Fördergurtsysteme : Sensorgestützte Inspektion von Continental

Trag- bzw. Laufrollen sind wichtige Komponenten einer Fördergurtanlage und essenziell für den reibungslosen Transportverlauf. Auf einer mittelgroßen Anlage mit einer Fördergurtlänge von insgesamt 40 Kilometern läuft ebendieser Gurt auf etwa 120.000 Tragrollen. Rund 30 Prozent der Betriebsausfälle von Fördergurtanlagen lassen sich auf Defekte an Tragrollen, die nicht rechtzeitig identifiziert werden konnten, zurückführen.

Durch das neue Serviceangebot von Continental soll damit Schluss sein. Es umfasst eine Hybridlösung, die unterschiedliche Anwendungsfälle und Streckenabschnitte berücksichtigt. Zum einen erfolgt die Inspektion bei offenen Streckenabläufen über den Luftweg mittels einer mit Infrarot- und RGB-Kamera ausgestatteten Drohne, die die Fördergurtanlage beidseitig überwacht. Sobald die Drohne die zu prüfende Strecke abgeflogen ist, kehrt sie zu einer autonomen Ladestation zurück, um die gesammelten Daten während des energiebezogenen Ladeprozesses über ein IoT-Modul in die dafür vorgesehene Cloud zu transferieren. Die Bilddaten werden mittels eines KI-gestützten Algorithmus verarbeitet und hinsichtlich detektierter Tragrollendefekte analysiert.

Zum anderen erfolgt die ständige Wartung in abgeschirmten Streckenbereichen oder Untertage-Anlagen über stationäre Mikrofone, die im Abstand von 20 bis 25 Metern installiert werden und mögliche Frequenzabweichungen bei den zahlreichen Tragrollen erfassen. Die Audioaufnahme erfolgt zweimal täglich, die Daten werden in die benannte Cloud hochgeladen. Mit Hilfe eines weiteren KI-gestützten Algorithmus werden dann Ereignisse untersucht, die auf einen Tragrollenschaden hindeuten.

„Herkömmliche und oftmals manuelle Inspektionsverfahren können aufgrund der Bandlänge oder örtlicher Gegebenheiten wie Streckenführung unter Tage und eingehauster Streckenabschnitte sehr zeitaufwendig, unpräzise und auch gefährlich für den Servicemitarbeiter sein. Zudem erfolgt die Dokumentation häufig händisch und erfordert eine anschließende manuelle Eingabe in dafür vorgesehene Datensätze. Wartungsintervalle folgen zudem häufig einem festen Rotationsprinzip, sodass kurzfristige Maßnahmen zwecks Vermeidung von Anlagenausfällen nicht rechtzeitig vorgenommen werden können“, erklärt Clemens Panzer. Er ist federführend an der Neuentwicklung beteiligt und Mitglied des interdisziplinär aufgestellten Projektteams.

Eine sensorgestützte Inspektion hingegen ermöglicht eine datenbasierte Fernüberwachung des Systemzustands, sodass drohende Schäden frühzeitig erkannt und vermieden werden können. Ein weiterer Vorteil: „Die gesammelten Daten werden zukünftig automatisch digital über eine benutzerfreundliche Oberfläche bzw. Schnittstelle zur Verfügung gestellt. Sie sind permanent einsehbar und erlauben eine bedarfsgerechte Planung relevanter Servicezeiträume“, so Panzer. Auch die Entwicklung des Anlagenzustandes über einen längeren Zeitraum kann mit den gespeicherten historischen Daten besser analysiert werden, und die voraussichtliche Lebensdauer der Komponenten lässt sich besser abschätzen. Im Laufe des Jahres 2021 soll das System einsatzbereit sein.

Der Inkubator der Start-up-Organisation Co-pace, lieferte das Umfeld zur schnellen Validierung technologie- und marktrelevanter Annahmen, die dem Konzept zugrunde liegen, sowie für erste Datensammlungen und Tests zur Erstellung des Prototyps. Die Aufnahme von Audiosignalen führte zu einem Analyseerfolg für Trag- und Laufrollen – ursprünglich war eine rein visuelle Inspektion geplant. Der Sprung von Konzept zu Prototyp konnte innerhalb von zwei Monaten realisiert werden.