Konzeption für ein Sensor- und Steuerungssystem zur automatischen Führung eines Walzenschrämladers entlang der Grenzlinie von Kohle und Nebengestein

Die Steuerung eines Walzenschrämladers entlang der Kohle-Nebengesteins-Grenzlinie wird zur Zeit vom Maschinenführer nach seinen Sinneswahrnehmungen und Erfahrungswerten vorgenommen. Mit Hilfe eines Multisensorsystems und einer überlagerten Modellsteuerung, welche auf einem Umgebungsmodell basiert, soll eine automatische Führung der Walzen entlang der Kohle-Nebengesteins-Grenzlinie mit hoher Verfügbarkeit ermöglicht werden. Schlüsselkriterium für viele Meßverfahren stellt der Härteunterschied von Kohle und Nebengestein dar. Unter-Tage-Vorversuche wurden konzipiert und deren Ergebnisse ausgewertet und die Einsatzgrenzen potentieller Verfahren analysiert. Hierbei wurden Signalverarbeitungsalgorithmen eingesetzt, um den Nachweis zu erbringen, daß eine automatische Auswertung der Meßsignale möglich ist. Diese Auswertungen ergaben, daß Verfahren zur Grenzlinienerkennung über drei grundsätzliche Meßaufgaben realisiert werden können: die Klassifikation des Schneidzustandes, die Bestimmung der Schichtdicke und die Klassifikation des Gesteins an der Grenzlinie. Basiskonzept der Steuerung bildet die Hybridsteuerung. Zwei Steuerungsarten stehen bei der Vorgabewertbestimmung in Konkurrenz zueinander. Die sensorgeführte Bewegungssteuerung arbeitet auf der Basis eines Multisensorprinzips. Aussagen der Körperschallsensoren, Meßmeißelsensoren und des optischen Sensors wurden mit reduandanten Algorithmen parallel ausgewertet und zu einer Aussage mit einem Gütewert fusioniert. Aus den räumlichen Bewegungsbahnen des Maschinenbezugspunktes und des Walzenhoch- bzw. -tiefpunktes wird ein Umgebungsmodell gebildet und fortlaufend aktualisiert. Da der Walzenschrämlader als Flözvermessungsmaschine arbeitet, entsteht ein dreidimensionales Schnittlinienmodell des Flözes. Eine regelbasierte Auswahl anliegender Informationen berücksichtigt Gütewerte, Schneidzustände und Restriktionen aus dem Abbaubetrieb. Mit Hilfe dieser Informationen erfolgt eine Modellaktualisierung. Ein mitlaufendes Fehlermod