Gesteinsanalyse am laufenden Band

Baustoffkunden erwarten ein Produkt in der Qualität, in der sie es bestellt haben. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss der Hersteller schon während des Aufbereitungsprozesses über die Zusammensetzung seines Materials informiert sein. Bei mineralischen Rohstoffen ist die Korngrößenverteilung entscheidend. Diese wird üblicherweise im Labor in Form einer Sieblinie ermittelt. Das Probenziehen und -analysieren ist nicht nur zeitintensiv, es birgt auch Gefahren. Obwohl es streng verboten ist, werden in der Praxis häufig Proben am laufenden Band  gezogen. Das hat in der Vergangenheit oft zu zahlreichen Unfällen geführt. Und auch in Sachen Qualität birgt die Laboranalyse entscheidende Nachteile: Bis eine Siebanalyse ein schlechtes Ergebnis zutage fördert, ist der Rohstoff längst im Mischer oder auf der Baustelle. Metso hat ein visuelles Prozessüberwachungs-System mit dem Markennamen VisioRock entwickelt, mit dem sich die Laboranalyse positiv ergänzen lässt und die Qualität des Fördergutes überwacht werden kann. Das System analysiert sichtbares Gestein, das z.B. auf einem Förderband transportiert wird, im laufenden Betrieb. Zur Qualitätssicherung ist das Material des Abzugsförderers Gegenstand des Interesses. Das System lässt sich auch für die Prozesssteuerung verwenden. Gerade bei Mühlen hängt die Justierung der geeigneten Aufgabemenge direkt mit der Korngröße zusammen. Sobald die Korngrößenverteilung von spezifischen Vorgaben abweicht, stellt das System automatisch einen besser geeigneten Brechspalt ein.

VisioRock untersucht Größe, Farbe, Textur und Kornform des Gesteins. Zum Prozessüberwachungs-System gehören eine Video-(IP-)Netzwerkkamera im Edelstahlgehäuse (Schutzklasse IP67) samt LED-Beleuchtungs- und Aufbaueinrichtung. Die Hardware wird oberhalb der Förderanlage angebracht. Die Kamera selbst ist mit einem Staubschutzsystem ausgestattet, an das optional auch ein Druckluftkompressor angeschlossen werden kann. Bei der Montage der Kamera muss darauf geachtet werden, die Optik vor Streulicht abzuschirmen – gerade deshalb, weil sich ein Großteil der Förderanlagen in der Regel außerhalb von Gebäuden befindet. Die Software ist über eine normale PC-Oberfläche administrierbar, lässt sich über OPC-Server und TCP/IP in LAN- und WAN-Strukturen einbinden und wird üblicherweise von der Leitstelle aus bedient. Der Vorteil der Software liegt in der präzisen Analyse des Videostreams, den die Kamera liefert, aus dem bis zu 10 Bilder pro Sekunde gezogen und untersucht werden können.

Im Rahmen der Bildbearbeitung werden zunächst optische Übertragungsschwächen durch Filter ausgeglichen oder Kontrastkorrekturen automatisch vorgenommen, bevor die Software mit der analytischen Segmentierung startet. Bandabschnitte, über die kein Material gefördert wird, identifiziert die Software als „leer“ und nimmt sie erst gar nicht in den Analyseprozess  auf. Außerhalb der Fördergurtkante fließen ohnehin keine Bildinformationen mehr mit in die Berechnung ein. Feinanteile, die größenmäßig unterhalb der Auflösung des Bildschirms liegen, ordnet die Software den Feinanteilen zu. Die Software nimmt nach entsprechend individuellen Vorgaben die Korngrößenverteilung in 2D vor. Der Bediener der Anlage kann sich weiterhin auf die Steuerung konzentrieren, während er über den intelligenten Algorithmus des Programms die aktuelle Kornverteilung herausgefiltert und automatisch angezeigt bekommt.

„Unkritische Korngrößen“ werden entsprechend der jeweiligen Kornverteilung von grün bis blau angezeigt, „kritische“ Korngrößen (oberhalb einer festgelegten Toleranzgrenze) indes in Rot. Der Bediener kann jederzeit Bilder mit Zeitstempel und unter Angabe spezifischer Suchkriterien aus der Datenbank ziehen. Es können sechs oder mehr Kameras installiert und synchron über ein Terminal abgebildet werden. Die Justierung der Kamera erfolgt ferngesteuert über den Rechner in der Leitstelle. Filmsequenzen lassen sich spontan wiederholt abspielen und Protokolle mit historischen Daten jederzeit abrufen. Das System ist mit den Standardschnittstellen DDE oder OPC ausgestattet und lässt sich problemlos in nahezu alle Netzwerke einbinden.