PL213141B1

PL213141B1 - Method and system for monitoring operation and condition of joints and belt sections between individual joints of the belt conveyor by means of data communications

Info

Publication number: PL213141B1
Application number: PL375575A
Authority: PL
Inventors: Dariusz Mazurkiewicz; Antoni Golonka; Marcin Stachowicz; Krzysztof Sokołowski
Original assignee: Antoni Golonka; Dariusz Mazurkiewicz; Sokolowski Krzysztof; Marcin Stachowicz
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2013-01-31
Also published as: PL375575A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób teleinformatycznej kontroli pracy i stanu złącz przenośnika taśmowego oraz system do stosowania tego sposobu.The subject of the invention is a method of teleinformatic control of operation and condition of belt conveyor joints and a system for the application of this method.

Transport towarów przenośnikami taśmowymi, niezależnie gdzie się odbywa, to jest na powierzchni lub pod ziemią charakteryzuje się znaczną awaryjnością, wynikającą z małej trwałości taśmy i jej złączy. Typowe złącza taśmy wykonywane metodą klejenia na zimno, klejenia na ciepło lub klejenia z jednoczesnym wzmocnieniem mechanicznym, na przykład złącza klejowo-nitowe posiadają liczne zalety, ale również i znaczne wady. Za najbardziej właściwe metody wykonywania połączeń uznaje się technologie klejenia, gdyż zapewniają one zachowanie ciągłości taśmy, połączenia klejowe mają dużą wytrzymałość oraz trwałość, a ponadto dobrze współpracują z krążnikami i bębnami przenośnika. Natomiast istotną ich wadą jest niska wytrzymałość na zrywanie w porównaniu z wytrzymałością samej taśmy. Typowe złącza klejowe odznaczają się znacznym rozrzutem wytrzymałości mechanicznej, co jest spowodowane różnymi warunkami temperaturowymi i wilgotnościowymi w czasie ich wykonywania. W rezultacie często dochodzi do zerwania złącza taśmy przenośnika bez wystąpienia wcześniejszych widocznych objawów, wskazujących na bliskie powstanie jego uszkodzenia.Transport of goods by belt conveyors, regardless of where it takes place, i.e. on the surface or underground, is characterized by a significant failure rate, resulting from the low durability of the belt and its joints. Typical tape joints made by cold gluing, heat gluing or gluing with simultaneous mechanical reinforcement, for example glue-rivet joints, have numerous advantages, but also significant disadvantages. Adhesive technologies are considered to be the most appropriate methods of making joints, as they ensure the continuity of the belt, the adhesive joints are of high strength and durability, and also work well with rollers and conveyor drums. However, their significant disadvantage is the low breaking strength compared to the strength of the tape itself. Typical glue joints are characterized by a significant dispersion of mechanical strength, which is caused by different temperature and humidity conditions during their production. As a result, the joint of the conveyor belt is often broken without any prior visible symptoms indicating it is about to be damaged.

Znany jest sposób kontroli stanu taśmy oraz jej złączy w przenośniku taśmowym polegający na monitorowaniu rys wzdłużnych taśm wzmocnionych linkami stalowymi. Do wykorzystywania powyższego sposobu stosuje się odpowiednie czujniki taśmowe i detektory. Sposób ten nie pozwala na ciągłe monitorowanie stanu złącza klejowego lub klejowo-mechanicznego, identyfikację złącza oraz określenie momentu zbliżającego się zerwania taśmy. Jego zadaniem jest jedynie detekcja występowania rys wzdłużnych na taśmie przenośnika.There is a known method of checking the condition of the belt and its joints in a belt conveyor by monitoring longitudinal scratches of belts reinforced with steel cords. Suitable strip sensors and detectors are used to implement the above method. This method does not allow for continuous monitoring of the condition of the adhesive or adhesive-mechanical joint, identification of the joint and determination of the moment of impending break of the tape. Its task is only to detect the occurrence of longitudinal scratches on the conveyor belt.

Z opisu patentowego nr WO2005005292 A1 (METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT ELONGATION, METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT WEAR EXTENT, METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT TEMPERATURE, RUBBER MAGNET SHEET, AND METHOD OF PRODUCING RUBBER MAGNET SHEET) znane jest rozwiązanie stanowiące metodę pomiaru wydłużenia taśmy przenośnika w ruchu, poprzez zastosowanie zestawu magnesów wbudowanych w taśmę przenośnika, które przemieszczając się wraz z taśmą oddziałują na czujnik pola magnetycznego, który odczytuje wartość tego pola, a wydłużenie taśmy określone jest ze specjalnego wzoru. Zestaw magnesów taśmy jest tak ukształtowany, aby kierunek pól magnetycznych przecinał się pod kątami prostymi z powierzchnią taśmy przenośnika i był przeciwny pomiędzy przylegającymi magnesami gumy. Celem rozwiązania jest pomiar wydłużenia elementów taśm przenośników taśmowych w celu identyfikacji uszkodzeń i wczesne wykrycie ryzyka zerwania taśmy. Rozwiązanie WO2005005292 odnosi się wyłącznie do wydłużenia taśmy (całej taśmy), jednakże nie dotyczy zabezpieczenia przed uszkodzeniem taśmy przenośnika w wyniku nadmiernego wydłużenia złącza, bliskiego granicznej wartości jego wydłużenia względnego grożącego zerwaniem złącza. Złącze jest mniej wytrzymałe na obciążenia, przez co jest o wiele bardziej narażone na zerwanie niż sama taśma, zatem pomiar wydłużenia złączy jest najistotniejszy. Ponadto w rozwiązaniu WO2005005292 czujnik montowany jest pod taśmą (na schemacie na końcu przenośnika, przed rolą zwrotną), a nie pod taśmą górną, ale tuż za rolą napędową, na początku przenośnika, gdzie występuje największe obciążenie taśmy i tym samym największe wartości wydłużenia odcinków ze złączami, co jest główną przyczyną uszkodzeń. Rozwiązanie WO2005005292 przewiduje zatem pomiar w miejscu najmniej obciążonym, co jest znaczną niedogodnością tego rozwiązania.From the patent description no. WO2005005292 A1 (METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT ELONGATION, METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT WEAR EXTENT, METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CONVEYOR BELT TEMPERATURE, RUBBER MAGNET SHEET, AND METHOD constituting a method of measuring the elongation of the conveyor belt in motion, through the use of a set of magnets built into the conveyor belt, which, while moving along with the belt, affect the magnetic field sensor, which reads the value of this field, and the belt elongation is determined by a special formula. The set of belt magnets is shaped so that the direction of the magnetic fields intersects at right angles with the surface of the conveyor belt and is opposite between the adjacent rubber magnets. The purpose of the solution is to measure the elongation of belt conveyor belt components in order to identify damage and early detection of the risk of belt breakage. The solution of WO2005005292 relates only to the elongation of the belt (the entire belt), however, it does not concern the protection against damage to the conveyor belt due to excessive elongation of the joint, close to the limit value of its relative elongation, which may break the joint. The joint is less resistant to stress, making it much more likely to break than the tape itself, so measuring the elongation of the joints is critical. In addition, in the WO2005005292 solution, the sensor is mounted under the belt (in the diagram at the end of the conveyor, before the return roll), not under the upper belt, but just behind the driving roll, at the beginning of the conveyor, where the greatest load on the belt occurs and thus the greatest elongation values of the sections with connectors, which is the main cause of damage. The solution of WO2005005292 therefore provides for a measurement at the least loaded spot, which is a considerable disadvantage of this solution.

Z opisu patentowego nr JP2005106761A (METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ELONGATION OF CONVEYOR BELT) znane jest rozwiązanie, które koncentruje się wyłącznie na metodzie pomiaru wydłużenia taśmy przenośnika. Jednak podobnie jak w rozwiązaniu WO2005005292 - odnosi się do problemu wydłużenia taśmy, nie dotyczy natomiast kontroli wydłużenia złączy taśmy i ich identyfikacji.From the patent description No. JP2005106761A (METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ELONGATION OF CONVEYOR BELT) there is known a solution that focuses only on the method of measuring the elongation of a conveyor belt. However, similarly to the solution WO2005005292 - it relates to the problem of belt elongation, but not to the control of belt joint elongation and their identification.

Z opisu patentowego nr US6715602B1 (Sensor system for conveyor belt) znany jest system czujników do przenośnika taśmowego. W rozwiązaniu wykorzystano specjalne czujniki sygnalizujące uszkodzenie lub zużycie taśmy, oparte na działaniu transponderów - urządzeń elektronicznych stosowanych w systemach radaru czynnego. Transpondery zastosowane w taśmie pozwalają jednak jedynie na ocenę zużycia ściernego taśmy lub jej rozcięcia. Rozwiązanie jest technicznie kłopotliwe, ponieważ wymaga budowy specjalnego systemu nadawczo-odbiorczego, układu anten oraz odpowiednio zaimplantowanych transponderów. Jakość danych uzyskiwanych z takiego systemu jest niska, a duża liczba wrażliwych na uszkodzenia urządzeń wchodzących w jego skład stanowi znacząceFrom the patent description No. US6715602B1 (Sensor system for conveyor belt) a sensor system for a conveyor belt is known. The solution uses special sensors signaling damage or wear of the tape, based on the operation of transponders - electronic devices used in active radar systems. Transponders used in the belt, however, allow only the assessment of the abrasive wear of the belt or its cutting. The solution is technically troublesome because it requires the construction of a special transmitting and receiving system, an antenna system and properly implanted transponders. The quality of data obtained from such a system is low, and the large number of fault-sensitive devices it comprises is significant

PL 213 141 B1 utrudnienie dla obsługi. Są to ponadto systemy lokalne, znajdujące rzadkie zastosowanie w układzie rozbudowanego i kompleksowego monitorowania, a z racji dość skomplikowanej konstrukcji i niskiej efektywności są wykorzystywane w praktyce przemysłowej niezwykle rzadko.Difficulty to handling. Moreover, these are local systems, rarely used in an extensive and comprehensive monitoring system, and due to their rather complicated structure and low efficiency, they are used very rarely in industrial practice.

Dotychczas nie są znane skuteczne, a jednocześnie stosunkowo proste w wykonaniu metody pozwalające na bezinwazyjne określenie oraz monitorowanie stanu złącz taśmy w czasie pracy taśmociągu. Znane są jedynie przybliżone dane dotyczące wytrzymałości poszczególnych typów połączeń, określone zgodnie z normą PN-97C-94143 „Wyroby taśmowe. Połączenia taśm przenośnikowych metodą wulkanizacji przy pomocy badań laboratoryjnych.So far, there are no known effective and at the same time relatively simple methods allowing for non-invasive determination and monitoring of the condition of the belt joints during the operation of the conveyor belt. Only approximate data on the strength of individual types of connections are known, determined in accordance with the standard PN-97C-94143 "Band products. Connections of conveyor belts by vulcanization method by means of laboratory tests.

Celem wynalazku jest identyfikacja i monitorowanie trwałości złączy taśmy przenośnika, wykonywanych metodą klejenia lub klejenia z wzmocnieniem mechanicznym poprzez ciągły pomiar i analizę ich wydłużenia w czasie pracy.The aim of the invention is to identify and monitor the durability of the joints of the conveyor belt made by gluing or gluing with mechanical reinforcement through continuous measurement and analysis of their elongation during operation.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w taśmie przenośnika przed i za złączem taśmy umieszcza się znacznik, korzystnie magnetyczny. Przejście tego znacznika przez strefę wykrywania czujnika, reagującego na znacznik jest rejestrowane w bazie danych systemu komputerowego jako długość odcinka taśmy pomiędzy znacznikiem poprzednim a bieżącym. W bazie danych systemu komputerowego zapisuje się ponadto informacje o dacie, czasie i prędkości chwilowej taśmociągu, w momencie wykrycia znacznika przez czujnik. Dane te przetwarza się za pomocą jednego lub kilku programów komputerowych, pracujących na wspólnej bazie danych i porównuje wyniki analizy stanu złącza taśmy z założonymi wartościami progowymi. Przekroczenie tych wartości może spowodować zerwanie złącza.The method according to the invention consists in placing a mark, preferably magnetic, in the conveyor belt upstream and downstream of the belt joint. The passage of this mark through the detection zone of the sensor responsive to the mark is recorded in the database of the computer system as the length of the tape segment between the previous and current marks. The database of the computer system also records information about the date, time and instantaneous speed of the conveyor belt when the tag is detected by the sensor. These data are processed with the use of one or more computer programs working on a common database and the results of the belt joint condition analysis are compared with the assumed threshold values. Exceeding these values may break the connector.

Po wykryciu przez czujnik znacznika, sterownik mikroprocesorowy odczytuje z urządzenia do pomiaru długości dane pomiarowe, po czym dane te przesyła się za pomocą urządzenia do transmisji danych cyfrowych do komputera i zapisuje się je w bazie danych. Zgromadzone w tej bazie informacje przetwarza się w systemie komputerowym z wykorzystaniem programów systemowych. Działanie sposobu w ramach systemu według wynalazku zapewnia stałą wizualizację i kontrolę stanu zmiany długości monitorowanych złączy.After detecting the mark by the sensor, the microprocessor controller reads the measurement data from the length measuring device, the data is then transferred by the digital data transmission device to a computer and stored in a database. Information collected in this database is processed in a computer system with the use of system programs. The operation of the method within the system according to the invention ensures constant visualization and control of the status of changes in the length of monitored joints.

System według wynalazku charakteryzuje się tym, że w taśmie monitorowanego przenośnika przed i za złączem taśmy jest umieszczony znacznik w postaci elementu, korzystnie magnetycznego. W pobliżu przenośnika znajduje się czujnik wykrywający przesunięcie znacznika taśmy przez strefę działania czujnika. W skład systemu wchodzą ponadto: urządzenie do pomiaru długości taśmy, umieszczone w pobliżu czujnika, sterownik mikroprocesorowy, urządzenie do transmisji danych cyfrowych, używane do przesyłania wyników pomiarowych oraz system komputerowy zawierający komputer lub kilka komputerów połączonych siecią komputerową oraz oprogramowanie z programami działającymi na wspólnej bazie danych.The system according to the invention is characterized in that a tag in the form of an element, preferably magnetic, is provided in the belt of the monitored conveyor upstream and downstream of the belt joint. Near the conveyor, there is a sensor that detects the movement of the belt marker through the sensor's operating zone. The system also includes: a device for measuring the length of the tape, placed near the sensor, a microprocessor controller, a device for digital data transmission, used to transmit measurement results, and a computer system containing a computer or several computers connected by a computer network, and software with programs operating on a common base. data.

Czujnik jest dołączony do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego lub do wejścia//wyjścia urządzenia do pomiaru długości. Urządzenie to jest również dołączone do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego. Natomiast sterownik mikroprocesorowy jest połączony z urządzeniem do transmisji danych cyfrowych i dalej z siecią komputerową.The sensor is connected to the input / output of a microprocessor controller or to the input // output of a length measuring device. This device is also connected to the input / output of the microprocessor controller. On the other hand, the microprocessor controller is connected to the digital data transmission device and further to the computer network.

Wynalazek, charakteryzuje się korzystnymi skutkami w porównaniu do znanych rozwiązań ze stanu techniki. W szczególności wynalazek umożliwia bieżące monitorowanie zmian długości złączy taśmowych i stanu zużycia taśmy w czasie pracy przenośnika w aspekcie określenia momentu zbliżającego się zerwania taśmy oraz odpowiedniego przeciwdziałania temu zerwaniu. Dzięki temu możliwe jest podejmowanie decyzji o wymianie lub naprawie złącza taśmowego z wyprzedzeniem i wykonywanie tych czynności w trakcie trwania planowanych, a nie wymuszonych zerwaniem przerw technologicznych.The invention is characterized by advantageous effects compared to the known solutions from the state of the art. In particular, the invention enables ongoing monitoring of changes in the length of belt joints and the state of belt wear during conveyor operation in terms of determining the moment of impending belt breakage and appropriate counteracting this break. Thanks to this, it is possible to decide in advance on the replacement or repair of a belt joint and perform these activities during the planned, and not forced breaks, technological breaks.

Dodatkowe zalety rozwiązania według wynalazku to możliwość wykrywania niebezpiecznych naprężeń taśmy i reagowania w systemie automatyki na układ napędowy taśmociągu, ciągła wizualizacja i kontrola pracy przenośnika taśmowego, identyfikacja i lokalizacja złączy w każdej chwili pracy tego przenośnika.Additional advantages of the solution according to the invention are the possibility of detecting dangerous belt stresses and reacting in the automation system to the conveyor belt drive system, continuous visualization and control of the belt conveyor operation, identification and location of joints at any time during the operation of this conveyor.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania, który jest zilustrowany rysunkiem przedstawiającym schemat blokowy systemu realizującego sposób według wynalazku.The subject matter of the invention will now be seen in an embodiment which is illustrated by a drawing showing a block diagram of a system implementing the method according to the invention.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w taśmie 1 przenośnika przed i za jej złączem 2 umieszcza się znacznik magnetyczny 3. Przejście tego znacznika 3 przez strefę wykrywania czujnika 4, który reaguje na znacznik 3 jest rejestrowane w bazie danych systemu komputerowego 8, jako długość odcinka taśmy 1 pomiędzy znacznikiem poprzednim a bieżącym. Długość odcinka pomiędzy kolejnymi znacznikami mierzona jest w mierniku długości 5.The method according to the invention consists in placing a magnetic marker 3 in the conveyor belt 1 before and after its joint 2. The passage of this marker 3 through the detection zone of the sensor 4, which responds to the marker 3, is registered in the database of the computer system 8 as a length the tape section 1 between the previous and current marker. The length of the segment between successive markers is measured in a length gauge 5.

PL 213 141 B1PL 213 141 B1

Ponadto w bazie danych systemu komputerowego 8 zapisuje się informacje o dacie, czasie i prędkości chwilowej taśmociągu, w momencie wykrycia znacznika 3 przez czujnik 4. Dane te przetwarza się za pomocą programu komputerowego, pracującego na bazie danych systemu komputerowego 8 i porównuje się wyniki analizy stanu złącza 2 taśmy 1 z założonymi wartościami progowymi, przekroczenie których wartości może spowodować zerwanie złącza 2.Moreover, in the database of the computer system 8 information is stored about the date, time and instantaneous speed of the conveyor belt when the tag 3 is detected by the sensor 4. This data is processed by a computer program working on the database of the computer system 8 and the results of the state analysis are compared. connectors 2 of belt 1 with established threshold values, exceeding the values of which may break the connector 2.

Po wykryciu przez czujnik 4 znacznika 3, sterownik mikroprocesorowy 6 odczytuje z urządzenia 5 do pomiaru długości dane pomiarowe, po czym dane te przesyła się za pomocą urządzenia do transmisji danych cyfrowych 7 do komputera i zapisuje się je w bazie danych. Zgromadzone w tej bazie informacje przetwarza się w systemie komputerowym 8 z wykorzystaniem programu systemowego. Działanie sposobu w ramach systemu według wynalazku zapewnia stałą wizualizację i kontrolę stanu monitorowanych złączy.After detecting the mark 3 by the sensor 4, the microprocessor control 6 reads measurement data from the length measuring device 5, after which the data is transmitted by the digital data transmission device 7 to a computer and stored in a database. The information collected in this database is processed in the computer system 8 with the use of a system program. The operation of the method within the system according to the invention ensures constant visualization and control of the state of the monitored connectors.

System według wynalazku obejmuje taśmę 1 monitorowanego przenośnika, w której jest umieszczony przed i za złączem 2 znacznik 3 w postaci elementu magnetycznego. W pobliżu przenośnika taśmowego znajduje się czujnik 4 wykrywający przesunięcie znacznika 3 taśmy 1 przez strefę działania czujnika 4. W skład systemu wchodzą ponadto: urządzenie 5 do pomiaru długości taśmy 1, umieszczone w pobliżu czujnika 4, sterownik mikroprocesorowy 6, urządzenie do transmisji danych cyfrowych 7 używane do przesyłania wyników pomiarowych oraz system komputerowy 8 zawierający komputer połączony siecią komputerową oraz oprogramowanie działające na bazie danych.The system according to the invention comprises a belt 1 of a monitored conveyor in which a tag 3 in the form of a magnetic element is arranged upstream and downstream of the joint 2. Near the conveyor belt there is a sensor 4 detecting the movement of the marker 3 of the belt 1 through the sensor zone 4. The system also includes: a device 5 for measuring the length of a belt 1, placed near the sensor 4, a microprocessor controller 6, a device for digital data transmission 7 used to transmit the measurement results; and a computer system 8 comprising a computer connected to a computer network and software running on a database.

Czujnik 4 jest dołączony do wejścia/wyjścia urządzenia 5 do pomiaru długości, przy czym urządzenie 5 jest dołączone do wejścia/wyjścia sterownika mikroprocesorowego 6, który połączony jest z urządzeniem 7 do transmisji danych cyfrowych.A sensor 4 is connected to an input / output of a length measuring device 5, the device 5 is connected to an input / output of a microprocessor controller 6 which is connected to a digital data transmission device 7.

Claims

Method of teleinformatic control of operation and condition of belt conveyor belt joints, characterized in that a marker (3), preferably magnetic, is placed in the belt (1) before and after the belt joint (2), and the marker (3) passes through the detection zone sensor (4) is registered in the database of the computer system (8) as the length of the belt section (1) between the previous and current markers, and moreover, information about the date, time and instantaneous speed of the conveyor belt is stored in the database of the computer system (8), when the tag (3) is detected by the sensor (4), the data is processed by one or more computer programs working on a common database of the computer system (8) and the results of the analysis of the state of the connector (2) of the belt (1) are compared ) with assumed threshold values, exceeding the values of which may break the joint (2).

2. The method of teleinformatic control, according to claim The method of claim 1, characterized in that, after the sensor (4) detects the mark (3), the microprocessor control (6) reads measurement data from the length measuring device (5), the data being transmitted by means of a digital data transmission device (7). ) to a computer and saved in the database, while the data collected in this database is processed in the computer system (8) with the use of system programs.

System for ICT control of operation and condition of the belt conveyor belt joints, characterized in that in the belt (1) of the monitored conveyor before and after the joint (2) there is a marker (3) in the form of an element, preferably magnetic, and near the belt conveyor there is a sensor (4) detecting the movement of the marker (3) of the web (1) through the sensor (4) operating zone, and the system includes: a device (5) for measuring the length of the web (1), located near the sensor (4) , a microprocessor controller (6), a digital data transmission device (7) used to transmit the measurement results, and a computer system (8) comprising a computer or several computers connected by a computer network and software with programs running on a common database.

4. The system according to p. 3. The method of claim 3, characterized in that the sensor (4) is connected to the input / output of the microprocessor controller (6) or to the input / output of the length measuring device (5), the device (5) also being connected to the input / output of the microprocessor controller ( 6) which is connected to the digital data transmission device (7).