用于监测传送带的状况的系统和方法技术方案

提供用于监测传送带的状况的系统和方法，其中传送带(9)设置成围绕至少驱动轮(20)和空转轮(21)旋转，并且电动机(22、23)设置成驱动该驱动轮(20)。至少一个传感器单元(10、11、13)设置成确定表示电动机(22、23)的至少一个操作变量的至少一个传感器信号(1、2、3、7)。在该系统中，至少一个数据处理单元(6)设置成从至少一个传感器信号(1、2、3、7)得出至少一个对应时间相关数据信号，以检测至少一个数据信号中的不规则(27、28)，其指示传送带(9)的接头区(26)通过驱动轮(20)和/或空转轮(21)，以从不规则(27、28)的形状或频率的变化来确定传送带的状况是否已经改变，并且向显示单元、存储单元和/或决策单元中的至少一个发送反映转送带的状况的变化的信号(30)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及，其中传送带设置成围绕至少驱动轮和空转轮旋转，电动机设置成驱动该驱动轮，并且该系统包括至少一个传感器单元。带式传送机系统用于不同行业中以及特别是矿业中的散装材料或者货物运输。带式传送机系统的必不可少部分是传送带，其携带诸如煤或褐煤之类的散装材料或者货物，并且通过长距离连续地将其从一个点运输到另一个点。在矿业中，带式传送机系统经受恶劣环境条件，其引起传送带材料的磨损并且引起带的损坏、例如裂纹或裂口。这类损坏不仅降低传送带的使用寿命，以及如果没有及时识别以组织带的维护，则还可导致生产的意外停止。因为传送带在正常操作条件下连续移动，所以难以监测带的状况并且测量磨损的状态或者检测任何损坏。本领域中已知还将例如应力传感器、感应回路或天线等嵌入式测量部件集成在传送带材料中。这些嵌入式测量部件例如经过无线通信或者经由超声或感应信号来与对应非接触式接收器进行交互，其中接收器附连到带式传送机系统的机械结构。例如，US 6047814公开一种用于监测连续移动带的方法，其中两个发射应答器设置在带中或者带上的带连接区中，连接区是传送带末端相互连接的区域。发射应答器在通过外部发射器/接收器单元的工作区时各向外部发射器/接收器单元发射信号。发射应答器是与线圈导电连接的集成电路。发射应答器因如下事实而定位在连接区中:认识到连接区是传送带中必须监测松动征兆的薄弱位置。在DE 102008018238 Al中，公开一种用于弹性组件、例如由橡胶所制成的传送带的操作状态的无损检测的装置。在传送带中，弹性体编码器(elastomer encoder)嵌入两个所谓的测量区中，其中第一测量区与第二测量区相比，具有其抗张强度的不同及时行为。该装置还具有传感器站，通过其，源自弹性体编码器的磁场在通过传感器站时能够被检测，其中磁场则处理为与对应测量区的膨胀或拉长有关的信息。US 4436198描述一种传送带裂口检测系统，其中多个天线与带的移动方向大致横切地嵌入带中，并且相应天线进入与裂口检测器站处的发射器/接收器的电容耦合关系，并且向发射器/接收器发送电信号。传送带材料中的裂口或裂纹将经过对应天线断裂并且不向发射器/接收器发送任何信号来识别。例如从US 7427767 B2已知一种用于识别传送带的状况的备选解决方案，其中描述一种设备，其捕获连续带段的二维图像。将所捕获的图像传送给评估装置，其中将图像与参考图像进行比较，并且确定与带的状况有关的至少一个陈述。图像使用电磁辐射、即可见红外或紫外光或者穿透性辐射、具体是X射线辐射来捕获。本专利技术的目的是改进用于监测传送带的状况的已知系统和方法。这个目的通过如独立权利要求所述的系统和方法来实现。在按照本专利技术的系统中，至少一个传感器单元设置成确定表示驱动驱动轮的电动机的至少一个操作变量的至少一个传感器信号，以及至少一个数据处理单元设置成 ?从至少一个传感器信号来得出至少一个对应数据时间相关数据信号， ?检测至少一个数据信号中的不规则，其指示传送带的接头区通过驱动轮和/或空转轮， ?从不规则的形状或频率的变化来确定传送带的状况是否已经改变，以及?向显示单元、存储单元和/或决策单元中的至少一个发送反应传送带的状况的变化的监测输出信号。按照本专利技术的方法包含由至少一个传感器单元并且由数据处理单元所执行的方法步骤。通过所提出的系统和方法，不再需要将嵌入式传感器元件或测量部件集成在传送带中或者提供特定外部传感器、例如图像捕获设备。而是可用于传送带的正常操作的驱动电动机的传感器信息用于状况监测。相应地，与已知系统相比，安装、操作和维护状况监测系统的工作量极大地降低。在从传感器信息所得出的一个或多个时间相关数据信号中，检测不规则，其指示带的接头区通过驱动轮和/或空转轮的时间点。接头区是传送带末端相互连接以形成接合处或汇合处的区域。接合处通过搭接或对接、笔直或者偏置地进行，并且它经过硬化或机械部件来结合在一起。接头区又可称作接合区或连接区。一般来说，本专利技术基于对如下事实的认识:上述不规则能够在带式传送机系统所取的测量信号中持久地观测，因为接头区因较厚而具有与传送带的其余部分不同的机械特性。因此，接头区向驱动轮和/或空转轮施加与带的其余部分不同的力。当传送带的状况发生变化时，即，当带材料变弱或者开始拉长时或者当也引起带的开始拉长的裂口和裂纹发生时，不规则的形状和/或频率开始与未损坏传送带所发生的那些不规则有所不同。按照本专利技术，这些差异由数据处理单元来检测，并且对应监测输出信号被显示和/或存储，和/或发送给决策单元，以用于判定传送带的维护或更换是否成为必要。因此，提出用于传送带的状态的无创监测的系统和方法，其易于在现有传送带系统中实现。由于使用电动机的通常可用的传感器信息，所以避免将测量部件集成在带材料中以及在带式传送机系统设置对应接收装置或外部传感器装置的工作。优选地，电动机的至少一个操作变量是电压、电流、转速、加速度、转矩或力信号其中之一，以及至少一个传感器单元是电流和/或电压传感器、速度编码器、转矩换能器、例如应变仪或者力换能器。至少一个数据信号可表示随时间变化的幅度或频谱，其中频谱的相关性通过从对应传感器信号反复得出后续时间点的频谱来取得。至少一个数据处理单元可以是单个独立处理装置或者可以是相互配合操作的两个或更多处理装置，其中两个或更多处理装置可集成在同一个计算机单元中或者独立单元中。在一优选实施例中，处理装置的一个或多个是电转换器、具体来说是频率转换器，其中转换器连接到电动机，并且设置成向其提供电流和/或电压。大多数电动机当今经由对应电转换器来供电和控制，其中在属于转换器的处理装置中执行控制。这个处理装置提供有分别表示电动机的一个或多个操作变量的一个或多个传感器信号，并且它从这些传感器信号来得出控制功能所需要的对应时间相关数据信号，例如电流、电压、转矩和/或速度。相应地，特别有利的是，在传送带的驱动电动机经由电转换器来供电时的那些情况下应用所提出的监测方法，因为所需数据信号已经存在，并且仅需要相对不规则作进一步处理。至少一个数据处理单元可设置成通过将不规则的形状和/或频率与对应阈值或者与参考不规则的形状和频率进行比较，来确定传送带的状况是否已经改变，其中参考不规则有利地表示未损坏和健康传送带。备选地，基于模型的状态观测器可用于确定传送带的状态或状况。不规则的形状可从幅度高度和/或从不规则的峰值宽度的变化来确定。在系统的一实施例中以及在对应方法中，至少一个传感器单兀设置成确定分别表示电动机的第一和第二操作变量的第一传感器信号和第二传感器信号，并且其中至少一个数据处理单元设置成得出对应第一和第二数据信号，以及在电动机的对应操作变量控制成遵循第一参考变量时检测第一信号中的不规则，或者在电动机的对应操作变量控制成遵循第二参考变量时检测第二信号中的不规则。第一传感器信号例如可以是速度信号，以及第二传感器信号可以是转矩信号。速度和转矩是电动机的机械操作变量，其均能够被控制。一般来说，由于控制算法一般对任何不希望的不规则起反应并且设法将其减少，所以与未受控制变量的数据信号相比，接头区的效果在与可控变量对应的数据信号中变得不太可见。因此，建议而是寻找未受控制变量的信号中的不规则，即，如果电动机的转矩被控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测传送带的状况的系统，其中所述传送带(9)设置成围绕至少驱动轮(20)和空转轮(21)旋转，并且电动机(22，23)设置成驱动所述驱动轮(20)，所述系统包括·至少一个数据处理单元(6)，·至少一个传感器单元(10，11，13)，其特征在于，所述至少一个传感器单元(10，11，13)设置成确定表示所述电动机(22，23)的至少一个操作变量的至少一个传感器信号(1，2，3，7)，并且所述至少一个数据处理单元(6，31)设置成·从所述至少一个传感器信号(1，2，3，7)来得出至少一个对应时间相关数据信号，·检测所述至少一个数据信号中的不规则(27，28)，其指示所述传送带(9)的接头区(26)通过所述驱动轮(20)和/或所述空转轮(21)，·从所述不规则(27，28)的形状或频率的变化来确定所述传送带的所述状况是否已经改变，以及·向显示单元、存储单元和/或决策单元中的至少一个发送反应所述传送带的所述状况的变化的监测输出信号(30)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于监测传送带的状况的系统，其中所述传送带(9)设置成围绕至少驱动轮(20)和空转轮(21)旋转，并且电动机(22，23)设置成驱动所述驱动轮(20)，所述系统包括 ?至少一个数据处理单元(6)， ?至少一个传感器单元(10，11，13)， 其特征在于，所述至少一个传感器单元(10，11，13)设置成确定表示所述电动机(22，23)的至少一个操作变量的至少一个传感器信号(1，2，3，7)，并且所述至少一个数据处理单元(6，31)设置成 ?从所述至少一个传感器信号(1，2，3，7)来得出至少一个对应时间相关数据信号， ?检测所述至少一个数据信号中的不规则(27，28)，其指示所述传送带(9)的接头区(26)通过所述驱动轮(20)和/或所述空转轮(21)， ?从所述不规则(27，28)的形状或频率的变化来确定所述传送带的所述状况是否已经改变，以及 ?向显示单元、存储单元和/或决策单元中的至少一个发送反应所述传送带的所述状况的变化的监测输出信号(30)。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个操作变量是电压、电流(1，2)、转速(3)、加速度、转矩(7)或力其中之一。3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述至少一个传感器单元(10，11，13)是电流和/或电压传感器(13)、速度编码器(10)、转矩换能器(11)或者力换能器。4.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个数据信号表示随时间变化的幅度或频谱。5.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个数据处理单元(6)是独立处理装置和/或电转换器(12)的集成部分，其中所述转换器连接到所述电动机(22，23)，并且设置成向其提供电流和/或电压。6.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个数据处理单元设置成通过将所述不规则的所述形状和/或频率与对应阈值或者与参考不规则的形状频率进行比较、或者通过使用基于模型的状态观测器，来确定所述传送带的所述状况是否已经改变。7.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个数据处理单元设置成从所述幅度高度的变化和/或从所述不规则的峰值的宽度的变化来确定所述不规则的所述形状的变化。8.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个传感器单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：B拉特曼，U里希特，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH