EP3997021A1 - System and method for condition monitoring during the operation of a conveyor system - Google Patents

System and method for condition monitoring during the operation of a conveyor system

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Publication number
EP3997021A1
EP3997021A1 EP20732747.9A EP20732747A EP3997021A1 EP 3997021 A1 EP3997021 A1 EP 3997021A1 EP 20732747 A EP20732747 A EP 20732747A EP 3997021 A1 EP3997021 A1 EP 3997021A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conveyor
unit
current
units
conveyor unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20732747.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ivan CASTELINO
Frank König
Dominik KIMLING
Harsha Kallayya MATHAD
Arun Kumar UNNIKRISHNA KARNAVER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Logistics GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3997021A1 publication Critical patent/EP3997021A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/02—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting detecting dangerous physical condition of load carriers, e.g. for interrupting the drive in the event of overheating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/02—Control or detection
    • B65G2203/0266—Control or detection relating to the load carrier(s)
    • B65G2203/0275—Damage on the load carrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/04—Detection means
    • B65G2203/042—Sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2207/00—Indexing codes relating to constructional details, configuration and additional features of a handling device, e.g. Conveyors
    • B65G2207/48—Wear protection or indication features

Definitions

  • the present invention relates to a system and method for condition monitoring during the operation of a conveyor system according to the independent claims.
  • Conveyor systems are checked and maintained preventively with the aim of finding and identifying potential problems that could lead to major system downtimes.
  • condition monitoring systems based on vibration and temperature monitoring of individual components.
  • Such solutions cannot be easily retrofitted to existing conveyor systems. And even if sudden changes leading to failure can be detected in such solutions, a manual inspection is still necessary, which is very much dependent on the experience, skill and judgment of a service technician. For this reason, a run-to-failure approach is usually followed; condition monitoring is only used occasionally.
  • the most common systems in the airport sector are PLC-based systems that communicate with an IT host system and SCADA for visualization. Sensor signals are recorded via input modules using fieldbus technology. Conveyor motors are controlled by motor starters or frequency converters.
  • the device according to the invention relates to a system for status monitoring during the operation of a conveyor system, in particular an airport baggage conveyor system, which includes conveyor units, also including a background system.
  • a conveyor unit has a single conveyor line and / or a group of conveyor lines.
  • Each individual conveyor unit has a defined current characteristic when operated correctly and the background system is designed to register this and the actual current characteristic of this conveyor unit.
  • the background system is designed to subject the actual current characteristics of this conveyor unit to an analysis and, based on this analysis, to signal an impending wear and a malfunction of the conveyor system, in particular a conveyor line of this conveyor unit.
  • a current characteristic is understood to mean all the current and voltage values that can be tapped from an individual conveyor unit and the overall system, with a current characteristic comprising one or more measured values of the same or different types. Current values are preferable and easily measurable. Based on the current characteristics, a Consumption of this delivery unit can be determined. The current intensity is typically and easily measurable, but voltage, current density, electrical work, etc. can also be measured. The current characteristic can be a snapshot or measured over a certain period of time (punctually or continuously). A nominal current is consumed under normal load on the conveyor line. At zero load of the conveyor line, an idle flow is consumed.
  • the conveyor unit can have one or more decentralized motor starters, and a conveyor line can include at least one conveyor belt.
  • the conveyor system can be driven with decentralized motor starter technology.
  • the current characteristic of a delivery unit can include an amount of current consumed by the delivery unit.
  • the system can comprise a tapping means which is designed to tap the current characteristics of the conveyor unit at zero load and / or with regular load selectively and / or over time and to transmit it to the background system.
  • the tapping means can be designed to tap an amount of electricity consumed by the conveyor unit or flowing through it.
  • the zero load can advantageously be measured directly after a load has taken place or has been carried out Conveyance shortly before the conveyor unit stops or shortly before a piece goods are picked up by the conveyor unit.
  • the background system can be designed to record, compare, and analyze the actual current characteristics of the delivery unit over a period of time and / or over a plurality of delivery units.
  • a developing anomaly of a conveyor unit can be determined based on its own, original current characteristics of the conveyor unit, or in comparison with other, preferably similar conveyor units, and thus be calibrated in a self-consistent manner.
  • the analysis can include the gradient and / or variability of the amount of electricity required (currents that are rising, falling or fluctuating over a period of time).
  • the background system can be designed to draw conclusions on the basis of the analysis about a type of malfunction and / or about a time remaining until the delivery unit is likely to fail. This makes it easier to plan any necessary maintenance.
  • the background system can be configured to generate a status image of all the conveyor units in a map and / or an urgency ranking for the maintenance of all the recorded conveyor units on the basis of the analyzes carried out on all conveyor units. This makes maintenance even easier to plan.
  • the above-mentioned object is achieved by a method for status monitoring during the operation of a conveyor system, in particular an airport baggage conveyor system, which comprises conveyor units.
  • a The conveyor unit has a single conveyor line and / or a group of conveyor lines. And every single delivery unit has its own current characteristics when it is operating correctly.
  • the method comprises the following steps: a) Driving the conveyor system and recording the individual current characteristics of an individual conveyor unit.
  • the current characteristic of a delivery unit can include an amount of current consumed by the delivery unit.
  • the actual current characteristics of the delivery unit can be picked up at zero load and / or at regular load selectively and / or over a period of time and transmitted this actual current characteristic to the background system. And according to one embodiment, the actual current characteristics of the delivery unit can be recorded, compared and analyzed over a time course and / or over a plurality of delivery units.
  • analyzing the actual current characteristic can include analyzing the gradient and / or variability. Some embodiments make maintenance easier to plan. According to one embodiment, conclusions can be drawn on the basis of the analysis carried out of the actual current characteristics for a type of malfunction and / or for a period remaining until the delivery unit is expected to fail. According to a further embodiment, the analyzes carried out for all conveyor units can be used to generate a status image of all conveyor units in a map and / or an urgency ranking for maintenance of all recorded conveyor units.
  • the proposed condition monitoring solution preferably requires a decentralized motor starter technology and thus a decentralized drive of the conveyor system or at least a possibility to register the current characteristics of individual conveyor units.
  • a tapping means for example a current and / or voltage measuring device, can in principle also be added subsequently.
  • a conveyor line comprises at least one conveyor belt, the conveyor unit can be implemented particularly easily. In addition, it is easy to identify maintenance cases, since an error in the operation of a conveyor belt quickly affects the amount of electricity consumed.
  • FIG. 1 shows typical drive controls in baggage conveyor systems
  • FIG. 2 current curve of a conveyor belt as a function of its load
  • FIG. 3 shows a conveyor belt with its main components
  • FIG. 4 current curves of conveyor belts with and without anomalies.
  • conveyors 3 with the same length, the same motor type, the same conveyor speed, the same angle and the same belt tension should consume the same current without load.
  • Small deviations in the motor efficiency and the power factor at different operating points are the reason for the fact that current and torque are not exactly directly proportional to one another.
  • the relationship between induction motor current and shaft torque around the full load flow is almost directly proportional to the current and vice versa.
  • This no-load current can be used to monitor the current status of baggage handling systems.
  • the torque T required by the motor to drive the conveyor belt depends on the diameter D of the pulley, external force F, the mass M of the load to be transported by the conveyor belt (typically one or more pieces of luggage), the gravitation g, the coefficient of friction m des Conveyor bands, the pitch angle F and a mechanical factor ß, which is 3 in the ideal setting of the conveyor unit.
  • FIG. 1 schematically shows conveyor systems 2 with central (FIG. 1 a) and decentralized (FIG. 1 b) motor starter technology as they are typically designed in airport baggage conveyor systems.
  • each conveyor unit 3 has only one conveyor line / conveyor 3. It is also possible that a conveyor unit 3 comprises several conveyor lines / conveyors 3.
  • Each conveyor unit 3 is equipped with a motor and motor starter 8 and a sensor 4 and is connected to a power source 6.
  • the system has at most a frequency converter 10, a circuit breaker 12 and a contactor 14.
  • a PLC logic Programmable Logic Controller - PLC, programmable logic controller
  • the PLC requires a software modification, see above that the current on each conveyor 3 is measured with no load (no load condition - condition for particularly well comparable measured values).
  • a no-load condition is, for example, immediately after a piece of luggage 16 has left the conveyor 3. This can be ascertained with the sensor 4 or recognized on the basis of the conveying length carried out.
  • the current characteristic of the no-load state can be tapped directly after a load has taken place or by guided conveyance, directly after the piece of luggage 16 has left the conveyor 3 immediately before the motor 8 of this conveyor 3 is switched off.
  • Figure 2 shows the current curve I (A) as a current characteristic of a loaded conveyor unit 3 ′′ and a conveyor unit 3 under zero load according to a further embodiment of the invention.
  • a higher mechanical resistance (mechanical factor ß) leads to a higher torque of the motor.
  • the conveyor systems of large airports work with several thousand conveyor belts 7, with a conveyor unit 3 comprising one or more conveyor belts. If a group of similar conveyor units 3 (same length, speed, angle, same curve radius, same motor type, ...) is combined into a group of conveyor units 3, the current characteristics of these similar conveyor units 3 are comparable.
  • the proposed solution is based on grouping promoters.
  • One group includes conveyors 3 of the same length, speed, angle, same radius for curves and the same motor type.
  • the aim is to have as many conveyors 3 of the same type as possible so that the measured current values of the current characteristics are comparable.
  • a monitoring of the current characteristics can be used for operational monitoring, since typical errors and interruptions change the current characteristics before a total failure occurs.
  • a water leak in the building water drips onto the conveyor belts, which are so soaked through, for example) that the motor needs more torque.
  • the fuse blows at some point or a circuit breaker switches the motor 8 Over time, deposits accumulate between the conveyor belt and the metal carrier plate on a belt conveyor 3.
  • the required torque of the motor 8 changes when there is a certain amount of deposits under the conveyor belt.
  • the circuit breaker is triggered when the power consumption continues to rise However, the deposits can also lead to the conveyor belt 7 no longer having a proper hold and spinning, which means that there is less current consumed because the conveyor belt is no longer driven properly.
  • Motor starters 8 have several protection classes, and the desired class can be selected depending on the motor type. It needs the multiple current until the circuit breaker trips. For a motor starter 8 with class 10, a current that is six times the rated current would take 10 seconds before the circuit breaker trips. In view of the fact that a fault usually begins with sporadic tripping and the tripping frequency becomes shorter over time, it makes sense to recognize impending malfunctions earlier and not only when the circuit breaker trips. At the beginning of a fault, the motor current is only slightly above the rated current. An ever shorter tripping time can indicate a higher current. If the rated current is not reached even at the maximum load of the conveyor 3 with fault-free operation, an exceeding of the rated current can predict an impending failure. Impending failures are caused by minor failures that are far from being failures Deviations between the actual and the defined current characteristics announced.
  • conveyors 3 according to the invention are equipped with a belt tensioning mechanism 18 as shown in FIG. 3, so that the conveyor belt 7 is always tensioned around the deflection roller 9 with the correct tension. This also reduces the likelihood of failures due to the conveyor belt 7 slipping through when the belt tension is too low (usually associated with current values that are too low - min) and through cumbersome, easily lockable conveyor belts 7 when the belt tension is too high (usually associated with current values that are too high - max). Very low and very high current values are associated with a high probability of mechanical problems.
  • Conveyors 3 with perfectly tensioned belts 7 consume the average current when idling.
  • An overvoltage (ß> 1) leads to a higher and an undervoltage (ß ⁇ 1) to a lower measured current.
  • conveyors 3 ( ⁇ f 1) deviating from the mean value are examined, the belt tension is detected and adjusted if necessary. If the belt tension is not the cause of the abnormality, further investigation is required, followed by an error message.
  • conveyor systems are constructed with standard conveyors 3, this can be the same in groups of conveyors 3 Length can be organized with the same motor.Conveyors 3 with the same length, the same angle, the same mechanical settings, the same environmental and load conditions and the same speed, which are provided with the same motor, should consume the same current when operating correctly thus have the same current characteristic.
  • Deviations from the current characteristic are an indicator of a current mechanical problem or an incorrect one Settings. If the motor has to deliver more torque (for example caused by excessive tension on the belt), this leads to higher power consumption.
  • a KPI value of the entire system can be represented based on a quotient of error-prone variability values and the variability values of all conveyor units 3.
  • FIG. 4 shows current curves from a conveyor unit 3 in error-free operation without anomalies (FIG. 4a), from one Feed unit 3 with a slowly occurring malfunction (for example a gearbox failure with initially sporadic overspeeding, in the further course this would lead to the complete blocking of the motor) and its elimination (Figure 4b) as well as the current curve of a feed unit 3 with a suddenly occurring malfunction (one between side protection and conveyor belt of jammed rags) ( Figure 4c). After the malfunction has been eliminated, the current characteristic immediately assumes the values of error-free operation.
  • a slowly occurring malfunction for example a gearbox failure with initially sporadic overspeeding, in the further course this would lead to the complete blocking of the motor
  • Figure 4b the current curve of a feed unit 3 with a suddenly occurring malfunction (one between side protection and conveyor belt of jammed rags)
  • the invention will provide a monitoring system which indicates mechanical problems in conveyor systems by grouping conveyors 3 according to the same type and motor. Measurement of the current characteristics at defined time intervals and at zero load, possibly with additional data and correlations to start / stop and operating hours. Each conveyor belt 7 has tensioning stations for adjusting the conveyor belt 7. An incorrect setting leads to over or under tension, one of the main causes of wear.
  • the invention relates to a system which uses current measurements of a group of conveyor units 3, calculates the mathematical average and extracts outliers. It is assumed that the outliers in both directions indicate incorrectly set conveyor units 3, which are most likely to have a reduced useful life.
  • the system uses current data from a group of conveyor units 3 of the same conveyor type in order to identify outliers as indicators of an impending and / or already occurred failure and / or incorrect mechanical settings.
  • this offers a system that continuously supplies a background system, for example a database, with current data in order to detect wear and tear or imminent problems that could possibly lead to downtime at an early stage.
  • a background system for example a database
  • the system or method for condition monitoring comprises or uses a data processing server and a 4G modem with the existing local network (LAN).
  • Data can be obtained from a programmable logic controller (PLC) that operates the system.
  • PLC programmable logic controller
  • Statistical data such as operating hours and the equivalent of starts and stops are up-to-date and available at all times. The most valuable feature are the current current flow recordings, i.e. the current characteristics of the motor starter 8.
  • a function can be provided with which the availability of the drives can be increased, as well as reliable messages about the overload - or falling below target values.
  • the current drive data vary as a function of the load actually transported on the conveyor belts 7, so that the development of a window detection without a load is necessary (see above).
  • Zero load means that the conveyor 3 runs without a load. During operation, such windows occur frequently in periods of low luggage volume. For energy-saving reasons, who switched off the conveyor belts 7 in times of low volume. Whenever an item of luggage 16 passes a conveyor belt without additional items of luggage 16 following the conveyor belt, the conveyor belt is switched off. Shortly before the idle shutdown is triggered, the conveyor 3 runs idle. The current value when idling shortly before switching off is reproducible as no-load current and can be used to predict anomalies.
  • the motor starter 8 or frequency converter 10 of each drive continuously supply current data. Depending on the actual load condition, these values change constantly. The moment a conveyor 3 was switched to idle, the PLC program updates the idle value of conveyor 3.
  • a common mistake is incorrectly tracing the belt 7.
  • a belt 7 is aligned and tensioned so that the belt 7 adheres to a certain path. If the tracks are defective, the belt 7 moves to one side and deviates from the path seen before. Incorrectly running belts 7 normally cause higher friction. This can lead to serious damage - in almost all cases the belt must be replaced, which leads to system failures. The relevant circuit breaker often trips.
  • Belt slippage due to incorrect belt tension can have a direct impact on work performance. Over time, and due to frequent wear and tear on mechanical parts, there is no longer enough friction to grip the belt, which can result in excessive stretching, audible squeaking, and transport slippage.
  • a deviation in the belt tension affects the torque to be delivered by the motor, which leads to a decrease in current.
  • Conveyor belt systems are manufactured from metallic components and wear out over time and with use. If metallic rollers jam, the belt can slip.
  • the background system records the data twice a day. After the data acquisition, the PLC deletes its current data blocks. Conveyor 3 for conveyor 3, the data block is always filled with updated current values when a certain conveyor 3 is switched to idle (zero load). In the unlikely event that the conveyor 3 is running continuously and no idling event occurs, the value would remain zero. In addition, data from inoperable conveyor belts would remain zero.
  • the PLC software is modified so that data from motor starters 8 and frequency converters 10 can be accessed.
  • the background system comprises a data preprocessing server and a database, which is developed and configured and is connected as a server to the local network (LAN) of the airport.
  • a PLC software measures the current in no-load operation.
  • a maintenance dashboard that shows changes in the expected current was developed.
  • the local solution is transferred to the cloud-based platform.
  • a system-wide solution accesses data from all conveyor units 3, which are transferred to the cloud-based platform.
  • the maintenance dashboard is connected to the cloud platform.
  • the motor starter data of individual conveyor units 3 such as current characteristics, possibly together with operating hours and / o the start-stop counter values are with the event time, the building and area identifier, the database node ID, the Conveyor names and the motor type and the conveyor speed.
  • the nominal motor current and the theoretical flow rate can be listed when idling.
  • the values of the current characteristics should be below the rated motor current.
  • the background system is designed to detect, compare and analyze the actual current characteristics of the conveyor unit 3 over a time course and / or over a plurality of preferably, but not necessarily identically configured conveyor units 3.

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  • Control Of Conveyors (AREA)

Abstract

The invention relates to a system and a method for condition monitoring during the operation of a conveyor system, in particular an airport baggage handling system, comprising conveyor units (3). The invention also comprises a background system. A conveyor unit (3) comprises a single conveyor line and/or a group of conveyor lines. It is possible to detect an individual flow characteristic of a single conveyor unit (3). Each single conveyor unit (3) has a defined flow characteristic during fault-free operation and the background system is designed to register said defined flow characteristic and the actual flow characteristic of said conveyor unit (3). The background system is designed to analyse the actual flow characteristic of this conveyor unit (3) and to signal, on the basis of said analysis, an imminent wear and/or a malfunction of the conveyor system, in particular of a conveyor line of said conveyor unit (3).

Description

System und Verfahren zur Zustandsüberwachung beim Betrieb ei nes FörderSystems System and method for condition monitoring when operating a conveyor system
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und Ver fahren zur Zustandsüberwachung beim Betrieb eines Fördersystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. The present invention relates to a system and method for condition monitoring during the operation of a conveyor system according to the independent claims.
Eine vorbeugende Wartung von Fördersystemen ist von einigen Flughäfen als Maßnahme übernommen worden, um Systemausfälle zu reduzieren. Diese vorbeugende Wartung nach einem regelmäßigen Schema verringert zwar die Ausfallhäufigkeit, aber benötigt mehr Ersatzteile und Arbeitszeit als eine run-to-failure-War- tung, die erst nach stattgefundenem Ausfall stattfindet. Zudem können mit vorbeugender Wartung unerwartete Systemausfälle nicht komplett vermieden werden, sondern treten nur mit ver ringerter Häufigkeit auf. Eine bessere Art, Ausfälle zu ver meiden, ist eine Instandhaltungsstrategie, die den tatsächli chen Systemzustand überwacht, so dass eine Restnutzungsdauer abschätzbar ist. Anhand der Restnutzungsdauer kann der Betrei ber des Fördersystems das Wartungsaufkommen planen. Preventive maintenance of conveyor systems has been adopted by some airports as a measure to reduce system failures. This preventive maintenance according to a regular schedule reduces the frequency of failure, but requires more spare parts and working time than run-to-failure maintenance, which only takes place after a failure has occurred. In addition, unexpected system failures cannot be completely avoided with preventive maintenance; they only occur with reduced frequency. A better way of avoiding failures is a maintenance strategy that monitors the actual system status so that the remaining useful life can be estimated. The operator of the conveyor system can plan the maintenance volume based on the remaining useful life.
Fördersysteme werden vorbeugend mit dem Ziel kontrolliert und gewartet, um potentielle, zu großen Systemausfallzeiten füh rende Probleme zu finden und zu identifizieren. Es existieren Zustandsüberwachungssysteme basierend auf Vibrations- und Tem peraturüberwachung einzelner Komponenten. Solche Lösungen sind jedoch nicht trivial auf bestehende Förderanlagensysteme nach rüstbar. Und auch wenn bei derartigen Lösungen plötzliche, auf Ausfälle schließende Änderungen detektierbar sind, ist immer noch eine manuelle Inspektion erforderlich, die sehr stark von Erfahrung, Geschicklichkeit und Urteil eines Servicetechnikers abhängig ist. Daher wird meist ein run-to-failure-Ansatz ver folgt, Zustandsüberwachung wird nur vereinzelt eingesetzt. Im Flughafenbereich am gebräuchlichsten sind Systeme auf SPS- Basis, die mit einem IT-Host-System und SCADA zur Visualisie rung kommunizieren. Sensorsignale werden über Eingabemodule in Feldbustechnik erfasst. Fördermotoren werden von Motorstartern oder Frequenzumrichtern gesteuert. Conveyor systems are checked and maintained preventively with the aim of finding and identifying potential problems that could lead to major system downtimes. There are condition monitoring systems based on vibration and temperature monitoring of individual components. However, such solutions cannot be easily retrofitted to existing conveyor systems. And even if sudden changes leading to failure can be detected in such solutions, a manual inspection is still necessary, which is very much dependent on the experience, skill and judgment of a service technician. For this reason, a run-to-failure approach is usually followed; condition monitoring is only used occasionally. The most common systems in the airport sector are PLC-based systems that communicate with an IT host system and SCADA for visualization. Sensor signals are recorded via input modules using fieldbus technology. Conveyor motors are controlled by motor starters or frequency converters.
Mit dezentraler Motorsteuerung werden Fördermotoren für die Gepäckförderung am Flughafen gesteuert. Es gibt jedoch immer noch Gepäckfördersysteme, die mit zentraler Motorsteuerungs technologie arbeiten, diese werden jedoch schrittweise durch dezentrale Technologie modernisiert. With a decentralized motor control, the conveyor motors for the baggage handling at the airport are controlled. However, there are still baggage handling systems that work with centralized motor control technology, but these are gradually being modernized with decentralized technology.
Zur Überwachung wurden über mehrere Jahrzehnte Motorschutz schalter auf der Basis von Bimetall-Auslösemechanismen in Kom bination mit Schützen herangezogen. Bei einem Durchsatz von mehreren tausend Gepäckstücken starten und stoppen die Förde rer ständig. Eine fortschrittlichere Technologie, die erwei terte Start- und Stoppvorgänge bewältigen kann, war erforder lich. Die Industrie antwortete mit der Erfindung von dezent ralen Motorstartern, Frequenzumrichtern und Servoreglern, die in der Nähe des Fördermotors im Feld installiert wurden, indem sie Elektronik verwendeten, um zu schalten und die Antriebe gegen Überstrom zu schützen. Solche elektronischen Motorsteu erungsgeräte bieten die Möglichkeit, Daten wie aktuellen Fahr strom, Anzahl an Starts und Stopps, Laufzeit und aktuellen Zustandsverlauf mit Zeitstempel anzugeben und dem Gepäckför dersystem BHS zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig mit der Entwicklung dezentraler Antriebsmanagementtechnologie wurden die wichtigsten Gepäckfördersysteme erweitert. Flughäfen sind nicht bereit, nach jeder Systemerweiterung mehr Wartungsper sonal einzustellen. Der anhaltende Wettbewerb auf dem Dienst leistungsmarkt macht moderne Wartungsmethoden erforderlich, die Systemausfälle bei geringem Wartungsaufwand so weit wie möglich verhindern. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine fortschrittlichere Zustandsüberwachungstechnologie be reitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängi gen Ansprüchen beschriebenen Lösungen gelöst. Es werden in bestehenden Systemen verfügbare Daten verwendet, die von de zentraler Motormanagementhardware als Grundlage für eine mo derne Zustandsüberwachung für Gepäckfördersysteme in großem Maßstab bereitgestellt werden. For several decades, motor protection switches based on bimetal tripping mechanisms in combination with contactors have been used for monitoring. With a throughput of several thousand pieces of luggage, the conveyors start and stop constantly. More advanced technology that could handle advanced start and stop operations was required. The industry responded with the invention of decentralized motor starters, frequency converters and servo drives that were installed near the conveyor motor in the field, using electronics to switch and protect the drives against overcurrent. Such electronic engine control devices offer the possibility of specifying data such as the current driving current, number of starts and stops, running time and current status history with a time stamp and making them available to the BHS baggage handling system. At the same time as the development of decentralized drive management technology, the most important baggage handling systems were expanded. Airports are not prepared to hire more maintenance staff after every system expansion. The ongoing competition in the service market makes modern maintenance methods necessary, which prevent system failures as far as possible with little maintenance effort. The present invention is therefore based on the object of providing a more advanced condition monitoring technology. This object is achieved by the solutions described in the independent claims. Data available in existing systems are used, which are provided by the central engine management hardware as a basis for modern status monitoring for baggage handling systems on a large scale.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung betrifft ein System zur Zu standsüberwachung beim Betrieb eines Fördersystems, insbeson dere eines Flughafen-Gepäckfördersystems, das Fördereinheiten umfasst, zudem umfassend ein Hintergrundsystem. The device according to the invention relates to a system for status monitoring during the operation of a conveyor system, in particular an airport baggage conveyor system, which includes conveyor units, also including a background system.
a) Eine Fördereinheit weist eine einzelne Förderstrecke und/o der eine Gruppe von Förderstrecken auf. a) A conveyor unit has a single conveyor line and / or a group of conveyor lines.
b) Eine individuelle Stromcharakteristik einer einzelnen För dereinheit ist erfassbar. b) An individual current characteristic of a single conveyor unit can be recorded.
c) Jede einzelne Fördereinheit weist bei fehlerfreiem Betrieb eine definierte Stromcharakteristik auf und das Hintergrund system ist ausgestaltet, diese und die tatsächliche Stromcha rakteristik dieser Fördereinheit zu registrieren. c) Each individual conveyor unit has a defined current characteristic when operated correctly and the background system is designed to register this and the actual current characteristic of this conveyor unit.
d) Das Hintergrundsystem ist ausgestaltet, die tatsächliche Stromcharakteristik von dieser Fördereinheit einer Analyse zu unterziehen und anhand dieser Analyse einen drohenden Ver schleiß und eine Fehlfunktion des Fördersystems, insbesondere einer Förderstrecke dieser Fördereinheit, zu signalisieren. d) The background system is designed to subject the actual current characteristics of this conveyor unit to an analysis and, based on this analysis, to signal an impending wear and a malfunction of the conveyor system, in particular a conveyor line of this conveyor unit.
Unter einer Stromcharakteristik werden sämtliche abgreifbare Strom- und Spannungswerte einer einzelnen Fördereinheit und des Gesamtsystems verstanden, wobei eine Stromcharakteristik einen einzelnen oder mehrere Messwerte gleichen oder unter schiedlichen Typs umfasst. Vorzugsweise und einfach messbar sind Stromwerte. Anhand der Stromcharakteristik kann ein Verbrauch dieser Fördereinheit bestimmt werden. Typischer weise und einfach messbar ist die Stromstärke, aber es können auch Spannung, Stromdichte, elektrische Arbeit usw. gemessen werden. Die Stromcharakteristik kann eine Momentaufnahme sein oder über einen gewissen Zeitraum (punktuell oder kontinuier lich) gemessen werden. Unter regulärer Belastung der Förder strecke wird ein Nennstrom verbraucht. Bei Nulllast der För derstrecke wird ein Leerlaufström verbraucht. A current characteristic is understood to mean all the current and voltage values that can be tapped from an individual conveyor unit and the overall system, with a current characteristic comprising one or more measured values of the same or different types. Current values are preferable and easily measurable. Based on the current characteristics, a Consumption of this delivery unit can be determined. The current intensity is typically and easily measurable, but voltage, current density, electrical work, etc. can also be measured. The current characteristic can be a snapshot or measured over a certain period of time (punctually or continuously). A nominal current is consumed under normal load on the conveyor line. At zero load of the conveyor line, an idle flow is consumed.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte und, sofern nicht anders ausgeführt, beliebig miteinander kombinierbare Aus führungs formen weiter verbessert werden. Auf diese Aus führungs formen und die mit ihnen verbundenen Vorteile wird im Folgenden eingegangen. The solution according to the invention can be further improved by various embodiments which are advantageous in themselves and, unless stated otherwise, can be combined with one another as desired. These embodiments and the advantages associated with them are discussed below.
Gemäß einer Aus führungs form kann die Fördereinheit einen oder mehrere dezentrale Motorstarter aufweisen und eine Förderstre cke kann mindestens ein Förderband umfassen. Das Fördersystem ist mit dezentraler Motorstartertechnologie antreibbar. According to one embodiment, the conveyor unit can have one or more decentralized motor starters, and a conveyor line can include at least one conveyor belt. The conveyor system can be driven with decentralized motor starter technology.
Damit eine einfache Messgröße zur Analyse heranziehbar ist, kann die Stromcharakteristik einer Fördereinheit eine von der Fördereinheit verbrauchte Strommenge umfassen. So that a simple measured variable can be used for analysis, the current characteristic of a delivery unit can include an amount of current consumed by the delivery unit.
Das System kann gemäß einer Aus führungs form ein Abgreifmittel umfassen, welches ausgestaltet ist, die Stromcharakteristik der Fördereinheit bei Nulllast und/oder bei regulärer Belas tung punktuell und/oder über einen zeitlichen Verlauf hinweg abzugreifen und an das Hintergrundsystem zu übermitteln. So kann das Abgreifmittel ausgestaltet sein, eine von der För dereinheit verbrauchte bzw. durch diese fließende Strommenge abzugreifen. Die Nulllast kann vorteilhaft gemessen werden di rekt im Anschluss an eine erfolgte Belastung bzw. durchgeführte Förderung kurz bevor die Fördereinheit abstellt oder kurz vor einer Aufnahme eines Stückguts durch die Fördereinheit. According to one embodiment, the system can comprise a tapping means which is designed to tap the current characteristics of the conveyor unit at zero load and / or with regular load selectively and / or over time and to transmit it to the background system. Thus, the tapping means can be designed to tap an amount of electricity consumed by the conveyor unit or flowing through it. The zero load can advantageously be measured directly after a load has taken place or has been carried out Conveyance shortly before the conveyor unit stops or shortly before a piece goods are picked up by the conveyor unit.
Gemäß einer Aus führungs form kann das Hintergrundsystem ausge staltet sein, die tatsächliche Stromcharakteristik der För dereinheit über einen zeitlichen Verlauf hinweg und/oder über eine Mehrzahl an Fördereinheiten zu erfassen, zu vergleichen und zu analysieren. So kann eine sich entwickelnde Anomalie einer Fördereinheit basierend auf der eigenen, ursprünglichen Stromcharakteristik der Fördereinheit, oder im Vergleich mit anderen, vorzugsweise gleichartigen Fördereinheiten festge stellt werden, und so selbstkonsistent kalibriert werden. According to one embodiment, the background system can be designed to record, compare, and analyze the actual current characteristics of the delivery unit over a period of time and / or over a plurality of delivery units. Thus, a developing anomaly of a conveyor unit can be determined based on its own, original current characteristics of the conveyor unit, or in comparison with other, preferably similar conveyor units, and thus be calibrated in a self-consistent manner.
Gemäß einer Aus führungs form kann die Analyse Steigung und/oder Variabilität der benötigten Strommenge umfassen (über einen Zeitraum steigende, fallende oder schwankende Ströme) . According to one embodiment, the analysis can include the gradient and / or variability of the amount of electricity required (currents that are rising, falling or fluctuating over a period of time).
Gemäß einer weiteren Aus führungs form kann das Hintergrundsys tem ausgestaltet sein, anhand der Analyse Rückschlüsse zu schließen auf eine Art der Fehlfunktion und/oder auf eine bis zu einem voraussichtlichen Ausfall der Fördereinheit verblei bende Dauer. So ist eine notwendige Wartung besser planbar. According to a further embodiment, the background system can be designed to draw conclusions on the basis of the analysis about a type of malfunction and / or about a time remaining until the delivery unit is likely to fail. This makes it easier to plan any necessary maintenance.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form kann das Hintergrundsys tem ausgestaltet sein, anhand der durchgeführten Analysen al ler Fördereinheiten ein Zustandsabbild aller Fördereinheiten in einer Abbildung und/oder eine Dringlichkeits-Rangordnung zur Wartung aller erfasster Fördereinheiten zu generieren. Die Wartung ist so noch besser planbar. According to a further embodiment, the background system can be configured to generate a status image of all the conveyor units in a map and / or an urgency ranking for the maintenance of all the recorded conveyor units on the basis of the analyzes carried out on all conveyor units. This makes maintenance even easier to plan.
Hinsichtlich eines Verfahrens wird die vorstehend genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Zustandsüberwachung beim Betrieb eines Fördersystems, insbesondere eines Flugha fen-Gepäckfördersystems, das Fördereinheiten umfasst. Eine Fördereinheit weist eine einzelne Förderstrecke und/oder eine Gruppe von Förderstrecken auf. Und jede einzelne Fördereinheit weist bei fehlerfreiem Betrieb einen individuelle Stromcharak teristik auf. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte: a) Antreiben des Fördersystems und Erfassen der individuellen Stromcharakteristik einer einzelnen Fördereinheit. With regard to a method, the above-mentioned object is achieved by a method for status monitoring during the operation of a conveyor system, in particular an airport baggage conveyor system, which comprises conveyor units. A The conveyor unit has a single conveyor line and / or a group of conveyor lines. And every single delivery unit has its own current characteristics when it is operating correctly. The method comprises the following steps: a) Driving the conveyor system and recording the individual current characteristics of an individual conveyor unit.
b) Abgreifen der tatsächlichen Stromcharakteristik dieser För dereinheit . b) Tapping the actual current characteristics of this För dereinheit.
c) Analysieren der tatsächlichen Stromcharakteristik dieser Fördereinheit und anhand dieser Analyse Signalisieren eines drohenden Verschleißes und/oder einer Fehlfunktion des Förder systems, insbesondere einer Förderstrecke dieser Förderein heit. c) Analyzing the actual current characteristics of this conveyor unit and using this analysis to signal impending wear and / or a malfunction of the conveyor system, in particular a conveyor line of this conveyor unit.
Gemäß einer Aus führungs form kann die Stromcharakteristik einer Fördereinheit eine von der Fördereinheit verbrauchte Strom menge umfassen. According to one embodiment, the current characteristic of a delivery unit can include an amount of current consumed by the delivery unit.
Um eine Störung selbstkonsistent zu detektieren, so dass eine vorherige Kalibration nicht unbedingt erforderlich ist, kann gemäß einer Aus führungs form ein Abgreifen der tatsächlichen Stromcharakteristik der Fördereinheit bei Nulllast und/oder bei regulärer Belastung punktuell und/oder über einen zeitli chen Verlauf hinweg und Übermitteln dieser tatsächlichen Stromcharakteristik an das Hintergrundsystem erfolgen. Und ge mäß einer Aus führungs form kann ein Erfassen, Vergleichen und Analysieren der tatsächlichen Stromcharakteristik der För dereinheit über einen zeitlichen Verlauf hinweg und/oder über eine Mehrzahl von Fördereinheiten erfolgen. In order to detect a fault in a self-consistent manner, so that prior calibration is not absolutely necessary, according to one embodiment, the actual current characteristics of the delivery unit can be picked up at zero load and / or at regular load selectively and / or over a period of time and transmitted this actual current characteristic to the background system. And according to one embodiment, the actual current characteristics of the delivery unit can be recorded, compared and analyzed over a time course and / or over a plurality of delivery units.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form kann das Analysieren der tatsächlichen Stromcharakteristik ein Analysieren von Steigung und/oder Variabilität umfassen. Einige Aus führungs formen verbessern eine Planbarkeit der War tung. Gemäß einer Aus führungs form kann ein Ziehen von Rück schlüssen erfolgen anhand des durchgeführten Analysierens der tatsächlichen Stromcharakteristik auf eine Art der Fehlfunk tion und/oder auf eine bis zu einem voraussichtlichen Ausfall der Fördereinheit verbleibende Dauer. Gemäß einer weiteren Aus führungs form kann anhand der durchgeführten Analysen aller Fördereinheiten ein Generieren eines Zustandsabbilds aller Fördereinheiten in einer Abbildung und/oder einer Dringlich keits-Rangordnung zur Wartung aller erfasster Fördereinheiten erfolgen . According to a further embodiment, analyzing the actual current characteristic can include analyzing the gradient and / or variability. Some embodiments make maintenance easier to plan. According to one embodiment, conclusions can be drawn on the basis of the analysis carried out of the actual current characteristics for a type of malfunction and / or for a period remaining until the delivery unit is expected to fail. According to a further embodiment, the analyzes carried out for all conveyor units can be used to generate a status image of all conveyor units in a map and / or an urgency ranking for maintenance of all recorded conveyor units.
Die vorgeschlagene Condition-Monitoring-Lösung erfordert vor zugsweise eine dezentrale Motorstartertechnologie und somit ein dezentrales Antreiben des Fördersystems oder zumindest eine Möglichkeit, die Stromcharakteristik einzelner Förderein heiten zu registrieren. Ein Abgreifmittel, beispielsweise ein Strom- und/oder Spannungsmessgerät, kann prinzipiell auch nachträglich hinzugefügt werden. Wenn eine Förderstrecke min destens ein Förderband umfasst, kann die Fördereinheit beson ders einfach realisiert werden. Zudem ist ein Erkennen von Wartungsfällen einfach möglich, da sich ein Fehler im Betrieb eines Förderbandes rasch in der verbrauchten Strommenge nie derschlägt . The proposed condition monitoring solution preferably requires a decentralized motor starter technology and thus a decentralized drive of the conveyor system or at least a possibility to register the current characteristics of individual conveyor units. A tapping means, for example a current and / or voltage measuring device, can in principle also be added subsequently. If a conveyor line comprises at least one conveyor belt, the conveyor unit can be implemented particularly easily. In addition, it is easy to identify maintenance cases, since an error in the operation of a conveyor belt quickly affects the amount of electricity consumed.
Aus führungs formen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen: For example, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. Show:
Figur 1 typische Antriebsregelungen in Gepäckfördersyste men; FIG. 1 shows typical drive controls in baggage conveyor systems;
Figur 2 Stromkurve eines Förderbandes in Abhängigkeit von seiner Beladung; Figur 3 ein Förderband mit seinen Hauptkomponenten; und FIG. 2 current curve of a conveyor belt as a function of its load; FIG. 3 shows a conveyor belt with its main components; and
Figur 4 Stromkurven von Förderbändern mit und ohne Anoma lien. FIG. 4 current curves of conveyor belts with and without anomalies.
Theoretisch sollten Förderer 3 mit gleicher Länge, gleichem Motortyp, gleicher Fördergeschwindigkeit, gleichem Winkel und gleicher Riemenspannung ohne Last den gleichen Strom verbrau chen. Kleine Abweichungen im Motorwirkungsgrad und der Leis tungsfaktor in verschiedenen Betriebspunkten ist Ursache da für, dass Strom und Drehmoment nicht genau direkt proportional zueinander sind. Die Beziehung zwischen Induktionsmotorstrom und Wellenmoment um den Volllastström ist jedoch nahezu direkt proportional zum Strom und umgekehrt. Für einen ein Förderband antreibenden Motor im lastfreien Zustand muss einzig das Dreh moment ausreichend sein, um die Reibung zwischen Riemen und Lager zu überwinden. Dieser Nullaststrom kann verwendet wer den, um eine Überwachung des aktuellen Zustands für Gepäckför dersysteme zu erstellen. Theoretically, conveyors 3 with the same length, the same motor type, the same conveyor speed, the same angle and the same belt tension should consume the same current without load. Small deviations in the motor efficiency and the power factor at different operating points are the reason for the fact that current and torque are not exactly directly proportional to one another. However, the relationship between induction motor current and shaft torque around the full load flow is almost directly proportional to the current and vice versa. For a motor driving a conveyor belt in a no-load condition, only the torque must be sufficient to overcome the friction between the belt and the bearing. This no-load current can be used to monitor the current status of baggage handling systems.
Das vom Motor für das Antreiben des Förderbandes erforderliche Drehmoment T ist abhängig vom Durchmesser D der Umlenkrolle, externe Kraft F, der Masse M der vom Förderband zu transpor tierenden Ladung (typischerweise ein oder mehrere Gepäckstü cke) , der Graviation g, dem Reibungskoeffizient m des Förder bands, dem Steigungswinkel F und einem mechanischen Faktor ß, der bei idealer Einstellung der Fördereinheit 3 ist. The torque T required by the motor to drive the conveyor belt depends on the diameter D of the pulley, external force F, the mass M of the load to be transported by the conveyor belt (typically one or more pieces of luggage), the gravitation g, the coefficient of friction m des Conveyor bands, the pitch angle F and a mechanical factor ß, which is 3 in the ideal setting of the conveyor unit.
Wenn die Stromcharakteristik an jedem Förderer 3 gemessen wird, wenn dieser im Leerlauf betrieben wird, lässt sich hieraus auf den Zustand dieses Förderers 3 schließen. Eine im Leerlauf gemessene Stromcharakteristik weist keine Schwankungen durch Belastung auf und ist daher am verlässlichsten. Leerlaufzustande treten in Phasen mit niedrigem Gepäckvolumen zufällig auf. If the current characteristic is measured on each conveyor 3 when this is operated in idle mode, the state of this conveyor 3 can be inferred from this. A current characteristic measured in no-load operation shows no fluctuations due to load and is therefore the most reliable. Idle states occur randomly in phases with low luggage volume.
Figur 1 zeigt schematisch Fördersysteme 2 mit zentraler (Figur la) und dezentraler (Figur lb) Motorstartertechnologie wie sie in Flughafen-Gepäckfördersystemen typischerweise ausgestaltet sind. In den gezeigten Aus führungs formen weist jede Förderein heit 3 nur eine Förderstrecke/Förderer 3 auf. Es ist auch möglich, dass eine Fördereinheit 3 mehrere Förderstrecken/För- derer 3 umfasst. Jede Fördereinheit 3 ist mit einem Motor und Motorstarter 8 und einem Sensor 4 ausgestattet und mit einer Stromquelle 6 verbunden. Das System weist allenfalls einen Frequenzwandler 10, einen Schutzschalter 12 und eine Schütz 14 auf. Eine PLC-Logik ( Programmable Logic Controller - SPS, speicherprogrammierbare Steuerung) ist ausgestaltet zu erken nen, ob ein solcher Leerlaufzustand vorliegt, allfällig unter stützt anhand des Inputs eines Signales des Sensors 4. Zum Messen des Leerlaufzustands benötigt die SPS eine Softwaremo difikation, so dass der Strom auf jedem Förderer 3 ohne Last (Nulllastzustand - Bedingung für besonders gut vergleichbare Messwerte) gemessen wird. Ein Nulllastzustand liegt beispiels weise vor direkt nachdem ein Gepäckstück 16 den Förderer 3 verlassen hat. Dies kann mit dem Sensor 4 festgestellt werden oder erkannt werden anhand der durchgeführten Förderlänge. Die Stromcharakteristik des Nulllastzustands kann abgegriffen wer den direkt im Anschluss an eine erfolgte Belastung bzw. durch geführte Förderung, direkt nachdem das Gepäckstück 16 den För derer 3 verlassen hat unmittelbar bevor der Motor 8 dieses Förderers 3 ausgeschaltet wird. FIG. 1 schematically shows conveyor systems 2 with central (FIG. 1 a) and decentralized (FIG. 1 b) motor starter technology as they are typically designed in airport baggage conveyor systems. In the embodiments shown, each conveyor unit 3 has only one conveyor line / conveyor 3. It is also possible that a conveyor unit 3 comprises several conveyor lines / conveyors 3. Each conveyor unit 3 is equipped with a motor and motor starter 8 and a sensor 4 and is connected to a power source 6. The system has at most a frequency converter 10, a circuit breaker 12 and a contactor 14. A PLC logic (Programmable Logic Controller - PLC, programmable logic controller) is designed to recognize whether such an idle state is present, possibly supported by the input of a signal from sensor 4. To measure the idle state, the PLC requires a software modification, see above that the current on each conveyor 3 is measured with no load (no load condition - condition for particularly well comparable measured values). A no-load condition is, for example, immediately after a piece of luggage 16 has left the conveyor 3. This can be ascertained with the sensor 4 or recognized on the basis of the conveying length carried out. The current characteristic of the no-load state can be tapped directly after a load has taken place or by guided conveyance, directly after the piece of luggage 16 has left the conveyor 3 immediately before the motor 8 of this conveyor 3 is switched off.
Figur 2 zeigt die Stromkurve I (A) als Stromcharkteristik einer beladenen Fördereinheit 3 ' ' und einer Fördereinheit 3 unter Nulllast gemäß einer weiteren Aus führungs form der Erfindung. Ein höherer mechanischer Widerstand (mechanischer Faktor ß) führt zu einem höheren Drehmoment des Motors. Die Fördersys teme von großen Flughäfen arbeiten mit mehreren tausend För derbändern 7, wobei eine Fördereinheit 3 ein oder mehrere För derbänder umfasst. Wenn nun eine Gruppe gleichartiger För dereinheiten 3 (gleiche Länge, Geschwindigkeit, Winkel, glei cher Kurvenradius, gleicher Motortyp, ...) zu einer Gruppe von Fördereinheiten 3 zusammengefasst wird, ist die Stromcharak teristik dieser gleichartigen Fördereinheiten 3 vergleichbar. Figure 2 shows the current curve I (A) as a current characteristic of a loaded conveyor unit 3 ″ and a conveyor unit 3 under zero load according to a further embodiment of the invention. A higher mechanical resistance (mechanical factor ß) leads to a higher torque of the motor. The conveyor systems of large airports work with several thousand conveyor belts 7, with a conveyor unit 3 comprising one or more conveyor belts. If a group of similar conveyor units 3 (same length, speed, angle, same curve radius, same motor type, ...) is combined into a group of conveyor units 3, the current characteristics of these similar conveyor units 3 are comparable.
Die vorgesehene Lösung basiert auf Gruppierungsförderern. Eine Gruppe umfasst Förderer 3 gleicher Länge, Geschwindigkeit, Winkel, gleichen Radius für Kurven und gleichen Motortyp. Ziel ist es, möglichst viele Förderer 3 des gleichen Typs zu haben, damit die gemessenen Stromwerte der Stromcharakteristik ver gleichbar sind. The proposed solution is based on grouping promoters. One group includes conveyors 3 of the same length, speed, angle, same radius for curves and the same motor type. The aim is to have as many conveyors 3 of the same type as possible so that the measured current values of the current characteristics are comparable.
Eine Überwachung der Stromcharakteristik kann zur Betriebs überwachung verwendet werden, da typische Fehler und Unterbre chungen die Stromcharakteristik bereits ändern, bevor es zum Totalausfall kommt. Ein Wasserleck im Gebäude (Wasser tropft auf die Förderbänder, welche so durchnässt werden, führt bei spielsweise dazu, dass das der Motor mehr Drehmoment benötigt. Und da Drehmoment und Strom proportional sind, brennt irgend wann die Sicherung durch oder ein Schutzschalter schaltet den Motor 8 ab. Auf einem Bandförderer 3 sammeln sich im Laufe der Zeit Ablagerungen zwischen Förderbandriemen und Metallträger- blech an. Ab einer gewissen Menge an Ablagerungen unter dem Förderriemen verändert sich das benötigte Drehmoment des Mo tors 8. Bei immer weiter ansteigendem Stromverbrauch wird schließlich der Schutzschalter ausgelöst. Die Ablagerungen können jedoch auch dazu führen, dass das Förderband 7 keinen richtigen Halt mehr hat und durchdreht. Dann wird weniger Strom verbraucht, da das Förderband nicht mehr richtig angetrieben wird . A monitoring of the current characteristics can be used for operational monitoring, since typical errors and interruptions change the current characteristics before a total failure occurs. A water leak in the building (water drips onto the conveyor belts, which are so soaked through, for example) that the motor needs more torque. And since torque and current are proportional, the fuse blows at some point or a circuit breaker switches the motor 8 Over time, deposits accumulate between the conveyor belt and the metal carrier plate on a belt conveyor 3. The required torque of the motor 8 changes when there is a certain amount of deposits under the conveyor belt. The circuit breaker is triggered when the power consumption continues to rise However, the deposits can also lead to the conveyor belt 7 no longer having a proper hold and spinning, which means that there is less current consumed because the conveyor belt is no longer driven properly.
Es gibt viele ähnliche Beispiele, bei denen ein Problem im System aufgetreten ist und das Betriebspersonal darauf auf merksam geworden ist, als die Leistungsschalter ausgelöst ha ben. Die Fehlerentwicklung besteht meistens darin, dass sie mit sporadischen Auslöseereignissen (Abschalten eines Schutz schalters) beginnt. In der Regel wird die Auslösefrequenz kür zer und im schlimmsten Fall sind die Förderbänder blockiert und eine Fernbestätigung ist nicht mehr möglich. There are many similar examples where a problem has arisen in the system and has been noticed by operating personnel when the circuit breakers have tripped. The development of errors usually consists in the fact that they begin with sporadic tripping events (switching off a circuit breaker). As a rule, the trigger frequency is shorter and in the worst case the conveyor belts are blocked and remote confirmation is no longer possible.
Anstatt auf Auslöseereignisse zu warten, können vorhandene, von der Motormanagement-Hardware bereitgestellte Monitor stromdaten verwendet werden, um Abweichungen als Frühindikator für die bevorstehende Entwicklung einer Anomalie zu erkennen. Instead of waiting for trigger events, existing monitor current data provided by the engine management hardware can be used to detect deviations as an early indicator of the impending development of an anomaly.
Motorstarter 8 verfügen über mehrere Schutzklassen, und je nach Motortyp kann die gewünschte Klasse ausgewählt werden. Es benötigt den Mehrfachstrom, bis der Leistungsschalter auslöst. Für einen Motorstarter 8 mit Klasse 10 würde ein Strom, der das Sechsfache des Nennstroms beträgt, 10 Sekunden dauern, bevor der Leistungsschalter auslöst. In Anbetracht dessen, dass ein Fehler normalerweise mit sporadischen Auslösungen be ginnt und die Auslösefrequenz mit der Zeit kürzer wird, ist es sinnvoll, sich anbahnende Fehlfunktionen schon früher und nicht erst mit Auslösen des Leistungsschalters zu erkennen. Zu Beginn eines Störfalls liegt der Motorstrom nur leicht über dem Nennstrom. Eine immer kürzere Auslösezeit kann auf einen höheren Strom hindeuten. Wenn auch bei der Maximalbelastung des Förderers 3 bei fehlerfreiem Betrieb der Nennstrom nicht erreicht wird, kann ein Übersteigen des Nennstroms einen dro henden Ausfall Vorhersagen. Drohende Ausfälle werden bereits durch geringe, noch lange nicht zu Ausfällen führende Abweichungen der tatsächlichen von der definierten Stromcha rakteristik angekündigt. Motor starters 8 have several protection classes, and the desired class can be selected depending on the motor type. It needs the multiple current until the circuit breaker trips. For a motor starter 8 with class 10, a current that is six times the rated current would take 10 seconds before the circuit breaker trips. In view of the fact that a fault usually begins with sporadic tripping and the tripping frequency becomes shorter over time, it makes sense to recognize impending malfunctions earlier and not only when the circuit breaker trips. At the beginning of a fault, the motor current is only slightly above the rated current. An ever shorter tripping time can indicate a higher current. If the rated current is not reached even at the maximum load of the conveyor 3 with fault-free operation, an exceeding of the rated current can predict an impending failure. Impending failures are caused by minor failures that are far from being failures Deviations between the actual and the defined current characteristics announced.
In der Praxis ist dies nicht der Fall und der Hauptgrund für die Abweichungen sind Schwankungen der mechanischen Einstel lungen. Weitere mögliche Ursachen für Abweichungen sind z.B. beschädigte Antriebskomponenten, falsche Einstellungen der Bremsen, verschlechterte Ölqualität, Getriebeschäden, .... In practice this is not the case and the main reason for the deviations are fluctuations in the mechanical settings. Other possible causes for deviations are e.g. damaged drive components, incorrect settings of the brakes, deteriorated oil quality, gear damage, ...
Um die Stromcharakteristik mehrerer Förderer 3 vergleichbar zu machen, werden erfindungsgemäße Förderer 3 wie in Figur 3 ge zeigt mit einem Bandspannungsmechanismus 18 ausgestattet, so dass das Förderband 7 um die Umlenkrolle 9 herum stets mit der richtigen Spannung gespannt ist. Dies verringert zudem die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen durch durchrutschen des För derbandes 7 bei zu geringer Bandspannung (meist mit zu geringen Stromwerten assoziiert - min) und durch schwerfällige, leicht blockierbare Förderbänder 7 bei zu hoher Bandspannung (meist mit zu hohen Stromwerten assoziiert - max) . Sehr niedrige und sehr hohe Stromwerte sind mit einer hohen Wahrscheinlichkeit mit mechanischen Problemen assoziiert. In order to make the current characteristics of several conveyors 3 comparable, conveyors 3 according to the invention are equipped with a belt tensioning mechanism 18 as shown in FIG. 3, so that the conveyor belt 7 is always tensioned around the deflection roller 9 with the correct tension. This also reduces the likelihood of failures due to the conveyor belt 7 slipping through when the belt tension is too low (usually associated with current values that are too low - min) and through cumbersome, easily lockable conveyor belts 7 when the belt tension is too high (usually associated with current values that are too high - max). Very low and very high current values are associated with a high probability of mechanical problems.
Weitere für eine hohe Vergleichbarkeit zu kontrollierende Kom ponenten sind Förderrahmen, Förderband 7, Riemenscheiben und Lager, Motortyp und Riemenspannungsmechanismus. Bei Förderbän dern 7 führen mindestens zwei Riemenscheiben einen von einem Elektromotor angetriebenen Endlosriemen. Über die Antriebs scheibe wird der Riemen 7 vorwärts angetrieben. Der Motor muss ein ausreichendes Drehmoment liefern, um die Reibung des Rie mens zu überwinden und die Last nach Bedarf zu transportieren. Further components to be checked for a high degree of comparability are the conveyor frame, conveyor belt 7, belt pulleys and bearings, motor type and belt tensioning mechanism. In Förderbän countries 7 at least two pulleys lead an endless belt driven by an electric motor. The belt 7 is driven forward via the drive disk. The motor must deliver sufficient torque to overcome the friction of the belt and move the load as required.
Förderer 3 mit perfekt gespannten Riemen 7 (ß = 1) verbrauchen im Leerlauf den Durchschnittsstrom. Eine Überspannung (ß> 1) führt zu einem höheren und eine Unterspannung (ß <1) zu einem niedrigeren gemessenen Strom. Um eine Gruppe von Förderern 3 vergleichbarer zu machen, werden vom Mittelwert abweichende Förderer 3 (ß f 1) untersucht, die Riemenspannung nachgewiesen und gegebenenfalls angepasst. Falls die Riemenspannung nicht die Ursache für die Anomalie ist, sind weitere Untersuchungen erforderlich, gefolgt von einer Störungsmeldung. Conveyors 3 with perfectly tensioned belts 7 (ß = 1) consume the average current when idling. An overvoltage (ß> 1) leads to a higher and an undervoltage (ß <1) to a lower measured current. In order to make a group of conveyors 3 more comparable, conveyors 3 (β f 1) deviating from the mean value are examined, the belt tension is detected and adjusted if necessary. If the belt tension is not the cause of the abnormality, further investigation is required, followed by an error message.
Ein Motor, der ein höheres Drehmoment liefern muss, verbraucht einen höheren Strom, der gemessen und zur Berechnung des me chanischen Widerstands ß verwendet werden kann. Wenn der Groß teil aller Förderer 3 aus einer Gruppe richtig eingestellt ist, sollte ß=l gemessen werden. Es können alle aktuellen Daten einer Gruppe von Förderern 3, die zu einer Standardabweichung verarbeitet wurden in einem Diagramm dargestellt werden. Unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen Drehmoment und Strom stehen aktuelle Daten zur Verfügung, mit denen mechanische Abweichungen angezeigt werden können. Daher würde ein Förderer 3 mit einem "erwarteten" mechanischen Widerstand (ß=l) einen durchschnittlichen Stromwert verbrauchen. Förderer 3 mit me chanischem Widerstand und gleichzeitigem Verbrauch eines hö heren oder niedrigeren Stroms als dem „erwarteten" Mittelstrom weisen eine hohe Wahrscheinlichkeit für mechanische Probleme auf (ßVl) . Da Fördersysteme mit Standardförderern 3 konstru iert sind, kann dieses in Gruppen von Förderern 3 gleicher Länge mit demselben Motor organisiert werden. Förderer 3 mit der gleichen Länge, dem gleichen Winkel, gleichen mechanischen Einstellungen, gleichen Umwelt- und Belastungsbedingungen und der gleichen Geschwindigkeit, die mit dem gleichen Motor aus gestattet sind, sollten bei fehlerfreiem Betrieb den gleichen Strom verbrauchen und somit dieselbe Stromcharakteristik auf weisen. A motor that has to deliver a higher torque consumes a higher current, which can be measured and used to calculate the mechanical resistance ß. If the majority of all conveyors 3 from a group are correctly adjusted, β = 1 should be measured. All current data of a group of conveyors 3, which have been processed to a standard deviation, can be shown in a diagram. Taking into account the relationship between torque and current, current data is available with which mechanical deviations can be displayed. Therefore a conveyor 3 with an “expected” mechanical resistance (β = 1) would consume an average current value. Conveyors 3 with mechanical resistance and simultaneous consumption of a higher or lower current than the "expected" mean flow have a high probability of mechanical problems (ßVl). Since conveyor systems are constructed with standard conveyors 3, this can be the same in groups of conveyors 3 Length can be organized with the same motor.Conveyors 3 with the same length, the same angle, the same mechanical settings, the same environmental and load conditions and the same speed, which are provided with the same motor, should consume the same current when operating correctly thus have the same current characteristic.
Abweichungen von der Stromcharakteristik gelten als Indikator für ein aktuelles mechanisches Problem oder falsche Einstellungen. Wenn der Motor mehr Drehmoment liefern muss (beispielsweise verursacht durch zu starkes Spannen des Rie mens) führt dies zu einem höheren Stromverbrauch. Deviations from the current characteristic are an indicator of a current mechanical problem or an incorrect one Settings. If the motor has to deliver more torque (for example caused by excessive tension on the belt), this leads to higher power consumption.
Für ein Gepäckfördersystem eines großen Hub-Flughafens, das über ein Jahrzehnt in Betrieb ist, wird angenommen, dass die Liste der Förderer 3 mit unterschiedlichen Bandspannungen oder -anomalien lang ist. Es wird einige Monate dauern, bis das gesamte System überprüft und fehlerfrei ist. Das Ergebnis nach Korrekturmaßnahmen ist, dass alle Förderer 3 derselben Gruppe den gleichen Strom verbrauchen. Die letzte Phase ist eine kon tinuierliche Überwachung der aktuellen Stromcharakteristikda ten . For a baggage handling system of a large hub airport which has been in operation for over a decade, it is assumed that the list of conveyors 3 with different belt tension or anomalies is long. It will take a few months for the entire system to be checked and error-free. The result after corrective action is that all conveyors 3 of the same group consume the same electricity. The last phase is a continuous monitoring of the current current characteristic data.
Der Zustand der Stromcharakteristik aller Förderer 3 des ge samten Fördersystems soll auf einen Blick in der Art eines Armaturenbretts ersichtlich sein. Hierzu kann die Variabilität der Stromcharakteristik einzelner Fördereinheiten 3 gegen ihre normierte Steigung geplottet werden. Ausreißer liegen außer halb einer Ansammlung fehlerfrei funktionierender Förderein heiten 3. Mechanische Ausfälle führen häufig zu einer Stromer höhung. Bei einem Ausfall lösen Leistungsschalter 12 oder Über- stromschutzgeräte 14 aus. Bei hohem Steigungswinkel tritt eine Störung rasch auf, bei niedrigem Steigungswinkel tritt eine Störung langsamer auf, so dass anhand der Abweichung auf eine Dringlichkeit der Wartung geschlossen werden kann. The state of the current characteristics of all the conveyor 3 of the entire ge conveyor system should be seen at a glance in the manner of a dashboard. For this purpose, the variability of the current characteristics of individual delivery units 3 can be plotted against their standardized slope. Outliers lie outside a collection of faultlessly functioning conveyor units 3. Mechanical failures often lead to an increase in current. In the event of a failure, circuit breakers 12 or overcurrent protection devices 14 trip. With a high pitch angle, a fault occurs quickly, with a low pitch angle, a fault occurs more slowly, so that based on the deviation, it can be concluded that maintenance is urgent.
Gemäß einer Aus führungs form kann ein KPI-Wert des gesamten Systems dargestellt werden basierend auf einem Quotienten aus fehlerbehaften Variabilitätswerten und den Variabilitätswer ten aller Fördereinheiten 3. According to one embodiment, a KPI value of the entire system can be represented based on a quotient of error-prone variability values and the variability values of all conveyor units 3.
Figur 4 zeigt Stromkurven von einer Fördereinheit 3 bei feh lerfreiem Betrieb ohne Anomalien (Figur 4a), von einer Fördereinheit 3 mit einer langsam auftretenden Fehlfunktion (beispielsweise ein Getriebeausfall mit zunächst sporadischem Überdrehen, im weiteren Verlauf würde dies zum vollständigen Blockieren des Motors führen) und deren Behebung (Figur 4b) sowie die Stromkurve einer Fördereinheit 3 mit einer plötzlich auftretenden Fehlfunktion (ein zwischen Seitenschutz und För derband eingeklemmter Lumpen) (Figur 4c) . Nach Beheben der Störung nimmt die Stromcharakteristik sofort wieder die Werte des fehlerfreien Betriebs an. FIG. 4 shows current curves from a conveyor unit 3 in error-free operation without anomalies (FIG. 4a), from one Feed unit 3 with a slowly occurring malfunction (for example a gearbox failure with initially sporadic overspeeding, in the further course this would lead to the complete blocking of the motor) and its elimination (Figure 4b) as well as the current curve of a feed unit 3 with a suddenly occurring malfunction (one between side protection and conveyor belt of jammed rags) (Figure 4c). After the malfunction has been eliminated, the current characteristic immediately assumes the values of error-free operation.
Die Erfindung wird gemäß einer Aus führungs form ein Überwa chungssystem liefern, das mechanische Probleme in Fördersys temen anzeigt, indem Förderer 3 nach demselben Typ und Motor gruppiert werden. Messen der Stromcharakteristik in definier ten Zeitintervallen und bei Nulllast, evtl mit zusätzlichen Daten und Korrelationen zu Start / Stopp und Betriebsstunden. Jedes Förderband 7 verfügt über Spannstationen zum Einstellen des Förderriemens 7. Eine falsche Einstellung führt zu Über oder Unterspannung, eine der Hauptverschleißursachen. The invention, according to one embodiment, will provide a monitoring system which indicates mechanical problems in conveyor systems by grouping conveyors 3 according to the same type and motor. Measurement of the current characteristics at defined time intervals and at zero load, possibly with additional data and correlations to start / stop and operating hours. Each conveyor belt 7 has tensioning stations for adjusting the conveyor belt 7. An incorrect setting leads to over or under tension, one of the main causes of wear.
Die Erfindung betrifft ein System, das aktuelle Messungen ei ner Gruppe von Fördereinheiten 3 verwendet, den mathematischen Durchschnitt berechnet und Ausreißer extrahiert. Es wird an genommen, dass die Ausreißer in beiden Richtungen falsch ein gestellte Förderereinheiten 3 anzeigen, die höchstwahrschein lich eine verringerte Nutzungsdauer haben. The invention relates to a system which uses current measurements of a group of conveyor units 3, calculates the mathematical average and extracts outliers. It is assumed that the outliers in both directions indicate incorrectly set conveyor units 3, which are most likely to have a reduced useful life.
Mit der Erfindung können solche Einstellungsfehler bei Auftre ten sofort angezeigt werden, und auch andere potenzielle Prob leme werden anhand der Veränderung der Stromcharakteristik für das Wartungspersonal zur Wartung sichtbar. Ein weiterer Vor teil ist, dass der Zustand eines gesamten Fördersystems sicht bar und drohende und bereits geschehene Ausfälle (letzteres ist zu vermeiden) in Echtzeit feststellbar sind. Zum anderen wird die Stromwerttendenz überwacht. Auftretende Abweichungen vom Durchschnitt dienen als frühzeitiger Hinweis auf einen sich entwickelnden Fehler. With the invention, such setting errors can be displayed immediately upon occurrence, and other potential problems are also visible to the maintenance personnel on the basis of the change in the current characteristic. Another advantage is that the status of an entire conveyor system is visible and imminent and already occurred failures (the latter must be avoided) can be determined in real time. On the other hand the current value trend is monitored. Any deviations from the average serve as an early indication of a developing error.
Das System verwendet gemäß einer Aus führungs form aktuelle Da ten von einer Gruppe von Fördereinheiten 3 desselben Förder typs, um Ausreißer als Indikator für einen drohenden und/oder bereits geschehenen Ausfall und/oder falsche mechanische Ein stellungen zu identifizieren. According to one embodiment, the system uses current data from a group of conveyor units 3 of the same conveyor type in order to identify outliers as indicators of an impending and / or already occurred failure and / or incorrect mechanical settings.
Dies bietet auf sehr zuverlässige Art ein System, das ein Hintergrundsystem, beispielsweise eine Datenbank, kontinuier lich mit aktuellen Daten versorgt, um Verschleiß oder bevor stehende Probleme, die möglicherweise zu Ausfallzeiten führen können, frühzeitig zu erkennen. In a very reliable way, this offers a system that continuously supplies a background system, for example a database, with current data in order to detect wear and tear or imminent problems that could possibly lead to downtime at an early stage.
Gemäß einer Aus führungs form umfasst bzw. verwendet das System bzw. Verfahren zur Zustandsüberwachung einen Datenverarbei tungsserver und ein 4G-Modems mit dem vorhandenen lokalen Netz werk (LAN) . Daten können von einer programmierbaren Logiksteu erung (SPS) abgerufen werden, die das System betreibt. Statis tische Daten wie Betriebsstunden und der Gegenwert von Starts und Stopps sind aktuell und jederzeit verfügbar. Das wert vollste Merkmal sind die aktuellen Stromflussaufzeichnungen, also die Stromcharakteristik der Motorstarter 8. Mit der Aus wertung des Stroms des parametrierbaren elektronischen Über lastschutzes kann eine Funktion bereitgestellt werden, mit der die Verfügbarkeit der Antriebe erhöht werden kann, ebenso wie zuverlässige Meldungen über das Über- oder Unterschreiten von Sollwerten. Die aktuellen Antriebsdaten variieren in Abhängig keit von der tatsächlich auf den Förderbändern 7 transportier ten Last, so dass die Entwicklung einer Fenstererkennung ohne Last erforderlich ist (s.o.) . Nulllast bedeutet, dass der Förderer 3 ohne Beladung läuft. Während des Betriebs treten solche Fenster in Zeiträumen mit geringem Gepäckvolumen häufig auf. Aus Energiespargründen wer den Förderbänder 7 in Zeiten mit geringem Volumen abgeschal tet. Immer wenn ein Gepäckstück 16 ein Förderband passiert, ohne dass zusätzliche Gepäckstücke 16 dem Förderband folgen, wird dieses abgeschaltet. Kurz bevor die Leerlaufabschaltung ausgelöst wird, läuft der Förderer 3 leer. Der aktuelle Wert im Leerlauf kurz vor dem Abschalten ist als Nulllaststrom re produzierbar ist und kann zur Vorhersage von Anomalien verwen det werden. According to one embodiment, the system or method for condition monitoring comprises or uses a data processing server and a 4G modem with the existing local network (LAN). Data can be obtained from a programmable logic controller (PLC) that operates the system. Statistical data such as operating hours and the equivalent of starts and stops are up-to-date and available at all times. The most valuable feature are the current current flow recordings, i.e. the current characteristics of the motor starter 8. By evaluating the current of the parameterizable electronic overload protection, a function can be provided with which the availability of the drives can be increased, as well as reliable messages about the overload - or falling below target values. The current drive data vary as a function of the load actually transported on the conveyor belts 7, so that the development of a window detection without a load is necessary (see above). Zero load means that the conveyor 3 runs without a load. During operation, such windows occur frequently in periods of low luggage volume. For energy-saving reasons, who switched off the conveyor belts 7 in times of low volume. Whenever an item of luggage 16 passes a conveyor belt without additional items of luggage 16 following the conveyor belt, the conveyor belt is switched off. Shortly before the idle shutdown is triggered, the conveyor 3 runs idle. The current value when idling shortly before switching off is reproducible as no-load current and can be used to predict anomalies.
Der Motorstarter 8 oder Frequenzumrichter 10 jedes Antriebs liefern ständig aktuelle Daten. Abhängig vom tatsächlichen Lastzustand ändern sich diese Werte ständig. In dem Moment, in dem ein Förderer 3 in den Leerlauf geschaltet wurde, aktuali siert das SPS-Programm den Leerlaufwert des Förderers 3. The motor starter 8 or frequency converter 10 of each drive continuously supply current data. Depending on the actual load condition, these values change constantly. The moment a conveyor 3 was switched to idle, the PLC program updates the idle value of conveyor 3.
Mit einer solchen Routine kann sichergestellt werden, dass die aktuellen Werte immer aktuell sind und ohne Last gemessen wer den . With such a routine it can be ensured that the current values are always up-to-date and are measured without load.
Nachfolgend werden einige häufige, die Stromcharakteristik verändernde Fehler eines Fördersystems aufgeführt. Some common faults in a conveyor system that change the current characteristics are listed below.
Ein häufiger Fehler ist fehlerhaftes Spuren des Gurtes 7. Ein Gurt 7 wird so ausgerichtet und so gespannt, dass der Gurt 7 einen bestimmten Pfad einhält. Bei fehlerhaftem Spuren bewegt sich der Riemen 7 hin zu einer Seite und weicht von dem vor gesehenen Pfad ab. Falsch verlaufende Riemen 7 verursachen normalerweise eine höhere Reibung. Dies kann zu schweren Schä den führen - in fast allen Fällen muss der Riemen ausgetauscht werden, was zu Systemausfällen führt. Häufig löst der betref fende Leistungsschalter aus. Riemenschlupf durch falsche Riemenspannung kann einen direkten Einfluss auf die Arbeitsleistung haben. Im Laufe der Zeit und aufgrund häufigen Verschleißes mechanischer Teile ist keine ausreichende Reibung mehr vorhanden, um den Riemen zu greifen, was zu übermäßiger Dehnung, hörbarem Quietschen und Transport schlupf führen kann. Eine Abweichung der Riemenspannung wirkt sich auf das vom Motor zu liefernde Drehmoment aus, was zu einer Stromabnahme führt. A common mistake is incorrectly tracing the belt 7. A belt 7 is aligned and tensioned so that the belt 7 adheres to a certain path. If the tracks are defective, the belt 7 moves to one side and deviates from the path seen before. Incorrectly running belts 7 normally cause higher friction. This can lead to serious damage - in almost all cases the belt must be replaced, which leads to system failures. The relevant circuit breaker often trips. Belt slippage due to incorrect belt tension can have a direct impact on work performance. Over time, and due to frequent wear and tear on mechanical parts, there is no longer enough friction to grip the belt, which can result in excessive stretching, audible squeaking, and transport slippage. A deviation in the belt tension affects the torque to be delivered by the motor, which leads to a decrease in current.
Förderbandsysteme werden aus metallischen Bauteilen herge stellt und nutzen sich im Laufe der Zeit und des Gebrauchs ab. Wenn metallische Rollen blockieren, kann der Riemen verrut schen . Conveyor belt systems are manufactured from metallic components and wear out over time and with use. If metallic rollers jam, the belt can slip.
Eine weitere Hauptursache für Schäden an Förderbändern 7 sind Ablagerungen. Von den transportieren Gepäckstücken 13 abgefal lende Schlösser, Reißverschlüsse und Griffe können zwischen den Riemenscheiben oder unter dem Riemen 7 kommen und Schäden verursachen .. Another major cause of damage to conveyor belts 7 is deposits. Locks, zippers and handles falling off the transported luggage 13 can get between the pulleys or under the belt 7 and cause damage.
Mit der Zeit verschleißen und versagen Motoren oder Getriebe. In vielen Fällen werden solche Fehler durch Schmiermittelprob leme verursacht. Ein solcher Ausfall führt typischerweise zu einer höheren mechanischen Beständigkeit und wird durch aus gelöste Leistungsschalter bemerkt. Over time, engines or transmissions wear out and fail. In many cases such errors are caused by lubrication problems. Such a failure typically leads to a higher mechanical resistance and is noticed by tripped circuit breakers.
Fast alle Arten elektrischer Probleme oder Verbindungsproble men, möglicherweise durch Alterung oder Korrosion verursacht, führen zu einem höheren Widerstand und somit zu einem höheren Strom. Unqualifiziertes Wartungspersonal kann das System feh lerhaft einstellen, z. B. über- oder unterspannte Riemen. Almost all types of electrical or interconnection problems, possibly caused by aging or corrosion, result in higher resistance and therefore higher current. Unqualified maintenance personnel can set the system incorrectly, e.g. B. over- or under-tensioned belts.
Eine systematische Analyse möglicher, zu Ausfallzeiten führen der Fehlerursachen, ergibt, dass meist zuerst eine Abweichung des Stromcharakteristik, und dann erst ein Systemausfall auf- tritt. Daher kann eine Stromüberwachung für ein modernes Zu standsüberwachungssystem unter Verwendung der verfügbaren Mo torstarter-Stromdaten für Gepäckfördersysteme herangezogen werden . A systematic analysis of possible causes of failure that lead to downtime shows that usually first a deviation of the current characteristic, and only then does a system failure occur. Therefore, power monitoring for a modern condition monitoring system can be used using the available motor starter power data for baggage handling systems.
Gemäß einer Aus führungs form erfasst das Hintergrundsystem die Daten zweimal pro Tag. Nach der Datenerfassung löscht die SPS ihre aktuellen Datenbausteine. Förderer 3 für Förderer 3 wird der Datenblock immer dann wieder mit aktualisierten aktuellen Werten gefüllt, wenn ein bestimmter Förderer 3 in den Leerlauf (Nulllast) geschaltet wird. Im unwahrscheinlichen Fall, dass der Förderer 3 kontinuierlich läuft und kein Leerlaufereignis auftritt, würde der Wert Null bleiben. Außerdem würden Daten von nicht betriebsbereiten Förderbändern Null bleiben. According to one embodiment, the background system records the data twice a day. After the data acquisition, the PLC deletes its current data blocks. Conveyor 3 for conveyor 3, the data block is always filled with updated current values when a certain conveyor 3 is switched to idle (zero load). In the unlikely event that the conveyor 3 is running continuously and no idling event occurs, the value would remain zero. In addition, data from inoperable conveyor belts would remain zero.
Die SPS-Software wird dahingehend modifiziert, dass auf Daten von Motorstartern 8 und Frequenzumrichtern 10 zugegriffen wer den kann. Das Hintergrundsystem umfasst einen Datenvorverar- beitungsservers und eine Datenbank, welche entwickelt und kon figuriert wird und als Server mit dem lokalen Netzwerk (LAN) des Flughafens verbunden wird. Eine SPS-Software misst den Strom im Leerlauf. Ein Wartungs-Dashboard, welches Veränderun gen des zu erwartenden Stroms anzeigt, wurde entwickelt. Die lokale Lösung wird in die Cloud-basierte Plattform übertragen. Eine systemweite Lösung greift auf Daten von allen Förderein heiten 3 zu, die auf die Cloud-basierte Plattform übertragen werden. Das Wartungs-Dashboard wird mit der Cloud-Platt form verbunden . The PLC software is modified so that data from motor starters 8 and frequency converters 10 can be accessed. The background system comprises a data preprocessing server and a database, which is developed and configured and is connected as a server to the local network (LAN) of the airport. A PLC software measures the current in no-load operation. A maintenance dashboard that shows changes in the expected current was developed. The local solution is transferred to the cloud-based platform. A system-wide solution accesses data from all conveyor units 3, which are transferred to the cloud-based platform. The maintenance dashboard is connected to the cloud platform.
Die Motorstarterdaten einzelner Fördereinheiten 3 wie Strom charakteristik, allenfalls zusammen mit Betriebsstunden und/o der Start-Stopp-Zählerwerten werden mit der Ereigniszeit, der Gebäude- und Gebietskennung, der Datenbankknoten-ID, dem Fördernamen und dem Motortyp und der Fördergeschwindigkeit verknüpft. Zusätzlich können der Motornennstrom und der theo retische Förderstrom im Leerlauf aufgelistet werden. Die Werte der Stromcharakteristik sollten unter dem Motorennennstrom liegen. Bei einer fehlerfreien Fördereinheit weichen die tat sächlichen Daten über die Zeit nur geringfügig von dem berech neten theoretischen Wert und zudem von dem Mittelwert aller gleichartigen Fördereinheiten 3 ab. Gemäß einer weiteren Ausführungsform das Hintergrundsystem ausgestaltet ist, die tatsächliche Stromcharakteristik der Fördereinheit 3 über einen zeitlichen Verlauf hinweg und/oder über eine Mehrzahl an vorzugsweise, aber nicht notwendiger weise gleich ausgestalteten Fördereinheiten 3 zu erfassen, zu vergleichen und zu analysieren. The motor starter data of individual conveyor units 3 such as current characteristics, possibly together with operating hours and / o the start-stop counter values are with the event time, the building and area identifier, the database node ID, the Conveyor names and the motor type and the conveyor speed. In addition, the nominal motor current and the theoretical flow rate can be listed when idling. The values of the current characteristics should be below the rated motor current. In the case of an error-free conveyor unit, the actual data deviate only slightly over time from the calculated theoretical value and also from the mean value of all similar conveyor units 3. According to a further embodiment, the background system is designed to detect, compare and analyze the actual current characteristics of the conveyor unit 3 over a time course and / or over a plurality of preferably, but not necessarily identically configured conveyor units 3.

Claims

Patentansprüche Claims
1. System zur Zustandsüberwachung beim Betrieb eines Förder systems, insbesondere eines Flughafen-Gepäckfördersystems, das Fördereinheiten (3) umfasst, zudem umfassend ein Hintergrund system, wobei 1. System for status monitoring during the operation of a conveyor system, in particular an airport baggage conveyor system, which comprises conveyor units (3), also comprising a background system, wherein
a) eine Fördereinheit (3) eine einzelne Förderstrecke und/oder eine Gruppe von Förderstrecken aufweist; a) a conveyor unit (3) has a single conveyor line and / or a group of conveyor lines;
b) eine individuelle Stromcharakteristik einer einzelnen För dereinheit (3) erfassbar ist; b) an individual current characteristic of a single conveyor unit (3) can be detected;
c) jede einzelne Fördereinheit (3) bei fehlerfreiem Betrieb eine definierte Stromcharakteristik aufweist und das Hinter grundsystem ausgestaltet ist, diese und die tatsächliche Stromcharakteristik dieser Fördereinheit (3) zu registrieren; d) das Hintergrundsystem ausgestaltet ist, die tatsächliche Stromcharakteristik von dieser Fördereinheit (3) einer Analyse zu unterziehen und anhand dieser Analyse einen drohenden Ver schleiß und eine Fehlfunktion des Fördersystems, insbesondere einer Förderstrecke dieser Fördereinheit (3), zu signalisie ren . c) each individual conveyor unit (3) has a defined current characteristic when operating correctly and the background system is designed to register these and the actual current characteristics of this conveyor unit (3); d) the background system is designed to subject the actual current characteristics of this conveyor unit (3) to an analysis and, on the basis of this analysis, to signal an impending wear and malfunction of the conveyor system, in particular a conveyor section of this conveyor unit (3).
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (3) einen oder mehrere dezentrale Motorstar ter (8) aufweist und/oder eine Förderstrecke mindestens ein Förderband umfasst. 2. System according to claim 1, characterized in that the conveyor unit (3) has one or more decentralized motor starters (8) and / or a conveyor line comprises at least one conveyor belt.
3. System nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, dass 3. System according to one of claims 1 to 2, characterized in that
die Stromcharakteristik einer Fördereinheit (3) eine von der Fördereinheit (3) verbrauchte Strommenge umfasst. the current characteristic of a conveyor unit (3) comprises an amount of current consumed by the conveyor unit (3).
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zudem umfassend ein Abgreifmittel welches ausgestaltet ist, die Stromcharak teristik der Fördereinheit (3) bei Nulllast und/oder bei regulärer Belastung punktuell und/oder über einen zeitlichen Verlauf hinweg abzugreifen und an das Hintergrundsystem zu übermitteln . 4. System according to one of claims 1 to 3, also comprising a tapping means which is designed, the Stromcharak teristik of the conveyor unit (3) at zero load and / or at regular load selectively and / or over a period of time and to transmit it to the background system.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass 5. System according to any one of claims 1 to 4, characterized in that
das Hintergrundsystem ausgestaltet ist, die tatsächliche Stromcharakteristik der Fördereinheit (3) über einen zeitli chen Verlauf hinweg und/oder über eine Mehrzahl an Förderein heiten (3) zu erfassen, zu vergleichen und zu analysieren, wobei die Analyse Steigung und/oder Variabilität der benötig ten Strommenge umfasst. the background system is designed to record, compare and analyze the actual current characteristics of the conveyor unit (3) over a temporal course and / or across a plurality of conveyor units (3), the analysis gradient and / or variability of the required th volume of electricity.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass 6. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that
das Hintergrundsystem aktuelle Daten von einer Gruppe von För dereinheiten 3 desselben Fördertyps verwendet, um Ausreißer als Indikator für einen drohenden und/oder bereits geschehenen Ausfall und/oder falsche mechanische Einstellungen zu identi fizieren . the background system uses current data from a group of conveyor units 3 of the same conveyor type to identify outliers as indicators of an imminent and / or already occurred failure and / or incorrect mechanical settings.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass 7. System according to any one of claims 1 to 6, characterized in that
das Hintergrundsystem ausgestaltet ist, anhand der Analyse Rückschlüsse auf eine Art der Fehlfunktion und/oder auf eine bis zu einem voraussichtlichen Ausfall der Fördereinheit (3) verbleibende Dauer zu schließen. the background system is designed to use the analysis to draw conclusions about a type of malfunction and / or about a period remaining until the delivery unit (3) is likely to fail.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass 8. System according to one of claims 1 to 7, characterized in that
das Hintergrundsystem ausgestaltet ist, anhand der durchge führten Analysen aller Fördereinheiten (3) ein Zustandsabbild aller Fördereinheiten (3) in einer Abbildung und/oder eine Dringlichkeits-Rangordnung zur Wartung aller erfasster För dereinheiten (3) zu generieren. the background system is designed, based on the performed analyzes of all conveyor units (3) a status image of all conveyor units (3) in one image and / or one To generate an urgency ranking for the maintenance of all recorded conveyor units (3).
9. Verfahren zur Zustandsüberwachung beim Betrieb eines För dersystems, insbesondere eines Flughafen-Gepäckfördersystems, das Fördereinheiten (3) umfasst, wobei 9. A method for condition monitoring during the operation of a conveyor system, in particular an airport baggage conveyor system, which comprises conveyor units (3), wherein
- eine Fördereinheit (3) eine einzelne Förderstrecke und/oder eine Gruppe von Förderstrecken aufweist; und - A conveyor unit (3) has a single conveyor line and / or a group of conveyor lines; and
- jede einzelne Fördereinheit (3) bei fehlerfreiem Betrieb einen individuelle Stromcharakteristik aufweist; - each individual conveyor unit (3) has an individual current characteristic when operated correctly;
umfassend die Verfahrensschritte comprehensive the process steps
a) Antreiben des Fördersystems und Erfassen der individuellen Stromcharakteristik einer einzelnen Fördereinheit (3); a) driving the conveyor system and detecting the individual current characteristics of an individual conveyor unit (3);
b) Abgreifen der tatsächlichen Stromcharakteristik dieser För dereinheit ( 3 ) ; b) tapping the actual current characteristics of this För dereinheit (3);
c) Analysieren der tatsächlichen Stromcharakteristik dieser Fördereinheit (3) und anhand dieser Analyse Signalisieren ei nes drohenden Verschleißes und einer Fehlfunktion des Förder systems, insbesondere einer Förderstrecke dieser Fördereinheit (3) . c) Analyzing the actual current characteristics of this conveyor unit (3) and using this analysis to signal impending wear and tear and a malfunction of the conveyor system, in particular a conveyor line of this conveyor unit (3).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromcharakteristik einer Fördereinheit (3) eine von der Fördereinheit (3) verbrauchte Strommenge umfasst. 10. The method according to claim 9, characterized in that the current characteristic of a delivery unit (3) comprises an amount of electricity consumed by the delivery unit (3).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, gekennzeichnet durch 11. The method according to any one of claims 9 to 10, characterized by
Abgreifen der tatsächlichen Stromcharakteristik der Förderein heit (3) bei Nulllast und/oder bei regulärer Belastung punk tuell und/oder über einen zeitlichen Verlauf hinweg und Über mitteln dieser tatsächlichen Stromcharakteristik an das Hin tergrundsystem. Picking up the actual current characteristics of the conveyor unit (3) at zero load and / or with regular load at certain points and / or over a period of time and transferring this actual current characteristic to the background system.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch 12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized by
Erfassen, Vergleichen und Analysieren der tatsächlichen Strom charakteristik der Fördereinheit (3) über einen zeitlichen Verlauf hinweg und/oder über eine Mehrzahl von Fördereinheiten (3), wobei das Analysieren der tatsächlichen Stromcharakteris tik ein Analysieren von Steigung und/oder Variabilität um fasst. Detecting, comparing and analyzing the actual flow characteristics of the conveyor unit (3) over a period of time and / or over a plurality of conveyor units (3), the analysis of the actual flow characteristics including an analysis of the gradient and / or variability.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch 13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized by
Verwenden aktueller Daten von einer Gruppe von Fördereinheiten 3 desselben Fördertyps, um Ausreißer als Indikator für einen drohenden und/oder bereits geschehenen Ausfall und/oder fal- sehe mechanische Einstellungen zu identifizieren. Use current data from a group of conveyor units 3 of the same conveyor type in order to identify outliers as indicators of an impending and / or already occurred failure and / or incorrect mechanical settings.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, zudem umfas send den Verfahrensschritt 14. The method according to any one of claims 9 to 13, also comprising the method step
Ziehen von Rückschlüssen anhand des durchgeführten Analysie- rens der tatsächlichen Stromcharakteristik auf eine Art der Fehlfunktion und/oder auf eine bis zu einem voraussichtlichen Ausfall der Fördereinheit (3) verbleibende Dauer. Drawing conclusions on the basis of the analysis carried out of the actual current characteristic for a type of malfunction and / or for a period remaining until the delivery unit (3) is expected to fail.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, zudem umfas- send den Verfahrensschritt 15. The method according to any one of claims 9 to 14, also comprising the method step
anhand der durchgeführten Analysen aller Fördereinheiten (3) Generieren eines Zustandsabbilds aller Fördereinheiten (3) in einer Abbildung und/oder einer Dringlichkeits-Rangordnung zur Wartung aller erfasster Fördereinheiten (3) . based on the analyzes carried out for all conveyor units (3), generating a status image of all conveyor units (3) in a map and / or an urgency ranking for the maintenance of all recorded conveyor units (3).
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