BE1027170B1 - Verfahren und Einrichtung zum automatisierbaren Betrieb einer insbesondere im Tagebau eingesetzten Bandförderanlage - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betreiben einer wenigstens zwei Abbau- und/oder Fördergeräte (100, 105, 120) aufweisenden Förderanlage zum Abtransport von an einer Abbaustätte (147) abgebautem, schüttfähigem Material, wobei zwischen den wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräten (100, 105, 120) jeweils Übergabepunkte (165, 170) zur Übergabe von gefördertem Material angeordnet sind, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass räumliche Positionen und/oder Ausrichtungen von wenigstens zwei an einem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräten (100, 105, 120) sensorisch (180, 185, 190, 195, 197) ermittelt werden und dass die wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) auf der Grundlage der ermittelten räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen so angesteuert werden (215), dass die Positionen bzw. Ausrichtungen der wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes (165, 170) angepasst werden.
Description
Beschreibung Verfahren und Einrichtung zum automatisierbaren Betrieb einer insbesondere im Ta- gebau eingesetzten Bandförderanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Übergabe von schüttfähigem Material an vorwiegend im Tagebau eingesetzten, mobilen und/oder stationären Bandfördergeräten bzw.
Bandfördermaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gegenstand der vor- liegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, ein maschinenlesbarer Datenträger zur Speicherung des Computerprogramms und eine Einrichtung, mittels derer das erfin- dungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
Stand der Technik
Der Materialstrom im Umfeld einer im Tagebau eingesetzten, kontinuierlich arbeitenden Bandförderanlage wird in an sich bekannter Weise an Übergängen zwischen Material führen- den, mobilen und/oder stationären Fördergeräten übergeben.
Dabei erfolgt eine freie Über- gabe des Materialstroms an sogenannten Transferpunkten mittels geeigneter Fördererüber- gaberutschen oder auch als freie Übergaben ohne Materialführung.
Mittels der Fördergeräte wird das von einem Abbau- bzw.
Abraumbagger, z.B. einem Schaufelradbagger, an einer Abbaufront einer Abbaustätte abgebaute Material bzw.
Schüttgut meist an mobile Band- brücken oder Bandwagen oder dergleichen und letztlich an ein schienengebundenes oder fahrwerkgestütztes Transportsystem mit einer Fahrschiene bzw. einem an einem Strossen- band angeordneten Schüttgutwagen (schienengebunden oder fahrwerkgestützt), oder an Transportfahrzeuge wie z.B. autonome oder nicht-autonome Muldenkipper, zum Weitertrans- port übergeben.
Zur Automatisierung einer möglichst sicheren Übergabe des Materialstroms an den jeweili- gen Transferpunkten ist es erforderlich, in Abhängigkeit von vorliegenden kinematischen Freiheitsgraden der jeweils beteiligten Fördergeräte, die Fördergeräte relativ zueinander prä- zise auszurichten.
Die sich daraus ergebenden, notwendigen Justierungsaufgaben werden im Stand der Technik meist von Zusatzpersonal durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Materialstrom auch während eines translatorischen Bewegungsablaufs mehrerer Förderge- räte eines jeweils vorliegenden Geräteverbunds dauerhaft und verlustfrei an das jeweils nachfolgende Fördergerät einer gesamten Förderanlage übergeben wird.
Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Ermöglichung eines möglichst kontinuierli- chen Materialstroms bei einer hier betroffenen, an einer Abbaustätte angeordneten Förder- bandanlage, insbesondere an genannten Übergabepunkten zwischen wenigstens zwei För- dergeräten, eine automatische Anpassung der an den Übergabepunkten (sog „Transfer Points“) angeordneten Fördergeräte durch eine Steuerung oder Regelung relevanter Frei- heitsgrade bezüglich der örtlichen Position der an einem Transferpunkt beteiligten Förderge- räte und/oder bevorzugt der horizontalen (Winkel-)Ausrichtung der so beteiligten Fördergerä- te vorzunehmen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung werden sensorisch ermittel- te und/oder modellbasiert abgeleitete Orts- bzw. Winkeldaten der beteiligten Fördergeräte für die erforderliche, präzise Ausrichtung an den jeweiligen Übergabepunkten der hier betroffe- nen Fördergeräte möglichst in Echtzeit verarbeitet.
Gemäß einem Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens kann das Verfahren prozessual in die folgenden drei technischen Teilbereiche unterteilt werden:
1. Gemäß einem ersten prozessualen Teilbereich erfolgt eine sensorische Echtzeit-Er- fassung von örtlichen Positionen und/oder Winkelausrichtungen der an wenigstens einem Übergabepunkt beteiligten Abbau-/Fördergeräte. Diese Geräte betreffen be- vorzugt einen an einer Abbaufront bzw. Abraumkante lokal vorliegenden Gerätever- bund einer hier betroffenen Abbau- bzw. Förderanlage. Die sensorische Erfassung kann dabei mittels Radar anhand wenigstens eines Referenzobjektes, z.B. eines Re- flektor-Rings, mittels „LiDar“ (= light detection and ranging), mittels an sich bekannter Transpondertechnik nach dem „Time of Flight“-Prinzip oder dergleichen oder mittels an sich bekannter Kameratechnik erfolgen.
Die Erfassung kann alternativ oder zusätzlich anhand von mittels satellitenbasierter GNSS-Positionserfassung von an den jeweiligen Übergabepunkten vorliegenden Ma- terialabwurf- und Materialaufnahmebereichen der beteiligten Fördergeräte erfolgen. Aus Präzisionsgründen kommt hier bevorzugt ein D-GPS (Differential GPS) Positi- onserfassungssystem zum Einsatz.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlung der jeweiligen Übergabepunkte auch modellbasiert, zum Beispiel anhand geräteimmanenter Positions- und/oder Betriebs-
daten, z.B. mittels geeigneter Winkelencoder oder mittels einer außerhalb der Förder- geräte angeordneten optischen Bilderkennung erfolgen.
2. Gemäß einem zweiten prozessualen Teilbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens werden geeignete Prozessgrößen für den Betrieb der vorliegenden Förderanlage er- mittelt, mittels derer die Position bzw. horizontale Ausrichtung der beteiligten Förder- geräte in Bezug auf die jeweiligen Übergabepunkte möglichst präzise angepasst wer- den kann. Dabei kann eine übergeordnete Abbauprozessplanung von jeweils nachfol- genden Arbeitsschritten bzw. eine entsprechende Bahnplanung des Abbaubaggers bzw. der zumindest lokal vorliegenden Fördergeräte, ggf. Geräteverbund-übergrei- fend, im Voraus berechnet werden.
Ein bei der Prozessplanung bevorzugt vorliegendes Modell für den gesamten Abbau- prozess kann dabei auch eine Umfeld-Erkennung an der Abbaufront einer vorliegen- den Abraummaschine (z.B. eines Schaufelradbaggers) sowie von in der Umgebung der Abraummaschine beteiligten Fördergeräten umfassen, und zwar einschließlich et- wa vorhandener Böschungsgeometrien und/oder möglicher Hindernisse im Bereich der Abbaufront.
3. Gemäß einem dritten prozessualen Teilbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Steuerung des gesamten Geräteverbunds der vorliegenden Förderanlage anhand geeigneter Fahrbefehle und/oder Schwenk- bzw. Hebebewegungen der be- teiligen Abbau-/Fördergeräte, und zwar mittels einer übergeordneten Steuerlogik bzw. eines entsprechenden Steueralgorithmus‘.
Die Steuerlogik bzw. der Steueralgorithmus ist bevorzugt modular aufgebaut, so dass eine Erweiterung sowie Vereinfachung der an dem Geräteverbund beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte durch entsprechende Parametrisierung möglich ist. So kann eine Verringerung der Anzahl der Fördergeräte und/oder der jeweiligen Freiheitsgrade pro Fördergerät erfolgen. Zusätzlich können Einzelgeräte an weitere Geräte situativ be- dingt vereinfacht „angedockt“ werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens können die genannte Logik bzw. der Algorithmus regelungsbasiert sein, wobei das Steuerungsverhalten des gesamten Geräteverbunds in einer Regelungsstruktur abgebildet wird und somit nicht für alle Betriebs- situationen der Förderanlage starr vorgegeben wird. Der entsprechende Regelungsalgorith- mus kann zusätzlich generisch oder auch selbstlernend ausgebildet sein, z.B. mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks (KNN). Die automatische Anpassung von wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräten kann somit mittels einer Steuerung und/oder Regelung relevanter Freiheitsgrade bei der Bewegung der wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes er- folgen. Als relevante Freiheitgrade können dabei die Position der an dem jeweiligen Überga- bepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte und/oder die horizontale und/oder vertikale Ausrichtung der an dem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte zu- grunde gelegt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass das vorgeschlagene Verfahren auch zur Steuerung einer Förderanlage eingesetzt wird, wobei mittels einer geeigneten Sen- sorik oder mittels einer modellbasierten Simulation festgestellt wird, ob bei einer sich verän- dernden Materialaufgabe die Geschwindigkeit des Fördervorgangs verändert oder angepasst werden muss. Eine solche Anpassung kann insbesondere im Hinblick auf die sichere Mate- rialübergabe an den jeweiligen Übergabepunkten und/oder im Hinblick auf etwa nachfolgen- de Klassier- und/oder Zerkleinerungsprozesse erfolgen. Denn ein relativ grobes Abraumma- terial verlangsamt den Zerkleinerungsprozess, wohingegen ein relativ feines Aufgabemateri- al eine etwa nachfolgende Brechanlage aufgrund der zu langsamen Geschwindigkeiten der Aggregate der Brechanlage mit Material überschütten kann.
Es ist hierbei anzumerken, dass auch bestehende, mittels einer Sensorik zumindest teilweise automatisierte Förderanlagen anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens noch nachträglich erheblich verbessert werden können, insbesondere bei der Durchführung einer genannten Prozesssimulation.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann dabei vorgesehen sein, dass anhand von sensorisch ermittelten, räumlichen Positionen und/oder Ausrichtungen von wenigstens zwei an einem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräten mittels einer Modellrech- nung geeignete Orts- und/oder Winkeldaten der an dem jeweiligen Übergabepunkt beteilig- ten Abbau- bzw. Fördergeräte berechnet werden, anhand derer eine präzise Ausrichtung der Abbau- bzw. Fördergeräte im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes durchgeführt wird. Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Anpassung von räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen der wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes regelungsbasiert erfolgt, wobei das Regelungs- bzw. Steue- rungsverhalten der wenigstens zwei an einem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte in einer Regelungsstruktur abgebildet wird. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die regelungsbasierte Anpassung der räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen der wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes mittels eines selbstlernenden Algorithmus‘ erfolgt.
5 Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerung der wenigstens zwei an einem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte in Abhängig- keit von einer sich verändernden Geschwindigkeit des Fördervorgangs erfolgt.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann zur Durchführung bei einer einen Abbaubagger, we- nigstens einen Förderbrückenwagen und einen Schüttgutwagen aufweisenden Bandförder- anlage vorgesehen sein, dass bei der Ansteuerung von wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräten als Steuergrößen die Vorschubge- schwindigkeit und der Rotationswinkel des Förderbrückenwagens in Bezug auf einen Entla- deausleger des Abbaubaggers und die Position des Schüttgutwagens herangezogen wer- den. Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Abbaubag- gers in Richtung der jeweiligen Abbaustätte so vorgegeben wird, dass die Bandförderanlage insgesamt optimal ausgelastet ist.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt kann schließlich vorgesehen sein, dass ein erster Mate- rialfluss in einem ersten Beförderungssystem der Bandförderanlage und ein zweiter Material- fluss in einem zweiten Beförderungssystem der Bandförderanlage sensorisch erfasst werden und dass bei einer vorliegenden Abweichung des ersten und des zweiten Materialflusses ei- ne geeignete Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit des Abbaubaggers vorgenommen berechnet wird, durch welche die vorliegende Abweichung ausgeglichen wird.
Die erfindungsgemäß ebenfalls vorgeschlagene Einrichtung ist eingerichtet, eine hier betrof- fene Förderanlage, insbesondere die räumliche Bewegung und/oder räumliche Ausrichtung der jeweils beteiligten Fördergeräte während des Abbau- bzw. Abraumprozesses, mittels des vorgeschlagenen Verfahrens weitgehend automatisiert zu steuern.
Gemäß einem Aspekt kann die vorgeschlagene Einrichtung eine Sensorik zur Ermittlung von räumlichen Positionen und/oder Ausrichtungen von an einem jeweiligen Übergabepunkt be- teiligten Abbau- bzw. Fördergeräten, ein Berechnungsmodul zur Durchführung einer Planung des Abbauprozesses an der Bandförderanlage anhand der ermittelten räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen und auf der Grundlage eines Datenmodells des Abbauprozesses, sowie eine Steuerung und/oder Regelung zur Ansteuerung bzw. geregelten Ansteuerung der an dem jeweiligen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte anhand des geplanten Abbauprozesses aufweisen.
Die Erfindung kann insbesondere in einer vorwiegend oberirdisch in einem (Über-)Tagebau zum Erz- oder Braunkohleabbau, prinzipiell aber auch unterirdisch in einem Untertagebau zur Erz-, Steinkohle-, Sand- oder Steingewinnung einsetzbaren Abbau- bzw. Förderanlage zur Anwendung kommen. Auch ist eine Anwendung bei Abbau- bzw. Förderanlagen zur Ge- winnung von schüttfähigen Rohstoffen für die Zementherstellung, oder auch bei anderen in- dustriellen Anlagen, bei denen schüttfähige Materialien oder Stoffe über relativ weite Stre- cken mittels einer hier betroffenen Förderbandtechnik gefördert werden müssen, entspre- chend eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ab- läuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elek- tronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemä- he Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Compu- terprogramms auf eine Einrichtung bzw. ein entsprechendes elektronisches Steuergerät wird die erfindungsgemäße Einrichtung erhalten, welches eingerichtet ist, um eine hier betroffene Bandförderanlage mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben bzw. den ent- sprechenden Förderbetrieb zu steuern. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen sind identische oder funktional gleich- wirkende Elemente bzw. Merkmale mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläutern- den Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in ande- ren Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegen- den Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine typische räumliche Anordnung ei- nes Abraum- bzw. Schaufelradbaggers zusammen mit entsprechenden För- dergeräten an einer Abbau- bzw. Abraumkante eines Erzlagers, einschließlich einer erfindungsgemäßen Sensorik.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung anhand eines kombinierten Fluss-/Blockdiagramms. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, sensorbasierten Si- mulationsberechnung zum automatisierten Betrieb einer hier betroffenen För- deranlage. Beschreibung von Ausführungsbeispielen Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer hier betroffenen Förderanlage sowie eine entsprechende Steuereinrichtung werden nachfolgend am Ausführungsbeispiel einer bei der Erzgewinnung mittels eines Schaufelradbaggers eingesetzten oberirdischen Förder- anlage beschrieben. Das Verfahren und die Einrichtung können allerdings auch bei ander- weitig eingesetzten oberirdischen oder unterirdischen Abbau-/Förderanlagen z.B. zur Erz-, Kohle-, Sand- oder Steingewinnung entsprechend eingesetzt werden.
Eine hier betroffene Förderanlage besteht meist aus mehreren, mit einem Abraumbagger zusammenarbeitenden Materialfördergeräten. Die räumliche Anordnung bzw. Ausrichtung der Fördergeräte zueinander und relativ zu dem Abraumbagger während eines Abbauvor- gangs bzw. Abbauprozesses kann rechnerisch modelliert werden. Der für die Modellierung am meisten beeinflussbare Prozessanteil stellt dabei die genaue Positionierung und räumli- che Ausrichtung von zwischen dem Abraumbagger und einem Schüttgutwagen angeordne- ten Förderbrücken bzw. Förderbrückenwagen dar.
Die Figur 1 zeigt eine beispielhafte Geräteanordnung bzw. einen Geräteverbund aus einem an einer Abbaufront 117 angeordneten Abraumbagger („excavator“) 100, vorliegend einem Schaufelradbagger für den Tagebau, einem Förderbrückenwagen („belt wagon“) 105 mit ei- nem Zuladeausleger („receiving boom”) 110 und einem Entladeausleger („discharge boom”) 115, sowie einem in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einer Fahrschiene angeord- neten Schüttgutwagen („hopper car“) 120.
Es ist hierbei anzumerken, dass der Geräteverbund aus dem Schaufelradbagger 100 und dem Förderbrückenwagen 105 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes Beförde- rungssystem gemäß der Strichelung 125 und dass der auf der Fahrschiene verfahrbare Schüttgutwagen 120 ein entsprechend zweites Beförderungssystem gemäß der Strichelung 130 darstellen. Das erste Beförderungssystem 125 dient somit im Wesentlichen zum abbau- nahen Abtransport des Schüttguts und das zweite Beförderungssystem 130 mit dem Schütt-
gutwagen 120 zur weiteren Beförderung des bereits abgebauten Schüttguts an eine relativ weit entfernte Verladestelle, beispielsweise zur Verladung des Schüttguts auf ein Transport- fahrzeug, z.B. einen Lastwagen, oder ein weiteres Schienenfahrzeug, z.B. einen Güterzug.
Es ist ferner anzumerken, dass der Schaufelradbagger 100, gemäß einer alternativen Gerä- teanordnung bzw. gemäß einem alternativen Anwendungsszenario, den Schüttgutwagen 120 auch direkt mit Schüttgut beschicken kann, wobei in diesem Szenario kein Förder- brückenwagen 105 dazwischen angeordnet ist.
Der Schaufelradbagger 100 weist in an sich bekannter Weise ein, in der horizontalen Boden- ebene (= Zeichenebene) sowie meist auch senkrecht dazu, an einem ersten Förderausleger 133 drehbar gelagertes Schaufelrad 135 auf. Durch eine horizontale Querbewegung des ers- ten Förderauslegers 133 und damit auch des Schaufelrades 135 entsprechend einer ersten Pfeilrichtung 140 sowie einen Vorschub des Schaufelrades 135, bzw. entsprechend des Ab- raumbaggers 100, in einer zweiten Pfeilrichtung 145 an einer sogenannten „Abraumkante“ 147 wird schüttfähiges Material abgebaut bzw. abgeräumt. Das von dem Schaufelradbagger 100 abgebaute Schüttgut wird über ein an dem ersten För- derausleger 133 angeordnetes erstes Förderband 150 an einer an dem Schaufelradbagger 100 vorgesehenen fixen Übergabe- bzw. Verbindungsstelle 155 einem an einem zweiten Förderausleger 157 angeordneten, materialabführenden zweiten Förderband 160 zugeführt. An einem ersten Übergabepunkt (TP1) 165 erfolgt die Übergabe des von dem Schaufelrad- bagger 100 gelieferten Schüttguts an den Förderbrückenwagen 105. Der nicht fixe Übergang an dem Übergabepunkt (TP1) 165 des Schaufelradbaggers 100 muss während des Abbau- bzw. Abraumbetriebs des Schaufelradbaggers 100, d.h. insbesondere bei einem Vorschub des Abraumbaggers in der zweiten Pfeilrichtung 145 bei einer gleichzeitigen Rotationsbewe- gung des Schaufelrads, fortwährend mit dem Zuladeausleger 110 des Förderbrückenwagens 105 möglichst in räumliche Übereinstimmung gebracht werden, damit bei der Übergabe kein Schüttgut von dem zweiten Förderband 160 und/oder dem Zuladeausleger 110 herunterfällt und damit für den Abbauprozess verloren geht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt auch der Übergabepunkt des Entladeausle- gers 115 des Förderbrückenwagens 105 an den Schüttgutwagen 120 einen zweiten, eben- falls nicht fixen Übergabepunkt (TP2) 170 dar, da der Schüttgutwagen 120 in der Vorschub- richtung 145 des Schaufelradbaggers 100 auch entsprechend nachgeführt werden muss.
Es ist hierbei hervorzuheben, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Zuladeaus- leger 110 und der Entladeausleger 115 des Förderbrückenwagens 105 an einem Auflieger 175 drehbar gelagert und fix miteinander verbunden sind und somit nicht unabhängig vonein- ander horizontal beweglich sind.
Es ist allerdings anzumerken, dass die vorliegende Erfindung grundsätzlich auch Anwen- dungsszenarien umfasst, in denen der Zuladeausleger 110 und der Entladeausleger 115 des Förderbrückenwagens 105 an dem Auflieger 175 relativ zueinander (ver-)drehbar gelagert sind. Es ist dabei zudem hervorzuheben, dass die vorliegende Erfindung alle möglichen Kon- stellationen hier betroffener Fördergeräte umfasst, wobei zumindest ein aktorischer und/oder sensorischer Zugriff auf die wesentlichen, beweglichen Freiheitsgrade der jeweils betroffe- nen Geräte erforderlich ist.
Die jeweils freie Übergabe des Schüttguts an den in dem vorliegenden Ausgangsbeispiel zwei Übergabepunkten (TP1) 165 und (TP2) 170 erfordert somit während des Vorschubs des Schaufelradbaggers 100 in der zweiten Pfeilrichtung 145 eine stetige Anpassung bzw. Nachjustierung der jeweiligen beiden Übergabepunkte 165, 170, und zwar zwischen dem Schaufelradbagger 100 und dem Förderbrückenwagen 105 einerseits und zwischen dem Förderbrückenwagen und dem Schüttgutwagen 120 andererseits. Der Schüttgutwagen 120 stellt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein schienengebundenes Transportfahrzeug eines entsprechenden Schienennetzes 172 dar.
Es ist hierbei anzumerken, dass anstelle des Schienennetzes 172, und zwar zum Weiter- transport von abgebautem Schüttgut aus der Abbaufront 117 bzw. aus dem genannten, zweiten Beförderungssystem 130 heraus, auch ein als Gurtbandförderer ausgebildetes Strossenband oder ein Transportfahrzeug, z.B. ein autonom oder nicht-autonom betriebener Muldenkipper, vorgesehen sein kann.
Hinzu kommt, dass die gesamte Förderanlage zu ihrem optimalen Betrieb auch eine optima- le Auslastung des ersten Beförderungssystems 125 und des zweiten Befôrderungssystem 130 erfordert. Zusätzlich zu dem Erfordernis, dass es möglichst keine Abraumverluste an den jeweiligen Übergabepunkten 165, 170 geben darf, muss daher auch die Lastverteilung in der gesamten Förderanlage möglichst homogen erfolgen. Gleichzeitig dürfen für die jeweili- gen Fördergeräte jeweils zulässige, maximale Abraummengen bzw. entsprechende Abraum- gewichte nicht überschritten werden.
Es ist hierzu anzumerken, dass eine solche Lastaufteilung des Materialstroms bevorzugt erst hinter einem genannten Abraumbagger 100 (oder einem mobilen Brecher oder dergleichen) durchgeführt wird, und zwar in dem Bereich einer hier betroffenen Förderanlage, in dem ein vorliegender Materialstrom vom abgebautem bzw. abgeräumten Schüttgut über genannte Fördergeräte und entsprechende Übergabepunkte hinweg gefördert wird.
Die genannten Erfordernisse beim Betrieb einer in Figur 1 gezeigten Förderanlage können anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung, welche mittels einer geeig- neten Sensorik sowie einer genannten Modellrechnung eine Automatisierung der Anpassung der jeweiligen Übergabepunkte ermöglicht, gelöst werden. Die Genauigkeit der entsprechend erforderlichen, dynamischen Anpassung der Position bzw. Ausrichtung der jeweils vorliegen- den Fördergeräte kann zudem durch ein lernfähiges Verfahren, z.B. mittels eines künstlichen neuronalen Netzes (KNN), zusätzlich verbessert werden.
Die genannte Sensorik umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an den jeweiligen Übergabepunkten (TP1, TP2) 165, 170 angeordnete, jeweils zusammenwirkende Transpon- derpaare 180, 185 und 190, 195. Der erste Transponder 180 ist dabei an dem zweiten För- derausleger 157 des Schaufelradbaggers 100 und der zweite Transponder 185 an dem Zula- deausleger 110 des Förderbrückenwagens 105 angeordnet. Der dritte Transponder 190 ist an dem Entladeausleger 115 des Förderbrückenwagens 105 und der vierte Transponder 195 an dem Schüttgutwagen 120 angeordnet. Die Transponderpaare 180 - 195 können entweder durch jeweils zwei aktive Transponder, d.h. zwei mit einer eigenen Energieversorgung aus- gestattete Transponder, oder durch jeweilige Kombination eines aktiven und eines passiven Transponders gebildet sein. Mittels der Transponder kann automatisch festgestellt werden, ob die beiden Endbereiche der an einem Übergabepunkt 165 oder 170 beteiligten Förderge- räte 100, 105, 120 ausreichend nahe zueinander bzw. übereinander liegen, damit bei der Übergabe kein Schüttgut aus der Förderanlage verloren geht.
Es ist zudem anzumerken, dass die genannte Modellierung einer vorliegenden Betriebssitua- tion eines hier betroffenen Geräteverbunds bevorzugt sowohl absolut messende Positions- sensoren als auch relativ messende Sensoren voraussetzt. Dabei können diese beiden Sen- sortypen auf sehr vielfältigen bzw. verschiedenen physikalischen Messprinzipien beruhen. Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Ein- richtung anhand eines kombinierten Block-/Flussdiagramms. Das gezeigte Verfahren basiert in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einer genannten, vorliegend auf Transponder-
technik beruhenden Sensorik zur Erfassung von relevanten Ortsdaten der an den jeweiligen Übergabepunkten (TP1, TP2) 165, 170 beteiligten Fördergeräte 100, 105, 120.
Die erforderliche Sensorik kann alternativ oder zusätzlich radarbasiert oder lichtbasiert z.B.
mittels eines „LiDar“-Systems realisiert werden, welches dann ebenfalls in den Bereichen der Übergabepunkte 165, 170 (siehe Figur 1) der jeweils beteiligten Fördergeräte angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich können die Positionen bzw. Ausrichtungen der an den Übergabe- punkten 165, 170 beteiligten Abbau-/Fördergeräte 100, 105, 120 auch mittels satellitenba- sierter GNSS-Daten ermittelt werden. Dabei kann, je nach Einsatzort, auf dort am besten verfügbare Satellitenpositionssysteme zurückgegriffen werden. Auch kann alternativ oder zusätzlich eine optische Sensorik, z.B. mittels IR-Sensoren, Lasersensoren, oder eine auf an sich bekannter Kameratechnik beruhende Sensorik zum Einsatz kommen.
An dem Abraumbagger 100 kann zusätzlich eine ebenfalls bevorzugt sensorisch arbeitende Umfeld-Erkennung 197 zur räumlichen Überwachung der Abraumkante 147 und insbesonde- re von möglichen Hindernissen, z.B. einer im Wege stehenden Vegetation bzw. eines Baum- bestandes (Böschung), vorgesehen sein, um beim erfindungsgemäßen Betrieb einer hier betroffenen Abbau-/Förderanlage auch eine präzise und sichere Planung des gesamten Ab- bau- bzw. Abraumprozesses im Voraus vornehmen zu können.
Das in Figur 2 gezeigte Verfahren beruht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätz- lich auf einer rechnergestützten Modellsimulation eines in der Figur 1 gezeigten (lokalen) Fördergeräteverbunds. Die Modellsimulation umfasst zum einen eine modellbasierte Berech- nung möglicher Bewegungsabläufe (Kinematik) des jeweils vorliegenden Fördergerätever- bunds, d.h. insbesondere der bei möglichen Bewegungsabläufen der dort beteiligten Abbau- /Fördergeräte 100, 105, 120 sich ergebenden Positionen und/oder Ausrichtungen dieser Ge- räte bzw. Maschinen.
Darüber hinaus umfasst die Modellrechnung in dem Ausführungsbeispiel ein Berechnungs- modell 200 des Abbauprozesses an sich, d.h. die bei einer angenommenen seitlichen Ab- baubewegung des Schaufelrads 135 eines in Figur 1 gezeigten Abbaubaggers 100 sich er- gebende Materialmenge bzw. Größenverteilung des entsprechenden Bruch- bzw. Schüttma- terials. Anhand der Modellrechnung wird der aus den beiden Beförderungssystemen 125, 130 zusammengesetzte lokale Abbau-/Fördergeräteverbund zudem so betrieben, dass beide Beförderungssysteme 125, 130 möglichst optimal ausgelastet werden. Dabei können eine möglichst homogene Lastverteilung der beteiligten Abbau-/Fördergeräte 100, 105, 120 mit
Abraum bzw. Schüttgut, eine maximale Abraummenge sowie möglichst wenig oder gar keine Abraum- bzw. Materialverluste an den Übergabepunkten 165, 170 angestrebt werden. Anhand der von der Sensorik 180 - 195 gelieferten Ortsdaten 205 bezüglich der beschriebe- nen Übergabepunkte erfolgt mittels eines Berechnungsmoduls 210 eine Planung des Abbau- prozesses, insbesondere der entsprechend erforderlichen Nachführung der gesamten loka- len Förderkette bzw. der lokal beteiligten Abbau-/Fördergeräte 100, 105, 120. Dabei werden mögliche Freiheitsgrade bei der Bewegung der Abbau-/Fördergeräte 100, 105, 120 berück- sichtigt. Bei der Planung des Abbauprozesses liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass sich die räumliche Ausrichtung der Einzelgeräte eines hier betroffenen Geräteverbunds stets an einem führenden Gerät (automatisch) orientieren lässt. Wie bereits erwähnt, kann das Modell des Abbauprozesses zusätzlich auf Sensordaten einer genannten Umfeld-Erken- nung 197 beruhen.
Bei der prädiktiven Planung der Bewegung des lokalen Abbau-/Fördergeräteverbunds wer- den mögliche Zeitabläufe bzw. zeitabhängige Bewegungsverläufe im Betrieb des Abraum- baggers 100 bzw. seines Schaufelrades 135 sowie bei der Bewegung des Förderbrückenwa- gens 105 und des Schüttgutwagens 120 berechnet.
Anhand der genannten weiteren Randbedingungen, z.B. der möglichst homogen Lastvertei- lung und des Nicht-Überschreitens einer maximal zulässigen Abraummenge, wird der ge- samte Geräteverbund mittels einer Steuerung, z.B. einer an sich bekannten speicherpro- grammierbaren Steuerung (SPS), angesteuert 215. Die Ansteuerung kann in an sich be- kannter Weise mittels entsprechender Fahrbefehle an den Schaufelradbagger 100, entspre- chender Schwenkbewegungen des Schaufelrades 135 sowie entsprechender Fahrbefehle an die bewegliche Förderbrücke 110, 115 des Förderbrückenwagens 105 erfolgen. Die Fahr- befehle können z.B. eine einen Vorschubwert betreffende Anpassungen der Positionen bzw. Ausrichtung der beteiligten Abbau-/Fördergeräte betreffen. Durch diese Anpassungen ist ge- währleistet, dass an den hier betroffenen Übergabepunkten (TP1, TP2) 165, 170) möglichst kein Abraummaterial von einem Förderband herunter fällt und damit für den weiteren Förder- prozess verloren geht.
Das beschriebene Verfahren kann, anstatt einer beschriebenen prädiktiven Planung, auch als lernfähiges KNN-basiertes System oder als automatisiertes Regelungssystem bzw. als selbstlernender Regler ausgebildet sein. Bei einem solchen Regelungssystem kann als Soll- Größe entweder eine gewünschte Abraummenge des gesamten Abbauprozesses des vorlie- genden Abbau-/Fördergeräteverbunds oder ein mit der gewünschten Abraummenge korrelie-
render Vorschubwert des Abraumbaggers 100 vorgegeben werden. Als Ist-Größe kann somit der aktuelle Wert des Vorschubs des Abraumbaggers 100 mittels der Regelung so ange- passt werden, dass die für die verlustfreie Übergabe des Abraummaterials an den Übergabe- punkten (TP1, TP2) 165, 170 erforderliche Bewegung der vorliegend beteiligten Abbau-/För- dergeräte 100, 105, 120 durchgeführt wird. In der Figur 3 ist die in Figur 2 genannte Berechnung anhand eines Ausführungsbeispiels noch eingehender dargestellt. Hierbei wird wiederum angenommen, dass die in Figur 1 ge- zeigte Förderanlage einen Schaufelradbagger 100, einen Förderbrückenwagen 105 und einen Schüttgutwagen 120 umfasst. Es ist allerdings anzumerken, dass bei Ausführungsbei- spielen mit zwei oder mehreren Förderbrückenwagen entsprechend weitere Übergabepunkte zu berücksichtigen sind, z.B. im Falle von zwei Förderbrückenwagen drei Übergabepunkte mit einem zusätzlichen (hier nicht gezeigten) Übergabepunkt.
Aufgrund der fixen Anordnung des in Figur 1 gezeigten Zuladeauslegers 110 gegenüber dem Entladeausleger 115 des Förderbrückenwagens 105 umfasst das vorliegende Optimierungs- bzw. Justierungsproblem die beiden Ortsvariablen eines geeigneten Übergabepunktes (TP1) 165 sowie eines geeigneten Übergabepunktes (TP2) 170. Die Optimierung dient dazu, zu gewährleisten, dass die Endbereiche der beteiligten Abbau-/Fördergeräte 100, 105, 120 an den Übergabepunkten (TP1, TP2) 165, 170 zu jedem Zeitpunkt des Abbauprozesses mög- lichst übereinander angeordnet sind.
Als Einflussgrößen bei diesem Justierungs- bzw. Optimierungsproblem werden in dem vorlie- genden Ausführungsbeispiel die Vorschubgeschwindigkeit und der Rotationswinkel bzw. die Ausrichtung des Förderbrückenwagens 105 in Bezug auf den Entladeausleger 157 des Schaufelradbaggers 100 sowie die Position des Schüttgutwagens 120 entlang der Schiene 172 zur Anpassung herangezogen. Die Vorschubgeschwindigkeit des Schaufelradbaggers 100 in der in Figur 1 gezeigten zweiten Pfeilrichtung 145 in Richtung der Abraumkante 147 wird dabei so vorgegeben, dass die beiden Beförderungssysteme 125, 130 bei möglichst maximalem Material(mengen-)Durchsatz optimal ausgelastet sind.
Als für die Optimierung mögliche, veränderbare Betriebsgrößen werden die folgenden, mit- tels der Sensorik 180, 185, 190, 195 messbaren bzw. ermittelbaren Größen zugrunde gelegt: - der Drehwinkel und die Höhenposition des Entladeauslegers 157 des Schaufelrad- baggers 100, - die Position des Förderbrückenwagens 105,
- der Drehwinkel und die Höhenposition der Förderbrücke 110, 115 des Förder- brückenwagens 105 sowie alle dort angeordneten, einzeln beweglichen Ausleger, so- wie - die Position des Schüttgutwagens 120 entlang der Schiene 172.
Aus den mittels der Sensorik 180 - 195 erfassten Positionsdaten lassen sich in an sich be- kannter Weise auch die genannten Winkeldaten berechnen. So kann aus den mittels der bei- den Sensoren 185, 190 erfassten Positionsdaten nicht nur die horizontale Position der bei- den Endbereiche des Zuladeauslegers 110 und des Entladeauslegers 115 des Förder- brückenwagens 105, sondern auch der horizontale Winkel der aus dem Zuladeausleger 110 und dem Entladeausleger 115 gebildeten Förderbrücke, z.B. in Bezug auf die Vorschubrich- tung 145 des Schaufelradbaggers 100, in an sich bekannter Weise trigonometrisch ermittelt werden.
Bei der in Figur 3 gezeigten Routine werden zunächst mittels an sich bekannter (hier nicht gezeigter) Sensorik sowohl ein aktueller erster Materialfluss 300 in dem ersten Beförde- rungssystem 125 sowie ein aktueller zweiter Materialfluss 305 in dem zweiten Beförderungs- system 130 erfasst bzw. ermittelt. Diese beiden Werte 300, 305 werden einem ersten Be- rechnungsmodul 310 zugeführt, in dem aus einer möglichen Abweichung der beiden Werte 300, 305 eine geeignete Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit des Schaufelradbaggers 100 berechnet wird, durch die die mögliche Abweichung aufgehoben bzw. ausgeglichen wer- den kann.
Mittels der sich bei der Berechnung 310 ergebenden Vorschubdaten wird der Schaufelrad- bagger 100 mit einer entsprechend vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit angesteuert
315.
Auf der Grundlage der somit vorliegenden Vorschubgeschwindigkeit des Schaufelradbag- gers 100 sowie insbesondere auf der Grundlage der genannten, von der Sensorik 180 - 195 aktuell erfassten Positionsdaten 325 erfolgt mittels eines zweiten Berechnungsmoduls 320 eine Modellrechnung bzw. Simulation der gesamten Abbau-/Förderkette 100, 105, 120, ein- schließlich der Ausleger 157, 110, 115, um geeignete Steuereingriffe bzw. Maßnahmen in den Betrieb des Entladeauslegers 157 des Schaufelradbaggers 100, des Förderbrückenwa- gens 105 sowie des Schüttgutwagens 120 zu ermitteln. Mittels dieser Maßnahmen soll er- reicht werden, dass die beteiligten Abbau-/Fördergeräte an den genannten Übergabepunk- ten 165, 170 aus den genannten Gründen möglichst präzise ausgerichtet sind. Diese Maß- nahmen bzw. Anpassungen können somit, insbesondere bei einer möglicherweise vorliegen-
den Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Schaufelradbaggers 100, nahezu in Echt- zeit durchgeführt werden. Diese Maßnahmen werden in dem zweiten Berechnungsmodul zu- sätzlich in Änderungen der oben aufgeführten veränderbaren Größen umgerechnet.
Die bei der Modellrechnung 320 sich ergebenden Änderungen der oben aufgeführten verän- derbaren Größen werden mittels eines dritten Berechnungsmoduls 330 in konkrete Steuer- befehle bzw. geänderte Steuerbefehle zum Betrieb der beteiligten Abbau-/Fördergeräte 100, 105, 120 umgewandelt. Mittels dieser Steuerbefehle werden die Abbau-/Fördergeräte 100, 105, 120 schließlich angesteuert 335.
Danach wird wieder an den Anfang der Routine zurückgesprungen und erneut aktuelle Mate- rialflüsse 300, 305 in den beiden Beförderungssystemen 125, 130 erfasst bzw. ermittelt. Dar- aus wird wiederum eine geeignete Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit des Schaufel- radbaggers 100 berechnet und mit der Routine wie beschrieben weiterverfahren, um die Au- tomatisierung des beschriebenen Optimierungsprozesses zu ermöglichen. Es ist hervorzuheben, dass die drei Berechnungsmodule 310, 320 und 330 auch in Form ei- nes einzelnen Berechnungsmoduls implementiert werden können, da es auf die Berech- nungsarchitektur vorliegend nicht ankommt.
Claims (18)
1. Verfahren zum Betreiben einer wenigstens zwei Abbau- und/oder Fördergeräte (100, 105, 120) aufweisenden Bandförderanlage zum Abtransport von an einer Abbaustätte (147) abgebautem, schüttfähigem Material, wobei zwischen den wenigstens zwei Ab- bau- bzw. Fördergeräten (100, 105, 120) jeweils Übergabepunkte (165, 170) zur Übergabe von gefördertem Material gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass räumliche Positionen und/oder Ausrichtungen von wenigstens zwei an einem jeweili- gen Übergabepunkt beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräten (100, 105, 120) senso- risch (180, 185, 190, 195, 197) ermittelt werden und dass die wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) auf der Grundlage der ermittelten räumlichen Positionen bzw. Ausrichtun- gen so angesteuert werden (215), dass die Positionen bzw. Ausrichtungen der we- nigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes (165, 170) angepasst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Anpas- sung der wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) mittels einer Steuerung und/oder Rege- lung (215) relevanter Freiheitsgrade bei der Bewegung der wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes (165, 170) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als relevante Freiheitgra- de die Position der an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) und/oder die horizontale und/oder vertikale Aus- richtung der an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) zugrunde gelegt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der sensorisch ermittelten, räumlichen Positionen und/oder Ausrichtun- gen der wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Ab- bau- bzw. Fördergeräten (100, 105, 120) mittels einer Modellrechnung geeignete Orts- und/oder Winkeldaten der an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) betei- ligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) berechnet werden, anhand derer ei- ne präzise Ausrichtung der Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes (165, 170) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sensorische Ermittlung der räumlichen Positionen und/oder Ausrichtungen der wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) mittels Radar anhand wenigstens eines Referenz- objektes und/oder mittels LiDar und/oder mittels Transpondertechnik und/oder mittels satellitenbasierter GPS-Positionserfassung und/oder mittels Kameratechnik erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sensorische Ermitt- lung der räumlichen Positionen und/oder Ausrichtungen der wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) modellbasiert anhand geräteimmanenter Positions- und/oder Betriebsdaten der beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen der wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Übergabe- punktes (165, 170) zusätzlich anhand einer Flugzeitauswertung von an dem jeweili- gen Übergabepunkt (165, 170) vorliegendem Materialabwurf- und/oder Materialauf- nahmeverhalten von gefördertem Schüttgut erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anpassung der räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen der wenigs- tens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Über- gabepunktes (165, 170) mittels einer im Umgebungsbereich der beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte durchgeführten Umfeld-Erkennung erkannte Objekte berücksich- tigt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen der wenigstens zwei Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Übergabe- punktes (165, 170) regelungsbasiert erfolgt, wobei das Regelungs- bzw. Steuerungs- verhalten der wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteilig- ten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) in einer Regelungsstruktur abgebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die regelungsbasierte Anpassung der räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen der wenigstens zwei Ab-
bau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) im Bereich des jeweiligen Übergabepunktes (165, 170) mittels eines generischen und/oder selbstlernenden Algorithmus‘ erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung (215) der wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) in Abhängigkeit von einer sich verändernden Geschwindigkeit des Fördervorgangs erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Durchführung bei einer einen Abbaubagger (100), wenigstens einen Förderbrückenwagen (105) und einen Schüttgutwagen (120) aufweisenden Bandförderanlage, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ansteuerung (215) der wenigstens zwei an dem jeweiligen Übergabe- punkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) als Steuergrö- Ben die Vorschubgeschwindigkeit und der Rotationswinkel des Förderbrückenwa- gens (105) in Bezug auf einen Entladeausleger (157) des Abbaubaggers (100) und in Bezug auf die Position des Schüttgutwagens (120) herangezogen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwin- digkeit des Abbaubaggers (100) in Richtung der Abbaustätte (147) so vorgegeben wird, dass die Bandförderanlage (100, 105, 120) bezüglich des Materialflusses (300, 305) an Schüttgut optimal ausgelastet ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Materialfluss (300) in einem ersten Beförderungssystem (125) der Bandförderanlage (100, 105, 120) und ein zweiter Materialfluss (305) in einem zweiten Beförderungssystem (130) der Bandförderanlage (100, 105, 120) sensorisch erfasst werden und dass bei einer vorliegenden Abweichung des ersten und des zweiten Materialflusses eine geeignete Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit des Abbaubaggers (100) vorgenommen wird, durch welche die vorliegende Abweichung ausgeglichen wird.
15. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen.
16. Maschinenlesbarer Datenträger, auf welchem ein Computerprogramm gemäß An- spruch 15 gespeichert ist.
17. Einrichtung, welche eingerichtet ist, eine Bandförderanlage zum Fördern von steinför- migem Material mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zu steuern.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Sensorik (180, 185, 190, 195) zur Ermittlung von räumlichen Positionen und/oder Ausrichtungen (205) von an einem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräten (100, 105, 120), ein Berechnungsmodul (210) zur Durchführung einer Planung des Abbauprozesses an der Bandförderanlage (100, 105, 120) anhand der ermittelten räumlichen Positionen bzw. Ausrichtungen (205) sowie eine Steuerung und/oder Re- gelung (215) zur Ansteuerung der an dem jeweiligen Übergabepunkt (165, 170) be- teiligten Abbau- bzw. Fördergeräte (100, 105, 120) anhand des geplanten Abbaupro- zesses.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20195213A BE1027170B1 (de) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Verfahren und Einrichtung zum automatisierbaren Betrieb einer insbesondere im Tagebau eingesetzten Bandförderanlage |
| CA3134733A CA3134733C (en) | 2019-04-03 | 2020-03-20 | Method and apparatus for the automatable operation of a conveyor belt system used in particular in surface mining |
| BR112021018853A BR112021018853A2 (pt) | 2019-04-03 | 2020-03-20 | Processo e dispositivo para a operação automatizada de um sistema de transporte de correia usado, em particular, na mineração a céu aberto |
| PCT/EP2020/057746 WO2020200834A1 (de) | 2019-04-03 | 2020-03-20 | Verfahren und einrichtung zum automatisierbaren betrieb einer insbesondere im tagebau eingesetzten bandförderanlage |
| CN202080027097.9A CN113661137A (zh) | 2019-04-03 | 2020-03-20 | 用于特别是在地表采矿中使用的传送带系统的可自动化运行的方法和设备 |
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|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116752972B (zh) * | 2023-06-07 | 2026-01-13 | 中煤科工集团信息技术有限公司 | 一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057305A1 (de) * | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur übergabe von schüttgut |
| WO2010037215A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Suncor Energy Inc. | Method and apparatus for processing a sized ore feed |
| US20100308641A1 (en) * | 2009-06-03 | 2010-12-09 | ThyssenKrupp Robins, Inc. | Mining methods and systems using mobile conveyors |
| US8025341B2 (en) * | 2005-11-09 | 2011-09-27 | Suncor Energy Inc. | Mobile oil sands mining system |
| WO2015055236A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | Indurad Gmbh | RADARGESTÜTZTE POSITIONIERUNG VON GROßGERÄTEN |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2012202213B2 (en) * | 2011-04-14 | 2014-11-27 | Joy Global Surface Mining Inc | Swing automation for rope shovel |
| DE102011100890A1 (de) * | 2011-05-07 | 2012-11-08 | Abb Ag | Verfahren zur Erkennung und Nachführung der Position einer ortsveränderlichen Übergabeeinrichtung / Verladeeinrichtung eines Schaufelradbaggers oder Eimerkettenbaggers |
| CN107740448A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-02-27 | 南京工业大学 | 一种无人自动化挖掘机智能施工系统 |
-
2019
- 2019-04-03 BE BE20195213A patent/BE1027170B1/de not_active IP Right Cessation
-
2020
- 2020-03-20 CA CA3134733A patent/CA3134733C/en active Active
- 2020-03-20 BR BR112021018853A patent/BR112021018853A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2020-03-20 EP EP20712350.6A patent/EP3947214A1/de not_active Withdrawn
- 2020-03-20 WO PCT/EP2020/057746 patent/WO2020200834A1/de not_active Ceased
- 2020-03-20 CN CN202080027097.9A patent/CN113661137A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8025341B2 (en) * | 2005-11-09 | 2011-09-27 | Suncor Energy Inc. | Mobile oil sands mining system |
| WO2007057305A1 (de) * | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur übergabe von schüttgut |
| WO2010037215A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Suncor Energy Inc. | Method and apparatus for processing a sized ore feed |
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