JP7768157B2 - ベルトコンベア設備の異常検知システム及び異常検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベルトコンベア設備の異常検知システム及び異常検知方法に関する。

特許文献１には、少なくとも１周分のコンベアベルトの加速度を測定し、測定した加速度のデータからコンベアベルトを支持する支持ローラの異常とその位置を求めることにより、ベルトコンベアの異常を検知する技術が記載されている。特許文献２には、製銑原料等の小塊物の下ベルト上への落下に基づくトラブルを検知し、ベルトコンベアを停止して設備のトラブル発生を防止する技術が記載されている。特許文献３には、ベルトの形状不良と、電動機、減速機、プーリー、ローラ、シュートのうちの少なくとも１つの異常との相関を把握し、ベルトコンベアの異常状態を判定する技術が記載されている。

特開２０１６－０６０５５６号公報 実開昭５７－１６５６１２号公報 特開２０２０－１６９０９７号公報

特許文献１～３に記載の技術はいずれも、ベルトコンベア設備に物理的な異常が発生したことを検出するものであり、ベルトコンベア設備に異常が発生することを未然に防止するためのものではない。このため、ベルトコンベア設備に異常が発生することを未然に防止可能な技術の提供が期待されていた。特にベルトコンベア設備から搬送物が落下する荷こぼれが発生した場合、ベルトコンベア運転において設備が正常であっても、将来的に落下した搬送物が堆積し、嵩を増し、設備に接触することによって設備が破損する可能性がある。このため、荷こぼれの発生を検知し、ベルトコンベア設備に異常が発生する前に自動で設備保全運転を実行する技術の提供が求められていた。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、ベルトコンベア設備に荷こぼれに起因する異常が発生することを未然に防止可能なベルトコンベア設備の異常検知システム及び異常検知方法を提供することにある。

本発明に係るベルトコンベア設備の異常検知システムは、定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を撮影する撮像装置と、前記撮像装置によって撮影された定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を比較することによって、ベルトコンベア設備から搬送物が落下する荷こぼれが発生しているか否かを判定する制御装置と、を備える。

前記荷こぼれが発生していると前記制御装置が判定した場合、前記制御装置からの制御信号に従って前記荷こぼれの発生個所を清掃する清掃装置を備えるとよい。

前記制御装置は、前記撮像装置によって撮影された画像を用いてベルトコンベア設備から落下した搬送物の色を検出し、検出された色に基づいて前記搬送物の種別を特定し、特定された前記搬送物の種別に従って前記清掃装置の起動タイミングを制御するとよい。

前記制御装置は、前記搬送物の種別に従ってベルトコンベア設備から落下した搬送物の堆積高さの閾値を設定し、前記堆積高さが前記閾値以上になるのに応じて前記清掃装置を起動するとよい。

前記制御装置は、基準とする搬送物の嵩密度に対する処理対象の搬送物の嵩密度の比率に基づいて前記閾値を設定するとよい。

本発明に係るベルトコンベア設備の異常検知方法は、定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を撮影する撮像ステップと、前記撮像ステップにおいて撮影された定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を比較することによって、ベルトコンベア設備から搬送物が落下する荷こぼれが発生しているか否かを判定する判定ステップと、を含む。

本発明に係るベルトコンベア設備の異常検知システム及び異常検知方法によれば、ベルトコンベア設備から搬送物が落下する荷こぼれが発生しているか否かを判定することができるので、ベルトコンベア設備に荷こぼれに起因する異常が発生することを未然に防止できる。

図１は、本発明の一実施形態であるベルトコンベア設備の異常検知システムの構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるベルトコンベア設備の異常検知システムの構成及びその動作について説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるベルトコンベア設備の異常検知システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるベルトコンベア設備の異常検知システムは、搬送物Ｍを搬送するベルトコンベア設備１に荷こぼれに起因する異常が発生することを未然に防止するシステムであり、撮像装置１０ａ，１０ｂ、清掃装置１１、及び制御装置１２を主な構成要素として備えている。本ベルトコンベア設備において搬送する搬送物Ｍとしては、石炭、鉄鉱石、石灰石等の鉄鋼業において用いられる粉砕された材料を例示できる。

撮像装置１０ａ，１０ｂは、ＣＣＤカメラ等の公知の撮像装置によって構成され、ベルトコンベア設備１の近傍位置に設置されている。本実施形態では、撮像装置１０ａは、搬送物Ｍを搬送していない定常状態のベルトコンベア設備１ａの画像を撮影し、撮影した画像のデータを制御装置１２に入力する。また、撮像装置１０ｂは、搬送物Ｍを搬送している運転状態のベルトコンベア設備１ｂの画像を撮影し、撮影した画像のデータを制御装置１２に入力する。なお、撮像装置１０ａと撮像装置１０ｂとを１台の撮像装置により構成してもよく、複数台の撮像装置により構成してもよい。また、１台の撮像装置により広範囲の荷こぼれを検知する場合、荷こぼれまでの距離や荷こぼれの高さがわかるように補正のためのマーカーを予め設置しておいてもよい。１台の撮像装置により荷こぼれの高さも検知するためには、地面に対して角度を持たせて撮像装置を設置するとよく、設置角度は対地角度で０～６０°の範囲が好ましい。

清掃装置１１は、制御装置１２から送信された制御信号に従ってベルトコンベア設備１から落下した搬送物Ｍを清掃除去する。具体的には、清掃装置１１は、制御装置１２から送信された起動信号を受信するのに応じて起動し、制御装置１２から送信された荷こぼれの発生位置の座標情報に対応する位置に移動する。そして、清掃装置１１は、移動した位置に落下している搬送物Ｍを清掃除去する。

制御装置１２は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。制御装置１２は、撮像装置１０ａ，１０ｂから入力された定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備１の画像を比較することにより、ベルトコンベア設備１から搬送物Ｍが落下する荷こぼれの発生及びその発生位置を検出する。また、制御装置１２は、荷こぼれの発生を検出した場合、ベルトコンベア設備１から落下した搬送物Ｍの高さが所定の閾高さ以上になるのに応じて、清掃装置１１に対して起動信号及び荷こぼれの発生位置の座標情報を送信することにより、落下した搬送物Ｍを清掃除去するように清掃装置１１を制御する。

また、本実施形態では、制御装置１２は、ベルトコンベア設備１の画像を用いて落下した搬送物Ｍの色を検出し、検出された色に基づいて落下した搬送物Ｍの種別を特定する。例えば搬送物Ｍの色が白色である場合、制御装置１２は、予め記憶されている搬送物Ｍの色と種別の対応関係を示すテーブルデータを参照して、搬送物Ｍは石灰石であると判定する。そして、制御装置１２は、特定された搬送物Ｍの種別に従って清掃装置１１に起動信号を送信するタイミングを制御する。具体的には、制御装置１２は、搬送物Ｍの種別に従ってベルトコンベア設備１から落下した搬送物Ｍの閾高さＨを設定し、堆積高さが閾高さＨ以上になるのに応じて清掃装置１１に起動信号を送信する。

この際、制御装置１２は、以下の表１に示すように、基準とする搬送物Ｍの嵩密度に対する処理対象の搬送物Ｍの嵩密度の比率に基づいて処理対象の搬送物Ｍの閾高さＨを設定する。表１に示す例では、基準とする搬送物Ｍを石炭とした場合、制御装置１２は、粉鉱石搬送時は閾高さＨを０．３００（＝（０．６０／２．００）×１．００）ｍに設定し、石灰石搬送時は閾高さＨを０．３７５（＝（０．６０／１．６０）／１．００）ｍに設定する。このような処理によれば、荷こぼれの堆積増加速度を考慮して適切なタイミングで落下した搬送物Ｍを清掃除去することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるベルトコンベア設備の異常検知システムでは、撮像装置１０ａ，１０ｂが、定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備１の画像を撮影し、制御装置１２が、撮像装置１０ａ，１０ｂによって撮影された定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備１の画像を比較することによって、ベルトコンベア設備１から搬送物Ｍが落下する荷こぼれが発生しているか否かを判定するので、ベルトコンベア設備１に荷こぼれに起因する異常が発生することを未然に防止できる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明が限定されることはない。例えば、荷こぼれを検知した際、搬送物Ｍの清掃除去作業に加えて、ベルトコンベア上の搬送物Ｍの偏りに関する情報を上流工程にフィードフォワードし、上流工程でベルトコンベアに搬送物Ｍを載せる部分を調整して荷こぼれの量を減少させるようにしてもよい。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１，１ａ，１ｂ ベルトコンベア設備
１０ａ，１０ｂ 撮像装置
１１ 清掃装置
１２ 制御装置
Ｍ 搬送物
Ｈ 閾高さ

Claims (4)

1. 定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を撮影する撮像装置と、
   前記撮像装置によって撮影された定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を比較することによって、ベルトコンベア設備から搬送物が落下する荷こぼれが発生しているか否かを判定する制御装置と、
   前記荷こぼれが発生していると前記制御装置が判定した場合、前記制御装置からの制御信号に従って前記荷こぼれの発生個所を清掃する清掃装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記撮像装置によって撮影された画像を用いてベルトコンベア設備から落下した搬送物の色を検出し、検出された色に基づいて前記搬送物の種別を特定し、特定された前記搬送物の種別に従って前記清掃装置の起動タイミングを制御する、
   ベルトコンベア設備の異常検知システム。
2. 前記制御装置は、前記搬送物の種別に従ってベルトコンベア設備から落下した搬送物の堆積高さの閾値を設定し、前記堆積高さが前記閾値以上になるのに応じて前記清掃装置を起動する、請求項１に記載のベルトコンベア設備の異常検知システム。
3. 前記制御装置は、基準とする搬送物の嵩密度に対する処理対象の搬送物の嵩密度の比率に基づいて前記閾値を設定する、請求項２に記載のベルトコンベア設備の異常検知システム。
4. 撮像装置が、定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を撮影する撮像ステップと、
   制御装置が、前記撮像ステップにおいて撮影された定常状態及び運転状態のベルトコンベア設備の画像を比較することによって、ベルトコンベア設備から搬送物が落下する荷こぼれが発生しているか否かを判定する判定ステップと、
   清掃装置が、前記荷こぼれが発生していると前記制御装置が判定した場合、前記制御装置からの制御信号に従って前記荷こぼれの発生個所を清掃する清掃ステップと、
   を含み、
   前記制御装置は、前記撮像装置によって撮影された画像を用いてベルトコンベア設備から落下した搬送物の色を検出し、検出された色に基づいて前記搬送物の種別を特定し、特定された前記搬送物の種別に従って前記清掃装置の起動タイミングを制御する、
   ベルトコンベア設備の異常検知方法。