
die Fördermenge nur dynamisch unbefriedigend verändert wer
den kann.
Die Bildauswertungseinheit 10 gibt ein Alarmsignal A ab,
falls durch die Bildsignale CCD3 eine Gurtbeschädigung
(z. B. Längsriß) übermittelt wird. Durch das Alarmsignal A
kann z. B. die gesamte Förderanlage abgeschaltet werden, um
kostspielige Folgeschäden (Aufreißen des Gurtbandes über
eine lange Strecke durch einen Fremdkörper, der innerhalb
der Aufgabeschurre 13 verklemmt ist) zu verhindern.
Claims (9)
1. System zur Regelung des Fördergutstromes einer
Förderanlage (1) mit Gurtbandförderer (2), wobei
- a) eine Lichtquelle (9a) ein Lichtband (9c) auf den För dergutstrom (7) projiziert und eine Kamera (6) den hierdurch abgebildeten Oberkantenverlauf (OK) des Fördergutes erfaßt,
- b) eine Bildauswertungseinheit (10) den Oberkantenver
lauf (OK) analysiert und hieraus die Querschnittsflä
che (F) des Fördergutes (7) und in Abhängigkeit der
Gurtbandgeschwindigkeit (GE) das Fördervolumen (FV)
bestimmt werden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - c) die Bildauswertungseinheit (10) bestimmt die Gurtkan tenabstände (AL, AR) links und rechts zwischen Gurt bandkanten und Traggerüst (5) und damit die augen blickliche Lage des Gurtbandes (3) auf dem Traggerüst (5),
- d) die Bildauswertungseinheit (10) bestimmt die Förder gutabstands-Istwerte (BL, BR) links und rechts zwi schen Gurtbandkanten und Förderguträndern und damit die augenblickliche Lage des Fördergutes (7) auf dem Gurtband (3),
- e) eine Regeleinrichtung (12) positioniert die Aufgabe schurre (13) für das Fördergut in Abhängigkeit der Differenz zwischen den Gurtkantenabständen (AL, AR) links und rechts und der Differenz zwischen den För dergutabstands-Istwerten (BL, BR) links und rechts.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gurtkantenabstände (AL, AR) links und rechts durch
Ermittlung der vom Gurtband (3) nicht bedeckten, freien
Flächen der Tragrollen (4) erfolgt.
3. System nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei der Bestimmung der Querschnittsfläche (F)
des Fördergutes (7) bzw. des Fördervolumens (FV) die durch
die momentane Gurtbandbelastung verursachte momentane Mul
dung (β) des Gurtbandes (3) berücksichtigt wird.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit der Gurtbandbelastung unterschiedliche,
eingespeicherte Gurtbandprofile vorgegeben werden.
5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die momentane Muldung des Gurtbandes (3) mittels einer
weiteren Kamera (23a) erfaßt wird, die auf die Unterseite
des Gurtbandes oder auf die entsprechend dem Gurtbandprofil
geformten Tragrollen (4) gerichtet ist.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Fördergutab
stands-Istwerte (BL, BR) zusätzliche Lichtspots (9d, 9e) auf
die Randzonen des Gurtbandes (3) gerichtet sind und die
Bildauswertungseinheit (10) "Lichtsprünge" als Kanten zwi
schen Fördergut (7) und Gurtband (3) interpretiert.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine weitere Kamera (25a) auf die Un
terseite des Gurtbandes (3) unterhalb der Aufgabeschurre
(13) gerichtet ist.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bildauswertungseinheit (10) zusätz
lich die Beschaffenheit des Fördergutes (7) analysiert und
das augenblicklich transportierte Fördergut einer Förder
gutklasse zuordnet.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kamera (6) bezüglich ihrer Empfindlichkeit für be
stimmte Wellenlängen derart elektronisch umgeschaltet wird,
daß getrennte Bildinformationen zur Auswertung geometri
scher Daten, wie Gurtkantenabstände, Fördergutabstands-Ist
werte usw. und zur Analyse der Beschaffenheit des Fördergu
tes (7) entstehen.
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