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Dokumentenidentifikation DE102005010115A1 17.08.2006
Titel Verfahren zur Überwachung und/oder Steuerung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine
Anmelder Schalker Eisenhütte Maschinenfabrik GmbH, 45881 Gelsenkirchen, DE
Erfinder Müller, Christoph, Dipl.-Ing., 49549 Ladbergen, DE
Vertreter Patentanwälte Gesthuysen, von Rohr & Eggert, 45128 Essen
DE-Anmeldedatum 02.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005010115
Offenlegungstag 17.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.08.2006
IPC-Hauptklasse C10B 41/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Verfahren zur Überwachung und/oder Steuerung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine, wobei die Koksofenbedienungsmaschine zur Bedienung einer Mehrzahl von Ofenkammern eines Koksofens (2) ausgebildet ist und in wenigstens einem Betriebsvorgang eine Ofenkammer bedient, wobei zur Überwachung und/oder Steuerung der Koksofenbedienungsmaschine eine Datenübertragung zwischen einer an oder auf der Koksofenbedienungsmaschine vorgesehenen Server-Rechnereinrichtung (7) und wenigstens einer mit der Server-Rechnereinrichtung (7) verbundenen Client-Rechnereinrichtung (8) erfolgt, wobei von der Server-Rechnereinrichtung (7) Betriebsdaten (9), betreffend den Betriebsvorgang der Koksofenbedienungsmaschine und/oder den Betriebsvorgang des Koksofens, und/oder Prozeßdaten, betreffend einen Verkokungsvorgang von Kohle in der Ofenkammer, an die Client-Rechnereinrichtung (8) übertragen werden und wobei bedarfsweise wenigstens eine Steuerinformation (10) von der Client-Rechnereinrichtung (8) an die Server-Rechnereinrichtung (7) übertragen wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und/oder Steuerung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine, wobei die Koksofenbedienungsmaschine zur Bedienung einer Mehrzahl von Ofenkammern eines Koksofens ausgebildet ist und in wenigstens einem Betriebsvorgang eine Ofenkammer bedient. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Koksofenbedienungsmaschine und ein Koksofensystem.

Zur Überwachung und/oder Steuerung von Koksofenbedienungsmaschinen sind üblicherweise Maschinenfahrer vorgesehen, die bei steigendem Automatisierungsgrad der Koksofenbediendungsmaschinen überwiegend mit der Überwachung automatisierter Betriebsvorgänge der Koksofenbedienungsmaschinen betraut sind. Bei einer Koksofenbedienungsmaschine kann es sich beispielsweise um einen Füllwagen, um eine Koksausdrückmaschine, um eine Koksüberleitmaschine oder um ein Heißkoks-Transportfahrzeug, wie beispielsweise ein Löschfahrzeug, handeln.

Mit steigender Verfügbarkeit der Koksofenbedienungsmaschinen sind manuelle Einriffe nur in Ausnahmefällen und in geringem Maße technisch notwendig. Allerdings kommt es bei einem manuellen Eingriff in die Steuerung einer Koksofendienungsmaschine darauf an, Stillstandszeiten der Koksofenbedienungsmaschine und damit eine Verzögerung des Verkokungsprozesses so gering wie möglich zu halten. Üblicherweise werden Koksofenbedienungsmaschinen über speicherprogrammierbare Steuerungen und Feldbussysteme gesteuert und koordiniert. Die immer komplexer werdenden Funktionen von Koksofenbedienungsmaschinen und der wachsende Aufwand für Datenerfassung und Datenverarbeitung führen dazu, daß die Zykluszeiten von Steuereinrichtungen, die zur Steuerung der Koksofenbedienungsmaschinen eingesetzt werden, stetig anwachsen. Als Folge davon muß eine aufwendige Steuerungstechnik, die in der Regel auf speicherprogrammierbaren Steuerungen aufgebaut ist, zur Steuerung der Betriebsvorgänge der Koksofenbedienungsmaschinen eingesetzt werden, was zu hohen Kosten in Verbindung mit der Steuerung führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem es möglich ist, Betriebsvorgänge von Koksofenbedienungsmaschinen in einfacher Weise und kostengünstig überwachen und/oder steuern zu können. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Stillstandszeiten von Koksofenbedienungsmaschinen, die aus manuellen Eingriffen in die Steuerung der Koksofenbedienungsmaschinen resultieren und zu einer Verzögerung des Koksofenprozesses führen können, zu verringern.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß zur Überwachung und/oder Steuerung der Koksofenbedienungsmaschine eine Datenübertragung zwischen einer an oder auf der Koksofenbedienungsmaschine vorgesehenen Server-Rechnereinrichtung und wenigstens einer mit der Server-Rechnereinrichtung verbundenen Client-Rechnereinrichtung erfolgt, wobei von der Server-Rechnereinrichtung Betriebsdaten betreffend den Betriebsvorgang der Koksofenbedienungsmaschine und/oder den Betriebsvorgang des Koksofens und/oder Prozeßdaten betreffenden einen Verkokungsvorgang von Kohle in der Ofenkammer an die Client-Rechnereinrichtung übertragen werden und wobei bedarfsweise wenigstens eine Steuerinformation von der Client-Rechnereinrichtung an die Server-Rechnereinrichtung übertragen wird.

Die Erfindung betrifft die zumindest teilweise manuelle Steuerung bzw. den Eingriff in einen laufenden Betriebsvorgang einer Koksofenbedienungsmaschine. Dabei ist vorgesehen, daß von einem Bediener der Client-Rechnereinrichtung auf der Server-Rechnereinrichtung verfügbare Betriebsdaten aus dem laufenden Betrieb der Koksofenbedienungsmaschine und/oder dem laufenden Betrieb des Koksofens und/oder Prozeßdaten betreffend den Verkokungsvorgang von Kohle über die Client-Rechnereinrichtung abgerufen werden können. Hält der Bediener der Client-Rechnereinrichtung nach Auswertung der übertragenen Daten einen Eingriff in die Steuerung des Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungsmaschine für notwendig, so kann er bedarfsweise wenigstens eine Steuerinformation an die Server-Rechnereinrichtung übertragen, was zu einer entsprechenden Änderung der Steuerung des Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungsmaschine führt. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, daß in Abhängigkeit von den von der Server-Rechnereinrichtung an die Client-Rechnereinrichtung übertragenen Daten der Eingriff in die Steuerung des Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungsmaschine automatisch erfolgt. Im Ergebnis wird von der Server-Rechnereinrichtung das Datenmanagement übernommen, während zur eigentlichen Steuerung der Koksofenbedienungsmaschine auch weiterhin die üblicherweise zur Steuerung eingesetzten speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen zum schnellen Steuern von Sequenzen und Abläufen vorgesehen sein können. Darüber hinaus läßt es die Erfindung bedarfsweise zu, daß eine Datenübertragung zwischen Server-Rechnereinrichtungen mehrerer Koksofenbedienungsmaschinen vorgesehen ist, wobei eine Server-Rechnereinrichtung die Funktion der Client-Rechnereinrichtung übernehmen kann. Die Server-Rechnereinrichtungen können dazu miteinander vernetzt werden, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird.

Bei der Server-Rechnereinrichtung handelt es sich um einen Dienstleistungsrechner bzw. Zentralsystem oder Anwendungsrechner, der in einem Computersystem aus wenigstens einem Server und wenigstens einem Client Daten oder Ressourcen zur Verfügung stellt. Die Server-Rechnereinrichtung weist ein entsprechendes Server-Programm auf, das zur Verwaltung der in Rede stehenden Betriebs- und/oder Prozeßdaten vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die Server-Rechnereinrichtung nicht nur zur Bereitstellung von Betriebs- und/oder Prozeßdaten an den Client (Download), sondern auch zum Empfangen von Daten vom Client (Upload) ausgebildet. Die Server-Rechnereinrichtung kann von sich aus aktiv werden oder aber auch auf eine Anfrage eines Bedieners der Client-Rechnereinrichtung warten, um als Folge der Anfrage Betriebs- und/oder Prozeßdaten an die Client-Rechnereinrichtung zu übertragen. Der Bediener der Client-Rechnereinrichtung kann sich mit der Server-Rechnereinrichtung zu dem Zweck verbinden, den Betriebsvorgang der Koksofenbedienungsmaschine zu überwachen und bedarfsweise eine Steuerung vorzunehmen. Vorzugsweise ist die Client-Rechnereinrichtung bzw. der Bediener der Client-Rechnereinrichtung bei einer insbesondere drahtlosen Datenübertragung von der Server-Rechnereinrichtung für die Kontaktaufnahme verantwortlich und bestimmt deren Zeitpunkt. Das hat für die Client-Rechnereinrichtung den Vorteil, daß erst zum Zeitpunkt der Kontaktaufnahme eine Kommunikations- bzw. Datenverbindung erforderlich ist. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, daß von der Server-Rechnereinrichtung der Zeitpunkt der Datenübertragung festgelegt wird, wobei nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer oder beim Auftreten eines Störzustandes automatisch Betriebs- und/oder Prozeßdaten von der Server-Rechnereinrichtung an die Client-Rechnereinrichtung übertragen werden können. Auch eine kontinuierliche Datenübertragung ist möglich.

Die Steuerinformation kann nach der Übertragung an die Server-Rechnereinrichtung von der Server-Rechnereinrichtung an eine Steuereinrichtung der Koksofenbedienungsmaschine, vorzugsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung, weitergeleitet werden, wobei die Steuerung mit der Server-Rechnereinrichtung gekoppelt ist. Im Ergebnis können durch das erfindungsgemäße Verfahren die Kosten und der Aufwand zur Überwachung und/oder Steuerung der Betriebsvorgänge von Koksofenbedienungsmaschinen eines Koksofens erheblich reduziert werden. Aufgrund der Daten, die von der Server-Rechnereinrichtung an die Client-Rechnereinrichtung übertragen werden, ist ein Bediener der Client-Rechnereinrichtung in der Lage, sehr schnell auf Störungen eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine zu reagieren. Dadurch können Stillstandszeiten der Koksofenbedienungsmaschine reduziert werden. Da von der Server-Rechnereinrichtung auch die zur Steuerung der Koksofenbedienungsmaschine notwendigen Programmstrukturen vorgegeben werden können, können vergleichsweise einfach aufgebaute speicherprogrammierbare Steuerungen zur Umsetzung der Steuerinformation im Betrieb der Koksofenbedienungsmaschine vorgesehen werden. Dies trägt zu einer weiteren Kostensenkung bei.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt es bedarfsweise zu, daß die Koksofenbedienungsmaschine unbemannt betrieben wird. In diesem Fall ist die Client-Rechnereinrichtung nicht auf oder an der Koksofenbedienungsmaschine vorgesehen, die die Server-Rechnereinrichtung aufweist, an die wenigstens eine Steuerinformation von der Client-Rechnereinrichtung übertragen werden soll. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß eine Datenübertragung zwischen der Server-Rechnereinrichtung und wenigstens einer einem Leitstand zugeordneten stationären Client-Rechnereinrichtung und/oder wenigstens einer transportablen Client-Rechnereinrichtung erfolgt, vorzugsweise drahtlos. Dadurch ist eine manuelle Bedienung der Koksofenbedienungsmaschine unabhängig vom momentanen Standort eines Bedieners bzw. einer Client-Rechnereinrichtung möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt es jedoch bedarfsweise auch zu, daß die Client-Rechnereinrichtung auf oder an der Koksofenbedienungsmaschine vorgesehen ist, die die Server-Rechnereinrichtung aufweist, an die die Steuerinformation übertragen werden soll. Beispielsweise kann ein Bediener sich zeitweise mit einer transportablen Client-Rechnereinrichtung auf einer Koksofenbedienungsmaschine aufhalten und von dort aus die Steuerung der Koksofenbedienungsmaschine oder weiterer Koksofenbedienungsmaschinen vorsehen.

Um die Überwachung und Steuerung von Betriebsvorgängen einer Mehrzahl von Koksofenbedienungsmaschinen eines Koksofens in einfacher Weise durchführen zu können, kann vorgesehen sein, eine Mehrzahl von Server-Rechnereinrichtungen, die an und/oder auf den Koksofenbedienungsmaschinen vorgesehen sind, mit einer Mehrzahl von Client-Rechnereinrichtungen zur Datenübertragung miteinander zu vernetzen, wobei Server-Rechnereinrichtung und Client-Rechnereinrichtungen vorzugsweise derart miteinander vernetzt werden, daß von jeder Client-Rechnereinrichtung auf jede Server-Rechnereinrichtung zugriffen werden kann. In diesem Zusammenhang können die Client- und die Server-Rechnereinrichtungen insbesondere über ein lokales Datennetz verbunden sein. Dadurch kann von einem Bediener einer Client-Rechnereinrichtung im einfachsten Fall die Überwachung und/oder Steuerung aller Koksofenbedienungsmaschinen eines Koksofens ausgeführt werden. Der Bediener der Client-Rechnereinrichtung kann somit den Verkokungsprozeß als Gesamtprozeß betrachten, an dem alle Koksofenbedienungsmaschinen beteiligt sind.

Ist eine Mehrzahl von Client-Rechnereinrichtungen zur Übertragung von Steuerinformationen vorgesehen, kann die Datenübertragung zwischen einer Client-Rechnereinrichtung und einer Server-Rechnereinrichtung auf der Grundlage von Zugriffsrechten gesteuert und/oder koordiniert werden. Dadurch wird sichergestellt, daß es nicht zu unberechtigten oder widersprüchlichen Eingriffen in die Steuerung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine kommen kann.

Die Server-Rechnereinrichtung und die Client-Rechnereinrichtung können nach dem Thin-Client-Konzept betrieben werden. Thin-Client bezeichnet innerhalb der elektronischen Datenverarbeitung einen Computer als Endgerät innerhalb eines Netzwerkes, dessen Hardware-Ausstattung in der Regel auf die Ein- und Ausgabefunktion beschränkt ist. Das Thin-Client-Konzept bedeutet, daß eine Client-Rechnereinrichtung die zur Überwachung und/oder Steuerung notwendigen Daten möglichst vollständig von der Server-Rechnereinrichtung enthält. Das kann das komplette Betriebssystem umfassen, wobei die Client-Rechnereinrichtung vorzugsweise keine Datenspeichermedien aufweist und die Anwendungssoftware sich auf ein generisches Programm (Web-Browser, Java oder dgl.) beschränkt, welches alle anwendungsspezifischen Komponenten zum Anfragezeitpunkt von der zugehörigen Server-Rechnereinrichtung lädt.

Zur Überwachung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine kann weiter vorgesehen sein, daß Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten in einer Speichereinrichtung gespeichert werden, wobei vorzugsweise eine Kurzzeitspeicherung vorgesehen wird. Dabei können relevante Betriebs- und/oder Prozeßdaten durch eine geeignete Datenerfassungseinrichtung erfaßt und an die mit der Datenerfassungseinrichtung gekoppelte Server-Rechnereinrichtung übertragen werden. Die Server-Rechnereinrichtung überträgt die erfaßten Daten an die Speichereinrichtung, die mit der Server-Rechnereinrichtung gekoppelt ist. Dadurch kann die Server-Rechnereinrichtung auf Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten zugreifen, die vorangegangenen Betriebszeitpunkten zugeordnet werden können. Dadurch ist es möglich, z.B. in Form eines detaillierten Fahrtenschreibers, vorzugsweise über einen begrenzten Zeitraum, relevante Betriebs- und/oder Prozeßdaten zu speichern, über die eine Überwachung des Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungsmaschine ausschnittsweise oder auch in seiner Gesamtheit möglich ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß wenigstens eine den Oberflächenverlauf und/oder daß Oberflächenprofil eines beim Verkokungsvorgang hergestellten Kokskuchens und/oder daß Schüttungsprofil und/oder den Schüttungsverlauf von in die Ofenkammer eingeführter Kohle und/oder daß Gewicht des Kokskuchens und/oder von ungelöschtem Koks betreffende Sensorinformation erfaßt wird und daß der Betriebsvorgang in Abhängigkeit von der Sensorinformation gesteuert wird. Eine Steuerinformation kann als Sollwert-Vorgabe mit Sensorinformationen korreliert werden und in Abhängigkeit von dem Korrelationsergebnis kann automatisch eine Umsteuerung bzw. eine Wertänderung der Sollwert-Vorgabe erfolgen. Die Koksofenbedienungsmaschine weist dazu ggf. eine Abtasteinrichtung, vorzugsweise eine Lasermeßeinrichtung und/oder eine Radarmeßeinrichtung, und/oder eine Abstandsmeßeinrichtung und/oder eine Positionsmeßeinrichtung und/oder eine Gewichtsmeßeinrichtung auf, die mit der Server-Rechnereinrichtung an oder auf der Koksofenbedienungsmaschine gekoppelt sind.

Aufgrund der komplexen Funktionsabläufe von Koksofenbedienungsmaschinen ist es oft nicht ausreichend, einen Betriebsvorgang über eine speicherprogrammierbare Steuerung zu automatisieren. Das "Gefühl" und die Sinnesorgane der Bediener spielen für einen reibungslosen Betrieb der Koksofenbedienungsmaschine eine wichtige Rolle, insbesondere, da nicht in jedem Fall die Ursache einer Betriebsstörung durch eine entsprechende Sensorik erfaßt werden kann. Für einen unbemannten Betrieb einer Koksofenbedienungsmaschine gilt es daher, diese Sinneswahrnehmungen möglichst komplett elektronisch aufzunehmen und einem (entfernten) Bediener ggf., nämlich vorzugsweise im Fall einer Betriebsstörung, zur Verfügung zu stellen. Um die Sinneswahrnehmung eines Bedieners möglichst weitgehend auf elektronischem Wege zu erfassen und einem Bediener der Client-Rechnereinrichtung zur Verfügung stellen zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten in Form von Video-Informationen und/oder Audio-Informationen, vorzugsweise als Videosequenzen und/oder Audiosequenzen, zu erfassen und zu speichern. Betriebsabläufe und Betriebsgeräusche können nachfühlbar für den Bediener der Client-Rechnereinrichtung abgespeichert werden, wobei das Erfahrungswissen des Bedieners genutzt werden kann, ohne daß sich der Bediener auf oder an der Koksofenbedienungsmaschine befinden muß. Die entsprechenden Informationen werden aufgezeichnet und permanent oder bei Bedarf bzw. zyklisch oder ereignisgesteuert von der Server-Rechnereinrichtung an die Client-Rechnereinrichtung übertragen. Vorrichtungsgemäß weist die Koksofenbedienungsmaschine dazu wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens ein Mikrofon zur audiovisuellen Aufnahme des Betriebsablaufs auf.

Um die Überwachung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine weiter zu vereinfachen, können erfaßte Video-Informationen und/oder Audio-Informationen mit weiteren Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten korreliert und/oder zeitsynchron abgespeichert werden, wobei die Korrelation von der Server-Rechnereinrichtung berechnet wird. Dies ermöglicht es einem Bediener der Client-Rechnereinrichtung bedarfsweise auf sämtliche Informationen zugreifen zu können, die im Zusammenhang mit einer Betriebsstörung stehen, wobei Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten zeitgleich mit Video-Informationen und/oder Audio-Informationen zur Verfügung stehen, die den Zeitraum der Betriebsstörung betreffen.

Um den Bediener einer Client-Rechnereinrichtung eine Betriebsstörung anzuzeigen, kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, daß bei einer Betriebsstörung des Betriebsvorgangs vorzugsweise von der Server-Rechnereinrichtung automatisch eine Fehlermeldung generiert wird, insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einem Sollwert-Istwert-Vergleich zwischen Betriebs- und/oder Prozeßdaten und Sollwert-Vorgaben, und daß, weiter vorzugsweise, die Fehlermeldung von der Server-Rechnereinrichtung an die Client-Rechnereinrichtung übertragen wird, insbesondere als SMS oder E-Mail. Im Falle einer Betriebsstörung erhält ein entfernter oder mobiler Bediener einer Client-Rechnereinrichtung eine Fehlermeldung, woraufhin er sich über die Client-Rechnereinrichtung mit der Server-Rechnereinrichtung an oder auf der betreffenden Koksofenbedienungsmaschine verbinden kann. Je nach Betriebszustand hat er dann die Möglichkeit, den Betriebsablauf aus dem Zeitraum unmittelbar vor der Generierung der Fehlermeldung bzw. vor der Betriebsstörung bedarfsweise anzusehen und/oder anzuhören. Damit ist der Bediener in der Lage, Fehler in den mechanischen Abläufen zu erkennen, welche sich vor dem Zeitpunkt einer Alarmgenerierung abgespielt haben. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt es dabei bedarfsweise zu, daß Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten, die den Zeitraum unmittelbar vor und/oder während und/oder nach der Betriebsstörung betreffen, automatisch erfaßt und/oder gespeichert werden. Damit wird für einen Bediener der Client-Rechnereinrichtung erkennbar, ob beispielsweise das Öffnen einer Ofentür durch einen Positionierfehler mehrfach gescheitert ist, was die Ursache für die Fehlpositionierung und wie groß der Positionierfehler gewesen ist. Darüber hinaus lassen sich ungewöhnliche Betriebsgeräusche erkennen, die vor der Alarmgenerierung abgespeichert worden sind. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, daß Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten automatisch an die Client-Rechnereinrichtung zusammen mit der Fehlermeldung übertragen werden.

Um möglichst schnell auf eine Betriebsstörung reagieren zu können, kann weiterhin vorgesehen sein, daß Betriebsdaten und/oder Prozeßdaten in Echtzeit und/oder Online von der Server-Rechnereinrichtung an die Client-Rechnereinrichtung übertragen werden. Hat der Bediener der Client-Rechnereinrichtung die an die Client-Rechnereinrichtung übertragenen Betriebs- und/oder Prozeßdaten analysiert, beispielsweise aufgrund eines multimedialen Fahrtenschreibens, so kann vorzugsweise über jede Client-Rechnereinrichtung ein Eingriff in die Steuerung des Betriebsvorgangs und/oder des nachfolgenden Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungsmaschine erfolgen. Bei dieser manuellen Bedienung kann beispielsweise ein Parameter für die Positioniereinstellung geändert und der Befehl erteilt werden, den Positioniervorgang automatisch zu wiederholen. Dies kann der Bediener in Echtzeit über die Client-Rechnereinrichtung verfolgen, beispielsweise über eine Videokonferenz mit der Server-Rechnereinrichtung, wobei der Bediener den Online-Betriebsablauf des Betriebsvorgangs der Koksofenbedienungsmaschine beobachten kann.

Nachfolgend wird exemplarisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der einzigen Figur der Zeichnung beschrieben, ohne daß hierdurch die Erfindung auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt wird.

In der Zeichnung ist ein Koksofensystem 1 dargestellt mit einem Koksofen 2 und einer Mehrzahl von Koksofenbedienungsmaschinen. Bei den Koksofenbedienungsmaschinen handelt es sich um einen Füllwagen 3, eine Koksausdrückmaschine 4, eine Koksüberleitmaschine 5 und eine Heißkoks-Transporteinrichtung mit einem Löschwagen 6.

Zur Überwachung und/oder Steuerung eines Betriebsvorgangs der in der Figur dargestellten Koksofenbedienungsmaschinen des Koksofens 2 ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Datenübertragung zwischen jeweils einer an oder auf der betreffenden Koksofenbedienungsmaschine vorgesehen Server-Rechnereinrichtung 7 und wenigstens einer mit den Server-Rechnereinrichtungen 7 verbundenen Client-Rechnereinrichtung 8 erfolgt, wobei von einer Server-Rechnereinrichtung 7 Betriebsdaten 9 betreffend den Betriebsvorgang der entsprechenden Koksofenbedienungsmaschine und/oder den Betriebsvorgang des Koksofens und/oder Prozeßdaten betreffend einen Verkokungsvorgang von Kohle in dem Koksofen 2 an die Client-Rechnereinrichtung 8 übertragen werden und wobei bedarfsweise wenigstens eine Steuerinformation 10 von der Client-Rechnereinrichtung 8 an die Server-Rechnereinrichtung 7 übertragen wird. Dies ist in der Figur exemplarisch am Beispiel einer Server-Rechnereinrichtung 7 der Koksausdrückmaschine 4 dargestellt, wobei Betriebsinformationen 9 betreffend den Betriebsvorgang der Koksausdrückmaschine 4 von der Server-Rechnereinrichtung 7 der Koksausdrückmaschine 4 an die Client-Rechnereinrichtung 8 übertragen werden und wobei bedarfsweise von einem Bediener der Client-Rechnereinrichtung 8 eine Steuerinformation 10 an die Server-Rechnereinrichtung 7 der Koksausdrückmaschine 4 übertragen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt es bedarfsweise zu, Koksofenbedienungsmaschinen des Koksofensystems 1 teilweise oder vollständig mannlos zu betreiben und manuelle Eingriffe ortsungebunden durchführen zu können. Dazu werden die Server-Rechnereinrichtungen 7 der Koksofenbedienungsmaschinen und vorzugsweise eine Mehrzahl von Client-Rechnereinrichtungen 8 miteinander vernetzt und der Verkokungsvorgang als Gesamtprozeß betrachtet. Grundsätzlich können auch die Server-Rechnereinrichtungen 7 miteinander vernetzt werden. Dann ist es auch möglich, daß eine Server-Rechnereinrichtung 7 als "Client" mit einer anderen Server-Rechnereinrichtung 7 zur Datenübertragung vorgesehen ist. Verfahrensgemäß werden die koordinierenden Funktionen jeder Koksofenbedienungsmaschine von der Server-Rechnereinrichtung 7 auf oder an der Koksofenbedienungsmaschine ausgeführt.

Die Server-Rechnereinrichtung 7 kann dabei folgende Funktionen übernehmen:

  • – Kurzzeitspeicherung von Betriebs- und Meßdaten, beispielsweise in Form detaillierte Fahrtenschreiber
  • – Einbindung von "intelligenten" meßtechnischen Systemen, beispielsweise Radarsensorik, Laserscanner oder dergleichen
  • – Erfassung und Abspeicherung von Multimediainformationen, beispielsweise Video- und/oder Audiosequenzen aus dem Betriebsvorgang der Koksofenbedienungsmaschine
  • – Korrelation von Multimediainformationen, Betriebsdaten und Meßdaten, vorzugsweise lokal auf der Server-Rechnereinrichtung 7, zeitsynchrone Abspeicherung von Video-Informationen und Audio-Informationen zu Betriebsdaten

Der unbemannte Betrieb einer Koksofenbedienungsmaschine ist gekennzeichnet durch den Einsatz von Server-Rechnereinrichtungen 7 auf vorzugsweise jeder Koksofenbedienungsmaschine als Ergänzung oder Ersatz der bestehenden Steuerungseinrichtungen, wie beispielsweise bestehender speicherprogrammierbarer Steuerungen. Wird die Server-Rechnereinrichtung 7 als Ergänzung einer bestehenden Steuerungseinrichtung der Koksofenbedienungsmaschine vorgesehen, so wird die Server-Rechnereinrichtung 7 mit der lokalen Steuerungseinrichtung auf der Koksofenbedienungsmaschine gekoppelt. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, zusätzliche Meßdaten, die aus der Messung der Füllhöhe, der Oberflächenabtastung eines in einer Ofenkammer des Koksofens 2 hergestellten Kokskuchens und/oder aus der Verwiegung des Kokskuchens erhalten werden können, mit Steuerinformationen für die Steuereinrichtung zu korrelieren.

Die Client-Rechnereinrichtung 8 kann einem zentralen Leitstand 11 zugeordnet sein. Die Kommunikation zwischen der Client-Rechnereinrichtung 8 und der Server-Rechnereinrichtung 7 kann in diesem Fall drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen. Darüber hinaus können transportable Client-Rechnereinrichtungen 8 vorgesehen sein, die drahtlos mit einer Server-Rechnereinrichtung 7 einer beliebigen Koksofenbedienungsmaschine zur Datenübertragung verbunden sein können, um einem mobilen Bediener einen Eingriff in die Steuerung einer beliebigen Koksofenbedienungsmaschine vorzugsweise nach festgelegten Zugriffsrechten zu ermöglichen. Darüber hinaus können Client-Rechnereinrichtungen 8 auch an oder auf den jeweiligen Koksofenbedienungsmaschinen vorgesehen sein.

Zur Erfassung von Video-Informationen und/oder Audio-Informationen können die Koksofenbedienungsmaschinen Kameras und/oder Mikrofone aufweisen, mit denen es möglich ist, einen Betriebsvorgang zumindest zeitweise aufzunehmen und die aufgenommenen Daten einem Bediener der Client-Rechnereinrichtung 8 zur Verfügung zu stellen. Die Abspeicherung der Multimediainformationen kann auf der Server-Rechnereinrichtung 7 erfolgen. Vorzugsweise werden Grenzwerte definiert, auf deren Grundlage von der Server-Rechnereinrichtung 7 vorzugsweise automatisch eine Betriebsstörung erkannt werden kann. Im Fall einer Betriebsstörung ist es dann vorzugsweise vorgesehen, den Betriebszustand der Koksofenbedienungsmaschine durch entsprechende Betriebs- und Prozeßdaten sowie durch Multimediaaufzeichnungen "einzufrieren", so daß anschließend ein Bediener der Client-Rechnereinrichtung 8 die im Zusammenhang mit der Betriebsstörung relevanten Daten von der Server-Rechnereinrichtung 7 abrufen kann. Der Bediener einer Client-Rechnereinrichtung 8 wird dadurch in die Lage versetzt, Betriebs- und/oder Prozeßdaten und die entsprechenden Aufzeichnungen bereits abgelaufener Betriebsvorgänge abrufen zu können, und basierend auf diesen Daten den Betriebsvorgang erneut ablaufen zu lassen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Überwachung und/oder Steuerung eines Betriebsvorgangs einer Koksofenbedienungsmaschine, wobei die Koksofenbedienungsmaschine zur Bedienung einer Mehrzahl von Ofenkammern eines Koksofens (2) ausgebildet ist und in wenigstens einem Betriebsvorgang eine Ofenkammer bedient, wobei zur Überwachung und/oder Steuerung der Koksofenbedienungsmaschine eine Datenübertragung zwischen einer an oder auf der Koksofenbedienungsmaschine vorgesehenen Server-Rechnereinrichtung (7) und wenigstens einer mit der Server-Rechnereinrichtung (7) verbundenen Client-Rechnereinrichtung (8) erfolgt, wobei von der Server-Rechnereinrichtung (7) Betriebsdaten (9) betreffend den Betriebsvorgang der Koksofenbedienungsmaschine und/oder den Betriebsvorgang des Koksofens und/oder Prozeßdaten betreffend einen Verkokungsvorgang von Kohle in der Ofenkammer an die Client-Rechnereinrichtung (8) übertragen werden und wobei bedarfsweise wenigstens eine Steuerinformation (10) von der Client-Rechnereinrichtung (8) an die Server-Rechnereinrichtung (7) übertragen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koksofenbedienungsmaschine unbemannt betrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung zwischen der Server-Rechnereinrichtung (7) und einer einem Leitstand (11) und/oder einer Koksofenbedienungsmaschine zugeordneten stationären Client-Rechnereinrichtung (8) und/oder wenigstens einer transportablen Client-Rechnereinrichtung (8) erfolgt, vorzugsweise drahtlos.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Server-Rechnereinrichtungen (7) und/oder eine Mehrzahl von Client-Rechnereinrichtungen (8) zur Datenübertragung untereinander und/oder miteinander vernetzt werden und daß, vorzugsweise, Server-Rechnereinrichtungen (7) und Client-Rechnereinrichtungen (8) derart miteinander vernetzt werden, daß von jeder Client-Rechnereinrichtung (8) auf jede Server-Rechnereinrichtung (7) zugegriffen werden kann.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung auf der Grundlage von Zugriffsrechten gesteuert und/oder koordiniert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Server-Rechnereinrichtung (7) und die Client-Rechnereinrichtung (8) nach dem Thin-Client-Konzept betrieben werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsdaten (9) und/oder Prozeßdaten gespeichert werden, wobei vorzugsweise eine Kurzzeitspeicherung vorgesehen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine den Oberflächenverlauf und/oder das Oberflächenprofil eines beim Verkokungsvorgang hergestellten Kokskuchens und/oder das Schüttungsprofil und/oder den Schüttungsverlauf von in die Ofenkammer eingefüllter Kohle und/oder das Gewicht des Kokskuchens und/oder von ungelöschtem Koks betreffende Sensorinformation erfaßt wird und daß der Betriebsvorgang in Abhängigkeit von der Sensorinformation gesteuert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsdaten (9) und/oder Prozeßdaten in Form von Video-Informationen und/oder Audio-Informationen, vorzugsweise als Videosequenzen und/oder Audiosequenzen, erfaßt und gespeichert werden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß erfaßte Video-Informationen und/oder Audio-Informationen mit weiteren Betriebsdaten (9) und/oder Prozeßdaten korreliert werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß erfaßte Video-Informationen und/oder Audio-Informationen mit den weiteren Betriebsdaten (9) und/oder Prozeßdaten zeitsynchron abgespeichert werden.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Betriebsstörung des Betriebsvorgangs vorzugsweise von der Server-Rechnereinrichtung (7) automatisch eine Fehlermeldung generiert wird, insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einem Sollwert-Istwert-Vergleich, und daß, weiter vorzugsweise, die Fehlermeldung von der Server-Rechnereinrichtung (7) an die Client-Rechnereinrichtung (8) übertragen wird, insbesondere als SMS oder E-Mail.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsdaten (9) und/oder Prozeßdaten, die den Zeitraum unmittelbar vor und/oder während und/oder nach der Betriebsstörung betreffen, automatisch erfaßt und/oder gespeichert werden.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erhalt einer Fehlermeldung bedarfsweise unmittelbar vor und/oder während und/oder nach der Betriebsstörung erfaßte und/oder gespeicherte Betriebsdaten (9) und/oder Prozeßdaten von der Server-Rechnereinrichtung (7) an die Client-Rechnereinrichtung (8) übertragen werden.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsdaten (9) und/oder Prozeßdaten von der Server-Rechnereinrichtung (7) an die Client-Rechnereinrichtung (8) in Echtzeit und/oder Online übertragen werden.
  16. Koksofenbedienungsmaschine mit wenigstens einer Server-Rechnereinrichtung (7) und mit wenigstens einer mit der Server-Rechnereinrichtung (7) gekoppelten Speichereinrichtung.
  17. Koksofenbedienungsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Abtasteinrichtung, vorzugsweise ein Lasermeßeinrichtung und/oder eine Radarmesseinrichtung, und/oder eine Abstandsmeßeinrichtung und/oder eine Positionsmeßeinrichtung und/oder eine Gewichtsmeßeinrichtung vorgesehen und mit der Server-Rechnereinrichtung (7) gekoppelt sind.
  18. Koksofenbedienungsmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Client-Rechnereinrichtung (8) vorgesehen ist und daß die Client-Rechnereinrichtung (8) mit der Server-Rechnereinrichtung (7) zur Datenübertragung gekoppelt ist, vorzugsweise drahtlos und insbesondere über ein WLAN.
  19. Koksofenbedienungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine speicherprogrammierbare Steuerungseinrichtung und/oder ein Feldbussystem vorgesehen sind und daß die Steuerungseinrichtung und/oder das Feldbussystem mit der Server-Rechnereinrichtung (7) gekoppelt sind.
  20. Koksofenbedienungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens ein Mikrofon zur audiovisuellen Aufnahme des Betriebsablaufes vorgesehen sind.
  21. Koksofensystem (1) mit wenigstens einem Koksofen (2) und wenigstens einer eine Server-Rechnereinrichtung (7) aufweisenden Koksofenbedienungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 20, und mit wenigstens einer einem zentralen Leitstand (11) zugeordneten stationären Client-Rechnereinrichtung (8) und/oder mit wenigstens einer transportablen Client-Rechnereinrichtung (8), wobei die Server-Rechnereinrichtung (7) mit der Client-Rechnereinrichtung (8) vorzugsweise drahtlos gekoppelt ist.
  22. Koksofensystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Server-Rechnereinrichtungen (7) mit wenigstens einer, vorzugsweise einer Mehrzahl von Client-Rechnereinrichtungen (8) über ein vorzugsweise lokales Datennetz miteinander verbunden sind.
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