Wichtiger Bestandteil moderner Massengutumschlagsanlagen sind Verladeanlagen. Diese Verladeanlagen können zum Verladen von Massengütern oder Schüttgütern auf Waggons oder LKW verwendet werden.

Verladeanlagen sind aus der DE 33 32 274 A1 und der DE-OS 27 04 726 sowie dem Artikel"Wägeanlagen mit rechnerge- steuertem Funktionsablauf"von K. Homilius, INDUSTRIE-ELEKTRIK + ELEKTRONIK, 12. Jahrg., 1967, S. 498 bis 500, bekannt. Dabei wird der Füllzustand durch Wiegen des Transportmittels ermit- telt. Nachteil einer derartigen Verladeanlage ist u. a., daß derartige Verladeanlagen sehr teuer und aufwendig in ihrer Gestaltung sind. Dabei ist es sehr aufwendig, eine Waage un- ter einem Transportmittel anzuordnen, wenn gleichzeitig Mit- tel zum Abtransport verschütteten Schüttguts vorgesehen sind.

Außerdem läßt sich auf diese Weise nur ein sehr unpräzises Befüllen des Transportmittels durchführen.

Die DD 240 877 A1 offenbart eine Verladeeinrichtung zum selb- ständigen Beladen von Förderwaggonzügen, deren Waggons aus einer Beladeschurre beladen werden, der das Fördergut von ei- nem abschaltbaren Stetigförderer aufgegeben wird, insbesonde- re für Kohlezüge deren E-Lokomotiven mit einer Zugverholung ausgerüstet sind. Dabei ist zusätzlich zu einer Waage eine Füllstandsüberwachung vorgesehen, so daß auch diese Lösung besonders aufwendig ist.

Aus der DE 44 03 893 A1 ist eine Verladeeinrichtung zum Be- füllen von Ladebehältern mit einem Gutstrom, insbesondere für Erntemaschinen, bekannt, wobei an einem Auswurfrohr minde- stens ein optischer und/oder akustischer Entfernungsmesser zur Vermessung des Ladebehälters und zur Messung von Füll- standshöhen des Füllguts auf dem Ladebehälter angeordnet ist.

Es hat sich gezeigt, daß derartige Lösungen aufgrund von Ver- schmutzung und Staubentwicklung ungeeignet sind, die Füllhöhe in einem Transportmittel zu bestimmen.

Gemäß Verladeeinrichtungen, wie sie in der US-PS 4,460,308 sowie der DE 196 00 971 Cl offenbart sind, wird Schüttgut zum Beladen eines Transportmittels in Bunkern zwischengelagert, so daß die entsprechende Füllmenge für einen Transportbehäl- ter durch die Beladung einzelner oder mehrerer Bunker festge- legt wird. Eine derartige Verladeeinrichtung ist jedoch durch die Bunker sehr aufwendig und teuer. Zudem ist eine flexible Beladung, insbesondere bei unterschiedlichen Transportmittel- typen und zum Beladen bereits vorgeladener Transportmittel, nicht möglich.

Aus der DD 215 992 Al ist eine Verladerichtung bekannt, bei der der Materialstrom in einem Transportbehälter in Abhängig- keit des zulaufenden Massenstroms gesteuert wird. Dabei ist eine Zeitverzögerungseinrichtung vorgesehen. An diesem Ver- fahren ist besonders nachteilig, daß der Zustrom von Mate- rialtransportbehältern nicht geregelt, sondern lediglich ge- steuert wird. Da der tatsächliche Füllstand im Transportbe- hälter nicht überwacht wird, ist eine derartige Verladeein- richtung nicht geeignet, Transportmittel in optimaler Weise zu beladen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verladeanlage eingangs er- wähnter Art anzugeben, die es ermöglicht, die Betriebskosten gegenüber bekannten Verladeanlagen zu senken. Außerdem ist es wünschenswert, eine besonders schnelle und/oder optimale Be- füllung der Transportbehälter zu erreichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verladeanlage ge- mäß Anspruch 1 gelöst. Eine Verladeanlage zum Beladen eines zumindest einen Transportbehälter aufweisenden Transportmit- tels, insbesondere eines Zuges oder eines LKWs, mit Schütt- gut, wobei die Verladeanlage eine Beladevorrichtung zum Schütten des Schüttguts in den Transportbehälter aufweist, und wobei die Verladeanlage zumindest eine Recheneinrichtung zur automatischen Steuerung der Beladevorrichtung in Abhän- gigkeit der von der Beladevorrichtung ausgeschüttete Menge an Schüttgut aufweist. Die Recheneinrichtung weist dabei ein Füllmodell zur Berechnung des Füllzustandes des Transportbe- hälters auf. Eine derartige Verladeanlage ermöglicht es, Be- dienpersonal für eine Verladeanlage eingangs erwähnter Art, insbesondere auf der Verladeebene, einzusparen. Da Verladean- lagen der eingangs erwähnten Art im allgemeinen im Drei- schichtenbetrieb laufen, führt dieses zu einem deutlichen Ko- stenvorteil. Außerdem wird eine besonders präzise Beladung des Transportmittels erreicht.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Recheneinrichtung sowohl die Beladevorrichtung als auch das Transportmittel automatisch steuernd ausgebildet. Dabei werden die Beladevorrichtung und das Transportmittel vorteil- hafterweise abgestimmt aufeinander gesteuert. Auf diese Weise läßt sich die Befüllung der Transportbehälter in besonders schneller und präziser Weise erreichen. Zudem wird Bedienper- sonal auf der Beladeebene eingespart.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Rechen- einrichtung das Transportmittel in Abhängigkeit von Informa- tionen über die von der Beladevorrichtung ausgeschüttete Men- ge an Schüttgut automatisch steuernd ausgebildet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Verla- deanlage einen Transportbehälterpositionssensor zur Bestim- mung der Position des zu beschüttenden Transportbehälters auf.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Transportbehälterpositionssensor als Ultraschall-oder Laserscanner oder als Achszähler ausgebildet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Verla- deanlage einen Transportbehältervorfüllsensor zur Bestimmung bzw. zur Messung des Beladezustands des zu beschüttenden Transportbehälters vor seiner Beladung auf.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Verladeanlage einen Volumenstromsensor zum Messen der Menge des der Beladevorrichtung zugeführten Schüttguts, ins- besondere dessen Massenstrom oder Volumenstrom, auf.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Transportbehältervorfüllsensor und/oder der Volumenstrom- sensor als Laser-oder Ultraschallscanner, insbesondere als 3 D-Laserscanner, ausgebildet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnungen und aus den Unteransprüchen. Im einzelnen zeigen : FIG 1 eine Verladeanlage, FIG 2 den funktionalen Aufbau einer modellgestützten Ver- ladeanlage, FIG 3 eine Verladeanlage mit einer beispielhaften Hard- ware-Konfiguration für eine Recheneinrichtung zur Steuerung der Verladeanlage.

FIG 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Verladeanlage. Dieses weist eine Recheneinrichtung 1 sowie eine als Schurre ausgebildete Beladevorrichtung 9 auf. Mit- tels der Beladevorrichtung 9 werden die Waggons 3,4,5,6 eines Zuges mit Schüttgut 10 beladen. Bezugszeichen 7 be- zeichnet eine E-Lok. Die E-Lok 7 wird über einen Fahrdraht 12 mit elektrischer Energie versorgt. Der Fahrdraht 12 wird über einen Umrichter 8, der als Wechselrichter oder Gleichrichter

ausgebildet sein kann, mit elektrischer Energie versorgt. Der Umrichter 8 ist mit einem nicht gezeigten Erzeuger elektri- scher Energie oder einem nicht gezeigten Energieversorgungs- netz elektrisch verbunden. Das Schüttgut 10 wird der als Schurre ausgebildeten Beladevorrichtung 9 mittels eines För- derbandes 11 zugeführt.

Die Verladeanlage weist ferner einen Volumenstromsensor 13, einen Transportbehälterpositionssensor 16 sowie einen Trans- portbehältervorfüllsensor 17 auf. Mittels des Volumenstrom- sensors 13 wird die Menge des Schüttguts 10 gemessen, das der Beladevorrichtung 9 auf dem Förderband 11 zugeführt wird. Der Volumenstromsensor 13 kann in alternativer Ausgestaltung auch als Massenstromsensor ausgebildet sein. Die Menge des Schütt- guts bezeichnet also das Volumen oder die Masse des Schütt- guts.

Die Waggons 3,4,5 und 6 weisen Transportbehälter auf, in die das Schüttgut 10 geschüttet wird. Mittels des Transport- behälterpositionssensors 16 wird die Position des zu befül- lenden Waggons 6, und damit die Position des am Waggon 6 an- geordneten Transportbehälters bestimmt. Der Transportbehäl- terpositionssensor 16 kann als Ultraschall-oder Lasersensor oder als Achszähler ausgebildet sein. Die Ausbildung als Ul- traschall-oder Lasersensor ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise der Transportbehälterpositionssensor 16 gleich- zeitig zur Detektion und Überwachung von möglicher Überfül- lung des Transportbehälters verwendet werden kann. Dabei wird mittels des Transportbehälterpositionssensors 16 erfaßt, ob Schüttgut neben den Transportbehälter fällt.

Der Transportbehältervorfüllsensor 17 dient der Ermittlung der Menge von Schüttgut, das sich vor dem Beladen im Trans- portbehälter befindet. Der Transportbehältervorfüllsensor 17 ist vorteilhafterweise als Ultraschall-oder als Laserscanner ausgebildet. Bei einer Ausbildung des Transportbehältervor- füllsensors 17 als zweidimensionaler Ultraschall-oder Laser-

scanner ist es besonders vorteilhaft, den Scanstrahl des Ul- traschall-oder Laserscanners quer zur Fahrtrichtung des Zu- ges laufen zu lassen. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Transportbehältervorfüllsensors 17 stellt seine Ausbil- dung als dreidimensionaler Laserscanner dar.

Die Beladevorrichtung 9, der Umrichter 8, der Volumenstrom- sensor 13, der Transportbehälterpositionssensor 16, der Transportbehältervorfüllsensor 17, ein Lichtsignal sowie ein Startpositionssensor 15 sind datentechnisch über eine Daten- leitung 2 mit der Recheneinrichtung 1 verbunden. Die Daten- leitung 2 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bussy- stem ausgebildet. Die Datenleitung kann durch Einzelverbin- dungen ersetzt werden.

Im folgenden werden die Abläufe beim Befüllen eines Zuges mittels des Verladeanlages kurz erläutert : Läuft ein Zug in die Verladeanlage ein, so wird mittels des Startpositionssen- sors 15 detektiert, ob er eine geeignete Position zum Start der automatischen Beladung erreicht hat. Dies wird einem den Zug fahrenden Lokführer durch ein Ampelsignal 14 angezeigt.

Nach Beginn der automatischen Beladung des Zuges wird die Ge- schwindigkeit des Zuges von der Recheneinrichtung 1 mittels des Umrichters 8 gesteuert. Dies erfolgt z. B. durch Einstel- lung der Spannung im Fahrdraht 12 mittels des Umrichters 8.

Die Waggons 3,4,5,6 werden von der Lokomotive 7 unter der Beladevorrichtung 9 durchgezogen. Erreicht der erste Waggon 6, der befüllt werden soll, die Füllposition, was durch den Transportbehälterpositionssensor 16 detektiert wird, so be- ginnt der Beladevorgang. In alternativer Ausgestaltung dazu wird der Zug so gesteuert, daß bei bereits angelaufenem Bela- devorgang der Waggon 6 die Befüllposition genau dann erreicht hat, wenn Schüttgut mit der Beladevorrichtung 9 ausgeschüttet wird. Zum Überbrücken der Zwischenräume zwischen den Waggons 3,4,5 und 6 weist die Beladevorrichtung 9 ein vorderes Ende 9a und ein hinteres Ende 9b auf. Befindet sich z. B. das vor- dere Ende 9a über einem Zwischenraum zwischen zwei Waggons,

so wird mittels des hinteren Endes 9b das Schüttgut in einen bzw. den folgenden Waggon geschüttet.

Es ist besonders vorteilhaft, die erfindungsgemäße Verladean- lage als modellgestützte Verladeanlage auszuführen. FIG 2 zeigt den funktionalen Aufbau einer derartigen Verladeanlage in beispielhafter Ausgestaltung. Diese weist ein Füllmodell 20 sowie ein Zugverholungsmodell 21 auf. Mittels des Füllmo- dells 20 wird eine Stellgröße SB für eine Beladevorrichtung, wie sie z. B. mit Bezugszeichen 9 in FIG 1 bezeichnet ist, in Abhängigkeit von Werten, insbesondere Meßwerten, über die Po- sition Mver des zu beladenden Waggons im Zugverband, des Bela- dezustands MBel des zu beladenden Waggons vor der Beladung, seine Position Mpos und in Abhängigkeit der Position MpBel der Beladevorrichtung sowie in Abhängigkeit eines Werts für die Menge Zu des aus der Beladevorrichtung austretenden Schütt-<BR> guts und von Parametern PF für das Füllmodell 20. Der Einsatz eines derartigen Füllmodells 20 ist besonders geeignet, eine automatische Befüllung von Transportmitteln zu ermöglichen.

Ferner ermöglicht ein derartiges Füllmodell 20 ein besonders präzises Befüllen eines Transportmittels.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist, insbesondere zusätzlich, ein Zugverholungsmodell 21 vorgese- hen. Mittels des Zugverholungsmodells 21 werden vorteilhaf- terweise Transportmittel, Beladevorrichtungen sowie Zufüh- reinrichtungen für Schüttgut modelliert. Das Zugverholungsmo- dell 21 ermittelt Werte für die Menge Zu des aus der Belade- vorrichtung austretenden Schüttguts. In besonders vorteilhaf- ter Ausgestaltung der Erfindung ermittelt das Zugverholungs- modell 21 Stellgrößen Sz für die Bewegung eines zu befüllen- den Zuges. Dazu wird der Zug durch das Zugverholungsmodell 21 modelliert. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung berück- sichtigt dieses Zugmodell Stauchung bzw. Dehnung des Zuges beim Bremsen bzw. Beschleunigen. Entsprechende Parameter wer- den dem Zugverholungsmodell 21 als Parameter PB für das Zug- verholungsmodell 21 zugeführt. Eingangsgrößen des Zugverho-

lungsmodells 21 sind außerdem das Volumen bzw. die Volumenge- schwindigkeit Mvol des der Beladevorrichtung, die Geschwindig- keit MVB des Förderbandes sowie die Position Mver eines Zuges im Zugverband zugeführten Schüttguts.

Bezugszeichen 23 in FIG 2 bezeichnet den Beladeprozeß eines Zuges. Bezugszeichen 22 bezeichnet eine optional vorgesehene Sicherung. Ist die Sicherung 22 nicht vorgesehen, so wirken die Stellgrößen SB für die Beladevorrichtung und Sz für den Zug direkt auf den Beladeprozeß 23. Optional wird der Siche- rung 22 ein vom Füllmodell 22 berechneter Wert für den Bela- dezustand ZB des Transportbehälters zugeführt. Stellt die Si- cherung 22 keine sicherheitskritischen Zustände fest, so übernimmt sie den vom Zugverholungsmodell 21 ermittelten Wert für die Stellgröße Sz für den Zug und gibt ihn als Stellgröße Sz für den Zug an den Beladeprozeß 23 weiter. Kritische Zu- stände werden von der Sicherung 22 in Abhängigkeit der Stell- größe SB für die Beladevorrichtung, dem Wert ZB für den Bela- dezustand und/oder einen Meßwert Mpos für die Position des zu beladenden Waggons detektiert. Ermittelt die Sicherung 22 ei- nen kritischen Füllzustand des Transportbehälters, z. B. einer (drohende) Überfüllung, z. B. durch Auswertung des Wertes des Beladezustands ZB oder aufgrund des Meßsignals eines als Scanner ausgebildeten Transportbehälterpositionssensors 16, wie ihn FIG 1 zeigt, so ermittelt die Sicherung 22 eine neue Stellgröße Sz für den Zug. Diese neue Stellgröße Sz bewirkt eine Beschleunigung des Zuges. Stellt die Sicherung 22 fest, daß diese Beschleunigung nicht ausreicht, oder daß der Zug nicht auf die neue Stellgröße Sz für den Zug reagiert, z. B. durch Auswertung des Meßwerts für die Waggonposition Mpos, so gibt sie eine neue Stellgröße SB für die Beladevorrichtung aus. Der Einsatz einer derartigen Sicherung 22 stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verladeanlage dar.

FIG 3 zeigt eine Verladeanlage mit einer beispielhaften Hard- warekonfiguration für eine Recheneinrichtung zur Steuerung

der Verladeanlage. Die Verladeanlage weist Förderbänder 50, 51,52 auf, mit denen Schüttgut zu einer Beladevorrichtung transportiert wird. Die Beladevorrichtung weist im vorliegen- den Ausführungsbeispiel als Alternative zur Schurre gemäß FIG 1 ein Reversierförderband 62 sowie ein Portal 61 auf. Das Portal 61 kann wie durch den Doppelpfeil 63 angedeutet vor- und zurückbewegt werden. Die Förderbänder 52 und 62 sind als Reversierförderbänder ausgebildet. Die Förderbänder 51,52, 62 weisen Antriebe 54,55,56 sowie Inkrementalgeber 57,58, 59 zur Drehzahlmessung auf. Anstelle der Inkrementalgeber 57, 58,59 sind andere Drehzahlsensoren einsetzbar. Mittels der Antriebe 54,55,56 sowie der Inkrementalgeber 57,58,59, die über eine Datenleitung 64 mit einer speicherprogrammier- baren Steuerung 33 verbunden sind, werden die Förderbänder 51,52,62 geregelt und gesteuert. Die Steuerung und Regelung ist auf der speicherprogrammierbaren Steuerung 33 implemen- tiert. Ferner wird mittels der speicherprogrammierbaren Steuerung 33 das Portal 61 geregelt. Dazu ist ein Portalan- trieb, angedeutet durch den Doppelpfeil 63, sowie ein Geber 60 vorgesehen.

Wie im Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 sind ein Volumenstrom- sensor 13, ein Lichtsignal 14, ein Hartpositionssensor 15, ein Transportbehälterpositionssensor 16 sowie ein Transport- behältervorfüllsensor 17 vorgesehen. Ferner ist ein zusätzli- cher Volumenstromsensor 38 vorgesehen, der am Anfang eines durch das Förderband 50 angedeuteten Förderbandsystems, z. B. im Anschluß an eine Abbauvorrichtung, vorgesehen ist. Ferner sind Anpassungen 37 für die Volumenstromsensoren 38,13 sowie den Transportbehältervorfüllsensor und für den Transportbehälterpositionssensor vorgesehen. Zur Programmie- rung der speicherprogrammierbaren Steuerung 33 kann ein Pro- grammiergerät 32 vorgesehen werden. Die speicherprogrammier- bare Steuerung 33 ist über eine Datenleitung 44 mit einem nicht gezeigten Umrichter verbunden. Ferner ist die speicher- programmierbare Steuerung 33 über eine Datenleitung 70 mit einem PC 30 verbunden. Es kann vorgesehen werden, daß dem PC

30 ein Drucker 31 zugeordnet ist. In beispielhafter Ausge- staltung sind auf der speicherprogrammierbaren Steuerung 33 das Füllmodell 20 und die Sicherung 22 gemäß FIG 2 implemen- tiert. Das Zugverholungsmodell 21 gemäß FIG 2 ist auf dem PC 30 implementiert. Aufgrund großer Anforderungen an die Zuver- lässigkeit ist die speicherprogrammierbare Steuerung 33 als Simatic S7 ausgebildet. Der PC 30 ist auf der Warte-/ Kabinenebene 80 angeordnet. Die speicherprogrammierbare Steuerung 33 ist auf der E-Hausebene 81, d. h. auf der Ebene mit den elektrischen Energieversorgungen, angeordnet.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, das Füllmodell 20 und insbesondere das Zugverholungsmodell 21 zu adaptieren.

Zur Adaption bzw. zum Training des Zugverholungsmodells 21 werden diesem zusätzliche Meßwerte aus dem Prozeß 23, insbe- sondere ein Meßwert für die Position Mpos des Zuges, zuge- führt. Auf diese Weise wird insbesondere das Zugverholungsmo- dell on line an den Prozeß adaptiert.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Initiallernphase vorgesehen. Dabei wird der Beladevor- gang durch einen Bediener gesteuert. Aus den Handlungen des Bedieners werden die Modelle, insbesondere das Füllmodell 20 und das Zugverholungsmodell 21, entwickelt.