DE19646180C2 - Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges in Hüttenwerken, insbesondere eines Möllerwagens - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges in Hüttenwerken, insbesondere eines MöllerwagensInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Ein
richtung zur Regelung der Geschwindigkeit eines Schienen
fahrzeuges in Hüttenwerken, insbesondere eines Möllerwagens
zur Beförderung von Möllerbehältern eines Hochofens.
In einem Hochofen insbesondere älterer Bauart werden im
Schacht durch Einwurf von oben in der Regel in wechselnder
Folge Schichten aus Koks und Erz mit Zuschlägen übereinander
geschichtet, wobei ein Einwurf der Materialien von oben in
den Hochofen nach Anheben des Gichtverschlusses erfolgt. Da
bei ist es bekannt, sowohl die sogenannte Gichtkatze, d. h.
den Aufzug für die befüllten bzw. entleerten Behälter für das
Beschickungsmaterial, die sogenannten Möllerbehälter, wie
auch den Wagen, der den jeweiligen Möllerbehälter zur Gicht
katze fährt, über Steuerstände durch Personen handhaben zu
lassen, die dabei den unwirtlichen Arbeitsbedingungen ausge
setzt sind. Der Möllerwagen fährt mit dem Möllerbehälter da
bei in unterschiedlicher Folge Hochbunker für Koks und Erz
an, um den Möllerbehälter füllen zu lassen, fährt dann zur
Gichtkatze, übernimmt dort in der Regel einen leeren Möller
behälter bei der Abgabe eines gefüllten Möllerbehälters und
fährt zu den Hochbunkern zurück, um den Möllerbehälter wieder
füllen zu lassen.
Im folgenden wird auf einen Möllerwagen als Beispiel Bezug
genommen, die Erfindung ist aber hierauf nicht beschränkt.
Bei einem Möllerwagen handelt es sich in der Regel um ein
Fahrzeug mit einer sehr einfachen Antriebstechnik (Motor mit
400 V DC). In der Regel findet die Stromversorgung über einen
Stromabnehmer von einer Oberleitung statt, so daß an sich an
zustrebende moderne Antriebsregelungen mittels Stromrichter
hier nicht einsetzbar sind. Ein besonderes Problem liegt in
der Positionierung des Wagens, die somit nur über stufiges
Schalten des Gleichstromantriebes erfolgen kann. Dabei muß
der Wagen mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s auf +-10 cm po
sitionierbar sein, wobei alle Fremdeinschlüsse, wie Glatteis,
Fettablagerungen auf den Schienen, unterschiedliches Rollver
halten bei Temperaturänderungen u. dgl. zu berücksichtigen
sind.
Im praktischen Einsatz variieren die Positionen zwischen 15 cm
und ca. 20 m. Da in der Regel ein Möllerwagen zwei Kübel
positionen besitzt und ein aufeinander folgender Wechsel zwi
schen zwei Kübeln vorgenommen werden muß, müssen nicht nur
die einzelnen Positionen vor einem Fördermittel oder unter
halb eines Auswurfes eines Bunkerschachtes eingehalten wer
den, sondern gleichzeitig vom System erkannt werden, welcher
Kübel gerade aktuell sich auf dem Möllerwagen befindet.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der
ein vollautomatischer Betrieb eines derartigen Fahrzeuges bei
präziser Ansteuerung aller benötigten Positionen erreicht
wird.
Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese
Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
- - am Schienenfahrzeug wenigstens ein, vorzugsweise zwei, Distanzlaser zur Ermittlung aufeinander folgender Entfer nungen zu einem streckenseitigen Reflektor und eine Messwertauswertelektronik eingesetzt wird und wobei die Regelung der Fahrgeschwindigkeit durch Differenzbildung von zwei aufeinander folgenden Lasermesswerten vorgenommen wird,
- - ein Lasermesswert als Altwert in einem Messwertspeicher bei der folgenden Erzeugung eines aktuellen Messwertes abgelegt wird, der im Messwertspeicher abgelegte Altwert von diesem Wert subtrahiert wird und das Ergebnis als Ist- Wert weiterverarbeitet wird und
- - aus dem jeweils aktuellen Lasermesswert eine Ist-Entfer nung gebildet wird, aus einem anlagespezifischen Posi tionsabbild eine Soll-Entfernung vorgegeben wird und die Differenz zwischen Soll-Entfernung minus Ist-Entfernung als Abweichmaß von der Soll-Position zur Geschwindig keitskorrektur des Schienenfahrzeuges herangezogen wird.
Durch eine Distanzlasermessung der Entfernungen ist es mög
lich, etwa alle 200 msec die Position des Fahrzeuges zu er
mitteln, um auf diesen Werten auf Fahrgeschwindigkeit und ak
tuelle Positionen des Fahrzeuges schließen zu können.
An dieser Stelle sei bemerkt, daß es elektronische Systeme
zur Positionserkennung, z. B. im Rangierbetrieb, gibt, wie
dies die DE 195 29 919 A1 beschreibt. Eine zeitoptimierte
Fahrwerksregelung, z. B. eines Kranfahrwerkes bzw. eines Kat
zenantriebes, beschreibt die DE 42 23 561 A1, während bei
spielsweise die US 3 574 292 an einer Werkzeugmaschine die
Position des Werkzeugschlittens mit Hilfe eines Laserentfer
nungsmessers beschreibt.
Wie oben schon angegeben, besteht die Besonderheit der Steu
erung eines Möllerwagens nicht nur in der Notwendigkeit, un
terschiedliche Positionen im Gelände des Hochofens anfahren
zu müssen, sondern auch in der wechselnden Positionierung des
ersten oder des zweiten, sich jeweils auf dem Fahrzeug befin
denden Möllerkübels.
Um eine weitere Optimierung zu erreichen, ist in Ausgestal
tung der Erfindung vorgesehen, daß eine Zweipunktregelung
über den Vergleich eines Ist-Geschwindigkeitswertes mit einem
Soll-Geschwindigkeitswert vorgenommen wird nach der Maßgabe
Soll-Geschwindigkeit minus Ist-Geschwindigkeit < 0 = Fahren
des Fahrzeuges.
Vorteilhaft kann dabei sein, daß die Geschwindigkeit über
stufiges Schalten des vorhandenen Gleichstromantriebes vorge
nommen wird mit Zufuhr von Fahrenergie, wenn die Geschwindig
keit erhöht werden soll und einer Unterbrechung der Fahren
ergiezufuhr, wenn die Geschwindigkeit erniedrigt werden soll,
wobei das Bremsen im wesentlichen über den Rollwiderstand des
Fahrzeuges vorgenommen wird.
Es versteht sich von selbst, daß am Möllerwagen auch eigene
Bremssysteme, z. B. Magnetbremsen, vorgesehen sind.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Lasermeßwert als Altwert in ei
nem Meßwertspeicher bei der folgenden Erzeugung eines aktuel
len Meßwertes abgelegt wird, der im Meßwertspeicher abgelegte
Altwert von diesem Wert subtrahiert und das Ergebnis als Ist-
Wert weiterverarbeitet wird und/oder aus dem aktuellen Laser
meßwert eine Ist-Entfernung gebildet wird, aus einem anlage
spezifischen Positionsabbild eine Soll-Entfernung vorgegeben
wird und die Differenz zwischen Soll-Entfernung minus Ist-
Entfernung als Abweichmaß von der Soll-Position zur Geschwin
digkeitskorrektur des Möllerwagens herangezogen wird.
Um alle Streckenführungen für den Möllerwagen erfassen zu
können, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß entlang des
Schienenweges des Möllerwagens Reflektionsebenen für den oder
die Distanzlaser vorgesehen sind, wobei über Bereichsumschal
tungen eine aktuelle Bereichserkennung vorgenommen wird.
Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die Bereichsumschaltung
nach einer Kurvenfahrt des Möllerwagens vorgenommen wird, wie
dies die Erfindung ebenfalls vorsieht.
Zur Lösung der weiter oben definierten Aufgabe sieht die Er
findung auch eine Einrichtung an einem Fahrzeug, insbesondere
an einem Möllerwagen zur Beförderung von Möllerbehältern ei
nes Hochofens vor, die sich auszeichnet durch wenigstens ei
nen, vorzugsweise zwei Distanzlaser am schienengebundenen
Möllerwagen, ein Gleichstromantriebsaggregat des Möllerwagens
sowie stationäre Reflektoren zur Reflektion des Lasers sowie
durch eine Mehrzahl von definierten Soll-Positionen für den
Möllerwagen in unterschiedlichen Arbeitsbereichen sowie eine
Datenverarbeitungsanlage zum Aufnehmen und Abgeben von Daten
von bzw. zum Möllerwagen sowie zur Verarbeitung der Daten.
Vorteilhaft werden alle Daten von und zum Möllerwagen über
Funkstrecken übermittelt, hierzu sieht die Erfindung vor, daß
am Möllerwagen eine Datenfunkeinrichtung zur Aufnahme und
Übergabe von Daten vorgesehen ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er
geben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie an
hand der Zeichnung. Diese zeigt in
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Kurvenbereich in der Fahrspur
eines Möllerwagens,
Fig. 2 eine Seitenansicht über mögliche Positionen des Möller
wagens,
Fig. 3 ein Übersichtdiagramm über die Geschwindigkeitsregelung
des Möllerwagens nach der Erfindung sowie in
Fig. 4 den Programmablauf der Automatisierung des Möllerwa
gens.
Der in den Fig. 1 und 2 nur symbolisch angedeutete Möller
wagen 1 dient zur Beförderung von jeweils einem Möllerkübel 2
in zwei Positionen, die in Fig. 2 in der Seitenansicht ange
deutet sind.
Die Möllerkübel 2 werden aus lediglich gestrichelt angedeute
ten Hochbunkern 3 befüllt und von einer der Füllpositionen zu
einem Schacht 4 gefördert, dort voll aufgenommen und leer
wieder auf dem Möllerwagen abgestellt jeweils in einer alter
nierenden Position, beispielsweise wird der gefüllte Kübel 1
auf Position 1 aufgenommen und der geleerte Kübel 2 auf der
Position 2 abgestellt, um dann zum Hochbunker 3 verfahren zu
werden, um wieder erneut gefüllt zu werden.
Zur Regelung der Geschwindigkeit des Möllerwagens 1 ist die
ser wenigstens mit einem Distanzlaser 5 ausgerichtet, der auf
einen Reflektor 6 wirkt, wobei entlang des Fahrweges 7 mehre
re Reflektoren 6, in Fig. 1 als 6a und 6b bezeichnet, vorge
sehen sein können.
Um eine Bereichserkennung zu ermöglichen, können Bereichsum
schalter 8a bzw. 8b vorgesehen sein, wie dies in Fig. 1 ange
deutet ist, die es der elektronischen Datenverarbeitungsan
lage ermöglichen, zu erkennen, in welchem Bereich sich der
Möllerwagen gerade befindet.
Über das Datenverarbeitungsprogramm wird der Möllerwagen an
gewiesen, Positionen, wie sie etwa in Fig. 2 angedeutet sind,
anzufahren, um gemäß der notwendigen Rezepturen unterschied
liche Materialien aus den Bunkern des Hochbunkers 3 aufnehmen
zu können.
Die Verknüpfung der ermittelten Werte in der Datenverarbei
tungsanlage sind in den Fig. 3 und 4 als Blockschaltbilder
dargestellt und entsprechend beschriftet. Die dortige Be
schriftung ist innerhalb dieser Beschreibung.
Eine mögliche Schaltung im Automatikbetrieb zwischen Möller
wagen und einer Gichtkatze im Schacht zur Übernahme und Ab
gabe der Kübel sei wie folgt dargestellt, wobei GK für Gicht
katze, ZBW für Möllerwagen, HO für Hochofen und WP für Warte
positionen der Gichtkatze steht:
Leerer Kübel an der KG in Schachtposition
ZBW wartet vor Aufzugschacht
ZBW wartet vor Aufzugschacht
- 1. Freigabe der Fahrt des ZBW unter Aufzugschacht von GK;
- 2. ZBW positioniert leere Kübelposition unter Aufzugschacht;
- 3. Befehl von ZBW an GK zur Übergabe des leeren Kübels;
- 4. GK setzt den leeren Behälter auf dem ZBW ab;
- 5. Öffnen der Klaue;
- 6. Signal im HO-Leitstand;
- 7. Nach Quittierung vom HO-Leitstandwärter (Kontrolle der Klauenöffnung über Monitor), Hub auf bis WP1;
- 8. Überprüfung Sonarbero und Rückmeldung WP1 erreicht von GK an ZBW;
- 9. ZBW positioniert vollen Behälter unter Schacht;
- 10. Befehl an GK zur Übernahme des vollen Behälters;
- 11. GK senkt Hubwerk ab und klinkt Behälter ein;
- 12. Signal im HO-Leitstand;
- 13. Nach Quittierung vom HO-Leitstandwärter (Kontrolle der Klaue über Monitor), Hub auf bis WP2;
- 14. Freigabe Fahrt von GK an ZBW.
- 1. Waage im ZBW nullstellen;
- 2. Anfahren der ersten Schachtpositionen (Koks);
- 3. Drehtellermotor mit Kübel ein;
- 4. Lichtsender ein zur Ansteuerung des Abziehbandes bzw. der Koksrutsche bis Soll-Gewicht erreicht;
- 5. Anfahren der nächsten Befüllposition;
- 6. Weiter mit Punkt Z4 bis Rezeptur abgearbeitet;
- 7. Rückfahrt zum Aufzugschacht in Warteposition;
- 8. Weiter mit Punkt 1.
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfin
dung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grund
gedanken zu verlassen. So ist die Erfindung nicht auf eine
besondere Spurführung des Möllerwagens beschränkt, auch kön
nen weitere als hier angegebene Positionen angefahren werden,
neben der reinen Funkübermittlung von Daten kann an Haltepo
sitionen auch eine Datenübertragung über Kontakte erfolgen
und dergleichen mehr.
Claims (8)
1. Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Schienen
fahrzeuges in Hüttenwerken, insbesondere eines Möllerwagens
zur Förderung von Möllerbehältern eines Hochofens, wobei
- - am Schienenfahrzeug wenigstens ein, vorzugsweise zwei, Distanzlaser zur Ermittlung aufeinander folgender Entfer nungen zu einem streckenseitigen Reflektor (6) und eine Messwertauswertelektronik eingesetzt wird und wobei die Regelung der Fahrgeschwindigkeit durch Differenzbildung von zwei aufeinander folgenden Lasermesswerten vorgenommen wird,
- - ein Lasermesswert als Altwert in einem Messwertspeicher bei der folgenden Erzeugung eines aktuellen Messwertes ab gelegt wird, der im Messwertspeicher abgelegte Altwert von diesem Wert subtrahiert wird und das Ergebnis als Ist-Wert weiterverarbeitet wird und
- - aus dem jeweils aktuellen Lasermesswert eine Ist-Entfer nung gebildet wird, aus einem anlagespezifischen Positi onsabbild eine Soll-Entfernung vorgegeben wird und die Differenz zwischen Soll-Entfernung minus Ist-Entfernung als Abweichmaß von der Soll-Position zur Geschwindigkeits korrektur des Schienenfahrzeuges herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Zweipunktregelung
der Fahrgeschwindigkeit über den Vergleich eines Ist-Ge
schwindigkeitswertes mit einem Soll-Geschwindigkeitswert vor
genommen wird nach der Maßgabe Soll-Geschwindigkeit minus
Ist-Geschwindigkeit < 0 = Fahren des Fahrzeuges.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrgeschwin
digkeit über stufiges Schalten des vorhandenen Gleichstroman
triebes vorgenommen wird mit Zufuhr von Fahrenergie, wenn die
Geschwindigkeit erhöht werden soll, und einer Unterbrechung
der Fahrenergiezufuhr, wenn die Geschwindigkeit erniedrigt
werden soll, wobei das Bremsen im wesentlichen über den Roll
widerstand des Fahrzeuges vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
entlang des Schienenweges des Schienenfahrzeuges mehrere Re
flektionsebenen für den oder die Distanzlaser vorgesehen
sind, und wobei über Bereichsumschaltungen eine aktuelle Be
reichserkennung vorgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei Bereichsumschaltungen
nach einer Kurvenfahrt des Schienenfahrzeuges vorgenommen
werden.
6. Einrichtung inbesondere zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der vorangehenden Ansprüche an einem Schienenfahr
zeug in Hüttenwerken, insbesondere an einem Möllerwagen zur
Beförderung von Möllerbehältern eines Hochofens, mit wenigs
tens einem, vorzugsweise zwei, Distanzlaser am Schienenfahr
zeug, einem Gleichstromantriebsaggregat des Schienenfahrzeu
ges, streckenseitigen Reflektoren zur Reflektion des Laser
strahls sowie einer Mehrzahl von definierten Soll-Positionen
für das Schienenfahrzeug in unterschiedlichen Arbeitsberei
chen sowie mit einer streckenseitigen Datenverarbeitungsanla
ge zum Aufnehmen und Abgeben von Daten von und zum Schienen
fahrzeug sowie zur Verarbeitung von Daten.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei am Schienenfahrzeug ei
ne Datenfunkeinrichtung vorgesehen ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Schienen
fahrzeug als Möllerwagen ausgebildet ist mit wenigstens einem
Sensor pro Kübelposition, der zur Erfassung einer Belegung
mit einem Kübel ausgerüstet ist.
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1996
- 1996-11-08 DE DE19646180A patent/DE19646180C2/de not_active Expired - Fee Related
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