Unmanned operation of the conveying equipment in the Fortuna stockpile Fahrerloser Förderbetrieb der Haldengeräte im Bunker Fortuna

Industrial Solutions and Services

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Reprinted from “Surface Mining” 55 (2003) · No. 4/2003 Authors: Karl Heinz Walter Steffen Ballmann Germany

Sonderdruck aus „Surface Mining“ 55 (2003) · Heft 4/2003 Verfasser: Karl Heinz Walter Steffen Ballmann

Your Success is Our Goal

Conveying Technology

55 (2003) No. 4 October / December

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Unmanned operation of the conveying equipment in the Fortuna stockpile

Fahrerloser Förderbetrieb der Haldengeräte im Bunker Fortuna KARL HEINZ WALTER, STEFFEN BALLMANN, GERMANY

1

Introduction

1

Einleitung

With its eight 150, 300, and 600 MW units built between 1963 and 1975, the Niederaußem lignite-fired power plant had a total capacity of 2700 MW. In the autumn of the year 2002, the new BoA unit boasting an electric capacity of 950 MW was commissioned in addition [1]. This involved an increase in the plant’s raw lignite consumption from 3000 t/h so far to 3800 t/h.

Das Braunkohlenkraftwerk Niederaußem verfügte bisher mit seinen acht in den Jahren 1963 bis 1975 gebauten 150-, 300-, 600MW-Blöcken über eine Gesamtleistung von 2700 MW. Im Herbst 2002 ging zusätzlich der neue BoA-Block mit einer Leistung von 950 MW elektrisch in Betrieb [1]. Damit stieg der Rohbraunkohlebedarf des Kraftwerkes von bisher 3000 auf 3800 t/h.

As a consequence, the capacity of the existing coal feeding systems was no longer sufficient. Another major design aspect was the substantially increased demand on coal quality management which resulted from deposit development. A comparison of different solution variants yielded an optimum technical and economic solution involving the reconstruction of the existing coal stockpile of the almost depleted Fortuna-Bergheim opencast mine into the receiving bunker of the Niederaußem power plant and closure of the power plant stockpile used so far [15]. All reconstruction measures had to be performed step by step during running operations. From the electrical engineering point of view, the reconstruction measures affected the higher-level power supply system starting at the 110 kV level, the complete equipment of the stockpile facilities including the required immission control and fire protection systems. The measures also comprised the technical devices for process data processing, communication and central operations control.

Damit waren die bestehenden Bekohlungsanlagen nicht mehr ausreichend bemessen. Ein weiterer für die Auslegung wesentlicher Aspekt war die deutlich gestiegene Anforderung an das Kohlequalitätsmanagement, die sich aus der Entwicklung der Lagerstätten ergibt. Ein Vergleich verschiedener Lösungsvarianten ergab als technisch und wirtschaftlich beste Lösung, den bestehenden Kohlebunker des nahezu ausgekohlten Tagebaus Fortuna-Bergheim zum Eingangsbunker des Kraftwerkes Niederaußem umzubauen und den bislang bestehenden Kraftwerksbunker stillzulegen [15]. Alle Umbaumaßnahmen mussten Schritt für Schritt im laufenden Betrieb durchgeführt werden. Die Umbaumaßnahmen betrafen aus elektrotechnischer Sicht die übergeordnete Stromversorgung von der 110-kV-Ebene beginnend, die komplette Ausrüstung der fördertechnischen Anlagen einschließlich der erforderlichen Emissionsschutz- und Brandschutzsysteme. Außerdem umfassten die Maßnahmen die technischen Einrichtungen zur Prozessdatenverarbeitung, Kommunikation und zur zentralen Betriebsführung.

In preparation of the reconstruction measures, a preliminary project involving potential suppliers in workshops was aimed at a comprehensive and cross-interface analysis of the requirements to be met by the coal supply systems’ electrical equipment to be newly installed or modified. It was investigated how the current state of the art could be used to solve the process engineeringrelated tasks at low investment cost and permit subsequent plant operation with maximum reliability and economic efficiency. The technical solutions were to be based on the existing operator standards to benefit from the operational experience gained in the past decades. Furthermore, employment of the old equipment still suitable for operation was to be continued to the maximum possible extent and expenditure on spare parts and maintenance training minimized. On the other hand, the resulting tight Dipl. Ing. Karl Heinz Walter, RWE Power AG, Tagebau Garzweiler, Erftstr. 111, 41517 Grevenbroich, Germany Tel. +49 (0) 221-480-44000, Fax +49 (0) 221-480-42828 e-mail: [email protected] Dipl. Ing. Steffen Ballmann, RWE Power AG, Tagebau Hambach, Heideweg, 52382 Niederzier, Germany Tel. +49 (0) 2428-950-51300, Fax +49 (0) 2428-950-51309 e-mail: [email protected] 356

Vorbereitend zu den Umbaumaßnahmen wurden in einem Vorprojekt, das führende Herstellerfirmen im Rahmen von Workshops einbezog, die Anforderungen an die neue oder umzubauende elektrotechnische Ausrüstung der Kohleversorgungsanlagen umfassend und schnittstellenübergreifend analysiert. Es wurde untersucht, an welcher Stelle der aktuelle Stand der Technik genutzt werden konnte, um die verfahrenstechnischen Aufgabenstellungen zu niedrigen Investitionskosten zu lösen und um den späteren Betrieb der Anlagen möglichst zuverlässig und wirtschaftlich zu gestalten. Die technischen Lösungen sollten auf den bestehenden Betreiberstandards basieren, um die Betriebserfahrungen der vergangenen Jahrzehnte zu nutzen. Weiterhin sollten so die noch betriebstauglichen Altanlagen möglichst umfassend weitergenutzt werden können sowie der Reserveteil- und Schulungsaufwand für die Instandhaltung minimiert werden. Die dadurch notwendigen engen technischen Vorgaben sollten andererseits den Wettbewerb bei der Vergabe der Umbau- und Erweiterungsmaßnahmen in keiner Weise einschränken. Ziel war, ein wirtschaftlich optimales, modular strukturiertes System mit einheitlichen Betriebsmitteln und einheitlichen Soft- und Hardware-Bausteinen zu erhalten, das an den Grenzen der ver-

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technical specifications should in no way be allowed to limit competition in contracting the reconstruction and extension measures.

schiedenen Anlagen mit den verschiedenen Herstellerfirmen keine Brüche zeigen durfte.

The goal was to obtain an economically optimum, modularly designed system with uniform equipment and uniform software and hardware modules which was not to be allowed to show any disruptions at the different systems’ interfaces of the different suppliers.

Um die dargestellte Zielsetzung zu erreichen, war in einer vergleichsweise kurzen Zeit eine bisher beispiellose Anzahl an Innovationen notwendig, über die in einer Veröffentlichungsreihe berichtet wird. Der vorliegende Aufsatz soll erstens Rahmen für die angekündigte Veröffentlichungsreihe sein, und zweitens über den Innovationsschritt berichten, der auf allen anderen aufsetzt, nämlich über den fahrerlosen Betrieb der Haldenfördergeräte.

To achieve the above goal, an unparalleled number of innovations had to be implemented in a comparatively short period of time which will be reported on in a series of publications. The present article is first meant as a framework for the announced series of publications and second aimed at informing on the innovation step which is based on all others, viz. unmanned stockpile equipment operation.

2

Overview of the coal bunker

2.1

Stockpile sections and conveying routes

Figure 1 shows an aerial view of the Fortuna coal stockpile with the Niederaußem power plant, Figure 2 the schematic diagram of the coal stockpile’s belt conveyors.

2

Übersicht über den Kohlenbunker

2.1

Bunkerschiffe und Förderwege

Abbildung 1 zeigt ein Luftbild des Kohlenbunkers Fortuna mit dem Kraftwerk Niederaußem, Abbildung 2 den Bandschemaplan des Kohlenbunkers. Herzstück der Bekohlungsanlagen sind zwei Bunkerschiffe mit folgenden Daten: 1 km

Zugentladeanlage

AG 808

BSW 986 Kohleverteilbunker AG 815

Verbindungsbandbrücke

alter Kraftwerksbunker BSW 993

Bandanlage N135 bisherige Versorgung Kraftwerk Niederaußem Halde 908

Kraftwerk Niederaußem

Zugbeladeanlage

Kohlezerkleinerungsanlage Halde 915

Metallabscheidung

Fig. 1: Abb. 1:

Aerial view of the coal bunker Luftbild Kohlebunker

357

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Fig. 2: Abb. 2:

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Schematic belt conveyor diagram Bandschemaplan

Principle of the coal feeding systems are the two bunker sections with the following data:

Name

Haldenlänge [m]

Haldenquerschnitt [m²]

Fassungsvermögen [m³]

Name

Stockpile cross length [m]

Stockpile section [m2]

Capacity [m³]

Halde 908

800

240

180 000

Halde 915

800

312

240 000

Stockpile 908

800

240

180 000

Stockpile 915

800

312

240 000

The coal is supplied to the Fortuna coal stockpile via trains from the Garzweiler and Hambach opencast mines [2]. The trains are unloaded via train unloading station 1 (ZEL 1) or train unloading station 2 (ZEL 2). From these stations, the coal is transported via belt conveyors N 10 and N 11 or N 20 and N 21 to stacker 986 (BSW 986) or stacker 993 (BSW 993) which stack the material into the stockpile. Reclaimers 808 and 815 (AGs 808 + 815) reclaim the material from the stockpile . The coal is transported via belt conveyors N 110 or N 120 to the shunting heads; from there the material is either transported via conveying route N 13X including conveyors N 131, N 132, N 134 to train unloading station L 20 or via conveying route N 11X including conveyors N 111, N 112, N 113, N 114 or N 121, N 122, N 123, N 124 to the two coal distribution stockpiles of the power plant. Over a distance of 1000 m, the two parallel conveyors N 114 and N 124 run in an enclosed conveyor bridge spanning roads and track systems, passing the village of Auenheim and connecting the coal stockpile with the Niederaußem power plant. The coal distribution stockpiles comprise two silo-like bunker compartments each of which is optionally filled from above by short, mobile conveyors which are fed by conveyors N 114 and N 124. 358

Die Kohle wird dem Kohlenbunker Fortuna über Züge von den Tagebauen Garzweiler und Hambach [2] zugeführt. Die Züge werden über die Zugentladeanlage 1 (ZEL 1) oder Zugentladeanlage 2 (ZEL 2) entladen. Von den Zugentladeanlagen wird die Kohle über die Bandanlagen N 10 und N 11 bzw. N 20 und N 21 zu den Bandschleifenwagen BSW 986 bzw. BSW 993 transportiert, die das Material in die Bunker einstapeln. Die Haldenaufnahmegeräte AG 808 und AG 815 stapeln das Material aus dem Bunker aus. Die Kohle wird über die Bandanlagen N 110 bzw. N 120 zu Verschiebeköpfen gefördert. Von dort aus wird das Material entweder über den Förderweg N 13X mit den Bändern N 131, N 132, N 134 zur Zugbeladeanlage L 20 oder über den Förderweg N 11X mit den Bändern N 111, N 112, N 113, N 114 bzw. N 121, 122, N 123, N 124 zu den beiden Kohleverteilbunkern des Kraftwerkes transportiert. Die parallelen Bänder N 114 und N 124 verlaufen in einer eingehausten Bandbrücke über eine Distanz von 1000 m. Die Bandbrücke verbindet den Kohlenbunker über Straßen und Gleisanlagen hinweg, an der Ortschaft Auenheim vorbei, mit dem Kraftwerk Niederaußem. Bei den Kohleverteilbunkern handelt es sich um zwei siloähnliche Bunkertaschen, die jeweils wahlweise mittels kurzer, verfahrbarer Bänder von den Bändern N 114 und N 124 von oben befüllt werden. Die Bunkertaschen werden von unten mittels Räumrädern entleert. Die Räumräder fördern die Kohle über ein ausgedehn-

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Reclaiming bucket wheels empty the stockpile compartments from below. From there the coal is transported to the different power plant units via an extensive system of belt conveyors. The coal feeding system consists of two lines. If one conveyor line fails, the power plant is supplied with coal via a second conveying route. To increase availability, shunting heads are installed at the ends of conveyors N 20, N 110, N 120, N 113 and N 123, so that these conveyors can feed different discharging belt conveyors. The coal crushing plants [3] with upstream metal separation facilities and metal detecting coils are looped in the conveying routes. The only intermediate buffers between the Fortuna stockpile and the boilers of the power plant are the distribution stockpile compartments (capacity: 2 × 800 m3) and the end tanks of the individual power plant boilers. As far as plant availability is concerned, the coal feeding systems have to meet extremely high demands: After only two hours of non-availability of both lines, output-reducing measures are to be launched by the power plant.

2.2

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tes Bandanlagensystem den verschiedenen Kraftwerksblöcken zu. Das Bekohlungssystem ist insgesamt 2-zügig aufgebaut. Fällt eine Förderanlage aus, ist die Kraftwerksbekohlung über einen zweiten Förderweg möglich. Zur Erhöhung der Verfügbarkeit sind an den Köpfen der Bänder N 20, N 110, N 120, N 113 und N 123 Verschiebeköpfe vorgesehen, so dass diese Bandanlagen auf verschiedene abziehende Bandanlagen fördern können. Eingeschleift in die Förderwege sind die Kohlezerkleinerungsanlagen [3] mit vorgelagerten Metallausscheidungen und -suchspulen. Als Vorratsbehälter zwischen dem Bunker Fortuna und den Kesseln des Kraftwerkes dienen lediglich die Verteilbunkertaschen (Inhalt 2 × 800 m³) und die Kesselböden der einzelnen Kraftwerkskessel. Hinsichtlich der Anlagenverfügbarkeit müssen die Bekohlungsanlagen außergewöhnlich hohen Anforderungen genügen: Bereits nach einer Nichtverfügbarkeit beider Stränge von 2 h muss das Kraftwerk leistungsmindernde Maßnahmen einleiten.

Stockpile equipment 2.2

As mentioned above, the Fortuna stockpile is equipped with two stackers which stack the coal into the bunker and two bucketwheel reclaimers which reclaim the coal from the bunker (Figure 3). All stockpile equipment units are rail-mounted. Table 1 and Figure 4 give an overview of the stockpile equipment’s dimension and arrangement. Both stackers stack according to the cone-shell technique [4]. If the stockpile segment to be filled is empty, the coal is first dumped so as to obtain a circular cone shape until the desired pile height is reached. During construction of this “base cone”, the stacker does not travel, the discharge belt’s slewing position remains unchanged. As soon as enough material has been piled so that the desired pile height is reached, the stacker advances by about 1 m to deposit a “cone shell” at the “base cone”. When the cone shell being constructed has reached the desired pile height, the stacker advances again to prepare another “cone shell”. This process is repeated until the bunker segment to be filled is full. Tab. 1:

Fördergeräte

Im Bunker Fortuna gibt es – wie oben erwähnt – zwei Bandschleifenwagen (BSW), mit denen die Kohle in den Bunker eingestapelt und zwei Schaufelrad-Aufnahmegeräte (AG), mit denen die Kohle ausgestapelt wird (Abbildung 3). Alle Fördergeräte sind gleisgebunden. Eine Übersicht über die Größenordung und Anordnung der Fördergeräte zeigen Tabelle 1 und Abbildung 4. Beide BSW stapeln nach dem „Kegelschalenverfahren“ [4] ein. Ist der zu befüllende Bunkerabschnitt leer, wird die Kohle zunächst kreiskegelförmig bis zur gewünschten Haldenhöhe aufgeschüttet. Beim Anlegen dieses „Grundkegels“ wird der BSW nicht verfahren, die Schwenkposition des Abwurfbandes bleibt unverändert. Sobald soviel Material aufgeschüttet ist, dass die gewünschte Haldenhöhe erreicht ist, fährt der BSW ca. 1 m vor, um an den „Grundkegel“ eine „Kegelschale“ anzulegen. Hat die angelegte Kegelschale wiederum die gewünschte Haldenhöhe erreicht, verfährt der BSW erneut, um eine weitere „Kegelschale“ anzulegen.

Technical data of the stockpile equipment

Equipment unit

Tripper car/BSW 986

Commissioning Service weight [t] Nominal output[t/h] Discharge/bucket wheel boom length [m] No. of bucket discharges [min-1] Belt speed [m/sec] Travel speed [m/min] Hoisting speed [m/min] Slewing speed [m/min] Feed rate [m/min] Operating mode Bucket wheel drive power [kW]/-type Belt drive power [kW]/-type Travel gear drive power [kW]/-type Hoisting gear drive power [kW]/-type Slewing gear drive power [kW]/-type Feed drive power [kW]/-type Power demand [kVA]

1976 800 17 000 30

Legend: ASM-KL-FU ASM-SL-WI Hydr. cyl.

Tripper car/BSW 993

2001 530 10 000 30 no bucket wheel 6 6.5 20 5 to 25 no hoisting gear 4 10 5 to 25 no feed cone shell no bucket wheel 2x430/ASM-SL-WI 265/ASM-KL-FU 30x4/ASM-SL-WI 12x7.3/ASM-KL-FU no hoisting gear hydr. cyl. 2x5.5/ASM-SL-WI 1x15/ASM-KL-FU no feed 1530 1350

Reclaimer/AG 808

Reclaimer/AG 815

1976 2001 1200 600 6000 5100 33.5 to 46.5 38 36 43 to 49 4.3 5.5 4 to 20 5 to 25 2.5 6 no slew. gear 5 to 25 4.3 no feed bench stoping 550/ASM-SL-WI 265/ASM-KL-FU 2x210/ASM-SL-WI 265/ASM-KL-FU 32x7.3/ASM-KL-FU 18x7.3/ASM-LK-FU 160/ASM-SL-WI hydr. cyl. no slew. gear 2x15/ASM-KL-FU 30/ASM-SL-WI no feed 1850 1350

three-phase asynchronous squirrel-cage motor supplied by frequency converters three-phase asynchronous motor with slipring and rheostatic starter hydraulic drive by cylinder

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Tab. 1:

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Wesentliche technische Daten der Fördergeräte im Bunker Fortuna

Gerät

BSW 986

Erst-Inbetriebnahme Dienstmasse [t] Nennförderleistung [t/h] Länge Abwurf- bzw. S’radausleger [m] Schüttungszahl S’rad [min-1] Bandgeschwindigkeit [m/sec] Fahrgeschwindigkeit [m/min] Hubgeschwindigkeit [m/min] Schwenkgeschwidigkeit [m/min] Vorschubgeschwindigkeit [m/min] Arbeitsweise S’rad: Antriebsleistung [kW]/-Typ Band: Antriebsleistung [kW]/-Typ Fahrwerk: Antriebsleistung [kW]/-Typ Hubwerk: Antriebsleistung [kW]/-Typ Schwenkwerk: Antriebsleistung [kW]/-Typ Vorschub: Antriebsleistung [kW]/-Typ Einspeiseleistung [kVA]

1976 800 17 000 30

BSW 993

2001 530 10 000 30 kein S’rad 6 6,5 20 5 bis 25 kein Hubwerk 4 10 5 bis 25 kein Vorschub Kegelschalenverfahren kein S’rad 2x430/ASM-SL-WI 265/ASM-KL-FU 30x4/ASM-SL-WI 12x7,3/ASM-KL-FU kein Hubwerk Hydr. Zyl. 2x5,5/ASM-SL-WI 1x15/ASM-KL-FU kein Vorschub 1530 1350

Legende: ASM-KL-FU ASM-SL-WI Hydr. Zyl.

The reclaimers stack according to the bench stoping mode [4] where the stockpile cross section is divided vertically into various slices. First the top slice is reclaimed. For this purpose, the travel

Stockpile equipment in the Fortuna bunker Fördergeräte im Bunker Fortuna

AG 808

AG 815

1976 1200 6000 33,5 bis 46,5 36 4,3 4 bis 20 2,5 kein Schw.w. 4,3

2001 600 5100 38 43 bis 49 5,5 5 bis 25 6 5 bis 25 kein Vorschub Strossenbetrieb 550/ASM-SL-WI 265/ASM-KL-FU 2x210/ASM-SL-WI 265/ASM-KL-FU 32x7,3/ASM-KL-FU 18x7,3/ASM-LK-FU 160/ASM-SL-WI Hydr.Zyl. kein Schw.w. 2x15/ASM-KL-FU 30/ASM-SL-WI kein Vorschub 1850 1350

Drehstrom-Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer gespeist vom Frequenzumrichtern Drehstrom-Asynchronmotor mit Schleifringläufer und Wiederstandsanlasser Hydraulischer Antrieb mittels Zylinder

The stackers are designed such that they are capable of filling the same stockpile cross sections in both bunkers. The output [t/h] is adjusted at the train unloading stations (cp. Chapter 2.1).

Fig. 3: Abb. 3:

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Das Anlegen von Kegelschalen wird so oft wiederholt, bis der zu befüllende Bunkerabschnitt gefüllt ist. Die BSWs sind so konzipiert, dass sie jeweils in beiden Bunkern die gleichen Haldenquerschnitte auffüllen können. Die Förderleistung [t/h] wird an den Zugentladeanlagen (vgl. Abschnitt 2.1) eingestellt. Die Aufnahmegeräte stapeln im Strossenbetrieb [4] aus. Dabei wird der Haldenquerschnitt vertikal in verschiedene Scheiben eingeteilt. Zunächst wird die oberste Scheibe ausgestapelt. Dazu ist das Fahrwerk zunächst an den Anfang des auszustapelnden Bunkerabschnittes zu fahren und das Hubwerk auf die gewünschte Scheibe einzustellen. Anschließend wird das Schaufelrad durch Betätigen des Schwenkwerkes am AG 815 oder des Vorschubantriebes am AG 808 mit der eingestellten Spantiefe zum Abbaggern des ersten Spans in die gefüllte Kohlenhalde gefahren. Hub-, Vorschub- und Schwenkantrieb werden zunächst stillgesetzt und der Fahrantrieb wird in Bewegung gesetzt, so dass das drehende Schaufelrad immer wieder mit Kohle befüllt wird. Damit ist die Förderleistung [t/h] proportional zur Fahrgeschwindigkeit. Ist das Ende des auszustapelnden Bunkerabschnittes erreicht, wird Vorschub- oder Schwenkantrieb erneut betätigt, um das Schaufelrad um den Betrag der Spantiefe tiefer in die Kohlenhalde zu fahren. Das Fahrwerk wird zum Abbaggern des zweiten Spans in die entgegengesetzte Richtung

Fig. 4: Drawing of stockpile equipment Abb. 4: Zeichnung Fördergeräte

360

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gear is first to be moved to the head of the stockpile segment to be reclaimed and the hoist mechanism adjusted to the required slice. Subsequently, the bucket wheel is moved into the filled coal stockpile with the depth of cut adjusted so as to perform the first cut; this is done by actuating the slewing gear of reclaimer AG 815 or the feed drive of reclaimer AG 808. Hoisting, feed and slewing drives are first stopped and the travel gear drive started, so that the rotating bucket wheel is again and again filled with coal. Hence, the output [t/h] is proportional to the travel speed. As soon as the end of the bunker segment to be reclaimed is reached, the feed or slewing drive is actuated again to move the bucket wheel deeper, by the amount of the depth of cut, into the coal stockpile. To perform the second cut, the travel gear is moved in the opposite direction of the first cut. This process is repeated until the first slice is completely reclaimed. The bucket wheel is then moved out of the stockpile and lowered, so that the second slice can be reclaimed analogously to the first.

wie beim Abbaggern des ersten Spans bewegt. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die erste Scheibe vollständig ausgestapelt ist. Dann wird das Schaufelrad aus der Halde gefahren und abgesenkt, so dass die zweite Scheibe analog zur ersten ausgestapelt werden kann.

During reclaiming, the bucket wheel thus crosses the cone shells from the stacking process, so that the train loads stacked at the different points of time, which may consist of different coal qualities, are blended. The blending quality is therefore equal to the average of the train loads dumped in one stockpile segment.

2.3

The layouts (Figures 1 and 4) illustrate that each reclaimer can only reach one of the two stockpile sections.

• Steuerung, Regelung und Überwachung der Bekohlungsanlagen

2.3

• Bunkerbewirtschaftung mittels eines dreidimensionalen Haldenmodells

Central control room

The coal feeding systems described here are controlled and monitored from a central control room which has the following tasks:

Das Schaufelrad durchquert also beim Ausstapeln die Kegelschalen des Einstapelvorganges, so dass die zu den unterschiedlichen Zeiten eingestapelten Zugladungen, die aus unterschiedlichen Kohlequalitäten bestehen können, durchmischt werden. Die Mischqualität ergibt sich also aus dem Durchschnitt der zu einem Haldenabschnitt zusammengefahrenen Zugladungen. Wie den Anordnungsplänen (siehe Abbildung 1 und Abbildung 4) zu entnehmen ist, kann jedes AG nur ein Bunkerschiff erreichen.

Leitstand

Die hier beschriebenen Bekohlungsanlagen werden von einem zentralen Leitstand aus gesteuert und überwacht. Der zentrale Leitstand hat folgende Aufgaben:

• Steuerung und Überwachung der Immisionsschutz- und Feuerlöschanlagen

• control and monitoring of the coal feeding systems • Notruf- und Brandmeldezentrale • stockpile management based on a three-dimensional stockpile model

• Videoprozessüberwachung

• control and monitoring of immission protection and fire systems

• Anlagendiagnosezentrum und Speisung eines intranetbasierten Informationssystems

• central emergency call and fire alarm system

• Überwachung der den Bunker speisenden Stromversorgungsanlagen

• video-based process monitoring • central plant diagnosis and feeding of an intranet-based information system

• Überwachung, Auftragsmanagement und Notbedienung für den fahrerlosen Förderbetrieb • Ferndiagnose und Programmierung der E-Ausrüstung

• monitoring of the power supply systems feeding the stockpile • monitoring, job management and emergency operation for unmanned stockpile equipment operation • remote diagnosis and programming of electrical equipment. The control room equipment (Figure 5) features sufficient redundancies, completely uniform hardware, software and operator concepts, S-7 control equipment, PCS-7 control system (serverclient architecture on Windows NT basis), and a multifunctional configuration of the operator control level. As to the required redundancies, the design of the control room was based on the following principle: In case of one component’s non-availability (e.g. of a PLC), the coal stockpile is never allowed to fail entirely. The above-mentioned complete duality of the stockpile systems is consequently pursued in the control room concept as well. The two conveyor lines are each assigned to one control subsystem.

Merkmale der Leitstandsausrüstung (Abbildung 5) sind ausreichende Redundanzen, durchgängig einheitliches Hardware-, Software- und Bedienkonzept, S-7-Steuerungstechnik, PCS-7Leitsystem (Server-Client-Architektur auf Windows-NT-Basis), und multifunktionaler Aufbau der Bedienebene. Bei der Konzeption des Leitstandes wurden hinsichtlich der notwendigen Redundanzen folgende Grundsätze verfolgt: Bei Nichtverfügbarkeit einer Komponente (z.B. einer SPS-Steuerung) darf nie der gesamte Kohlenbunker ausfallen. Die o. e. durchgehende Zweizügigkeit der Fördersysteme wird bei der Leitstandskonzeption konsequent weiterverfolgt. Den beiden Förderlinien wird jeweils ein leittechnisches Teilsystem zugeordnet. Jedes der beiden Teilsysteme verfügt über eine eigene Stromversorgungsanlage. Darüber hinaus sind beide Teilsysteme innerhalb des Leitstandsgebäudes brandschutztechnisch getrennt. Durch sofort einsatzfähige Cold-Stand-By-Systeme werden technische Ausfälle auf maximal eine halbe Stunde begrenzt. 361

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Fig. 5: Abb. 5:

Control system infrastructure

Two OTN networks link all stockpile systems in the field to the central control room. The OTN network is a redundant, fibre-optic network which was designed by Siemens – ATEA for rapid, open data communication at the second level of the ISO layer model for industrial plants. Following appropriate suitability tests, this system was for the first time used on a large scale at RWE Power. At the major points of installation in the coal bunker, such as the stackers and reclaimers, coal crushing plants, conveyor bridge drive ends with their interfaces to the power plant, conveyor stations at central positions and the control room, the so-called OTN nodes were installed. These nodes are combined in ring structures. To link two nodes, only two fibre-optic cores each are required. The OTN nodes are redundant. Failure of one component in the network is identified automatically. Appropriate system transfers permit uninterrupted further operation of the stockpile equipment. 362

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Interface display in the central control room Menübild Anlagenübersicht im zentralen Leitstand

Each of the two subsystems has its own power supply system. In addition, both subsystems form separate fire protection sections within the control room building. Immediately operational coldstandby systems limit technical failures to a maximum of half an hour.

2.4

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2.4

Leittechnische Infrastruktur

Alle Förderanlagen im Feld sind mit dem zentralen Leitstand mittels zwei OTN-Netzwerken verbunden. Das OTN-Netz ist ein redundantes, lichtwellenleiterbasiertes Netzwerk, das für die schnelle, offene Datenkommunikation auf der zweiten Ebene des ISO-Schichtenmodells für Industrieanlagen von der Firma Siemens-ATEA konzipiert wurde. Dieses System wurde hier nach entsprechenden betrieblichen Eignungstests erstmals bei RWE Power in großem Umfang eingesetzt. An den Installationsschwerpunkten im Kohlenbunker wie den Fördergeräten, Kohlenzerkleinerungsanlagen, Antriebsköpfen der Bandbrücke mit ihren Schnittstellen zum Kraftwerk, Bandstationen an zentraler Position und dem Leitstand wurden die sogenannten OTN-Knoten installiert. Die OTN-Knoten werden in Ringstrukturen zusammengefügt. Zur Verbindung zweier Knoten sind jeweils nur zwei LWL-Adern notwendig. Die OTN-Knoten sind jeweils redundant ausgeführt. Der Ausfall einer Komponente im Netzwerk wird automatisch erkannt. Durch entsprechende Umschaltungen findet ein unterbrechungsfreier Weiterbetrieb der Förderanlagen statt. Unter Berücksichtigung der notwendigen LWL-Fasern für das OTN-Netz, weiteren LWL-basierten Funktionen sowie einer ausreichenden Anzahl von Reservefasern wurde durchgängig der Einsatz von 12-adrigen LWL-Leitungen standardisiert. Bei den

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With account taken of the optic fibres required for the OTN network, of additional fibre-optic functions and a sufficient number of spare fibres, the consistent use of 12-core optic fibre cables was standardized. For the four stockpile equipment units, the optic fibre cores were integrated into the supplying 6-kV reel cable. This method has been applied at RWE Power for more than 15 years and proved most suitable during operations. [5]. As explained in the previous paragraph, the OTN was not installed in one network but again – as in the control room – in the two separate control subsystems.

3

Preliminary investigations into unmanned stockpile equipment operation

As mentioned at the beginning, implementation of each innovation step was preceded by comprehensive preliminary investigations. As far as unmanned stockpile equipment operation was concerned, the goal was to draw up a solution concept based on the process-specific tasks, assess the remaining organizational measures as well as evaluate the risks associated with the project. On the basis of the above work results, it was possible to set up a time schedule, appraise cost and benefit and, finally, decide on project implementation.

3.1

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Reason and objective

At the start of planning work on the project “Coal Feeding System for the Niederaußem Power Plant”, unmanned operation of rail-mounted stockpile equipment had already been implemented several times. Previously Siemens had equipped two combined stacker/reclaimer units for the Bexbach power plant of Saarberg AG so as to permit unmanned operation [6]. Numerous further projects which have in the meantime been accomplished were in the planning stage [8]. The project pursued the following targets: • ensuring the coal supply of the power plant in terms of quality and quantity, • improving economic efficiency by reducing staff costs with an amortization period of two to three years,

vier Fördergeräten wurden die LWL-Adern in die einspeisende 6kV-Trommelleitung integriert. Diese Technik ist bei RWE Power mehr als 15 Jahre im Einsatz und hat sich im Betrieb bestens bewährt [5]. Der Aufbau des OTN erfolgte wie im vorherigen Abschnitt erläutert nicht in einem Netzwerk, sondern wiederum, passend zum Leitstand, in den zwei voneinander getrennten leittechnischen Teilsystemen.

3

Voruntersuchungen Fahrerloser Förderbetrieb

Wie einleitend erwähnt gingen der Realisierung jedes Innovationsschrittes umfangreiche Voruntersuchungen voraus. Im Fall des fahrerlosen Förderbetriebes war aufbauend auf die verfahrenstechnische Aufgabenstellung ein Lösungskonzept zu entwerfen, die verbleibenden organisatorischen Maßnahmen abzuschätzen und die mit dem Vorhaben verbundenen Risiken zu beurteilen. Mit Kenntnis der vorgenannten Arbeitsergebnisse konnte ein Zeitplan erstellt, Kosten und Nutzen abgeschätzt und letztlich über die Ausführung des Vorhabens entschieden werden.

3.1

Anlass und Zielsetzung

Ein Fahrerloser Förderbetrieb für schienengebundene Haldenfördergeräte war zum Projektierungsbeginn des Projektes „Bekohlung Kraftwerk Niederaußem“ schon mehrfach realisiert worden. So hatte Firma Siemens für das Kraftwerk Bexbach der Saarberg AG zwei Kombigeräte für den fahrerlosen Betrieb ausgerüstet [6]. Zahlreiche weitere Projekte befanden sich im Planungsstadium, die zwischenzeitlich z.T. in die Praxis umgesetzt worden sind [8]. Mit dem Vorhaben wurden folgende Ziele verfolgt: • Sicherstellung der Kohleversorgung für das Kraftwerk, nach Qualität und Quantität, • Verbesserung der Wirtschaftlichkeit durch Reduzierung der Personalkosten mit einer Amortisationszeit von zwei bis drei Jahren, • Verbesserung der Anlagensicherheit durch Ausschluss von Bedienungsfehlern,

• improving plant safety by precluding operator errors, • improving coal quality management through automated quality determination • creating the basis for automated job generation across the entire mining area to ensure the coal supply of the power plants. The project has a pilot character for the automation of RWE Power’s other lignite stockpiles.

• Verbesserung des Kohlequalitätsmanagements durch automatisierte Qualitätsansprache, • Schaffung der Grundlage für eine revierweite automatische Auftragsgenerierung für die Kohleversorgung der Kraftwerke. Das Vorhaben hat Pilotcharakter für die Automatisierung der übrigen RWE-Power-Braunkohlebunker.

3.2 3.2

Funktionale Aufgabenstellung

Functional remit

In numerous iteration steps, the remit has been jointly elaborated by the involved operating departments of the opencast mine and the suppliers. The major issues are listed below, the various types of stacking and reclaiming jobs drafted in the schematic diagram of Figure 6.

Die Aufgabenstellung ist in zahlreichen Iterationsschritten gemeinsam zwischen den beteiligten Betriebsabteilungen des Betreibers und der Herstellerfirmen erarbeitet worden. Die wesentlichen Punkte sind nachfolgend stichpunktartig aufgelistet, die verschiedenen Auftragsarten für das Ein- und Ausstapeln sind in Abbildung 6 graphisch skizziert.

General requirements to be met by the operation of the four stockpile equipment units:

Allgemeine Anforderungen an den Betrieb der vier Fördergeräte waren: 363

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Einstapeln Neue Halde

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Ausstapeln Freie Halde

links

links

rechts

rechts

mittig

mittig

Vor Auftragsbeginn gefüllter Haldenbereich Vom Bediener am Quabus-Modell vorgegebene Bereichsgrenzen für den Auftrag Automatisch berechnete Bereichsgrenzen (3-dimensional) für den Auftrag unter Berücksichtigung der Freischnitt- bzw. Schüttwinkel zur automatischen Steuerung der Anstellbewegungen der Fördergeräte Fig. 6: Abb. 6:

Job types Auftragsarten

Kohle, die im Auftrag aus- bzw. eingestapelt wird

• fully automated operation, supervised by one control room operator,

• Vollautomatischer, vom einem Leitstandsfahrer kontrollierter Betrieb,

• stable, highly available stockpile operation,

• stabiler, hoch verfügbarer Förderprozess,

• time-optimal control of the adjustment movements during equipment travelling, and changes in cutting and slicing,

• zeitoptimierte Führung der Anstellbewegungen beim Ortswechsel der Geräte, bei Span- und Scheibenwechsel,

• first release level: manual control from the control room,

• erste Rückfallebene: Handbetrieb vom Leitstand,

• second release level: on-site control of the equipment from the operator’s cabin,

• zweite Rückfallebene: Bedienung der Geräte vor Ort vom Führerstand,

• consistent data basis for computerized coal quality management,

• konsistente Datenbasis zum rechnergestützten Kohlenqualitätsmanagement,

• definition of jobs using the 3-D stockpile model, • safe protection of the equipment units against collision with each other,

• Festlegung von Aufträgen mit Hilfe des 3-D-Haldenmodells, • sicherer Kollisionsschutz der Geräte gegeneinander,

• safe protection of the equipment units against collision with the stockpile,

• sicherer Kollisionsschutz der Geräte gegen die Halde,

• release and control of particular adjustment movements by the control room operator.

• Freigabe und Kontrolle besonderer Anstellbewegungen durch den Leitstandsfahrer.

364

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Additional requirements to be considered for dumping or stacking:

Zusätzlich sollte für das Absetzen bzw. Einstapeln gelten:

• cone-shell technique,

• Kegelschalenverfahren,

• automatic adjustment of the discharge boom’s hoisting height to the current discharging cone height to reduce dust pollution,

• automatische Anpassung der Hubhöhe des Abwurfauslegers an die aktuelle Schüttkegelhöhe zur Reduzierung der Staubemissionen,

• automatic determination of the starting positions for the start of dumping,

• automatische Festlegung der Ansatzpunkte für den Schüttungsbeginn,

• safe protection against stockpile overcharging,

• sicherer Schutz gegen Überfüllung der Kohlenhalde,

• automatic clearing of transport corridors for reclaimer travelling,

• automatisches Freimachen von Transportkorridoren für den Aufnahmegerätetransport,

• close, automated linkage to train operation and interlocking plant equipment during job generation and execution. The following additional requirements were to be met for excavation or reclaiming:

• enge, automatisierte Kopplung zum Zugbetrieb und zur Stellwerkstechnik beim Generieren und Abarbeiten der Aufträge. Für das Baggern bzw. Ausstapeln ergaben sich darüber hinaus folgende Anforderungen:

• bench operation, • Strossenbetrieb, • automatic output control, • automatische Fördermengenregelung, • automatic definition of starting positions for excavator operation,

• automatische Festlegung der Ansatzpunkte für den Baggerbetrieb,

• limited adjustment speeds for changes in cutting and slicing, • stable digging process, which means that the adjustment movements must be controlled such that it is impossible to move the bucket wheel into an overload position, • scanning of the stockpile prior to the start of excavator operation to be able to compare and adjust the mathematical stockpile model to reality (cp. Chapters 4.2 and 4.5), • close, automated linkage to the Niederaußem power plant’s control systems during generation and execution of the reclaiming jobs.

3.3

Solution concept

The solution concept to be selected had to be specified and designed in a strongly modular way to attain maximum degrees of freedom in defining appropriate lots for the tendering process regarding the construction of two new stockpile machines, the electrical overhaul of two old bunker machines and construction of the new control room building. The following major equipment was required for implementing unmanned stockpile operation (cp. Figure 9):

• begrenzte Anstellgeschwindigkeiten bei Scheiben- und Spanwechseln, • eigenstabiler Grabprozess, d.h. die Anstellbewegungen müssen so gesteuert werden, dass das Schaufelrad nicht in die Überlast gefahren werden kann, • vor Beginn des Baggerbetriebes Abscannen der Halde, um das mathematische Haldenmodell mit der Realität abgleichen zu können (vgl. Abschnitte 4.2 und 4.5), • enge, automatisierte Kopplung zur Leittechnik des Kraftwerks Niederaußem beim Anlegen und Abarbeiten der Ausstapelaufträge.

3.3

Lösungskonzept

Das zu wählende Lösungskonzept war stark modular zu spezifizieren und auszulegen, um möglichst große Freiheitsgrade beim geeigneten Zuschnitt der Vergabelose für den Neubau von zwei Bunkergeräten, die elektrotechnische Überholung zweier alter Bunkergeräte und den Leitstandsneubau zu erzielen. Im Wesentlichen wurden zur Realisierung des fahrerlosen Förderbetriebes folgende Ausrüstungen benötigt (vgl. Abbildung 9):

• the three-dimensional calculation model of the coal stockpile with the associated measurement devices such as stockpile profile scanners, material volume scanners, angular encoders for recording paths and angles as well as servers and operator clients (cp. Chapter 4.5),

• das dreidimensionale Rechenmodell der Kohlenhalde mit den zugehörigen Messeinrichtungen, wie Haldenprofilscanner, Fördervolumenscanner, Winkelkodierer zur Weg- und Winkelerfassung sowie den Servern und Bedien-Clients (vgl. Abschn. 4.5),

• emergency stop switch level to ensure protection against sliding collision (cp. Chapter 4.3),

• Not-Aus-Endschalterebene für den gleitenden Kollisionsschutz (vgl. Abschn. 4.3),

• ground contact sensors as protective devices against collision with the coal stockpile,

• Erdberührungsfühler als Kollisionsschutzeinrichtungen gegen die Kohlehalde,

• dumping height measurement (ultrasonic) on the stackers to control the stacking process (cp. Chapter 4.2),

• Schütthöhenmessung (Ultraschall) auf den BSWs zur Steuerung des Einstapelvorgangs (vgl. Abschnitt 4.2), 365

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• video cameras on the equipment units for process monitoring, control panels and video monitors in the central control room (cp. Chapter 4.7).

• Videokameras auf den Fördergeräten zur Prozessbeobachtung, Steuerpulte und Videomonitore im Leitstand (vgl. Abschnitt 4.7),

• automation software on the equipment units (e.g. automatic output control, logic control for selecting between manual and automatic operation),

• Automatisierungssoftware auf den Fördergeräten (z.B. Förderleistungsautomatik, Steuerlogik zur Wahl zwischen Hand- und Automatikbetrieb),

• additional monitoring and control functions for risk minimization on the equipment units (e.g. speed reduction and monitoring of adjustment movements when the booms are in the outer envelope of the stockpile).

• zusätzliche Überwachungs- und Steuerungsfunktionen zur Gefahrenminimierung auf den Fördergeräten (z.B. Geschwindigkeitsreduzierung und Überwachung der Anstellbewegungen, wenn sich die Geräteausleger in der äußeren Hüllkurve der Kohlenhalde befinden).

Unmanned stockpile equipment operation is thus based on two major elements the implementation of which constituted a particular challenge:

Der fahrerlose Förderbetrieb basiert damit auf zwei wesentlichen Elementen, deren Realisierung eine besondere Herausforderung darstellte:

• fully automatic sliding collision protection, • einem vollautomatischen, gleitenden Kollisionsschutz, • a precise, three-dimensional calculation model of the coal stockpile which can at the same time be used for bunker management. To ensure sliding collision protection, the slewing and travelling movements of four stockpile machines had to be interlocked. In doing so, account had to be taken of the fact that the two stackers must be capable of feeding each of the two coal stockpiles in accordance with operational requirements. In the reference projects described, exclusive use was made of combined stacker/reclaimers which did not need comparably extensive collision protection. The experience gained with the stockpile models applied so far were based on very homogenous bulk material and stockpiles stable in form part of which were dozed and compacted by auxiliary equipment. However, new experience had to be gained with the particular bulk behaviour of raw lignite and the remarkable larger stockpile dimensions.

3.4

Remaining organizational measures

All the technical devices mentioned above do not suffice to automate all tasks so far performed by the equipment operators. The following tasks still remain to be done organizationally or manually. 3.4.1 Operation and release levels: • one additional person in the control room for remote control and job management and, if necessary, for on-site operation of an equipment unit (initial measure) • one equipment operator (simultaneously for all units) remains for fireguard tasks, track inspection and cleaning and, if necessary, on-site operation of an equipment unit. 3.4.2 Safety measures:

• einem präzisen, dreidimensionalen Rechenmodell der Kohlenhalde, das sich gleichzeitig für die Bunkerbewirtschaftung nutzen lässt. Für den gleitenden Kollisionsschutz mussten vier Haldengeräte in ihren Schwenk- und Fahrbewegungen gegenseitig verriegelt werden. Dabei war zu berücksichtigen, dass je nach betrieblichen Erfordernissen die beiden Bandschleifenwagen jede der beiden Kohlehalden beaufschlagen können. Bei den beschriebenen Referenzprojekten kamen ausschließlich Kombigeräte zum Einsatz, die einen vergleichbar aufwändigen Kollisionsschutz nicht benötigten. Die Erfahrungen mit den bisherigen Haldenmodellen basierten auf einem sehr homogenen Schüttgut und formstabilen Halden, die z.T. mit Hilfsgeräten planiert und verdichtet wurden. Hier mussten jedoch neue Erfahrungen mit dem speziellen Schüttverhalten von Rohbraunkohle und den deutlich größeren Haldenabmessungen gemacht werden.

3.4

Verbleibende organisatorische Maßnahmen

Mit all den erwähnten technischen Einrichtungen können nicht alle Aufgaben, die bisher von den Geräteführern wahrgenommen wurden, automatisiert werden. Nach wie vor bleiben nachstehende Aufgaben organisatorisch oder manuell zu lösen. 3.4.1 Bedienung und Rückfallebenen • Eine zusätzliche Person im Leitstand, zur Fernbedienung und zum Jobmanagement und ggf. zur Bedienung eines Fördergerätes vor Ort (Anfangsmaßnahme) • Ein Geräteführer (gleichzeitig für alle Fördergeräte) verbleibt für Brandwache, Gleiskontrolle und Reinigung und ggf. zur Bedienung eines Fördergerätes vor Ort.

• adjustment movements during repair operations only to be controlled on site from the operator cabin,

3.4.2 Sicherheitsmaßnahmen

• if limit speed is exceeded, no automatic operation from control room,

• Anstellbewegungen bei Reparaturbetrieb nur vor Ort vom Geräteführerstand,

• release in non-automatic operating mode, a bucket wheel switched off due to overload,

• bei Überschreiten der Grenzwindgeschwindigkeit kein Automatikbetrieb vom Leitstand,

• detailed operating instructions and appropriate staff training incl. necessary secondary training during running operations,

• Freifahren eines durch Überlast abgeschalteten Schaufelrades nicht im Automatikbetrieb,

366

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• keeping away from the hazard area; only trained staff needed for operation is allowed to be in the area around the equipment units,

• ausführliche Bedienungs- und Betriebsanweisung und entsprechende Personalschulung einschließlich erforderlicher Nachschulungen im laufenden Betrieb,

• proper maintenance and recurrent inspections according to schedule.

• Fernhalten aus dem Gefahrenbereich, nur betriebsnotwendiges und unterwiesenes Personal darf sich im Umkreis der Fördergeräte aufhalten,

3.5

Project risks and measures to minimize risks

At project start, the risks are to be analyzed and the measures defined which are required for risk reduction. Figure 7 shows a suitable method approach to risk evaluation where risks are classified according to the probability of occurrence of an undesired event and the extent of damage. Altogether, it turned out that – with a staged procedure – it was possible to reduce the risks associated with the project to a justifiable extent. The stages of procedure were:

• ordnungsgemäße Instandhaltung und wiederkehrende Prüfungen nach Plan.

3.5

Projektrisiken und Maßnahmen zur Risikominimierung

Zu Projektbeginn müssen die Risiken analysiert und Maßnahmen zur erforderlichen Risikoreduzierung definiert werden. Ein geeigneter methodischer Ansatz, Risiken zu bewerten, wird in Abbildung 7 dargestellt. Risiken werden dort nach der Eintrittswahrscheinlichkeit eines ungewollten Ereignisses eingeordnet und nach dem Schadensausmaß.

Nr. Bezeichnung

Gegenmaßnahme

1

Standorterfassung

Wahl betriebserprobter Systeme (Winkelkodierer mit schlupffreier Ankopplung)

2

Schütthöhenmessung

Wahl betriebserprobter Systeme (Ultraschall in Bexbach und Nochten erprobt)

3

Kollisionsschutzeinrichtungen gegen die Halde

Wahl betriebserprobter Systeme (Kombination Ultraschall und Erdberührungsfühler)

4

Laserscanner zur Haldenprofilmessung

Zurückgreifen auf betriebserprobte Systeme, sporadische Nichtverfügbarkeit (witterungsbedingt) kann akzeptiert werden

5

Ungeregelte Antriebe AG 808 (Vorschub, Hubwerk)

Keine Gegenmaßnahme, wenn ausreichend genau gemessen wird, können die Anstellbewegungen auch gesteuert werden

6

Ungeregelte Antriebe BSW 986 (Fahrwerk, Schwenkwerk)

Keine Gegenmaßnahmen erforderlich, weil Dynamik und Präzisionsanforderungen beim Kegelschalenverfahren gering

7

Software Haldenmodell

Betriebserprobung des Systems im Tagebau Garzweiler

8

Branderkennung

Videoüberwachung, regelmäßige Kontrollgänge

Fig. 7: Project risks of “unmanned stockpile equipment operation” Abb. 7: Projektrisiken für „fahrerlosen Förderbetrieb“

367

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• preceding field tests of the stockpile model and laser scanners in the context of the preceding pilot project “Quabus Garzweiler”

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Insgesamt zeigte sich, dass bei einem gestuften Vorgehen die mit dem Projekt verbundenen Risiken auf ein vertretbares Maß reduziert werden konnten.

• preceding field tests of ultrasonic sensors Vorgehensstufen waren: • no start of unmanned operation before commissioning of manual control in the coal bunker is completed • stepwise staff reduction in the coal bunker.

• Vorlaufende Feldtests vom Haldenmodell, und Laserscanner am Rahmen des Vorlaufenden Pilotprojektes „Quabus Garzweiler“ • Vorlaufende Feldtests Ultraschallsensoren

4

Technical implementation

The above description of the decision basis for implementation of unmanned stockpile equipment operation, is now followed by an account of the technical and organizational focuses of project implementation. The following companies were awarded contracts for the electrical equipment within the scope of the project “Coal Feeding System for the Niederaußem Power Plant”: Siemens, Erlangen, was awarded the contract for the control room equipment which included, among other things, the control and monitoring systems in the control room, the three-dimensional stockpile model “Quabus“ (cp. Chapter 4.5), the video system for bunker monitoring as well as the specification of the setpoints for the four equipment units during unmanned operation. In addition, Siemens was responsible for the overall technical coordination of the OTN network and the associated interfaces. An open consortium comprising the companies BEA, Düsseldorf, and Alstom, Berlin, was entrusted with the new construction and the overhaul of the equipment units and belt conveyors. As lead manager of the consortium, the BEA company, Düsseldorf, [12] was responsible, among other things, for the supply and installation of the electrical equipment for the new stockpile machines and those to be reconstructed. It was therefore in charge of the control systems on the equipment units and, hence, for equipment protection against sliding collision with each other and with the coal stockpile.The scope of BEA’s contract also included the systems for recording measured, signalling and status data on the equipment units. At an interface agreed upon with Siemens, the data for the control room were made available and the setpoints and commands for the “unmanned operation” mode received. The scope of contract of the Alstom company, Berlin, [13] comprised the construction, supply and start-up of the variable-speed drives on the equipment units. These include the bucket wheel drive of reclaimer 815 (AG 815), the slewing, belt and hose reel drives of reclaimer 815 (AG 815) and of stacker 993 (BSW 993) as well as the two reclaimers’ travel gear drives including the output control and, also, the cable reel drives of all stockpile equipment units. In addition, Alstom was responsible for the complete equipment including all variable-speed belt conveyor systems. The overall technical and commercial coordination as well as overall project management was performed by RWE Power’s own project team.

4.1

Safety analysis

In accordance with the EU Machinery Directive, the hazards presented by the machine are to be analyzed and the analysis re368

• Inbetriebnahme des Fahrerlosen Betriebes erst nach abgeschlossener Inbetriebnahme des Handbetriebes im Kohlenbunker • Schrittweise Personalreduzierung im Kohlenbunker

4

Technische Umsetzung

Nachdem die Entscheidungsbasis für die Umsetzung des Fahrerlosen Förderbetriebes dargestellt ist, soll nun über die technischen und organisatorischen Schwerpunkte bei der Umsetzung des Vorhabens berichtet werden. Nach der Vergabe standen als Auftragnehmer für die E-Ausrüstung im Projekt „Bekohlung Kraftwerk Niederaußem“ fest: Die Firma Siemens, Erlangen, gewann den Auftrag für die Leitstandsausrüstung. Darin enthalten waren u.a. die Bedien- und Beobachtungssysteme im Leitstand, das dreidimensionale Haldenmodell „Quabus“ (vgl. Abschnitt 4.5), das Videosystem für die Bunkerüberwachung, sowie die Sollwertvorgabe für die vier Fördergeräte im fahrerlosen Förderbetrieb. Darüber hinaus oblag der Firma Siemens die technische Gesamtkoordination des OTNNetzes und der zugehörigen Schnittstellen. Mit dem Neuaufbau bzw. der Überholung der Fördergeräte und Bandanlagen wurde ein offenes Konsortium bestehend aus den Firmen BEA, Düsseldorf, und Alstom, Berlin, beauftragt. Der Firma BEA Düsseldorf [12] oblag als Konsortialführer u.a. die Lieferung und Montage der E-Ausrüstung für die neuen und die umzubauenden Fördergeräte. Sie war damit verantwortlich für die Steuerungssysteme auf den Fördergeräten und damit auch für den gleitenden Kollisionsschutz der Geräte untereinander und für den Kollisionsschutz der Geräte gegen die Kohlenhalde. Weiter lag in ihrem Auftragsumfang die Mess-, Melde- und Zustandsdatenerfassung auf den Fördergeräten. An einer mit Siemens vereinbarten Schnittstelle wurden die Daten für den Leitstand zur Verfügung gestellt sowie die Sollwerte und Befehle für die Betriebsart „Fahrerloser Förderbetrieb“ in Empfang genommen. Zum Auftragsumfang der Firma Alstom Berlin [13] gehörte die Konstruktion, Lieferung und Inbetriebnahme der geregelten Antriebe auf den Fördergeräten. Dazu zählen der Schaufelradantrieb des AG 815, die Schwenk-, Band- und Schlauchtrommelantriebe des AG 815 und des BSW 993 sowie die Fahrantriebe mit Fördermengenregelung der beiden AGs und weiterhin die Leitungstrommelantriebe aller Fördergeräte. Alstom war ebenso verantwortlich für die Komplettausrüstung aller drehzahlgeregelten Bandanlagen. Die technische und kommerzielle Gesamtkoordination und Gesamtprojektleitung führte das Projektteam von RWE Power selbst durch.

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sults implemented during construction of the machine. Within the scope of preceding projects, RWE Rheinbraun has gained broad experience in such investigations and their practical application. At the start of the nineties, electronic equipment such as angular encoders and PLC systems for safety-oriented controls were for the first time installed on bucket wheel excavators 281 in the Inden mine and 293 in the Hambach mine [7, 9]. Novel technological solutions (e.g. process control equipment on PCS-7 basis) and new tasks – in particular “unmanned operation” – now called for a continuation of the safety consideration process. The project “Coal Feeding System for the Niederaußem Power Plant” involved complex technical and organizational correlations since the functional chains to be considered reached beyond the limits of disciplines, plants and suppliers. Analysis of the hazards presented by the machinery and definition of sufficient safety measures were thus a joint task for all companies involved in plant construction and the various responsible departments of the operator. The safety requirements applicable in each case and the selected safety measures do not exclusively depend on objective criteria, but may also be influenced by subjective aspects (cp. DIN-V 19250, EN 954). It was thus essential that all those involved developed a joint risk assessment and defined the safety measures to be derived from it. As a result of an intensive co-ordination process, all stated risks were allocated to non-electrical and electrical safety measures part of which are illustrated together with the associated requirement classes in Table 2.

4.2

Measuring equipment

Suitable and reliable sensor technology plays a key role in any automation task. Weak points in this field frequently cause subsequent problems, substantial costs and time delays. The systems selected must meet the safety, availability and accuracy requirements and be suitable for operation under the rough conditions prevailing in opencast mines. Tab. 2:

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4.1

Sicherheitsanalyse

Entsprechend der EG Maschinenrichtlinie müssen die von der Maschine ausgehenden Gefahren analysiert und die Ergebnisse der Analyse beim Bau der Maschine umgesetzt werden. Bei RWE Rheinbraun bestehen aus vorlaufenden Projekten breite Erfahrungen mit derartigen Untersuchungen und deren praktischer Anwendung. Erstmals wurden elektronische Betriebsmittel wie Winkelkodierer und SPS-Anlagen für sicherheitsgerichtete Steuerungen auf den Schaufelradbaggern 281 im Tagebau Inden und 293 im Tagebau Hambach Anfang der neunziger Jahre eingesetzt [7, 9]. Neue technologische Lösungen (z.B: Prozessleittechnik auf PCS-7-Basis) und neue Aufgaben – hier insbesondere der fahrerlose Förderbetrieb – erforderten jetzt eine Fortsetzung des Prozesses der sicherheitstechnischen Betrachtungen. Im Projekt „Bekohlung Kraftwerk Niederaußem“ bestanden komplexe technische und organisatorische Zusammenhänge, weil die zu betrachtenden Funktionsketten über Fachbereichs-, Anlagenund Herstellergrenzen hinweg reichten. Die Analyse der von den Maschinen ausgehenden Gefahren und die Festlegung ausreichender sicherheitstechnischer Maßnahmen war hier also eine gemeinsame Aufgabe aller beim Bau der Anlagen beteiligten Firmen und der verschiedenen zuständigen Abteilungen des Betreibers. Die jeweils notwendigen sicherheitstechnischen Anforderungen und die gewählten sicherheitstechnischen Maßnahmen werden nicht ausschließlich von objektiven Kriterien bestimmt, sondern können auch von subjektiven Aspekten beeinflusst werden (vgl. DIN-V 19250, EN 954). Deshalb war es wichtig, dass alle Beteiligten eine einvernehmliche Einschätzung der Risiken und der daraus abzuleitenden sicherheitstechnischen Maßnahmen erarbeiteten. Als Ergebnis eines intensiven Abstimmungsprozesses entstand für alle benannten Risiken eine Zuordnung von Nicht-MSR- und MSR-

Risk analysis for “unmanned stockpile equipment operation” (excerpt)

No. Hazard identification

Non-electrical safety measure

Electrical safety measure

1

Stability hazard through equipment collision

Remote monitoring and release of specific adjustment movements by control room operator

Sliding collision protection at operating limit- and emergency stop-switch levels

2

Bucket wheel collision with the stockpile

Remote monitoring and release of Sequential circuit, bucket wheel specific adjustment movements by control room operator; corresponding static design of equipment

6

Equipment derailment

Regular checks for proper track position/condition, remote monitoring by control room operator

Initiators for each rail at both travel gear ends as derailment protection

9

Indirect stability hazard in case max. wind speed is exceeded

Rail tongs, code of practice for operating staff in the case of excessive wind speeds

Wind meter; speed monitors; monitoring by angular encoders at travel gear

Risk minimization by keeping away; only staff needed for operation allowed to be in the hazard area

Limit switch at travel gear with plug-in straight edges to bar work areas

11 Hazard for operating and maintenance staff working in the area around the machine

Requirement class, electr. safety meas. acc. to DIN V 19250 1 2 3 4 5 6 7 8

369

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Tab. 2:

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Gefahrenanalyse „Fahrerloser Förderbetrieb“ (Auszug)

Nr. Gefahrenidentifikation

Nicht-MSR-Schutzmaßnahme

MSR-Schutzmaßnahme

Anforderungklasse MSRSchutzmaßnahme nach DIN V 19250 1

1

Fernbeobachtung und Freigabe besonderer Anstellbewegungen durch den Leitstandsfahrer

Gleitender Kollisionsschutz in Betriebs- und Not-AusEndschalterebene

2. Kollision der S’räder mit der Halde

Fernbeobachtung und Freigabe besonderer Anstellbewegungen durch den Leitstandsfahrer; entsprechend ausgelegte Statik der Fördergeräte

Folgeschaltung S’rad

6. Entgleisung der Fördergeräte (Bem: Gleisendlagen begrenzung wird unter 5. behandelt)

Regelmäßige Kontrolle auf ordnungsgemäße Gleislage/Gleiszustand, Fernbeobachtung durch den Leitstandsfahrer

Initiatoren je Schiene an beiden Fahrwerksenden als Entgleisungsschutz

9. Indirekte Gefährdung der Standsicherheit durch Überschreiten der max. Windgeschwindigkeiten

Schienenzangen, Verhaltensmaßregeln für das Bedienpersonal bei Überschreiten der zul. Windgeschwindigkeiten.

Windmessanlage; Drehzahlüberwachungen; Winkelkodiererüberwachungen am Fahrwerk

11. Gefährdung des arbeitenden Bedien- und Instandhaltungpersonals im Umkreis der Maschine

Risikominimierung durch Fernhalten; nur betriebsnotwendiges Personal darf sich im Gefahrenbereich befinden

Endschalter am FW mit steckbaren Linealen um Arbeitsbereiche abzuschranken

Gefährdung der Standsicherheit durch Kollision der Geräte untereinander

The systems preferred for application had proved suitable during long years of operation in RWE Power’s plants. New systems had satisfactory references in comparable plants and were subjected to additional field tests. Almost all systems do not exclusively serve for unmanned operation but are only used additionally for this task. Figure 8 gives an overview of the systems applied.

4.3

Sliding collision protection

To implement these safety devices, equipment and circuit modules were selected which had proved their worth during long years of operation in comparable applications [9]. Sufficient plant availability is an aspect of which particular account is to be taken in conceiving sliding collision protection in the coal bunker. So it is to be ensured without any reductions in the safety level that, if a system monitoring device responds, only the equipment unit causing the failure will be stopped while the other three units can continue operation. The same applies to the performance of specified recurrent inspections. Here it is to be ensured that the limit switch check to be performed at four-month intervals can be carried out in a minimum of time and separately for each unit, without the remaining equipment units being affected. During the safety inspections performed at two-year intervals (triggering tests), a maximum of two units only should be allowed to be shut down simultaneously. To meet these requirements, the equipment positions (hoisting, slewing and travelling positions) are measured by angular encoders. The PLCs installed on the equipment units compute whether a collision may occur. This logic is designed such that each unit protects itself. For this purpose, it receives the current position data of the other units via the central control room.

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2

3

4

5

6

7

8

Schutzmaßnahmen, die auszugsweise in Tabelle 2 einschließlich der zugehörigen Anforderungsklassen dargestellt ist.

4.2

Messeinrichtungen

Einer geeigneten und zuverlässigen Sensorik kommt bei jeder Automatisierungsaufgabe eine Schlüsselrolle zu. Schwächen in diesem Bereich sind oftmals die Ursache für spätere Probleme, für erhebliche Kosten und Zeitverzug. Die gewählten Systeme müssen sowohl den sicherheitstechnischen, den Verfügbarkeitsals auch den Genauigkeitsanforderungen genügen. Sie müssen für den Betrieb unter den tagebauspezifischen, rauen Randbedingungen geeignet sein. Vorzugsweise wurden Systeme verwendet, deren Eignung im langjährigen Betrieb auf RWE-Power-Anlagen nachgewiesen war. Neue Systeme verfügten über ausreichende Referenzen auf vergleichbaren Anlagen und wurden zusätzlichen Feldtests unterzogen. Nahezu alle Systeme dienen nicht nur dem Fahrerlosen Förderbetrieb, sondern werden lediglich für diese Aufgabe mitgenutzt. Eine Übersicht über die verwendeten Systeme gibt Abbildung 8.

4.3

Gleitender Kollisionsschutz

Zur Realisierung dieser Schutzeinrichtungen wurde auf Betriebsmittel und Schaltungsmodule zurückgegriffen, die sich im Betrieb bei vergleichbaren Anwendungen [9] langjährig bewährt haben. Besondere Aufmerksamkeit bei der Konzeption des gleitenden Kollisionsschutzes im Kohlebunker ist der hinreichenden Verfügbarkeit zu schenken. So ist ohne Verlust an Sicherheitsniveau dafür Sorge zu tragen, dass bei Ansprechen einer Systemüberwachung nur das fehlerverursachende Fördergerät stillgesetzt wird, die anderen drei Fördergeräte aber weiterlaufen können.

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Gleiches gilt bei der Durchführung der vorgeschriebenen wiederkehrenden Prüfung. Hier ist sicherzustellen, dass die viermonatige Endschalterprüfung an jedem Fördergerät einzeln und ohne Beeinträchtigung der jeweils anderen Fördergeräte zeitsparend durchgeführt werden kann. Bei den zweijährlichen Sicherheitsprüfungen (scharfes Anfahren) sollen nur höchstens zwei Geräte gleichzeitig aus der Förderung genommen werden müssen. Zur Erfüllung dieser Anforderungen wird die Position (Hub-, Schwenk- und Fahrposition) der Fördergeräte mittels Winkelkodierer gemessen. In den SPS-Steuerungen auf den Fördergeräten wird berechnet, ob es zur Kollision kommen kann. Die Logik ist so aufgebaut, dass sich jedes Gerät selbst schützt. Dazu erhält es von den jeweils anderen über den zentralen Leitstand deren aktuelle Positionsdaten. Um den hohen sicherheitstechnischen Anforderungen zu genügen ist der gleitende Kollisionsschutz von der Messwerterfassung bis zum Abschaltorgan für die Anstellantriebe redundant in Betriebs- und Not-Aus-Endschalterebene aufgebaut. Stellen die SPSAnlagen fest, dass die Geräte kollisionsgefährdet sind, werden die Anstellantriebe in der Betriebsendschalterebene richtungsabhängig abgeschaltet. Bei Versagen der Betriebsendschalterebene steht als zweite Stufe die Not-Aus-Endschalterebene zur Verfügung, die unmittelbar auf den Hauptschalter der Fördergeräte wirkt. Bei Ausfall einer Endschalterebene dürfen die betroffenen Geräte mit Geräteführer weiter betrieben werden.

4.4 Fig. 8: Abb. 8:

Overview of measurement sensors Übersicht Messsensorik

To meet these high safety requirements, sliding collision protection is redundant at the operating limit switch and emergency stop switch levels, from the recording of measured data all the way to the switch-off device for the slew and hoist drives. Should the PLC systems identify a collision hazard for the units, the slew and hoist drives at the operating limit switch level are switched off depending on the direction of movement. Should the operating limit switch level fail, the emergency stop switch level will be available as the second level acting directly on the machines’ main control switch. If a limit switch level fails, operation of the units affected may be continued by the equipment operator.

4.4

Steuerungsstruktur

In Abbildung 9 ist die für die vier Bunkergeräte einheitliche Automatisierungsstruktur einschließlich der Anbindung an den Leitstand dargestellt. Sie wurde konsequent aus der bei RWE Power modular standardisierten Struktur für Großgeräte [14] abgeleitet. Dort, wo der zwischenzeitlich vorangeschrittene Stand der Technik mit den erhöhten Rechenleistungen der verwendeten SPS-Anlagen dies erlaubte, sind SPS-Systeme zusammengefasst worden: Im Wesentlichen gibt es je Gerät eine „SteuerSPS“ für die betrieblich notwendigen Steuerungsfunktionen und damit u.a. auch für die des fahrerlosen Förderbetriebes. Für die Not-Aus-Ebene des gleitenden Kollisionsschutzes existiert eine separate „Not-Aus-SPS“. Ein Industrie-PC-gestütztes System visualisiert und protokolliert die Betriebs- und Trenddaten. Darüber hinaus gibt es ein Regelungssystem für schnelle, antriebsnahe Regelungsfunktionen. Das o.g. Visualisierungssystem liefert gleichzeitig die Anzeige für den Geräteführer im manuellen Betrieb und ist auch Hilfsmittel für die Störungssuche.

Control structure

Figure 9 shows the uniform automation structure applied for the four bunker machines including the connection to the control room. It was systematically derived from the standardized modular structure applied for high-capacity equipment at RWE Power [14]. Where it was possible thanks to the advanced state of the art attained in the meantime with the increased computing capacities of the applied PLC systems, the latter were combined. Basically, each unit has one “controlling PLC” for the operationally required control functions and, hence, for unmanned operation as well. For the emergency stop level of sliding collision protection there is a separate “emergency stop PLC”. An industrial PCbased system visualizes and logs the operating and trend data. In addition, there is a control system for quick, highly dynamic control functions. The above visualization system both displays data for the equipment operator during manual operation and serves as an aid for trouble shooting.

Die vorgenannten Automatisierungssysteme werden mit jeweils getrennten Bussystemen, die in einem OTN-Ring zusammengefasst sind, über LWL mit dem zentralen Leitstand verbunden. Ausnahme ist die Profibus-Verbindung der „Not-Aus-SPS“. Hier ist nach VDE 0168 eine funktionale und galvanische Entkopplung zu den betriebsmäßigen Steuerstromkreisen gefordert. Deshalb wird dieser Bus nicht über OTN, sondern über gesonderte LWLFasern geführt.

4.5

Dreidimensionales Haldenmodell

Die unterschiedliche chemische Zusammensetzung der Kohlen aus den beiden Nord-Süd-Bahn-Tagebauen Hambach und Garzweiler macht es erforderlich, dass sie für die Kraftwerke geeignet gemischt werden. Die Mischprozesse werden in den Kohlenbunkern der Tagebaue und der Kraftwerke durchgeführt [10]. 371

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Fig. 9: Abb. 9:

An exception here is the PROFIBUS connection of the “emergency stop PLC”. According to VDE 0168, a functional and galvanic isolation from the operational control circuits is required here. That is why this bus is not transmitted via OTN but via separate optical fibres.

Three-dimensional stockpile model

Due to the different chemical compositions of the lignite from the Hambach and Garzweiler mines which are located on the NorthSouth railway system these coals have to be blended to meet the power plant requirements. These blending processes are performed in the coal bunkers of the mines and the power plants [10]. The operating experience gained in the last few years has shown that a sufficiently precise coal bunker management calls for exact three-dimensional simulation of the coal stockpiles with the different qualities they contain [11]. The object was to achieve optimized preliminary planning of the stacking and reclaiming processes in terms of efficiency and precision and, at the same time, permit precise traceability of critical coals as a basis for developing optimized concepts of action. For qualitative coal evaluation, a deposit file is used in connection with an online analysis performed in the conveying route. The quality data are allocated to the coal quantities and traced over the entire conveying route through the mine bunkers, via railway and belt conveyor systems and through the power plants’ receiving bunkers. Coal handling in the coal bunkers is simulated math372

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Automation equipment structure Automatisierungsgerätestruktur

Together with separate bus systems which are combined in one OTN ring, the above-mentioned automation systems are linked to the central control room via optical fibres.

4.5

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Die Betriebserfahrungen der letzten Jahre zeigen, dass für eine hinreichend präzise Bewirtschaftung der Kohlenbunker eine exakte dreidimensionale Nachbildung der Kohlenhalden mit ihren verschiedenen Qualitätsinhalten notwendig ist [11]. Damit sollte eine in Effizienz und Präzision optimierte Vorausplanung der Einund Ausstapelvorgänge erreicht werden und als Basis zur Entwicklung optimierter Handlungskonzepte darüber hinaus eine präzise Rückverfolgung von Problemkohlen möglich werden. Zur qualitativen Beurteilung der geförderten Kohle dient eine Lagerstättendatenbank in Verbindung mit einer Online-Analyse innerhalb des Förderweges. Die Qualitätsparameter werden den Kohlemengen datentechnisch zugeordnet und auf dem gesamten Förderweg durch die Kohlenbunker der Tagebaue, über Eisenbahn- und Bandtransportsysteme und durch die Eingangsbunker der Kraftwerke hinweg verfolgt. Der Kohleumschlag in den Kohlenbunkern wird mathematisch über das dreidimensionale Simulationsmodell Quabus (quadermodelliertes, qualitätsbasiertes Bunkerbewirtschaftungssystem) nachgebildet (vgl. Abbildung 10). Zu dieser Nachbildung werden die Kohlenhalden in Quader mit 1-m³-Größe aufgeteilt. Qualität und Mengen können so über den Einstapel-, Ausstapel- und Transportprozess hinweg verfolgt werden. Die Daten stehen den Anwendern unterschiedlicher Abteilungen für Disposition, Verfolgung und die spätere Auswertung zur Verfügung. Mit dem Wissen der örtlichen Lage der Kohlequalität und -quantität werden bei der Disposition Mischungen aus den zwischengelagerten Kohlemassen gebildet, die dann auf den spezifischen Bedarf eines jeden Kraftwerksblocks zugeschnitten sind. Die Erfahrungen zeigen, dass die Genauigkeit über den Einund Ausstapelprozess mit 10 % Abweichung zur Realität

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ematically on the basis of the three-dimensional simulation model called Quabus (German abbreviation standing for “quality-geared bunker management system based on rectangular parallelepiped models”, Figure 10). For this simulation, the coal stockpiles are divided into rectangular parallelepipeds sized 1 m³. This allows qualities and quantities to be traced over the entire stacking, reclaiming and transport process. The data are available to the users in different departments for material flow routing, tracing and subsequent evaluation. Based on the knowledge of the coal qualities’ and quantities’ local positions, blends are produced in material flow routing from the intermediately stored coal masses which are then tailored to the specific requirements of each power plant unit. Experience has shown that, with a 10 % deviation from reality, the accuracy over the stacking and reclaiming process is tolerable. The Quabus system is based on the “Silag” product of Siemens. During many years of project work in cooperation with the users at RWE Power, the supplier adjusted the original product to the specific requirements of the opencast lignite mines. During stacking into the coal bunker, the volume flow is recorded by a laser scanner. Using the measured values of belt speed, travelling position, slewing and hoisting angles and based on the discharge trajectory of the stackers, it is possible to compute how many 1 m³-rectangular parallelepipeds fall into the bunker at which points, and it can also be simulated mathematically how the stockpile builds up successively. The coal qualities are known from the data of the trains currently being unloaded. During reclaiming, the measured values for volume flow, travelling position, slewing and hoisting angles of the reclaimers can be used to compute how many 1 m³-rectangular parallelepipeds of what quality are withdrawn at what point. Excavation of the coal stockpiles can thus be further simulated successively, so that a new stockpile basis is computed for the further stacking process. The quantities withdrawn by the reclaimer can finally be traced on their way to combustion via transport systems and further bunkers. In critical cases (e.g. sliding stockpile walls, data loss, failures in the measurement sensors) it may become necessary to compare and adjust the computed stockpile model to reality. To achieve this, two laser scanners each were installed on the reclaimers which allow the stockpile image to be updated in so-called “scan runs”. The jobs to be performed by the equipment operated unmanned are specified and managed from the central control room. Quabus permits automated job ordering communication at the interfaces to the supplying train operation and the receiving power plant. As the data for coal quality management and those for job management related to unmanned operation are based on the same mathematical model, error analysis and elimination are to be done at one point only. Any errors in the Quabus model get evident immediately through false responses during unmanned equipment operation. This being so, the complex Quabus model is subject to permanent automatic review.

4.6

Output control

As outlined in Chapter 2, the two reclaimers supply coal via an approx. 2000 m long conveying route to the coal distribution bunker at the power plant which has a very low capacity. So there is only a 800 m³ range between the “full distribution bunker” and

Fig. 10:

Three-dimensional stockpile interface, computational model (green), scanner (yellow) and photo (black) Abb. 10: 3-dimensionale Haldenoberfläche, Rechnermodell (grün), Scanner (gelb) und als Foto (schwarz)

tolerierbar ist. Quabus basiert auf dem Produkt „Silag“ der Firma Siemens. Das Ursprungsprodukt wurde in jahrelanger Projektarbeit vom Hersteller in Zusammenarbeit mit den RWE-Rheinbraun-Anwendern den spezifischen Belangen der Braunkohlentagebaue angepasst. Beim Einstapeln in den Kohlenbunker wird der Volumenstrom mittels Laserscanner erfasst. Über die gemessenen Werte von Bandgeschwindigkeit, Fahrposition, Schwenk- und Hubwinkel lässt sich dann über die Abwurfparabel der BSW berechnen, wie viele 1-m³-Quader an welcher Stelle in den Bunker fallen und es lässt sich weiter rechnerisch simulieren, wie sich die Halde sukzessiv aufbaut. Die Kohlequalitäten sind aus den Daten der Züge bekannt, die aktuell entladen werden. Beim Ausstapeln lässt sich aus den Messwerten von gefördertem Volumenstrom, Fahrposition, Schwenk- und Hubwinkel der AG’s berechnen, an welcher Stelle der Kohlenhalden wie viele 1-m³-Quader mit welcher Qualität entnommen werden. Das Abbaggern der Kohlehalden lässt sich damit sukzessiv weiter simulieren, so dass rechnerisch eine neue Haldenbasis für das weitere Einstapeln entsteht. Die vom AG entnommenen Mengen können schließlich über Transportsysteme und weitere Bunker auf ihrem Weg zur Verbrennung weiterverfolgt werden. In Problemfällen (z.B.: abrutschende Haldenwände, Datenverlust, Fehler in der Mess-Sensorik ) kann es notwendig werden, dass das rechnerische Haldenmodell mit der Praxis abgeglichen werden muss. Hierfür wurden an den AGs je zwei Laserscanner installiert, mit denen in sogenannten „Scanfahrten“ das Haldenabbild aktualisiert werden kann. Die Aufträge für die fahrerlos betriebenen Geräte werden vom zentralen Leitstand aus vorgegeben und verwaltet. Quabus ermöglicht eine automatisierte Bestellkommunikation an den Schnittstellen zum zufördernden Zugbetrieb und zum abnehmenden Kraftwerk. Da die Daten für das Kohlequalitätsmanagement und die Daten für das Auftragsmanagement des fahrerlosen Förderbetriebes auf demselben mathematischen Modell basieren, sind Fehleranalyse und Beseitigung nur an einer Stelle notwendig. Fehler im QuabusModell werden sofort durch Fehlreaktionen beim fahrerlosen Betrieb der Fördergeräte offensichtlich. Damit unterliegt das komplexe Quabus-Modell ständig einer automatischen Kontrolle. 373

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“empty distribution bunker” status. To permit continuous operation at all in view of the long system delays and the low storage capacity, an output controller was developed which computes a target output for the reclaimers; this is done on the basis of the distribution bunker’s fill level and the volume flow withdrawn from it. The output controller was designed in a computer simulation and put into operation in the control room with only slight adjustments. The target output is reduced when the belt conveyors between the reclaimers and the coal distribution bunker or the looped-in coal crushing plant transmit an “overload alarm signal”. To limit the delay for the described closed-loop control circuit to a sufficient extent, the belt conveyor speed is automatically adjusted proportionally to the output [13]. The target output from the control room is the setpoint for the output-dependent travel speed controls on the two reclaimers. Laser scanners installed on the equipment units record the actual output, thus ensuring actual-value feedback of the closed-loop control circuit. A particularly difficult aspect of output-dependent travel-speed control is the delay which results from the fact that the volume flow scanner is arranged some 15 m behind the bucket wheel. This delay is eliminated by fuzzy control which determines volume flow dependence on the bucket wheel torque. In this way, the currently measured bucket wheel torque can be used to precompute the volume flow which is not verified until eight seconds later by the laser scanner. This control loop had already been developed in the preceding years for the bucket wheel excavators operating in the Hambach mine.

4.7

Operation and monitoring

To operate the equipment units from the central control room, various devices must be available for closed-loop control and emergency operation. 4.7.1 Job management At the Quabus system interface, the stacking and reclaiming jobs for the bunker equipment are defined graphically (cp. Figure 6) or alphanumerically. The parameters applied include the segment boundaries in the bunker [m], the job quantity [m³] as well as the output [m³/h]. The jobs so defined are compiled in the job list where they are assigned to the different “ready”, “active”, “interrupted” or “completed” statuses. Changes in the job status can either be implemented manually or automatically, e.g. if the specified job quantity has been reached or a failure occurs.

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4.6

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Fördermengenregelung

Wie in Abschnitt 2 dargestellt fördern die beiden Aufnahmegeräte über eine ca. 2000 m lange Bandstrecke in den kraftwerkseitigen Kohleverteilbunker mit einem sehr geringen Fassungsvermögen. So besteht zwischen den Zuständen „Verteilbunker leer“ und „Verteilbunker voll“ lediglich ein Hub von 800 m³ Kohle. Damit bei den großen System-Totzeiten und dem geringen Fassungsvermögen eine kontinuierliche Förderung überhaupt möglich ist, wurde ein Fördermengenregler entworfen, der abhängig vom Füllstand des Verteilbunkers und abhängig vom daraus entnommenen Volumenstrom eine Sollfördermenge für die Aufnahmegeräte berechnet. Der Fördermengenregler wurde in einer Computersimulation entworfen und mit nur geringen Einstellungsänderungen in der Leitstandssteuerung in Betrieb gesetzt. Die Sollfördermenge wird reduziert, wenn die Bandanlagen zwischen Aufnahmegeräten und Kohleverteilbunker oder die zwischengeschaltete Kohlezerkleinerungsanlage eine „Überlastwarnung“ absetzen. Um die Totzeit für den beschriebenen Regelkreis ausreichend zu beschränken wird die Geschwindigkeit der Bandanlagen automatisch proportional zur Fördermenge eingestellt [13]. Die Sollfördermenge aus der Leitstandssteuerung ist Sollwert für die fördermengenabhängige Fahrgeschwindigkeitsregelung auf den beiden Aufnahmegeräten. Laserscanner auf den Fördergeräten erfassen die Ist-Fördermenge und sorgen so für die Istwert-Rückführung des Regelkreises. Besondere Schwierigkeit bei der fördermengenabhängigen Fahrgeschwindigkeitsregelung ist die Totzeit, die dadurch entsteht, dass der Volumenstromscanner etwa 15 m hinter dem Schaufelrad angeordnet ist. Diese Totzeit wird eliminiert, indem durch eine ständig nachlernende mathematische Funktion die Abhängigkeit des Volumenstromes vom Schaufelraddrehmoment ermittelt wird. So kann aus dem aktuellen Messwert des Schaufelraddrehmomentes der Fördervolumenstrom vorausberechnet werden, der erst 8 Sekunden später am Laserscanner verifiziert wird. Diese Regelung ist bereits in den vorhergehenden Jahren für die Schaufelradbagger im Tagebau Hambach entwickelt worden.

4.7

Bedienen und Beobachten

Zur Bedienung der Fördergeräte vom zentralen Leitstand aus müssen für den Regel- und den Notbetrieb verschiedene Einrichtungen vorhanden sein. 4.7.1 Auftragsverwaltung

When a job is “active”, the machine travels automatically to its stockpile segment defined by the segment boundaries and executes the desired job until it changes its status as described above. Special adjustment movements such as “slewing into the stockpile” must be released in advance by the control room operator. 4.7.2 Fault and status signals, trend and operating data Fault and status signals are generated and recorded decentrally on the machines where they are visualized in detail by the WinCC system. This is necessary for decentral, on-site trouble shooting, but also for cases where an automatic control fails and a machine has to be manned and operated manually. In parallel, the same signals are transmitted to the central PCS-7 system in the control room where they can also be displayed and evaluated. Here they are available for subsequent selection and evaluation. The trend and operating data such as equipment positions, conveyor and slewing/hoisting drive speeds, output, etc are handled in the same way. 374

Auf der Quabus-Systemoberfläche werden die Ein- und Ausstapelaufträge für die Bunkergeräte graphisch (vgl. Abbildung 6) oder alphanumerisch festgelegt. Parameter sind u.a. Bereichsgrenzen im Bunker [m], Auftragsmenge [m³], Förderleistung [m³/h]. Die so definierten Aufträge werden in der Auftragsliste zusammengefasst. Dort werden ihnen die verschiedene Zustände „bereit“, „aktiv“, „unterbrochen“ oder „beendet“ zugeordnet. Der Wechsel der Auftragszustände kann entweder manuell erfolgen oder automatisch, wenn z.B. die vorgegebene Auftragsmenge erreicht ist, oder eine Störung auftritt. Ist ein Auftrag „aktiv“, fährt das Fördergerät automatisch zu seinem durch die Bereichsgrenzen festgelegten Haldenabschnitt und arbeitet den gewünschten Auftrag ab, bis er seinen Zustand wie oben beschrieben ändert. Besondere Anstellbewegungen, wie z.B. „Einschwenken in die Halde“ müssen zuvor durch den Leitstandsfahrer freigegeben werden.

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From the overview display in the control room (see Figure 5), the major functions and statuses of the equipment units can be inquired by mouse click. For more detailed information, the control room operator selects additional, secondary “face plates”. 4.7.3 Video system To monitor unmanned operation from the central control room, a video monitoring system was installed in the coal bunker. 20 cameras are distributed over the entire bunker. Most of them are installed on the equipment units, while some are mounted at fixed locations in the coal bunker. Their slewing and tilting movements as well as focus can be remote-controlled from the control room. Video and the associated remote control signals are transmitted from and to the control room via OTN. The video images can be displayed there individually or by groups on video screens. Thanks to the OTN system, separate video cross-bars can be dispensed with. 4.7.4 Controlling secondary functions The control of secondary functions on the stockpile equipment units is largely automated. Intermittent controls of spillage conveyors or lubrication systems adjust themselves to the stacking/ reclaiming process. Switching in of the conveyors installed on the equipment units is also done automatically, depending on the stationary belt conveyors. From the control room, further functions are remote-controlled; these include sprinkling systems for immission control, bunker and equipment lighting, rail tongs for securing the machines in case of a storm, selection and deselection of automatic functions and the closing of the main equipment control switches. 4.7.5 Emergency control facilities in the control room As outlined at the beginning, unmanned equipment operation in the Niederaußem coal bunker has two release levels for failures. One option permits on-site operation from the equipment control cabins. The other alternative involves remote control of the stockpile equipment from the control room using pushbutton and master controller and by-passing the process control system. For this purpose, plugs were installed in the control room for mobile control panels. In addition, a “stop all” button has been installed in the control room panel for emergency cases which switches off all belt conveyors and all conveyor and slewing/hoisting drives on the equipment units via the above operational control circuits. An additional “emergency stop” button switches off the main control switches of the four equipment units via the action lines of the emergency stop level.

5

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First experience

The stackers have been operating unmanned since early 2002, the reclaimers since mid-2002. Major initial problems resulted from insufficient system stability of the “Quabus” system which crashed sporadically for some initially unknown reason. Comprehensive test series were performed some of which had to be discontinued without a result. Following an intensive search, a fault in the C compiler was finally detected which only occurred in rare operational situations. After elimination of this fault, commissioning work could be continued and finally completed successfully. The more complex the automation task, the more necessary it is to structure the overall system in clearly arranged and sufficiently

4.7.2 Stör- und Zustandsmeldungen, Trend- und Betriebsdaten Stör- und Zustandsmeldungen werden dezentral auf den Fördergeräten erzeugt, protokolliert und dort mit dem WinCCSystem detailliert visualisiert. Dies ist für eine dezentrale Störungssuche vor Ort erforderlich, aber auch für den Fall, dass bei einer gestörten Automatik ein Gerät besetzt und von Hand betrieben werden muss. Parallel werden die gleichen Meldungen auf das zentrale PCS-7System im Leitstand übertragen, wo sie ebenfalls angezeigt und ausgewertet werden können. Hier stehen sie für die nachträgliche Selektion und Auswertung zur Verfügung. Mit den Trend- und Betriebsdaten wie Gerätestandorte, Geschwindigkeiten von Förderweg- und Anstellantrieben, Förderleistung etc. wird in gleicher Weise verfahren. Vom Übersichtsbild des Leitstandes (s. Abbildung 5) aus können per Mausbedienung die wesentlichen Funktionen und Zustände der Fördergeräte abgefragt werden. Für detailliertere Informationen wählt der Leitstandsfahrer zusätzliche, unterlagerte „Registerkarten“ oder „Face-Plates“ an. 4.7.3 Videosystem Zur Kontrolle des fahrerlosen Förderbetriebes vom zentralen Leitstand aus wurde im Kohlenbunker ein Videobeobachtungssystem installiert. Über den gesamten Bunker sind 20 Kameras verteilt. Die Kameras sind vorwiegend auf den Fördergeräten, z.T. aber auch an geeigneten festen Standorten im Kohlenbunker montiert. Sie sind vom Leitstand aus ferngesteuert schwenk- und neigbar sowie in der Brennweite verstellbar. Video- und zugehörige Fernsteuersignale werden über OTN von und zum Leitstand übertragen. Die Videobilder können dort einzeln oder nach Gruppen sortiert auf Videobildschirmen angezeigt werden. Das OTN-System macht einen gesonderten Video-Kreuzschienenverteiler überflüssig. 4.7.4 Steuerung von Nebenfunktionen Die Steuerung von Nebenfunktionen auf den Fördergeräten ist weitgehend automatisiert. Intervallschaltungen von Schmutzbändern oder Schmieranlagen passen sich dem Förderprozess an. Die Einschaltung der Geräteförderwege erfolgt ebenfalls automatisch abhängig von den stationären Bandanlagen. Vom Leitstand aus werden weiterhin Funktionen fernbedient wie die Bedüsungseinrichtungen für den Immissionsschutz, die Bunker- und Gerätebeleuchtung, Schienenzangen zur Sicherung der Geräte bei Sturm, An- und Abwahl von Automatikfunktionen und die Einschaltung der Gerätehauptschalter. 4.7.5 Notbedieneinrichtungen im Leitstand Wie eingangs erwähnt verfügt der fahrerlose Förderbetrieb im Kohlenbunker Niederaußem für den Fehlerfall über zwei Rückfallebenen. Einmal besteht die Möglichkeit der Vor-Ort-Bedienung vom Führerstand der Geräte aus. Zum anderen können die Fördergeräte auch vom Leitstand aus unter Umgehung des Prozessleitsystems mittels Taster und Meisterschalter fernbedient werden. Hierzu wurden im Leitstand Steckvorrichtungen für ortsveränderliche Steuerpulte installiert. Weiterhin ist für den Bedarfsfall ein Taster „Alles-Halt“ im Leitstandspult eingebaut, der über die o.g. betriebsmäßigen Steuerstromkreise alle Bandanlagen und alle Förderwegs- und Anstellantriebe auf den Fördergeräten abschaltet. Ein zusätzlicher 375

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documented software modules. They must be commissioned separately and allow their functional viability and stability to be evaluated in case of a fault. The interfaces between the modules are to be clearly defined and recorded for locating faults. It is indispensable that a uniform, sufficiently structured and documented data base be given which can be maintained centrally during plant life and accessed by the various software modules. With increasing technical and organizational complexity, the methods applied so far to define tasks largely based on verbal descriptions are no longer efficient enough. Additional targeted methods such as the use of status diagrams must be introduced here which are mathematically and logically clear and can serve as an easy-to-understand communication basis between user and automation expert. This allows early identification of contradictions in the tasks, of gaps as well as of inadequacies in the solution approaches. A particular challenge for all those involved in the project was the step-wise installation and start-up under the conditions of running production. It was in particular the start-up of the automation systems for which analysis and elimination of faults often occurring only sporadically in rare operational situations was seriously aggravated. Thanks to efficient diagnostic and logging systems, dynamic simulation models and intensive training and integration of the mines’ maintenance and operating staff, it was possible – in a joint effort with the supplier – to lead the project to successful completion. The stackers have been operating unmanned for 24 months, the reclaimers for 18 months. Today, the availability of unmanned operation is better than 98 %. In rare cases, failures are eliminated by the control room staff through remote-controlled disengagement of the equipment units. Scan runs aimed at updating the stockpile model are hardly necessary any more, which can be regarded as an indication of the precision and stability now attained by the Quabus stockpile model. The operator’s expectations have thus been more than met and the investment cost recovered at this point of time already.

6

Summary

Growing competitive pressures and a substantially increased demand on coal quality management probably constitute the most serious changes which lignite mining and lignite-based power generation underwent in the Rhenish mining area during the last few years. During the reconstruction of the “Fortuna coal bunker” into the receiving bunker for the extended Niederaußem power plant from 2000 to 2002, the latest state-of-the-art technology was applied to achieve major improvements aimed at a costefficient and highly available excavation, transport and power generation process. So a computerized three-dimensional stockpile model based on Siemens’s “Silag” product was introduced for the coal bunker for which first experience had been gained in the Garzweiler mine. In a 1 m³-grid, this model visualizes the different coal qualities stored in the coal bunker and also provides a sufficiently precise image of the stockpile’s outer envelope for fullyautomated, unmanned reclaimer and stacker control. The threedimensional stockpile model also serves as a basis for generating the stacking and reclaiming jobs in the coal bunker’s central control room which are executed by the equipment units in a fully automated mode. The facilities for the stockpile model and unmanned operation are based on networked automation equipment structures and measuring systems. The extensive experience gained by the operator served as a basis for equipment selection and circuit philosophies. For additional hardware and software modules, products were applied which had satisfactory 376

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Taster „Not-Halt“ schaltet über die Wirkungslinien der Not-AusEbene die Hauptschalter der vier Fördergeräte aus.

5

Erste Erfahrungen

Die Bandschleifenwagen werden seit Anfang 2002, die Aufnahmegeräte seit Mitte 2002 fahrerlos betrieben. Erhebliche Anfangsprobleme lagen in der mangelnden Systemstabilität des „QuabusSystems“, das aus zunächst unbekannter Ursache immer wieder sporadisch abstürzte. Aufwändige Testreihen mussten z.T. ohne Ergebnis abgebrochen werden. Nach intensiver Suche konnte schließlich ein Fehler im C-Compiler diagnostiziert werden, der nur in seltenen Betriebssituationen auftrat. Nach dessen Beseitigung konnten die Inbetriebnahmearbeiten systematisch weitergeführt und schließlich mit Erfolg abgeschlossen werden. Je komplexer die Automatisierungsaufgabe ist, desto notwendiger ist es, das Gesamtsystem in überschaubare und hinreichend dokumentierte Softwaremodule zu strukturieren. Sie müssen einzeln in Betrieb genommen und ihre Funktionstüchtigkeit und -stabilität im Fehlerfall bewertet werden können. Die Schnittstellen zwischen den Modulen sind klar zu definieren und für die Fehlersuche zu protokollieren. Es ist unabdingbar, von einer einheitlichen, hinreichend strukturierten und dokumentierten Datenbasis auszugehen, die im Lebenszyklus der Anlage zentral gepflegt werden kann und auf die die verschiedenen Softwaremodule zugreifen. Mit zunehmender technischer und organisatorischer Komplexität sind die bisherigen Methoden zur Beschreibung von Aufgabenstellungen, die im Wesentlichen auf verbalen Beschreibungen basieren, nicht mehr leistungsfähig genug. Hier müssen zusätzlich zielführende Methoden wie z.B. die Verwendung von Zustandsgraphen Einzug halten, die mathematisch und logisch eindeutig sind und als einfach verständliche Kommunikationsbasis zwischen Anwender und Automatisierungsspezialist dienen können. Damit können Widersprüche in der Aufgabenstellung und Lücken rechtzeitig aufgedeckt werden wie auch Unzulänglichkeiten in den Lösungsansätzen. Eine besondere Herausforderung für alle Projektbeteiligten war die Montage und Inbetriebnahme Zug um Zug unter laufenden Produktionsbedingungen. Insbesondere für die Inbetriebnahme der Automatisierungssysteme wurde hierdurch die Analyse und Beseitigung von Fehlern, die oft nur sporadisch in seltenen Betriebssituationen auftreten, erheblich erschwert. Leistungsfähige Diagnose- und Protokollierungssysteme, dynamische Simulationsmodelle und eine intensive Ausbildung und Einbindung des Tagebau-Instandhaltungs- und Betriebspersonals halfen in gemeinsamer Anstrengung mit dem Lieferanten, das Projekt zum Erfolg zu führen. Die BSWs laufen seit 24 Monaten, die Aufnahmegeräte seit 18 Monaten ohne Besetzung. Heute liegt die Verfügbarkeit des fahrerlosen Betriebes besser als 98 %. In seltenen Fällen werden Störungen von dem Leitstandspersonal durch ferngesteuertes Freifahren der Geräte behoben. Ebenso sind Scanfahrten zur Aktualisierung des Haldenmodells kaum noch notwendig, was als Indiz für die heutige Präzision und Stabilität des Quabus-Haldenmodells gewertet werden kann. Damit sind die Erwartungen des Betreibers mehr als erfüllt und die Investitionskosten zum heutigen Zeitpunkt bereits zurückgeflossen.

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references under comparable boundary conditions and been subjected to intensive preceding field tests.

6

Comprehensive safety considerations based on the EU Machinery Directive and reaching beyond the limits of disciplines, plants and suppliers constitute another basis of this innovation step which was implemented at RWE Rheinbraun for the first time.

Steigender Wettbewerbsdruck und deutlich gestiegene Anforderungen an das Kohlenqualitätsmanagement sind die wohl stärksten Veränderungen der letzten Jahre für die Braunkohlenförderung und -verstromung im Rheinischen Braunkohlerevier. Beim Umbau des „Kohlebunkers Fortuna“ zum Eingangsbunker für das erweiterte Kraftwerk Niederaußem in den Jahren 2000 bis 2002 wurde der neueste Stand der Technik genutzt, um wesentliche Verbesserungen für einen wirtschaftlichen und hoch verfügbaren Gewinnungs-, Transport- und Verstromungsprozess zu erreichen. So wurde für den Kohlenbunker ein rechnergestütztes dreidimensionales Haldenmodell auf der Basis des Siemensproduktes „Silag“ eingeführt, mit dem erste Erfahrungen aus dem Bereich des Tagebau Garzweiler vorlagen. Dieses Modell bildet im 1-m³Raster die verschiedenen im Kohlenbunker lagernden Kohlequalitäten ab und stellt darüber hinaus mit einer hinreichenden Präzision die äußere Hüllkurve der Halde zur vollautomatischen, fahrerlosen Steuerung der Aufnahmegeräte und der Bandschleifenwagen dar. Das dreidimensionale Haldenmodell ist auch Basis zur Erzeugung der Ein- und Ausstapelaufträge im zentralen Leitstand des Kohlenbunkers, die vollautomatisch von den Fördergeräten abgearbeitet werden. Die Einrichtungen für das Haldenmodell und für den fahrerlosen Förderbetrieb basieren auf vernetzten Automatisierungsgerätestrukturen und Messsystemen. Betriebsmittelauswahl und Schaltungsphilosophien lagen umfangreiche Erfahrungen des Betreibers zu Grunde. Für zusätzliche Hard- und Softwaremodule wurden Produkte verwendet, die über hinreichende Referenzen unter vergleichbaren Randbedingungen verfügten und die intensiven vorlaufenden Feldtests unterzogen worden waren.

In the meantime, equipment operation is satisfactory. Due to the success achieved, RWE Power decided not only to automate its other lignite stockpiles, but to also launch other automation projects for its high-capacity opencast mine equipment, for which the presented solution concept provided the technological and methodological basis.

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[11]

GAU, W. (2002): Erfahrungen mit einem Kohlelagerplatz unter Einbindung eines Online-Logistik-Managements zur Kraftwerksbekohlung. Paper presented at the “Schüttguttechnik“ conference at the Technical University of Munich on September 6, 2002.

Zusammenfassung

Eine fachübergreifende, umfassende, über Anlagen- und Herstellergrenzen hinweg reichende Sicherheitsbetrachtung auf Basis der EG-Maschinenrichtlinie bildet eine weitere Grundlage dieses erstmals bei RWE Power durchgeführten Innovationsschrittes. Zwischenzeitlich laufen die Anlagen zufriedenstellend. Der Erfolg gab Anlass, nicht nur die anderen Braunkohlenbunker bei RWE Power zu automatisieren, sondern auch andere Automatisierungsprojekte für die Tagebau-Großgeräte in Angriff zu nehmen. Das vorgestellte Lösungskonzept legte dafür die technische und methodische Basis.

[12]

Tagebaubunker zum Vorratsbunker für Kraftwerk umgerüstet.– BEA-aktuell 2, 2002.

[13]

MAIER, M. (2001): Kostensenkung durch innovative Antriebstechnik. Paper presented to DEBRIV’s “Electrical Engineering“ committee.

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