DE102020130132A1 - Belt conveyor system and method for determining a section-related running friction resistance of the belt conveyor system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gurtförderanlage sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage. Das Verfahren umfasst dabei mit zumindest den folgenden Schritten:A) Aufteilen der Förderstrecke der Gurtförderanlage in „m“ anlagenspezifische Teilstrecken,B) Eingabe von konstanten Daten zumindest hinsichtlich der Transportlänge der Gurtförderanlage, der Länge der Teilstrecken und der Steigung oder dem Gefälle pro Teilstrecke in die Auswerteeinrichtung,C) kontinuierliche Erfassung variierender Daten zumindest hinsichtlich der momentanen Fördergurtgeschwindigkeit und der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmomentes,D) Bestimmung von Ermittlungsdaten umfassend zumindest eine momentane Materialstreckenmasse und eine teilstreckenspezifischen Gurtbeladung qmder gesamten Gurtförderanlage basierend auf dem gemessenen Materialmassenstrom am Messpunkt,E) Speicherung der vollständig erfassten variierenden Daten sowie der Ermittlungsdaten in der Auswerteeinrichtung nach jedem Durchlaufen eines definierten Fördergurtabschnittes des Fördergurtes, wobei jedes Durchlaufen mit fortlaufendem Index „j“ nummeriert ist, undF) Berechnen des beladungsabhängigen Laufreibungswiderstandes für jede Teilstrecke und der Leerlaufleistung der Gurtförderanlage durch die Auswerteeinrichtung mittels eines Gleichungssystems unter Verwendung der konstanten Daten, der variierenden Daten und der Ermittlungsdaten.The present invention relates to a belt conveyor system and a method for determining a section-related running friction resistance of the belt conveyor system that is in operation. The method includes at least the following steps: A) dividing the conveyor section of the belt conveyor system into "m" system-specific sections, B) entering constant data at least with regard to the transport length of the belt conveyor system, the length of the sections and the incline or decline per section the evaluation device, C) continuous acquisition of varying data at least with regard to the current conveyor belt speed and the drive power or drive torque, D) determination of determination data comprising at least a current material section mass and a section-specific belt loading qm the entire belt conveyor system based on the measured material mass flow at the measuring point, E) storage the completely recorded varying data and the determination data in the evaluation device after each passage through a defined conveyor belt section of the conveyor belt, each passage with a consecutive index "j" is numbered, andF) calculating the load-dependent running friction resistance for each section and the idle power of the belt conveyor system by the evaluation device using an equation system using the constant data, the varying data and the determination data.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gurtförderanlage, insbesondere für Schüttgüter aufweisend einen Fördergurt und wenigstens einen Antrieb zum Antreiben des Fördergurtes sowie wenigstens eine Tragrollenstation umfassend zumindest eine Tragrolle und ein am Messpunkt angeordnetes Messsystem zumindest aufweisend einen Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit, einen Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmoments und einen Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialmassenstroms. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage.The present invention relates to a belt conveyor system, in particular for bulk goods, having a conveyor belt and at least one drive for driving the conveyor belt and at least one idler station comprising at least one idler roller and a measuring system arranged at the measuring point, having at least one speed sensor for determining the conveyor belt speed, one drive sensor for determining the drive power or the drive torque and a material flow sensor for determining the material mass flow. The invention also relates to a method for determining a section-related running friction resistance of the belt conveyor system that is in operation.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Gurtförderanlagen, welche über oder unter Tage zum Einsatz gelangen sind seit Jahrzehnten insbesondere im Bergbau und in der Industrie bekannt. Sie dienen vornehmlich zum Transport von Schüttgütern, wie beispielsweise Abraum, Erze, Brennstoffe und Baustoffe, auch über längere Distanzen hinweg. Gurtförderanlagen können folglich mehrere Kilometer lang sein und mehrere tausend Tonnen Schüttgut pro Stunde transportieren. Allgemein bekannte Gurtförderanlagen bestehen aus einem Fördergurt, der als eine Endlosschleife im Bandgerüst mit einer Vielzahl an Tragrollenstationen und einem oder mehreren Antriebs- und Umlenktrommeln eingefädelt ist. Dieser Fördergurt wird durch eine oder mehreren Antriebstrommeln mit einem oder mehreren Fördergurtantrieben auf eine definierte Fördergutgeschwindigkeit in Bewegung versetzt und vorteilhaft mit dieser Fördergurtgeschwindigkeit durchgehend betrieben.Belt conveyor systems that are used above or below ground have been known for decades, particularly in mining and in industry. They are primarily used to transport bulk goods such as overburden, ores, fuel and building materials, even over longer distances. Belt conveyor systems can therefore be several kilometers long and transport several thousand tons of bulk material per hour. Well-known belt conveyor systems consist of a conveyor belt that is threaded as an endless loop in the belt structure with a large number of support roller stations and one or more drive and deflection drums. This conveyor belt is set in motion by one or more drive drums with one or more conveyor belt drives at a defined conveyed material speed and is advantageously continuously operated at this conveyor belt speed.
Grundlegend sind auch Gurtförderanlagen bekannt, welche frequenzbezogene Antriebe aufweisen. Derartige frequenzbezogene Antriebe erleichtern die Start- und Stoppvorgänge erheblich. Gleichwohl erfolgt ein Betrieb dieser Gurtförderanlagen mit einer definierten konstanten Fördergurtgeschwindigkeit, um die notwenige Durchsatzfähigkeit zu gewährleisten, auch in Phasen einer reduzierten Fördermenge oder einer variablen Förderleistung.Basically, belt conveyor systems are known which have frequency-related drives. Such frequency-related drives facilitate the starting and stopping processes considerably. Nevertheless, these belt conveyor systems are operated with a defined, constant conveyor belt speed in order to ensure the necessary throughput capacity, even in phases with a reduced conveying quantity or a variable conveying capacity.
Es ist des Weiteren grundlegend bekannt, dass die Gurtbandförderanlage aus einer Vielzahl an Teilstrecken, wie Einmuldenbereichen, Ausmuldenbereichen, vertikalen Kurven, horizontalen Kurven, geraden Strecken, Steigungen, Abhängen usw. besteht. Dies Teilstrecken weisen zudem oft unterschiedliche Tragrollenabstände auf und dementsprechend auch unterschiedliche Laufrollwiderstände für den Fördergurt. Die Laufrollwiderstände sind zudem in bekannter Weise auch abhängig von dem Beladungszustand und der Fördergurtgeschwindigkeit, welche wiederum auch abhängig von der Gurtförderanlagenspezifikation und der Außentemperatur ist.It is also fundamentally known that the belt conveyor system consists of a large number of sections, such as trough areas, trough areas, vertical curves, horizontal curves, straight sections, inclines, inclines, etc. In addition, these sections often have different carrier roller distances and, accordingly, different rolling resistances for the conveyor belt. The rolling resistances are also dependent, in a known manner, on the loading condition and the conveyor belt speed, which in turn is also dependent on the belt conveyor system specification and the outside temperature.
Eine relative streckenbezogene Bewertung der Laufrollwiderstände ist insbesondere aus Servicesicht und ferner auch aus Designsicht wünschenswert, aber nur kostspielig, beispielsweise durch eine Installation einer Vielzahl an Kraftsensoren im Fördergurt, umsetzbar. So beschreibt beispielsweise die
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Gurtförderanlage und einem Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Gurtförderanlage und ein Verfahren zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise, das bedeutet ohne die Verwendung zusätzlicher Messmittel, Sensoren etc. eine Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to at least partially eliminate the disadvantages described above in a belt conveyor system and a method for determining a distance-related running friction resistance of the belt conveyor system in operation. In particular, the object of the present invention is to create a belt conveyor system and a method that enables a route-related running friction resistance of the belt conveyor system in operation to be determined in a simple and cost-effective manner, i.e. without the use of additional measuring equipment, sensors, etc.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Gurtförderanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes einer sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gurtförderanlage beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren mit der erfindungsgemäßen Gurtförderanlage durchgeführt werden.The above object is achieved by a belt conveyor system with the features of
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weit die Gurtförderanlage, welche insbesondere zum Transport von Schüttgütern dient einen Fördergurt und wenigstens einen Antrieb zum Antreiben des Fördergurtes sowie wenigstens eine Tragrollenstation umfassend zumindest eine Tragrolle, vorteilhaft drei Tragrollen und ein an einem Messpunkt angeordnetes Messsystem auf. Das Messsystem weist erfindungsgemäß zumindest einen Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit, einen Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmoments und einen Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialmassenstroms auf. Die erfindungsgemäße Gurtförderanlage zeichnet sich dadurch aus, dass diese mindestens eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes, insbesondere während des Betriebes der Gurtförderanlage aufweist. Dabei sind der Geschwindigkeitssensor, der Antriebssensor und der Materialstromsensor datenübertragungstechnisch mit der Auswerteeinrichtung verbunden. Die Auswerteeinrichtung weist vorteilhaft eine Eingabeeinheit zur manuellen Eingabe von Daten durch beispielsweise einen Bediener ein. Die Dateneingabe kann dabei über eine Tastatur, ein Touchpanel, über Stimmeingabe usw. erfolgen. Auch ist es denkbar, dass die Auswerteeinrichtung eine Ausgabeeinheit, wie beispielsweise einen Bildschirm zur visuellen Ausgabe von Daten, Diagrammen etc., aufweist. Vorteilhaft weist die Auswerteeinrichtung auch eine Speichereinheit, beispielsweise als Ringspeicher ausgeführte Speichereinheit zumindest zur temporären Speicherung von Daten, insbesondere konstanten und variablen Daten und Werten und Ergebnissen etc. auf. Die Auswerteeinrichtung umfasst vorteilhaft zudem auch eine Recheneinheit zur Ermittlung zumindest der Werte des streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes, insbesondere der streckenbezogenen Laufreibungswiderstandswerte. Zum Empfangen von Daten, Werten etc. außerhalb der Eingabeeinheit, weist die Auswerteeinrichtung vorteilhaft eine Empfangs- und Sendeeinheit auf. Über diese Empfangs- und Sendeeinheit können der Auswerteeinrichtung weitere Daten, auch kabellos via Bluetooth, WLAN usw., übertragen werden. Vorteilhaft weist die Empfangs- und Sendeeinheit auch Schnittstellen zur Anbindung von Datenkabeln, wie beispielsweise AUX-Kabeln, HDMI Kabeln usw. auf, sodass auch andere Endgeräte oder USB-Datensticks mit der Auswerteeinrichtung verbunden werden können. Über die Empfangs- und Sendeeinheit der Auswerteeinrichtung ist es zudem denkbar Daten, Werte, Diagramme etc. an andere Endgeräte (kabelgebunden oder Kabellos) zu senden. Auch der Geschwindigkeitssensor, der Antriebssensor und der Materialstromsensor senden deren ermittelte Daten und Werte vorteilhaft über eine kabellose Verbindung an die Auswerteeinrichtung und insbesondere an die Empfangs- und Sendeeinheit der Auswerteeinrichtung. Die übermittelten Daten werden dann vorteilhaft in der Speichereinheit gespeichert und der Recheneinheit übertragen. Es ist zudem denkbar, dass die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinheit zum Vergleich ermittelter IST-Daten/Werte mit hinterlegten SOLL-Daten/Werte aufweist.According to a first aspect of the invention, the belt conveyor system, which is used in particular for transporting bulk goods, has a conveyor belt and at least one drive for driving the conveyor belt and at least one idler roller station comprising at least one idler roller, advantageously three idlers, and a measuring system arranged at a measuring point. According to the invention, the measuring system has at least one speed sensor for determining the conveyor belt speed, a drive sensor for determining the drive power or the drive torque and a material flow sensor for determining the material mass flow. The belt conveyor system according to the invention is characterized in that it has at least one evaluation device for determining a distance-related running friction resistance, in particular during operation of the belt conveyor system. The speed sensor, the drive sensor and the material flow sensor are connected to the evaluation device for data transmission. The evaluation device advantageously has an input unit for the manual input of data by an operator, for example. Data can be entered using a keyboard, a touch panel, voice input, and so on. It is also conceivable that the evaluation device has an output unit, such as a screen for the visual output of data, diagrams, etc. The evaluation device advantageously also has a memory unit, for example a memory unit designed as a ring memory, at least for the temporary storage of data, in particular constant and variable data and values and results etc. The evaluation device also advantageously includes a computing unit for determining at least the values of the distance-related running friction resistance, in particular the distance-related running friction resistance values. In order to receive data, values, etc. outside of the input unit, the evaluation device advantageously has a receiving and transmitting unit. Additional data can be transmitted to the evaluation device via this receiving and transmitting unit, also wirelessly via Bluetooth, WLAN, etc. The receiving and transmitting unit advantageously also has interfaces for connecting data cables, such as AUX cables, HDMI cables, etc., so that other end devices or USB data sticks can also be connected to the evaluation device. It is also conceivable to send data, values, diagrams, etc. to other end devices (wired or wireless) via the receiving and transmitting unit of the evaluation device. The speed sensor, the drive sensor and the material flow sensor also send their determined data and values advantageously via a wireless connection to the evaluation device and in particular to the receiving and transmitting unit of the evaluation device. The transmitted data are then advantageously stored in the storage unit and transmitted to the processing unit. It is also conceivable that the evaluation device has a comparison unit for comparing determined ACTUAL data/values with stored TARGET data/values.
Vorteilhaft kann bei der erfindungsgemäßen Gurtförderanlage ohne zusätzliche Sensoren, insbesondere ohne Kraftsensoren im Fördergurt eine streckenbezogene Bewertung der Laufrollwiderstände bzw. der Laufreibungswiderstände entlang der Förderstrecke während des Normalbetriebes der Gurtförderanlage durchgeführt werden, um lokale Abweichungen des Laufreibungswiderstandes von normalen bzw. zulässigen Werten festzustellen. Ohne zusätzliche Sensoren bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass lediglich die grundlegend bei Gurtförderanlagen zum Einsatz kommenden Sensoren, wie der Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit bzw. der Motordrehzahl, der Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleitung bzw. des Antriebsdrehmomentes und der Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialstromes. Die Ermittlung des streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes erfolgt dabei rein rechnerisch/mathematisch über die Verwendung eines linearen Gleichungssystems, wie nachfolgend noch detaillierter erläutert. Das Ergebnis des streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes wird dann beispielsweise vorteilhaft von einem Serviceteam der Gurtförderanlage zur Vorbereitung von entsprechenden Instantsetzungsmaßnahmen/Wartungsmaßnahmen verwendet, um in schneller und einfacher Weise den fehlerbehafteten und wartungsbedürftigen Streckenabschnitt zu ermitteln. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Ergebnisse der Ermittlung des streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes eine relevante Grundlage für die Modifizierung der Gurtförderanlage insbesondere in Hinblick auf die Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit bieten.Advantageously, with the belt conveyor system according to the invention, without additional sensors, in particular without force sensors in the conveyor belt, a section-related evaluation of the rolling resistance or the running friction resistances along the conveyor section can be carried out during normal operation of the belt conveyor system in order to determine local deviations in the running friction resistance from normal or permissible values. Without additional sensors means in the context of the invention that only the basic sensors used in belt conveyor systems, such as the speed sensor for determining the conveyor belt speed or the engine speed, the drive sensor for determining the drive line or the drive torque and the Material flow sensor for determining the material flow. The distance-related running frictional resistance is determined purely mathematically using a linear system of equations, as explained in more detail below. The result of the route-related running friction resistance is then advantageously used, for example, by a service team of the belt conveyor system to prepare appropriate repair measures/maintenance measures in order to quickly and easily determine the faulty route section that requires maintenance. It is also conceivable that the results of the determination of the distance-related running friction resistance offer a relevant basis for the modification of the belt conveyor system, especially with regard to increasing competitiveness.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes einer sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage, wie zuvor beschrieben, zumindest die folgenden Schritten auf:
- A) Aufteilen der Förderstrecke der Gurtförderanlage in „m“ anlagenspezifischen Teilstrecken, insbesondere mit unterschiedlicher oder auch gleicher Teilstreckenlänge,
- B) Eingabe von konstanten Daten zumindest hinsichtlich der Transportlänge der Gurtförderanlage, der Länge der Teilstrecken, insbesondere auch der Anzahl der Teilstrecken, und der Steigung oder dem Gefälle pro Teilstrecke in die Auswerteeinrichtung,
- C) kontinuierliche Erfassung variierender Daten zumindest hinsichtlich der momentanen Fördergurtgeschwindigkeit, des Materialmassenstroms und der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmomentes,
- D) Bestimmung von Ermittlungsdaten umfassend eine momentane Materialstreckenmasse und eine teilstreckenspezifische Gurtbeladung der gesamten Gurtförderanlage basierend auf dem gemessenen Materialmassenstrom am Messpunkt,
- E) Speicherung der vollständig erfassten variierenden Daten sowie der Ermittlungsdaten in der Auswerteeinrichtung nach jedem Durchlaufen eines definierten Fördergurtabschnittes des Fördergurtes, wobei vorteilhaft jedes Durchlaufen mit fortlaufendem Index „j“ nummeriert ist, und
- F) Berechnen des beladungsabhängigen Laufreibungswiderstandes für jede Teilstrecke und der Leerlaufleistung der Gurtförderanlage durch die Auswerteeinrichtung mittels eines Gleichungssystems unter Verwendung der konstanten Daten, der variierenden Daten und der Ermittlungsdaten.
- A) Dividing the conveyor section of the belt conveyor system into "m" system-specific sections, in particular with different or the same section lengths,
- B) Input of constant data at least with regard to the transport length of the belt conveyor system, the length of the sections, in particular the number of sections, and the incline or decline per section into the evaluation device,
- C) continuous acquisition of varying data at least with regard to the current conveyor belt speed, the material mass flow and the drive power or drive torque,
- D) Determination of determination data comprising a current material line mass and a section-specific belt loading of the entire belt conveyor system based on the measured material mass flow at the measuring point,
- E) storage of the completely recorded varying data and the determination data in the evaluation device after each passage of a defined conveyor belt section of the conveyor belt, each passage being advantageously numbered with a consecutive index “j”, and
- F) Calculation of the load-dependent running friction resistance for each section and the idling power of the belt conveyor system by the evaluation device using an equation system using the constant data, the varying data and the determination data.
Gemäß Schritt A) wird die Förderstrecke zumindest in m>=2 Teilstrecken unterteilt. Dabei wird unter der Förderstrecke derjenige Abschnitt der Gurtförderanlage verstanden, welcher für den Transport des Gutes, insbesondere des Schüttgutes dient und von einem Aufnahmebereich zum Aufnehmen des Schüttgutes zu einem Abwurfbereich zum Abwerfen des Schüttguten (beispielsweise an eine weitere Gurtförderanlage) verläuft. Die Teilstrecken werden dabei je nach Gurtförderanlage festgelegt. Genauer gesagt je nach Aufbau und Verlauf der Gurtförderanlage in Berücksichtigung der geraden Strecken, Kurvenstrecken usw. wird zumindest die Anzahl der Teilstrecken definiert. Vorteilhaft wird auch für jede definierte Teilstrecke deren Streckenlänge/Teilstreckenlänge angegeben. Demnach ist es denkbar, dass die Teilstrecken jeweils eine zueinander unterschiedliche Länge aufweisen können. Es ist auch möglich, dass Teilstrecken zueinander gleiche Teilstreckenlängen aufweisen, insbesondere wenn es sich um im Wesentlich gleiche Teilstrecken, wie gerade Strecken usw. handelt.According to step A), the conveyor section is divided at least into m>=2 sections. The conveyor section is understood to mean that section of the belt conveyor system which is used to transport the goods, in particular bulk goods, and runs from a receiving area for receiving the bulk goods to a discharge area for dropping the bulk goods (e.g. onto another belt conveyor system). The sections are determined depending on the belt conveyor system. More precisely, depending on the structure and course of the belt conveyor system, taking into account the straight sections, curved sections, etc., at least the number of sections is defined. Advantageously, the route length/partial route length is also specified for each defined route section. Accordingly, it is conceivable that the sections can each have a different length from one another. It is also possible for sections to have the same section lengths as one another, in particular if the sections are essentially the same, such as straight sections, etc.
Gemäß Schritt B) erfolgt die insbesondere manuelle Eingabe von konstanten und bekannten Daten in die Auswerteeinheit. Als konstante Daten werden hierbei Daten verstanden, welche sich im Verlauf des Betriebes der Gurtförderanlage nicht ändern bzw. über einen definierten Zeitraum/Zeitabschnitt unveränderte/unveränderbare Werte aufweisen und speziell der betreffenden Gurtförderanlage zuzuordnen sind. Dabei handelt es sich beispielsweise um Daten hinsichtlich der Fördergurtlänge bzw. der Transportlänge der Gurtförderanlage, der Anzahl der Teilstrecken, wie in Schritt A) eingeteilt, und/oder um die Länge der einzelnen Teilstrecken, sowie um die Angabe von Steigungen und/oder Gefällen pro Teilstrecke.According to step B), constant and known data are entered into the evaluation unit, in particular manually. Constant data is understood to mean data that does not change during the operation of the belt conveyor system or has unchanged/unchangeable values over a defined period of time/period of time and can be assigned specifically to the belt conveyor system in question. This is, for example, data regarding the length of the conveyor belt or the transport length of the belt conveyor system, the number of sections, as divided up in step A), and/or the length of the individual sections, as well as the indication of gradients and/or gradients per leg.
Gemäß Schritt C) werden während des Betriebes der Gurtförderanlage kontinuierlich Daten, insbesondere variierende Daten über die vorhandenen Sensoren, wie den Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit, den Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmoments und den Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialmassenstroms ermittelt bzw. erfasst und vorteilhaft der Auswerteeinrichtung übermittelt. Diese variierenden Daten betreffen vornehmlich die gesamte Gurtförderanlage. Um nun insbesondere eine teilstreckenspezifische Gurtbeladung qm bzw. einen teilstreckenspezifischen Massenstrom zu ermitteln bzw. zu bestimmen, insbesondere zu berechnen, erfolgt im Schritt D) eine Berechnung von sogenannten Ermittlungsdaten. Dies sind Daten, welche aus Berechnungen zwischen konstanten Daten und variierenden Daten erzeugt werden. Bei diesen Ermittlungsdaten handelt es sich beispielsweise um eine momentane Materialstreckenmasse (M1, ..., Mm) sowie einer teilstreckenspezifischen Gurtbeladung, welche vorteilhaft mittels einer Gurtbeladungsmatrix q ermittelt wird. Die Ermittlungsdaten betreffen vornehmlich die gesamte Gurtförderanlage und basieren folglich zumindest auf dem gemessenen Materialmassenstrom am Messpunkt, der Fördergurtgeschwindigkeit und der Streckenaufteilung. Die Gurtbeladungsmatrix q ist vorteilhaft als Rechenmodell in der Auswerteeinrichtung hinterlegt. Diese Gurtbeladungsmatrix wird nachfolgend noch genauer erläutert. Die ermittelten bzw. berechneten Werte hinsichtlich der teilstreckenspezifischen Gurtbeladung qm werden nun ebenfalls als variierende Werte/Daten, insbesondere als Ermittlungsdaten, so wie auch alle anderen variierenden Daten, in der Auswerteeinrichtung, insbesondere in deren Speichereinheit, gemäß Schritt E) gespeichert. Die Werte der Materialschwerkraftverteilung (q1, q2, ..., qm) je Förderstrecke lassen sich dabei als Produkt der Materialstreckenmassen (M1, ..., Mm) und Erdbeschleunigung g bestimmen.According to step C), during the operation of the belt conveyor system, data, in particular varying data, is continuously determined or recorded via the existing sensors, such as the speed sensor for determining the conveyor belt speed, the drive sensor for determining the drive power or the drive torque and the material flow sensor for determining the material mass flow and advantageously transmitted to the evaluation device. These varying data primarily affect the entire belt conveyor system. In order to determine or determine, in particular to calculate, a section-specific belt loading q m or a section-specific mass flow, in step D) a calculation of so-called determination data takes place. This is data resulting from calculations between constant data and varying ones data are generated. These determination data are, for example, an instantaneous material section mass (M 1 , . . . , M m ) and a section-specific belt loading, which is advantageously determined using a belt loading matrix q. The determination data primarily relate to the entire belt conveyor system and are therefore based at least on the material mass flow measured at the measuring point, the conveyor belt speed and the section layout. The belt loading matrix q is advantageously stored as a calculation model in the evaluation device. This belt loading matrix is explained in more detail below. The determined or calculated values with regard to the section-specific belt loading q m are now also stored as varying values/data, in particular as determination data, as well as all other varying data, in the evaluation device, in particular in its memory unit, according to step E). The values of the material gravity distribution (q 1 , q 2 , . . . , q m ) per conveying section can be determined as the product of the material line masses ( M 1 , .
Gemäß Schritt F) erfolgt nun abschließend die Berechnung sowohl der beladungsabhängigen Laufreibungswiderstände fi für jede definierte Teilstrecke i=1, ..., m als auch der Leerlaufleistung der gesamten Gurtförderanlage P0 unter Verwendung eines in der Auswerteeinrichtung, insbesondere in der Speichereinheit gespeicherten Gleichungssystems, insbesondere linearen Gleichungssystems. Die Rechenleistung dazu übernimmt vorteilhaft die Recheneinheit der Auswerteeinrichtung.According to step F), the load-dependent running friction resistances f i for each defined section i=1, ..., m as well as the no-load power of the entire belt conveyor system P 0 are then finally calculated using an equation system stored in the evaluation device, in particular in the memory unit , in particular a linear system of equations. The computing power for this is advantageously taken over by the computing unit of the evaluation device.
Vorteilhaft wird folglich mit dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren für einen aktuellen oder auch späteren Zeitpunkt ein vollständiger Verlauf der Fördergurtbeladung entlang der Förderstrecke des Gurtförderbandes mit einer zuvor festgelegten Aufteilung der Förderstrecke in Teilstrecken basierend auf der Massenstrom- und Fördergurtgeschwindigkeit ermittelt und als Datensatz zusammen mit der zeitlich zugeordneten Antriebsleitung bzw. Antriebsmoment oder Antriebskraft erfasst. Durch die Erfassung von mindestens m+1 Datensätzen mit zueinander abweichender Fördergurtbeladung und einer anschließenden Auflösung der erfassten Daten durch das lineare Gleichungssystem lassen sich sowohl die örtlichen streckenspezifischen transportmassenbezogenen Laufreibunsgwiderstände fi, als auch eine beladungsunabhängige Leerlaufleistung P0 der Gurtförderanlage ermitteln. Dabei werden vorteilhaft auch die Reibungsverluste im Gesamtantrieb der Gurtförderanlage berücksichtigt. Es ist zudem anzumerken, dass bei der Verwendung des linearen Gleichungssystems eine lineare Abhängigkeit des Laufreibungswiderstandes von der Transportmasse bzw. dem Massenstrom vorausgesetzt wird.Consequently, with the described method according to the invention, a complete course of the conveyor belt loading along the conveyor section of the belt conveyor belt is advantageously determined for a current or later point in time with a previously defined division of the conveyor section into sections based on the mass flow and conveyor belt speed and as a data set together with the time-associated data Drive line or drive torque or driving force detected. By collecting at least m+1 data sets with conveyor belt loads that differ from one another and then resolving the collected data using the linear system of equations, both the local route-specific running friction resistance f i related to the transport mass and a load-independent no-load power P 0 of the belt conveyor system can be determined. The friction losses in the overall drive of the belt conveyor system are also advantageously taken into account. It should also be noted that when using the linear system of equations, a linear dependency of the running frictional resistance on the transport mass or the mass flow is assumed.
Es ist vorteilhaft denkbar, dass das Gleichungssystem zur Ermittlung des beladungsabhängigen Laufreibungswiderstandsvektors f für jede vollständige Gurtumdrehung erzeugt wird, wobei das Gleichungssystem die entsprechenden Daten hinsichtlich einer Gurtbeladungsmatrix q und eines Gesamtbewegungswiderstandskraftvektors ΔR wie folgt umfasst:
Durch eine mehrfache Überbestimmung des linearen Gleichungssystems, insbesondere bei einer gleichmäßigen Verteilung der ermittelten Datensätze über mindestens eine vollständige Schlaufenumdrehung des gesamten Fördergurtes der Gurtförderanlage wird eine deutliche Erhöhung der Ermittlungs-/Berechnungsgenauigkeit sowohl für die streckenbezogenen Laufreibungswiderstände „fi“ als auch für die beladungsunabhängige Leerlaufleistung „P0“ erreicht.A multiple overdetermination of the linear system of equations, in particular with an even distribution of the determined data sets over at least one complete loop revolution of the entire conveyor belt of the belt conveyor system, results in a significant increase in the determination/calculation accuracy both for the section-related running friction resistances "f i " and for the load-independent no-load power “ P0 ” reached.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird als variierendes Datum für jeden Datensatz „j“ zusätzlich eine momentane Hubleistung „PH,j“ der insgesamt transportierten Materialstrommasse der Gurtförderanlage als Summe der momentanen Hubleistungen (PH,i,j) aller Teilstrecken (i=1, ..., m) ermittelt und in der Auswerteinrichtung gespeichert. Wird bei der Erfassung der Antriebsleistung die fördergurtbeladungsspezifische Hubleistung der momentan geförderten Materialmasse abgezogen oder nach der Ermittlung der streckenspezifischen transportmassenbezogenen Laufwiderstände die örtliche Steigung der Förderstrecke abgezogen, insbesondere berücksichtigt, ist das Ergebnis die von der Hubarbeit „bereinigten“ Laufreibungswiderstände. Diese „bereinigten“ Laufreibungswiderstände dienen bei einer zueinander vergleichbaren Tragrollenabstützung (Tragrollenabstände und Durchmesser, Kurven) und einer vergleichbaren Gurtzugkraft als ein Indiz für einen funktionsfähigen Zustand der Tragrollen im jeweiligen Streckenbereich.According to a further embodiment, an instantaneous lifting capacity "P H , j " of the total transported mass of material flow of the belt conveyor system as the sum of the instantaneous lifting capacities (P H,i,j ) of all sections (i=1, ..., m) determined and stored in the evaluation device. If the lifting power specific to the conveyor belt loading is subtracted from the currently conveyed mass of material when recording the drive power, or if the local incline of the conveyor section is subtracted after determining the running resistance related to the transport mass, the result is the running friction resistance "adjusted" from the lifting work. These "adjusted" running friction resistances serve as an indication of the functional condition of the idlers in the respective track area with a comparable idler support (idler distances and diameters, curves) and a comparable belt tension.
Mit „PH,i,j“ wird vorteilhaft im Rahmen der Erfindung die Hubleistung des Fördergutes auf der Teilstrecke Nr. „i“ zum Zeitpunkt „tj“ angegeben. Des Weiteren wird im Rahmen der Erfindung mit „tj“ der Zeitpunkt beim Durchlaufen des Fördergurtes eines neuen Fördergurtabschnittes ΔL mit fortlaufender Nummer „j“ angegeben. Insbesondere ist mit „ΔL“ im Rahmen der Erfindung die Fördergurtabschnittlänge beim Durchlaufen des Fördergurtes angegeben, um eine neue Erfassung der Messdaten für Gleichungssystem zu erzeugen.Within the scope of the invention, “P H,i,j ” is used to indicate the lifting capacity of the material to be conveyed on section no. “i” at time “t j ”. Furthermore, within the scope of the invention, “t j ” indicates the point in time when the conveyor belt passes through a new conveyor belt section ΔL with the consecutive number “j”. In particular, within the scope of the invention, “ΔL” indicates the conveyor belt section length when the conveyor belt runs through, in order to generate a new recording of the measurement data for the equation system.
Es ist des Weiteren möglich, dass als konstante Daten, insbesondere als konstant annehmbaren Daten zusätzlich die teilstreckenspezifische Gurt- und Tragrollenschwerkraft (q0,i) pro Teilstreckenlänge (L1, ..., Lm) in die Auswerteinrichtung (20) eingegeben werden., insbesondere manuell durch einen Bediener eingegeben werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass konstante Daten auf einem externen Speichermedium, wie beispielsweise einem Datenstick pro Gurtförderanlage erfasst sind und dieses externe Speichermedium dann mit der Auswerteeinheit verbunden wird (LAN oder WLAN), sodass diese Daten dann automatisch oder teilautomatisch (plug and play) auf die Auswerteeinheit übertragen bzw. kopiert werden.It is also possible that as constant data, in particular as constantly acceptable data, the section-specific belt and idler gravity (q 0,i ) per section Back length (L 1 , ..., L m ) are entered into the evaluation device (20). In particular, they are entered manually by an operator. However, it is also conceivable that constant data is recorded on an external storage medium, such as a data stick for each belt conveyor system, and this external storage medium is then connected to the evaluation unit (LAN or WLAN), so that this data is then automatically or semi-automatically (plug and play) transferred or copied to the evaluation unit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Gurtbeladungsmatrix q als jeweilige streckenspezifische Schwerkraftverteilung des Materialmassenstroms qi,j, insbesondere der Gurtbeladung, für jede Teilstrecke i = 1,..,m und für jede Messung j=1,..,nk, und als Quotient des Antriebswirkungsgrades η und der Fördergurtgeschwindigkeit VB,j wie folgt ermittelt wird:
Die fortlaufende Nummer der Teilstrecken wird mit „i = 1, ..., m“ bezeichnet. Die Summe der Teilstrecken „i“ ergibt folglich die Förderstrecke der Gurtförderanlage. Des Weiteren wird im Rahmen der Erfindung mit „qi,j“ die Schwerkraft des Materialmassenstroms für die Strecke „i“ im Datensatz „j“ gekennzeichnet.The sequential number of the sections is denoted by "i = 1, ..., m". The sum of the sections "i" results in the conveying distance of the belt conveyor system. Furthermore, within the scope of the invention, “q i,j ” denotes the gravitational force of the material mass flow for distance “i” in data record “j”.
Dabei ist es denkbar, dass sich die jeweilige Schwerkraft des Materialmassenstroms qi,j als Produkt der jeweiligen streckenspezifischen Masse (M1,j, M2,j,...Mm,j) von Fördermaterial (Materialmasse) und der Erdbeschleunigung g pro Messung j=1, 2, ..., nk während der letzten „n“ vollen Umläufe des Fördergurtes ergibt.It is conceivable that the respective gravitational force of the material mass flow q i,j is the product of the respective section-specific mass (M 1,j , M 2,j ,...M m , j ) of conveyed material (material mass) and the gravitational acceleration g per measurement j=1, 2, ..., nk during the last "n" full revolutions of the conveyor belt.
Mit „n'“ wird im Rahmen der Erfindung vorteilhaft die Anzahl der letzten vollständigen Gurtumläufe, die zur Bewertung der streckenbezogenen Laufwiderstände in dem Gleichungssystem benutzt werden sollen, angegeben.Within the scope of the invention, “n′” is advantageously used to indicate the number of the last complete belt rotations that are to be used to evaluate the distance-related running resistances in the system of equations.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Gesamtbewegungswiderstandskraftvektor ΔR als Quotient der Differenz zwischen der momentanen Antriebsleistung Pj - multipliziert mit dem Antriebswirkungsgrad η - und der momentanen Hubleistung PH,j, sowie der Fördergurtgeschwindigkeit VB,j wie folgt bestimmt wird:
Des Weiteren besteht der zu ermittelnde streckenbezogene Laufreibungswiderstandsvektor f aus für jede Teilstrecke L1, ..., Lm beladungsunabhängigen Faktoren f1,...,fm und der mittleren Leerlaufleistung P0 der gesamten Gurtförderanlage, insbesondere innerhalb der letzten n vollen Fördergurtumläufe:
Für die spezifische Erfassung der variierenden Daten, insbesondere Messdaten, wie beispielsweise dem Massenstrom, der Fördergurtgeschwindigkeit und/oder der Antriebsleistung bzw. des Antriebdrehmomentes ist eine zeitliche Korrektur der Signale und eine darauf basierende korrekte Ableitung der Fördergurtbeladung entlang der Förderstrecke erforderlich. Diese Erfassung, Korrektur und Ableitung sind vorteilhaft durch die Auswerteeinrichtung, insbesondere die Empfangs- und Sendeeinheit, die Recheneinheit und/oder die Vergleichseinheit der Auswerteeinrichtung möglich. Mittels der Auswerteeinrichtung wird vorteilhaft eine zeitliche Abfolge der Datensätze vervollständigt und eine längsspezifische Aufteilung der Gesamtbeladung der Förderstrecke bestimmt. Für die Erfassung der Vielzahl an Datensätzen sowie für die Ermittlung der streckenbezogenen (streckenspezifischen transportmassenbezogenen) Laufreibungswiderstände erfolgt vorteilhaft eine Zwischenspeicherung der vollständigen Datensätze in der Auswerteeinrichtung, insbesondere Speichereinheit der Auswerteeinrichtung. Diese Speichereinheit ist vorteilhaft als Ringspeicher ausgebildet. Bei diesem Ringspeicher wird der älteste Datensatz kontinuierlich mit dem jüngsten (neuesten) Datensatz überschrieben. Infolgedessen bleibt der Ringspeicher immer nur mit den aktuellen Informationen (Daten/Datensätzen) über mindestens eine letzte vollständige Fördergurtumdrehung (Loop) befüllt. Durch eine regelmäßige Abfrage der Speichereinheit, insbesondere des Ringspeichers mit anschließender Bildung der Gurtbeladungsmatrix q und der Auflösung des linearen Gleichungssystems werden die streckenbezogenen Laufreibungswiderstände fi, als auch der beladungsunabhängige Leerlaufleistung P0 ermittelt. Diese ermittelten bzw. berechneten Daten werden dann wiederum - vorteilhaft gemeinsam mit den dazugehörigen Betriebsparametern der Gurtförderanlage - in der Auswerteeinrichtung, insbesondere in der Speichereinheit der Auswerteeinrichtung oder auch in einer separaten Langzeitspeichereinheit der Auswerteeinrichtung gespeichert. Über die Ausgabeeinheit der Auswerteeinrichtung können diese Daten dann - je nach Bedarf - tabellarisch oder auch grafisch angezeigt werden.For the specific acquisition of the varying data, in particular measurement data such as the mass flow, the conveyor belt speed and/or the drive power or the drive torque, a time correction of the signals and a correct derivation of the conveyor belt loading along the conveyor line based on this is required. This detection, correction and derivation are advantageously possible by the evaluation device, in particular the receiving and transmitting unit, the computing unit and/or the comparison unit of the evaluation device. By means of the evaluation device, a chronological sequence of the data sets is advantageously completed and a length-specific distribution of the total load on the conveyor section is determined. In order to record the large number of data sets and to determine the route-related (route-specific, transport mass-related) running friction resistances, the complete data records are advantageously temporarily stored in the evaluation device, in particular the evaluation device's memory unit. This memory unit is advantageously designed as a ring memory. With this ring memory, the oldest data record is continuously overwritten with the youngest (newest) data record. As a result, the ring memory is always only filled with the current information (data/data sets) about at least one last complete revolution of the conveyor belt (loop). The distance-related running friction resistances f i and the load-independent idling power P 0 are determined by regularly querying the storage unit, in particular the ring memory, with subsequent formation of the belt loading matrix q and the resolution of the linear system of equations. These determined or Calculated data are then in turn stored in the evaluation device, in particular in the storage unit of the evaluation device or in a separate long-term storage unit of the evaluation device, advantageously together with the associated operating parameters of the belt conveyor system. This data can then be displayed in tabular or graphic form, as required, via the output unit of the evaluation device.
Es ist denkbar, dass in Hinblick auf eine optimierte Bewertung des aktuellen Zustandes der Laufrollen alle erfassten und/oder ermittelten Daten (konstante Daten und/oder variierende Daten) nach Datum, Durchsatz, Fördergurtgeschwindigkeit und Temperaturbereichen begrenzbar und mit einer Regressionskurve überlagert darstellbar sind.It is conceivable that with regard to an optimized evaluation of the current condition of the rollers, all recorded and/or determined data (constant data and/or varying data) can be limited according to date, throughput, conveyor belt speed and temperature ranges and can be displayed overlaid with a regression curve.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anzahl der vollständigen Datensätze „k“ für die Lösung des linearen Gleichungssystems mindestens den doppelte Wert von „m“ auf und werden folglich einer ganzzahligen Anzahl n der vollständigen Fördergurtumdrehung, insbesondere des vollständigen Fördergurtumlaufes entsprechend in der Auswerteeinrichtung gespeichert.According to a further embodiment, the number of complete data sets "k" for the solution of the linear system of equations has at least twice the value of "m" and is consequently stored in the evaluation device in accordance with an integer number n of the complete revolution of the conveyor belt, in particular of the complete revolution of the conveyor belt.
Es ist demnach vorteilhaft denkbar, dass die in der Auswerteeinrichtung gespeicherte Anzahl an Datensätzen an variierenden Daten mindestens der doppelten Anzahl an Teilstrecken der Förderstrecke für jede zu speichernde Fördergurtumdrehung entspricht, wobei der in der Auswerteeinrichtung gespeicherte zeitlich älteste Datensatz an variierenden Daten kontinuierlich von dem zeitlich jüngsten Datensatz an variierenden Daten überschrieben wird. Diese mehrmalige Bewertung durch das Auflösen eines mehrfach überbestimmten linearen Gleichungssystems, aufgestellt auf der Basis der zeitlich gleichmäßig verteilten Messungen über die letzte vollständige Umdrehung des Fördergurtes der Gurtförderanlage (Loop) führt vorteilhaft zur Erhöhung der Ermittlungsgenauigkeit der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände. Vorteilhaft werden die letzten Messungen derart überlagert, dass Ausreißer, wie beispielsweise lokale Erhöhungen der Laufreibungswiderstände aufgrund von Tragrollenbeschädigungen sicher identifiziert werden können.It is therefore advantageously conceivable that the number of data sets of varying data stored in the evaluation device corresponds to at least twice the number of sections of the conveyor route for each revolution of the conveyor belt to be stored, with the oldest data set of varying data stored in the evaluation device continuously increasing from the most recent Record of varying dates is overwritten. This multiple evaluation by solving a multiply overdetermined linear equation system, based on the measurements over the last complete revolution of the conveyor belt of the belt conveyor system (loop), evenly distributed over time, leads to an advantageous increase in the determination accuracy of the section-related running friction resistances. The last measurements are advantageously superimposed in such a way that outliers, such as local increases in the running friction resistances due to damage to the supporting rollers, can be reliably identified.
Das bedeutet, dass vorteilhaft zur Dopplung oder Vervielfachung der Anzahl an Gleichungen im Gleichungssystem im Vergleich zu der im Gleichungssystem vorhandenen Anzahl an unbekannten Daten die aktuell ermittelten variierenden Daten pro vollständiger Fördergurtumdrehung mit den variierenden Daten einer oder mehreren vorhergehenden vollständigen Fördergurtumdrehung/en überlagert werden.This means that, in order to duplicate or multiply the number of equations in the system of equations compared to the number of unknown data in the system of equations, the currently determined varying data per complete revolution of the conveyor belt is overlaid with the varying data of one or more previous complete revolutions of the conveyor belt.
Es ist des Weiteren anzumerken, dass mit ΔL die Länge des Fördergurtes pro Messung angegeben wird. ΔL weist vorteilhaft eine Vielzahl an Teilstrecken L1, ..., Lm auf und kann auch als Fördergurtmessstrecke bezeichnet werden. Als Vielzahl sind hierbei im Sinne der Erfindung mindestens eine Teilstrecke, vorteilhaft zwei oder mehr Teilstrecken zu verstehen. LB gibt die Gesamtlänge des Fördergurtes an. Mit „k“ wird eine ganzzahlige Anzahl an Fördergurtmessstrecken pro vollständiger Fördergurtlänge LB angegeben bzw. eine Anzahl der erzeugten Datensätze bei einem vollständigen Fördergurtumlauf bzw. einer vollständigen Fördergurtumdrehung.
Genauer gesagt, findet jede Messung vorteilhaft pro Fördergurtmessstrecke statt, wobei der Fördergurt eine Anzahl „k“ an Fördergurtmesstrecken aufweist.More precisely, each measurement advantageously takes place per conveyor belt measurement section, with the conveyor belt having a number “k” of conveyor belt measurement sections.
Es ist denkbar, dass die Ermittlung von streckenbezogenen Laufreibungswiderstandswerten basierend auf variablen Daten zumindest solange erfolgt, bis jeder der definierten Teilstrecken während der letzten vollständigen Fördergurtumdrehung, insbesondere während des letzten vollständigen Fördergurtumlaufes, eine minimale Änderung des Materialmassenstromes (Beladungsänderung) von einem für diese Teilstrecke errechneten Mittelwert, insbesondere im Bereich über 5% der Nominalbeladung, zugeordnet wird. Das bedeutet, dass als relevante Voraussetzung für eine korrekte Auflösung des linearen Gleichungssystems eine minimale Änderung der Fördergurtbeladung des Materialmassenstroms Δqi,min in jeder Teilstrecke „i“ (entspricht den Spalten Nummer in der Gurtbeladungsmatrix q) zwischen den unterschiedlichen Datensätzen „j“ (entspricht den Spalten in der Gurtbeladungsmatrix q) erforderlich ist. Ändert sich der Materialmassenstrom für eine oder mehrere Teilstrecken „i“ nicht, beispielsweise aufgrund eines Leerlaufes, einer Vollbeladung oder auch einer ungünstigen Teilstreckenbeladung, wird die Messen bzw. Datenerfassung verlängert bzw. zeitlich verschoben, sodass jede Teilstrecke „i“ eine minimale Beladungsänderung (Δqi = qi,max - qi,min) von beispielsweise 5% der Nominalbeladung erfährt.It is conceivable that route-related running friction resistance values based on variable data are determined at least until each of the defined sections during the last complete revolution of the conveyor belt, in particular during the last complete revolution of the conveyor belt, there is a minimal change in the material mass flow (load change) from one calculated for this section Mean value, especially in the range above 5% of the nominal load, is assigned. This means that a minimal change in the conveyor belt loading of the material mass flow Δq i,min in each section "i" (corresponds to the column number in the belt loading matrix q) between the different data sets "j" (corresponds to the columns in the belt loading matrix q) is required. If the material mass flow does not change for one or more sections "i", for example due to idling, full loading or an unfavorable loading section, the measurement or data acquisition is extended or postponed so that each section "i" shows a minimal load change (Δq i = q i,max - q i,min ) of, for example, 5% of the nominal load.
Vorteilhaft wird mit „j“ im Rahmen der Erfindung die fortlaufende Nummer der Datensatzaufzeichnung, welche nach einem Durchlaufen eines neuen Fördergurtabschnittes erfolgt, gekennzeichnet. Des Weiteren wird im Rahmen der Erfindung mit „qi,max“ die maximale und mit „qi,min“ die minimale Schwerkraft der Materialmassenstrombelegung für die Strecke „i“ in der Gurtbeladungsmatrix „q“ angegeben.Advantageously, within the scope of the invention, the consecutive number of the data record recording, which takes place after a new conveyor belt section has been passed through, is identified with “j”. Furthermore, within the scope of the invention, “q i,max ” indicates the maximum and “q i,min ” indicates the minimum gravity of the material mass flow occupancy for distance “i” in the belt loading matrix “q”.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Addition der transportierten Massenmengen einer definierten Anzahl an benachbarten Teilstrecken sowie eine Mittelung der gemessenen Werte hinsichtlich der momentanen Antriebsleistung Pj und der momentanen Fördergurtgeschwindigkeit VB, um ein reduziertes Gleichungssystem zu erstellen. Bei der Addition der transportierten Materialmasse der definierten Anzahl an Teilstrecken ist es denkbar zumindest zwei zueinander benachbarte Teilstrecken zu addieren, insbesondere paarweise die Teilstrecken, Beispielsweise L1+L2,..., Lm-1 +Lm zu addieren.According to a further embodiment, the transported mass quantities of a defined number of adjacent sections are added and the measured values with regard to the instantaneous drive power P j and the instantaneous conveyor belt speed V B are averaged in order to create a reduced system of equations. When adding the transported mass of material to the defined number of sections, it is conceivable to add at least two sections that are adjacent to one another, in particular to add the sections in pairs, for example L 1 +L 2 , . . . , L m−1 +L m .
Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu der Gurtförderanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.All the advantages that have already been described for the belt conveyor system according to the first aspect of the invention result from the method described.
Gemäß einem weiteren alternativen Verfahren ist es möglich die Fördergurtgeschwindigkeit der Gurtförderanlage zumindest zeitweise mit einer definierten Periodizität sinusförmig oder zick-zack-förmig oder rampenförmig zu ändern. Durch die folglich erzeugten Änderungen in der Fördergurtbelegung (Materialmassenstrom) wird eine erhöhte Ermittlungsgenauigkeit für die Bestimmung der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände mit gewünschter Anzahl und Aufteilung an Teilstrecken erreicht.According to a further alternative method, it is possible to change the conveyor belt speed of the belt conveyor system at least temporarily with a defined periodicity in a sinusoidal or zigzag manner or in the form of a ramp. The resulting changes in the conveyor belt occupancy (material mass flow) result in increased determination accuracy for determining the section-related running friction resistances with the desired number and distribution of sections.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Grafische Darstellungen zum erfindungsgemäßen Verfahren einer im Betrieb befindlichen erfindungsgemäßen Gurtförderanlage werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 eine Ausführungsform einer Aufteilung einer Förderstrecke einer erfindungsgemäßen Gurtförderanlage, -
2 einen Ausführungsform einer grafischen Darstellung erfasster variabler Daten, und -
3 einen Ausführungsform einer grafischen Darstellung ermittelter/berechneter Daten pro Teilstrecke.
-
1 an embodiment of a division of a conveyor section of a belt conveyor system according to the invention, -
2 an embodiment of a graphical representation of captured variable data, and -
3 an embodiment of a graphical representation of determined/calculated data per leg.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
In der
In der
Um eine vereinfachte Umrechnung des anfänglichen linearen Gleichungssystems mit „m“-Teilstrecken (in der
Auch wenn die ermittelte Genauigkeit der Bestimmung der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände nicht ausreichend ist, beispielsweise, weil die Streuung der ermittelten Werte/Daten über mehrere Fördergurtumdrehungen zu hoch ist, ist es vorteilhaft, die oben bereits beschriebene reduzierte Auflösung der Teilstrecken durchzuführen. Wie zuvor erwähnt werden dabei zwei oder mehr nebeneinanderliegende Teilstrecken zusammengefasst, wodurch sich vorteilhaft die Anzahl der unbekannten Variablen auf m/2+1, m/3+1, usw. sowie auch die entsprechende Anzahl der Datensätze auf k/2, k/3, usw. reduziert. Vorteilhaft führt eine Auflösung eines entsprechend reduzierten linearen Gleichungssystems zur genaueren Bestimmung der Kennzahlen der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände der beschriebenen „vergrößerten“ (zusammengefassten) Teilstrecken. Dies kann weiterhin vorteilhaft zur präzisen Bewertung der Änderungen der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände über die Zeit, die Temperatur und/oder der Fördergurtbeladung (Materialmassenstrom) oder auch zur Bewertung des Zustandes der Tragrollen verwendet werden.Even if the accuracy determined for determining the section-related running friction resistances is not sufficient, for example because the scatter of the determined values/data over several conveyor belt revolutions is too high, it is advantageous to carry out the reduced resolution of the sections already described above. As previously mentioned, two or more adjacent sections are combined, which advantageously reduces the number of unknown variables to m/2+1, m/3+1, etc., as well as the corresponding number of data sets to k/2, k/3 , etc. reduced. Advantageously, solving a correspondingly reduced system of linear equations leads to a more precise determination of the characteristics of the section-related running friction resistances of the “enlarged” (summarized) sections described. This can also be used to advantage for the precise evaluation of the changes in the section-related running friction resistances over time, the temperature and/or the conveyor belt loading (material mass flow) or also for evaluating the condition of the idlers.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Gurtförderanlagebelt conveyor system
- 22
- Förderstreckeconveyor line
- 33
- Messpunktmeasuring point
- 44
- Eingabepunktentry point
- 55
- Abwurfübergabepunkt drop transfer point
- 1010
- Fördergurtconveyor belt
- 1111
- Antriebdrive
- 1212
- Tragrollenstationidler station
- 1313
- Tragrollesupport roller
- 1414
- Messpunktmeasuring point
- 2020
- Auswerteeinrichtung evaluation device
- fifi
- streckenspezifischer Laufreibungswiderstand/streckenbezogene Laufreibungswiderstandskennzahltrack-specific running friction resistance/track-related running friction resistance index
- L1, ..., LmL1, ..., Lm
- Länge der einzelnen Teilstrecken entlang der Gurtförderanlage Length of the individual sections along the belt conveyor system
- LRRLRR
- streckenbezogener Laufreibungswiderstanddistance-related running friction resistance
- LRR,4LRR,4
- streckenbezogener Laufreibungswiderstand bei vier TeilstreckenDistance-related running friction resistance for four sections
- LRR,8LRR,8
- streckenbezogener Laufreibungswiderstand bei acht TeilstreckenDistance-related running friction resistance for eight sections
- LRR, 16LRR, 16
- streckenbezogener Laufreibungswiderstandbei sechzehn Teilstreckendistance-related running friction resistance at sixteen partial distances
- mm
- Anzahl der Teilstrecken an der GurtförderanlageNumber of sections on the belt conveyor system
- Mi, Mi - MiWed, Wed - Wed
- Materialmassen je TeilstreckeMaterial masses per section
- nAn / A
- Antriebsdrehzahlinput speed
- PP
- Antriebsleistungdrive power
- PHPH
- Hubleistunglifting capacity
- P0P0
- Leerlaufleistung der gesamten Gurtförderanlage, die alle Antriebsleistungsverluste und das Produkt aller beladungsunabhängigen Laufwiderstände mit der Fördergurtgeschwindigkeit beinhaltetNo-load power of the entire belt conveyor system, which includes all drive power losses and the product of all load-independent running resistances with the conveyor belt speed
- QSQA
- Materialmassenstrom am Fördergurt im Messbereich des MassenstromsensorsMaterial mass flow on the conveyor belt in the measuring range of the mass flow sensor
- qxqx
- Materialmassenstrombelegung an der Längskoordinate xMaterial mass flow occupancy at the longitudinal coordinate x
- SS
- Sensoren/Messsystemsensors/measuring system
- TRRTRR
- Relative totale Laufreibungswiderstand TRR der gesamten Gurtförderanlage, ermittelt als Verhältnis der Laufwiderstandskrafterhöhung zur Schwerkraft der momentan transportierten Materialmasse Relative total running friction resistance TRR of the entire belt conveyor system, determined as the ratio of the increase in running resistance force to the gravity of the material mass currently being transported
- VBvb
- Fördergurtgeschwindigkeitconveyor belt speed
- xx
- Längskoordinate entlang der Gurtförderanlage von dem EingabepunktLongitudinal coordinate along the conveyor from the input point
- xSxS
- Abstand des Massenstromsensors entlang der GurtförderanlageDistance of the mass flow sensor along the belt conveyor
- ΔRΔR
- Gesamtbewegungswiderstandskraftvektortotal motion drag force vector
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102015212267 A1 [0005]DE 102015212267 A1 [0005]
- DE 102007002015 A1 [0005]DE 102007002015 A1 [0005]
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|---|---|---|---|
| R082 | Change of representative |
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