DE102010004367A1

DE102010004367A1 - Ofenbedieneinheit für eine Verkokungsbatterie einer Verkokungsanlage

Info

Publication number: DE102010004367A1
Application number: DE201010004367
Authority: DE
Inventors: Franz 66701 Steiner; Thorsten 66359 Hoffmann; Stefan 66798 Schneider
Original assignee: FLSmidth AS
Current assignee: FLSmidth AS
Priority date: 2010-01-12
Filing date: 2010-01-12
Publication date: 2011-07-14
Also published as: WO2011085718A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung einer verschiebbaren Ofenbedieneinheit (3) an Ofenkammern (1) einer Verkokungsbatterie (2) einer Verkokungsanlage, die eine Einrichtung aufweist, die zur Erkennung der Position einer Ofentür (6) einer der Ofenkammern (1), eines baulichen Merkmals (1, 7) der oder einer Kennzeichnung an der Verkokungsanlage in Bezug zu der Ofenbedieneinheit (3) unter Abbildung der Ofentür (6) des baulichen Merkmals oder der Kennzeichnung der Verkokungsanlage vorgesehen ist. Die Einrichtung umfasst einen Computer mit einer Software zur Ermittlung einer Entfernung, um die die Ofenbedieneinheit (3) zum Erreichen einer Bedienposition an der Ofentür (6) zu verschieben ist, aus der Abbildung. Die Software ist zur Ermittlung der Position unter Vergleich der Anordnung der Ofentür (6) auf einem Abbildungsfeld der Einrichtung zu einer der Bedienposition entsprechenden Sollposition vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung einer verschiebbaren Ofenbedieneinheit, insbesondere einer Beschickungseinheit, einer Koksüberleitmaschine, eines Kokslöschfahrzeugs, oder eines Charging-Gas-Transfer(CGT)-Fahrzeugs an Ofenkammern einer Verkokungsbatterie einer Verkokungsanlage.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Positionierung der Ofenbedieneinheit.
Eine solche Vorrichtung ist durch Benutzung bekannt.
Als Bezugspunkt für eine Detektiereinrichtung der Beschickungseinheit sind in einem Abstand von den Ofenkammern an einer entlang der Verkokungsbatterie geführten Halterung Platten befestigt. Die Platten werden derart angeordnet, dass ein Sensor sie genau dann detektiert, wenn sich die Beschickungseinheit in einer Beschickungsposition befindet, in der ein in der Beschickungseinheit transportierter Kohlekuchen in eine der Ofenkammern gegeben werden kann.
Aufgrund von mechanischer Einwirkung auf die Platten oder die Halterung oder durch Wärmeausdehnung der Halterung insbesondere nach großen Temperaturänderungen, z. B. zwischen Winter und Sommer, kann es zu einem Versatz der Platten im Verhältnis zu den Ofenkammern kommen. Entsprechend besteht die Gefahr, dass die Beschickungseinheit nicht genau in der Beschickungsposition vor der Ofenkammer angeordnet wird und der Kohlekuchen gegen die Außenwand der Verkokungsbatterie geschoben wird und dabei zerbricht.
Aus diesem Grund sind oftmals aufwendige Kalibrierungsarbeiten notwendig, um die Platten derart anzuordnen, dass die Beschickungseinheit stets ausreichend genau vor den Ofenkammern positioniert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zuverlässigkeit der Positionierung zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Einrichtung zur Erkennung der Position einer Ofentür einer der Ofenkammern, einer Kennzeichnung an der oder eines baulichen Merkmals der Verkokungsanlage in Bezug zu der Ofenbedieneinheit unter Abbildung der Ofentür, des Kennzeichens oder des baulichen Merkmals vorgesehen ist.
Da als örtlicher Bezug die Verkokungsanlage selbst, beispielsweise die Verkokungsbatterie oder ein Kohlebunker, verwendet und die Position somit auf direktem Weg bestimmt wird, besteht bei der Positionierung der Ofenbedieneinheit keine Gefahr von Ungenauigkeiten aufgrund der mechanischen Einwirkungen oder der Temperaturschwankungen. Die aufwendigen Kalibrierungsarbeiten entfallen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zur Erkennung einer Ofentür einer der Ofenkammern oder einer Kante der Ofentür oder einer Ofenwand und zur Bestimmung der Position bezogen dazu vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann sie zur Bestimmung der Position einer an der Verkokungsbatterie neben der Ofenkammern und/oder an der Ofentür angebrachten Markierung vorgesehen sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Einrichtung einen Computer mit einer Software, die eine Entfernung, um die die Ofenbedieneinheit zum Erreichen einer Bedienposition an der Ofentür bzw. einer anderen Stelle der Verkokungsanlage zu verschieben ist, aus der Abbildung ermittelt.
Zweckmäßigerweise ist die Software zur Ermittlung der Position unter Vergleich einer Anordnung der Ofentür, der Kennzeichnung oder des baulichen Merkmals auf einem Abbildungsfeld der Einrichtung zu einer der Ofenbedienposition entsprechenden Sollposition vorgesehen.
Während es vorstellbar wäre, die Position mittels Echoortung, insbesondere eines Radars, zu bestimmen, umfasst die Einrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Kamera, vorzugsweise mit entsprechender Filterung, die eine genaue Erkennung ermöglicht. Zweckmäßigerweise ist die Kamera derart eingerichtet, dass auch bei schwacher Beleuchtung die Position mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden kann. Sie kann dazu mit einem Bildsensor mit hoher Lichtempfindlichkeit versehen sein und/oder einen Restlichtverstärker aufweisen.
Um die Sicherheit der Positionierung weiter zu erhöhen, kann die Ofenbedieneinheit mit zumindest einer weiteren Kamera versehen sein. Mit dieser Kamera könnte der Abstand zu derselben Stelle bestimmt werden und Messungen beider Kameras abgeglichen werden. Alternativ könnte der Abstand zu der gegenüberliegenden Kante der Ofentür bzw. der Ofenwand bestimmt und ein entsprechender Abgleich durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zur Erkennung einer Symmetrie der Ofentür oder des baulichen Merkmals, insbesondere zweier vertikaler Seiten der Ofentür oder der beiden Ofenwände, vorgesehen. Die Ofenbedieneinheit lässt sich somit bezogen auf die Symmetrie zentriert vor der Ofentür oder der Ofenkammer platzieren.
Ferner ist vorstellbar, zur Ergänzung an der Ofenbedieneinheit einen Laser anzuordnen, dessen Spot in einen bestimmten, vorzugsweise markierten, Bereich einer Außenwand der Verkokungsbatterie in der Nähe der Ofenkammer erkennbar ist, wenn die Ofenbedieneinheit sich in der Bedienposition befindet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung eine Steuerung für die Verschiebung der Ofenbedieneinheit unter Nutzung von der Software gelieferter Informationen mittels eines Antriebs auf.
Zweckmäßigerweise sind für bestimmte Positionen und ggf. bestimmte Momentangeschwindigkeiten der Bedieneinheit auf einem Datenspeicher der Steuerung Bewegungsprofile mit Beschleunigungs- bzw. Bremsprogrammen vorgesehen. Die Ofenbedieneinheit kann somit voll automatisiert sowie schnell und genau in die jeweiligen die Bedienpositionen gebracht werden.
Zweckmäßigerweise ist die Einrichtung zur Bestimmung der Position der Ausschuböffnung während der Verschiebung ohne eine die Genauigkeit der Steuerung beeinflussende Verzögerung vorgesehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen schematisch
1 eine Beschickungseinheit vor einer Verkokungsbatterie in Draufsicht,
2 die Beschickungseinheit nach 1 in einer anderen Position,
3 eine Verkokungsbatterie in Seitenansicht, und
4 Details einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Positionierung, und
5 ein weiteres Detail der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In 1 ist eine Beschickungseinheit 3 dargestellt, die auf Schienen 14 vor Ofenkammern 1 einer Verkokungsbatterie 2 verschiebbar ist. Neben einer Ausschuböffnung 5 der Beschickungseinheit 3 ist eine auf die Verkokungsbatterie 2 gerichtete Kamera 9 angeordnet, die einen Bereich der Vorderseite der Verkokungsbatterie 2 und dabei insbesondere auch Ofentüren 6 der Ofenkammern 1 erfasst.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, wird die Beschickungseinheit 3 in einer Beschickungsposition so vor der entsprechenden Ofentür 6 angeordnet, dass ein auf der Beschickungseinheit 3 angeordneter Kohlekuchen 15 aus der Ausschuböffnung 5 in die Ofenkammer 1 geschoben werden kann.
An jeder Ofenkammer 1 ist ein hier nicht gezeigter RFID-Chip mit einer die jeweilige Ofenkammer 1 kennzeichnenden Information angeordnet.
Die in 3 gezeigte Seitenansicht der Verkokungsbatterie 2 lässt die längliche Form der Ofentüren 6, insbesondere ihre seitlichen Kanten 7 erkennen. 3b zeigt eine Markierung 8, die durch einen von der Verkokungsbatterie abstehendes Mauerelement gebildet ist.
4 zeigt ein Schema einer Einrichtung 4 zur Positionierung der Beschickungseinheit 3, die eine Kamera 9, ein Lesegerät 10 für die RFID-Chips, einen Computer 11, der mit einer Software zur Bildauswertung sowie zur Verarbeitung von Daten aus dem Lesegerät 10 versehen ist und eine Steuerung 12 aufweist. Die Steuerung 12 ist zur Regelung eines Antrieb 13 der Beschickungseinheit 3 anhand von durch den Computer 11 bereitgestellter Daten vorgesehen. Um die Beschickungseinheit 3 möglichst schnell und genau in die Beschickungsposition bringen zu können, greift die Steuerung auf Beschleunigungs- bzw. Bremsprogramme mit für den Antrieb 13 optimierten Datensätzen zurück.
Beim Betrieb einer Verkokungsanlage werden die einzelnen Ofenkammern 1 der Verkokungsbatterie 2 nach einem Beschickungsplan nach und nach bestückt. Die Steuerung 12 der Beschickungseinheit 3 erkennt anhand der von dem RFID-Lesegerät 10 ausgelesenen Daten, vor welcher der Ofenkammern 1 der Verkokungsbatterie 2 sich die Beschickungseinheit 3 befindet. In Abhängigkeit von einem zu einer nach dem Beschickungsplan zu bestückenden Ofenkammer 1 zurückzulegenden Weg und ggf. der momentanen Geschwindigkeit der Beschickungseinheit 3 wird ihre Verschiebung derart geregelt, dass sie möglichst schnell in die Nähe der zu bestückenden Ofenkammer 1 verschoben wird.
Befindet sich die Beschickungseinheit 3 vor der jeweiligen Ofenkammer 1, wird die erfindungsgemäße Einrichtung 4 aktiviert. Die Kamera 9 detektiert die Kante 7 des Ofentors 6 und die Entfernung der Ausschuböffnung 5 zur Kante 7 des Ofentors 6 wird bestimmt. Alternativ kann auch eine Kante der Ofenwand detektiert werden.
Dazu ermittelt die Software den Abstand der Kante 7 von einer der Beschickungsposition entsprechenden Sollposition 16 der Kante auf einem in 5 gezeigten Abbildungsfeld 17 der Kamera 9.
Je nach Position und ggf. der Momentangeschwindigkeit der Beschickungseinheit 3 wird durch die Steuerung 12 der Antrieb 13 derart betätigt, dass die Beschickungseinheit 3 genau und möglichst schnell in die Beschickungsposition vor der zu bestückenden Ofenkammer 1 positioniert wird. Die Steuerung 12 kann auch dazu auf gespeicherte Beschleunigungsprofile mit Beschleunigungs- bzw. Bremsprogrammen für den Antrieb 13 zurückgreifen.
Ist die Beschickungseinheit 3 in der Beschickungsposition angekommen, veranlasst die Steuerung 12 die Öffnung der Ofentür 6. Anschließend wird der Kohlekuchen 15 in die Ofenkammer 1 eingeschoben und das Ofentor 6 wieder geschlossen. Die Beschickungseinheit 3 wird von neuem mit einem Kohlekuchen 15 versehen und zur nächsten zu bestückenden Ofenkammer 1 verschoben.
Als Sicherung gegen Fehlfunktionen der Einrichtung 4 kann eine zweite erfindungsgemäße Einrichtung vorgesehen sein und die ermittelten Daten beider Einrichtungen abgeglichen werden.
Alternativ kann an der Beschickungseinheit 3 ein hier nicht gezeigter Laser angebracht werden, dessen Spot bei korrekter Positionierung stets innerhalb eines in 3c dargestellten markierten Bereichs 8' an dem Ofentor 1 zu erkennen ist.
Die Einrichtung 4 kann ferner (hier nicht gezeigt) mit im Prinzip gleicher Funktionsweise an einer Koksüberleitmaschine (KÜM), einem Kokslöschfahrzeug oder einem Charging-Gas-Transfer-Fahrzeug und/oder zur Erkennung einer Füllöffnung eines Kohlebunkers vorgesehen sein.

Claims

Vorrichtung zur Positionierung einer verschiebbaren Ofenbedieneinheit (3), insbesondere einer Beschickungseinheit einer Koksüberleitmaschine, eines Kokslöschfahrzeugs der eines Charging-Gas-Transfer-Fahrzeugs an Ofenkammern (1) einer Verkokungsbatterie (2) einer Verkokungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (4) zur Erkennung der Position einer Ofentür (6) einer der Ofenkammern (1), eines baulichen Merkmals (1, 7) der oder einer Kennzeichnung (8) an der Verkokungsanlage in Bezug zu der Ofenbedieneinheit (3) unter Abbildung der Ofentür (6), des baulichen Merkmals (1, 7) bzw. der Kennzeichnung (8) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) einen Computer (11) mit einer Software zur Ermittlung einer Entfernung, um die die Ofenbedieneinheit (3) zum Erreichen einer Bedienposition zu verschieben ist, aus der Abbildung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Software zur Ermittlung der Position unter Vergleich der Anordnung der Ofentür (6), der Kennzeichnung (8) oder des baulichen Merkmals (1, 7) auf einem Abbildungsfeld (17) der Einrichtung (4) zu einer der Bedienposition entsprechenden Sollposition (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) zur Bestimmung der Position einer Ofentür (6) einer der Ofenkammern (1), einer Kante (7) der Ofentür (6) oder einer Ofenwand, und/oder einer an der Verkokungsbatterie (2) und/oder an der Ofentür (6) angebrachten Markierung (8) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) eine Kamera (9) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) eine Steuerung (12) für die Verschiebung der Ofenbedieneinheit (3) mittels eines Antriebs (13) unter Nutzung der von der Software gelieferten Informationen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) zur Bestimmung der Position der Ofenbedieneinheit (3) während ihrer Verschiebung ohne eine die Genauigkeit der Steuerung (12) beeinflussende Verzögerung vorgesehen ist.
Verfahren zur Positionierung einer verschiebbaren Ofenbedieneinheit (3) an eine Verkokungsbatterie (2) einer Verkokungsanlage mit nebeneinander angeordneten Ofenkammern (1), bei dem bei Erreichen einer Bedienposition ein Signal gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Position einer Ofentür (6) einer der Ofenkammern (1), eines baulichen Merkmals (1, 7) der oder einer Kennzeichnung (8) an der Verkokungsanlage in Bezug zu der Ofenbedieneinheit (3) unter Abbildung der Ofentür (6), des baulichen Merkmals (1, 7) bzw. der Kennzeichnung (8) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entfernung, um die die Ofenbedieneinheit (3) zum Erreichen einer Bedienposition zu verschieben ist, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Position die Anordnung der Ofentür (6) der Kennzeichnung (8) oder des baulichen Merkmals (1, 7) mit einer der Bedienposition entsprechenden Sollposition (16) auf einem Abbildungsfeld (17) der Einrichtung (4) verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Position an Ofentür (6) einer der Ofenkammern (1), einer Kante (7) der Ofentür (6) oder einer Ofenwand und/oder eine an der Ofenkammer (1) und/oder an der Ofentür (6) angebrachten Markierung (8) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Position aus von einer Kamera (9) aufgenommenen Bildern bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenbedieneinheit (3) in Abhängigkeit von ihrer Position und ggf. von ihrer Verschiebungsgeschwindigkeit unter Steuerung eines Antriebs (13) verschoben wird.
Mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 versehene Ofenbedieneinheit, insbesondere Beschickungseinheit, Koksüberleitmaschine, Kokslöschfahrzeug oder Charging-Gas-Transfer-Fahrzeug.