Integration von Sensortechnologien zur Trennflächen- und Materialerkennung im Tagebau: Fid-Bau Portal

Integration von Sensortechnologien zur Trennflächen- und Materialerkennung im Tagebau

Overmeyer, Ludger / Kesting, Martin

Für die Steuerung von Gewinnungsmaschinen im Tagebau wurde in einem Forschungsvorhaben ein Sensorsystem zur Überführung der manuellen Materialansprache und Grenzschichterkennung in eine automatisches Onlineverfahren entwickelt. Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung bildete die Integration des Sensorsystems in eine Schaufel des Schaufelradbaggers. Die im Forschungsvorhaben entwickelte Lösung bietet erstmalig die Möglichkeit, neben dem Georadarverfahren und der Geoelektrik noch weitere Sensorsysteme direkt in die Schaufel zu integrieren und hinsichtlich ihrer Eignung zur Online-Material- und Trennflächenerkennung während des Abbaubetriebes am Schaufelradbagger zu untersuchen. Die Sensorik 'Georadar' kann entweder neben dem Schaufelrad oder in das Schaufelrad integriert werden. Auch wenn hierfür kein direkter Kontakt zum zu untersuchenden Material erforderlich ist, wurde nach Feldversuchen eine Lösung realisiert, welche die Integration der Sensorsysteme in das Schaufelrad ermöglicht, da die einspeisenden und messenden Elektroden der Geoelektrik einen direkten Kontakt zum anstehenden Material benötigen und auch zur Erfassung der Körperschallsignale eine Platzierung des Beschleunigungssensors nahe der Schaufelschneidkante notwendig ist. Zur Verknüpfung der Primärmessdaten, welche die Informationen zur Material- und Trennflächenerkennung enthalten, mit den Daten zur jeweils örtlichen Lage der Messwertaufnahme wurde ein Systeme mit den entsprechenden Schnittstellen realisiert. Die Parametrierung und Ansteuerung der integrierten Sensorsysteme erfolgt vom Steuerstand des Schaufelradbaggers über ein WLAN-Netz. Bei diesem Netz werden feststehend um das Schaufelrad drei Accesspoints mit entsprechenden Sende- und Empfangsantennen montiert. Die Ausrichtung der Antennen ergeben drei überlappende Funkzellen, welche bei einem Umlauf des Schaufelrades von der Sensorschaufel durchlaufen werden. Hierdurch wird ein durchgehendes Funkfeld für das in der Sensorschaufel integrierte WLAN-Modem erreicht, welches dabei im Clientmodus arbeitet. Mit einem weiteren System werden die Messdaten mit der absoluten räumlich Lage im dreidimensionalen Raum verknüpft.