CN106604885B - 用于散装物料抓具的填装度控制方法以及包括该抓具的起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于散装物料(14)的抓具(2)的填装方法，在闭合和填装过程期间该抓具被悬挂在保持缆索(12)上，经由控制器(17)被起重机(1)提起或降下并且该抓具利用所述抓具重量作用于所述散装物料(14)上。通过减弱所述抓具(2)的重量在所述散装物料(14)上的效应，由于影响作用于所述保持缆索(12)的张力，经由所述控制器(17)来影响所述抓具(2)的填装度。本发明的目的是提供一种用于优化填装抓具的方法。这通过以下方面实现，经由所述控制器(17)为所述保持缆索(12)确定张力目标值(Fsoll)，所述张力目标值(Fsoll)作为输入变量被输出到张力控制器(18)，通过所述张力控制器(18)控制用于起升和降下所述抓具(2)的电机(19)，并且所查明的所述保持缆索(12)的张力实际值(Fist)作为输入变量被提供给所述张力控制器(18)。

Description

用于散装物料抓具的填装度控制方法以及包括该抓具的起 重机

技术领域

本发明涉及一种用于散装物料的抓具的填装方法。

背景技术

众所周知，抓具用于装卸散装物料，例如矿石、煤、粮食、砂砾或沙。这些还限定为蛤壳状抓斗(clamshell grab)或蛤壳状抓钩(grapple)的抓具的尺寸、形状和壳的数量分别根据待装卸的散装物料而被优化。这确保了所述抓具可以以有效方式进入到散装物料中，可以装满散装物料并且该散装物料可以以有效方式从所述抓具中清空。通常，所述抓具以打开位置降低到所述散装物料之上，由于其自身重量而沉入到所述散装物料之中，并且在闭合运动期间所述抓具抓起所述散装物料并用它填装。所述抓具被液压闭合或借助于缆索驱动闭合。

由德国专利DE 199 55 750 B4已知一种起重机，该起重机包括用于散装物料的抓具。所述抓具被设计为所谓的四缆索式抓具。因此，设置两个保持缆索和两个闭合缆索，所述保持缆索和闭合缆索彼此可以独立运动，以便于打开、关闭、起升和降低所述抓具。所述保持和闭合缆索由两个缆索卷筒分别驱动。为了打开所述抓具，解除所述闭合缆索并且所述抓具只挂在所述保持缆索上。所述保持缆索作用于所述抓具的杆机构并且结合所述抓具的重量，用以打开所述抓具。对于填装过程，借助于所述保持缆索，将打开的具有松弛的闭合缆索的抓具放在所述散装物料上。为了允许所述抓具在其自身重量效应下沉入所述散装物料中，使所述保持缆索变松弛。然后通过绷紧所述闭合缆索，闭合所述抓具，其中所述抓具被填装并且在所述抓具被闭合后接着由所述闭合缆索提起。在这种情况下，所述保持缆索则必须被并行拉紧，以避免松弛的缆索。然后在提起所述抓具的区域中，所述保持和闭合缆索中的力相对于彼此经由相应的多个控制器而被调整，从而所述保持和闭合缆索共同实现了随后的起升。

通常，涉及所述散装重量密度、抓具体积和所述抓具重量的数据不被输入到所述起重机的起重机控制器中。在粗略的抓具使用条件下，只能间接使用经验值来考虑所述抓具的填装水平。

从东德专利DD 288 138 A5已获知一种用于防止悬挂于所述保持缆索和闭合缆索的抓具过载的方法。在这种情况下，在闭合过程期间，测量作用于闭合缆索中和保持缆索中的张力，并且将其差值与所述作用于闭合缆索中的张力的目标值进行比较。如果所述差值超过所述目标闭合力的规定值，则启动保持电机，由此提起并继续关闭还未完全闭合的所述抓具。以这种方式，减弱了所述抓具重量的效应，并影响了所述抓具的填装度，其中所述抓具借助于所述抓具重量的效应在闭合和填装期间对所述散装物料起作用。

另外，由EP 0 458 994 A1已知一种用于散装物料装卸设备的抓具缆索的张力控制，所述抓具缆索包括保持缆索和闭合缆索。为了避免当所述抓具正在闭合时由松弛的保持缆索引起的急动(jerking movement),相应地控制所述保持张力。然而，由于抓具只在其被完全闭合时才被提起，因此所述张力被控制使得在闭合过程期间，对于散装物料无法实现减弱的抓具重量效应。因此，所述张力控制影响不了所述抓具的填装度。

东德专利244 962 A1描述了一种自动化抓具操作的用于控制抓起货物的方法。在这种情况下，在所述抓具的闭合过程期间，监测降到所述散装物料上的抓具打开角和抓具的闭合时间。如果，在闭合过程期间，所述抓具不能在规定时间内闭合到规定程度，则中断所述闭合过程并启动起升装置，以便从所述散装物料将所述抓具提起。然后，重新开始所述闭合过程并执行检查以确定所述闭合过程是否可以如所规定的那样进行。

由欧洲专利文献EP 2 226 287 B1已知一种用于填装悬挂在保持缆索上的抓具的方法，因为用于所述抓具的保持机构的保持转矩被控制，使得在所述闭合过程期间提高抓具的抓取曲线，所以影响了该抓具的抓具填装量(filling volume)。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于散装物料的抓具的优化填装方法，所述抓具经由控制器被起重机提起或降下，并且所述抓具在闭合和填装期间利用其自身重量作用于所述散装物料。

这一目的通过一种用于散装物料的抓具的填装方法而实现。本发明的有利实施方式和本发明的使用在以下说明中描述。

根据本发明，在用于散装物料的抓具的填装方法的情况下，在闭合和填装过程期间该抓具被悬挂在保持缆索上，经由控制器被起重机提起或降下并且该抓具利用其自身重量作用于所述散装物料上，其中通过减弱所述所述抓具的重量在所述散装物料上的效应，由于影响作用于所述保持缆索的张力，经由所述控制器来影响所述抓具的填装度，借助于以下事实实现了优化的抓具填装度：经由所述控制器为所述保持缆索确定张力目标值，所述张力目标值作为输入变量被输出到张力控制器，通过所述张力控制器控制用于起升和降低所述抓具的电机，并且所查明的所述保持缆索的张力实际值作为输入变量被提供给所述张力控制器。以这种方式，也避免了过载切断。

本发明有利地保证了能够对散装物料抓具的填装度进行控制。这意味着，在具有散装物料抓具的起重机的操作期间，避免了过多数量的过载切断从而提高了起重机的装卸性能。如果抓具操作期间所述抓具非常深地进入到待被提起的所述散装物料中并且因此由所述抓具抓起了太多的散装物料，则出现这样的过载切断。如果所述抓具抓起了比该起重机能起升的更多的散装物料，则这已经可以独自引起所述起重机的过载切断。与所述起重机的大工作半径结合，因为所述起重机的所允许的工作负载减小，所以增加了这样的效应从而更容易地达到过载，转而，所述起重机经受过载切断。如果相对于所述起重机所述抓具相对较小，所述起重机这样的过载只在所述起重机有大工作半径时在该起重机上发生。由于所述起重机的装卸性能总是从经济角度来优化，优选地，在起重机所允许的工作负载范围内操作起重机并因此所述起重机具有可以在整个工作半径范围上实现最优填装度的抓具，即所述抓具优选相对于所述起重机的工作负载稍微超大或相对于小工作半径最优化设置尺寸。这与以下事实相关联：所配置的抓具往往相对于所述起重机被装得过满，从而会影响针对于有目的地减弱抓具重量效应的本发明的方法。使用相对于所述起重机的工作负载和待被运输的散装物料的散装物料密度的超大的抓具也是被允许的，因为通过本发明这些抓具只被局部填装。所述张力的影响在这种情况下发生到这样的程度：使得所述抓具比起一般只由于其自身重量进入所述散装物料中，更浅地进入所述散装物料中，其中所述张力作用于所述保持缆索中并为了减弱特别是在所述抓具的闭合过程期间对于散装物料的所述抓具重量的效应而被施加。。

实践中，根据本发明的控制器可以被用于减小90％的过载切断的数量，同时提高装卸性能。

在本发明方面的工作负载由所述抓具重量、被抓起的散装物料，以及，在缆索抓具情况下的臂的点和抓具之间的缆索重量所构成。

以有利的方式还规定了，参考所查明的工作负载的渐进，所述张力目标值变化的时间和所述张力目标值变化的增量经由趋势模块提供到所述控制器中。通过结合所述趋势模块，所存储的经验值-例如使用当前抓具装卸相当的散装物料-以及在起重机装卸操作期间已记录的所达到的填装度使得最佳填装度可以更快地实现并且使得过载可以更被可靠的避免。在这种情况下，使闭合过程期间的张力目标值的变化被动态调适，以使得可以在整个工作半径范围内提供所述工作负载曲线的最佳利用并避免或至少最大化减少过载。

在一种有利的实施方式中规定了，如果过载切断的频率超过与负载周期有关的预选值，和/或如果超过所述最大可允许工作负载的频率超过与用于给定工作半径的最大可允许工作负载有关的被预选的值，则所述张力目标值经由所述趋势模块增加。

在一种有利的实施方式中规定了，如果过载切断的频率小于负载周期有关的预选值，和/或如果超过所述最大可允许工作负载的频率小于与用于给定工作半径的最大可允许工作负载有关的被预选的值，则所述张力目标值经由所述趋势模块减小。

在特别有利的实施方式中规定了，在闭合和填装过程期间，借助于所述控制器，在起升方向经由所述起重机被引导的所述抓具受所述张力实际值的影响。

为了避免所述起重机的任何过载，规定了由在提起被填装的抓具后直接查明的工作负载和已知的抓具重量在所述控制器中确定所述抓具的填装度。

借助于以下事实更精确地确定所述填装度：从所述抓具开始并在起升方向上的自由缆索的长度作为输入变量经由缆索长度模块被提供给所述控制器，并且在该控制器中计算抓具填装度期间，自由缆索的重量也被归于所述抓具的重量。

通常，用于装卸散装物料的起重机具有可俯仰的臂，以便于所述臂的装卸和相应俯仰期间所述起重机的工作半径发生变化。为了将所述臂纳入考虑，有利地规定了，根据所述抓具的工作半径，最大可允许工作负载经由工作负载曲线模块作为所述起重机的输入变量被提供给所述控制器。因此，所述控制器具有可由其利用的所述最大可允许工作负载，以建立过载情况以及确定所述抓具的填装度。

作为起始变量的张力目标值经由起始值模块作为输入变量被手动输入到所述控制器中也是有利的。尤其是，在已经替换了抓具之后或在涉及具有不同密度的散装物料的新装卸工作开始时，可以基于经验值输入所述起始变量。因此，所述控制器可以更快地实现最佳的抓具填装度。

在优选地实施方式中，在所述控制器中，通过使用来自所述工作负载曲线模块的输入变量、所述缆索长度模块的输入变量以及所查明的工作负载，所述张力目标值迭代地减少或增加，直到所述抓具填装度在100％左右。

根据本发明前面所描述的方法的使用尤其对具有抓具的起重机有利，所述抓具通过保持缆索和闭合缆索提起、下降、打开和闭合。

通过本发明的方法处理的所述控制器也被认为是有独立的创造性的，并且其应用与涉及所述方法的前述优点相关联。

附图说明

以下将参考附图所示出的示例性实施方式，更详细地解释本发明。

图1示出一种包括用于散装物料的抓具的起重机的视图；

图2示出了图1所示起重机的工作负载曲线；

图3示出了图1的用于散装物料的抓具的放大图；

图4示出了用于优化用于散装物料的抓具的填装度的控制器的示意图。

附图标记列表

1 起重机

2 抓具

2a 壳

3 固定基座

4 上托架(upper carriage)

5 塔

6 臂

6a 吊臂点

7 浮码头

8 起升装置

9 配重

10 滑轮头

11 俯仰机构

12 保持缆索

13 闭合缆索

14 散装物料

15 船

16 杆机构

17 控制器

18 张力控制器

19 电机

20 负载转矩限制器

21 起重机数据库

22a 缆索长度模块

22b 工作负载曲线模块

22c 起始值模块

22d 趋势模块

a 工作半径

b 转动轴

h 起升方向

l 自由缆索长度

s 下降方向

w 俯仰角

Fist 张力实际值

FLast 负载力

Fsoll 张力目标值

G 直线

I 第一工作负载范围

II 第二工作负载范围

II1 第一工作负载子范围

II2 第二工作负载子范围

II3 第三工作负载子范围

II4 第四工作负载子范围

S 缆索方向

V 竖直线

W 俯仰轴

具体实施方式

图1示出了用于在陆地和水域之间或货物装卸集散地内装卸例如矿石、煤、粮食、砂砾或沙的散装物料14的起重机1的视图。所述起重机1配备有用于装卸散装物料的抓具2，并基本上由管状固定基座3和具有塔5和臂6的上托架4构成。所述固定基座3被固定安装在浮码头(floating pontoon)7。代替所述固定基座3，也可以设置下托架，该下托架搁置在用于货物装卸过程的码头并可以在码头上在橡胶轮胎上或轨道上移动。所述上托架4可转动地安装在所述安装基座3上并可以经由未示出的转动机构绕竖直转动轴d枢转。所述上托架4还具有在上托架4的后部区域中的起升装置8，配重9也位于该区域。并且，在竖直方向延伸的所述塔5被支承在所述上托架4上，包括滑轮的滑轮头10被附连在该塔顶点。另外，所述臂6在大约所述臂长度的一半的区域中并且在背离所述配重9的一侧铰接于所述塔5。所述臂6在一端连接于所述塔5以便能够绕水平俯仰轴W枢转。借助铰接于所述臂6且在上托架4的底部并且通常设计为液压缸的俯仰机构11，所述臂6可以从其大量的侧向突出操作位置经过俯仰角w枢转到直立静止位置。另外，所述臂6通常设计为格子桅杆。它的滑轮背离所述塔5并可转动地安装在所述臂6的吊臂点6a上，经由所述滑轮，从所述起升装置8开始经由所述滑轮头10和所述臂的吊臂点6a，保持缆索12和闭合缆索13被引导至所述抓具2。

所述俯仰角w在延伸通过俯仰轴W的竖直线V和在所述臂6的上梁区域中延伸并通过所述俯仰轴W的直线G之间形成。通常，俯仰角w的变化与所述起重机1的工作半径的变化有关联，所述工作半径与所述起重机1的最大工作负载有关。工作半径a对应于通过所述俯仰轴W的竖直线V和同样竖直的缆索方向S之间的水平距离。所述缆索方向S与从所述臂的吊臂点6a向下运行和摆动的所述自由的保持和闭合缆索12、13一致。另外，用自由缆索长度l表示所述臂的吊臂点6a和所述抓具2之间的所述保持和闭合缆索12、13的自由悬挂部的测量。

另外，图1中明显的是，载满散装物料14的船15，尤其是驳船(lighter)、电机平底载货船(barge)或平底载货船，可以由起重机1装载或卸载。

图2示出了起重机1的所谓的工作负载曲线。所述工作负载曲线显示了根据以米计的工作半径a绘制的以吨计的起重机1的最大可允许工作负载。在这种情况下，可以区分大约两个工作负载范围I和II。在所述第一工作负载范围I中，不能证明基于所述起重机1的标示尺寸在0m到大约38m的工作半径范围中，大约63t的最大允许工作负载有减少。从大约38m的工作半径a到大约51m的最大工作半径，所述最大允许工作负载随所述工作半径a增加而减少。这个范围定义为第二工作负载范围II。结合根据本发明的控制器，所述第二工作负载半径II已经分为第一工作负载子范围II1、第二工作负载子范围II2、第三工作负载子范围II3和第四工作负载子范围II4。基于这些工作负载曲线，按定义当最大可允许工作负载超出大约10％时发生过载。

图3示出了图1的用于散装物料的抓具2的放大图。所述抓具2具有两个壳2a并设计为四缆索式抓具，该抓具悬挂在两个保持缆索12和两个闭合缆索13上。所述保持和闭合缆索12、13可以通过设置在所述起升装置8内部的两个缆索卷筒，彼此独立地卷起或展开，并且为了打开、闭合、起升和降下所示抓具2，所述保持和闭合缆索12、13彼此分开并分别通过保持和闭合绞车驱动。为了打开所述抓具2，放松所述闭合缆索13并且所述抓具2只悬挂在所述保持缆索12上。作用于所述抓具2的杆机构16并结合所述抓具2的重量的所述保持缆索12使所述抓具2打开。为了填装的目的，借助于所述保持缆索12，打开的具有松弛的闭合缆索13的抓具2被放在所述散装物料14上。然后为了允许所述抓具2在其自身重量效应下沉入所述散装物料14中，使所述保持缆索12变松弛。通过在起升方向h上绷紧所述闭合缆索13，闭合所述抓具2。通过闭合所述抓具2的壳2a，所述抓具用所述散装物料14填装并且还可以深入挖到所述散装物料14中。在深入挖掘过程中，用于所述保持缆索12的张力控制器18仅绷紧所述保持缆索12，从而使得所述抓具2可以由于其自身重量沉入所述散装物料14中，所述张力控制器还用作为松弛缆索控制器，并且是控制器17(见图4)的组件。绷紧所述保持缆索12，直到所述闭合缆索13闭合所述抓具2为止。所述抓具2还借助于闭合过程用散装物料14填装。在所述抓具2闭合后，所述抓具2则被所述闭合缆索13提起。所述保持缆索12则被并行拉紧，以避免松弛的缆索。在提起所述抓具2的区域中，所述保持和闭合缆索12、13中的力则相对于彼此借助于相应的控制器而被调整，从而所述保持和闭合缆索12、13共同实现了随后的起升。

将当前工作半径a纳入考虑，如果在所述抓取过程期间太多的散装物料14被抓起，产生与最大可允许工作负载有关的过大的总负载。该总负载基本上由抓起的散装物料14的重量、所述抓具2的重量和所述保持和闭合缆索12、13的自由缆索长度l的重量构成。如果形成了过大的总负载，所述负载的进一步提升经由负载转矩限制器20(见图4)被停止，以保护所述起重机。该总负载可以经由所述起升装置8的缆索卷筒上的应变测量仪例如以负载力FLast的形式确定，并且该总负载对于所述负载转矩限制器20是可以作为输入变量获取。在起重机数据库21中记录该过载切断。如介绍所述，如果所述起重机1的工作负载、散装物料密度、抓具体积和抓具重量彼此不适配，过载切断可以普遍发生在起重机操作期间。如果使用具有相对于待输送的散装物料14过大的抓具体积的抓具2，则常常是这种情况。然而，所述起重机1操作期间对于所使用的抓具2的选择并不总是最佳的。

如果所述抓取过程期间，由所述抓具2抓起的散装物料14达到，所测量的总负载少于所述最大可允许工作负载的这么多，则在目标位置打开所述抓具2期间，有用负载和总负载被记录到所述起重机数据库21中。就所抓起的散装物料14的重量而言，所述有用负载由所述总负载减去抓具2的重量并减去所述保持和闭合缆索12、13的自由缆索长度l的重量而计算得到。然后已经发生的没有过载情况的负载周期也记录在所述起重机数据库21中。

图4示意性示出了控制器17，尤其是可编程存储控制器的视图，所述控制器17用于最佳化散装物料14的抓具2的填装度，参考图4，将更详细地解释所述控制器17的功能。在所述控制器17的辅助下，可以依赖于所述起重机1的工作负载曲线，实现自主调节填装散装物料14的抓具2的填装度的目的。在这种情况下，所述抓具2的填装度被优化使用而不会相对于所述起重机1工作负载曲线使其过载。

所述控制器17输出用于所述保持缆索12的张力目标值Fsoll作为控制变量,该值用作为所述张力控制器18的输入变量。在该张力目标值Fsoll的辅助下，所述张力控制器18控制电机19，该电机19驱动用于所述保持缆索12的未示出的缆索卷筒。作为进一步的输入变量，所述张力实际值Fist提供给所述张力控制器18并对应于所述保持缆索12中的被测量的张力。所述张力实际值Fist由电机19的当前数据尤其是所述电机电流查明。

缆索长度模块22a、工作负载曲线模块22b、启始值模块22c和趋势模块22d作为输入变量被指定到所述控制器17中，除起重机数据库21外，所述控制器17被示出并作为附加模块操作。在所述缆索长度模块22a内，在所述抓具2刚要放在所述散装物料14上之前，呈现在所述抓具2和所述臂的吊臂点6a之间的所述自由缆索长度l被确定。所述保持和闭合缆索12、13的重量则可以由此查明。从所述工作负载曲线模块22b，所述控制器17获取涉及依赖工作半径a的所述最大可允许工作负载(SWL，安全工作负载)的数据。所述工作半径a通常由被测量的俯仰角w所确定。所述起始值模块22c用作为附加的输入变量，并且经由该模块，可以手动输入用于所述张力目标值Fsoll的起始变量。为了更快速实现抓具2的优化填装，上述情况在抓具已经被替换之后是有利的。也可以设置所述趋势模块22d，该趋势模块的趋势由与所述最大可允许工作负载有关的所查明的产能利用率来查明，该趋势引起所述张力目标值Fsoll的增加和减少。可以基于经验值调整所述趋势。尤其是，所述趋势模块22d查明过载切断的数量，所述过载切断的数量大约对应于多于110％的最大可允许工作负载的产能利用率。

所述控制器17形成迭代过程，在该迭代过程中所述抓具2的填装度根据所述工作负载曲线被调整。始于因所述抓具2的过大负载引起的过载切断，所述工作半径a和所述工作负载被存储。当所述抓具2再次进入所述散装物料14中时，其所述保持缆索12对应于具有预选值的所述工作半径a被绷紧，以便确保所述抓具2由于其自身重量较浅地进入所述散装物料14。以这种方式，所述抓具2抓起较少的物料，并且所述起重机1可以依据所述预选值的尺寸操作而不会有过载切断。由于所述抓具的进入物料取决于不同的因素，所以对于每个抓取过程重新计算所述预选值。

在装卸操作期间，在记录于起重机数据库21中的数据的辅助下，在所述控制器17中形成趋势，并且所述趋势在过载切断数量和负载周期数量方面与当前装卸操作有关。如果这些趋势揭示了超过与负载周期有关的预选值的过载切断频率，则在所述控制器17中增加所述张力目标值Fsoll。这些趋势可以与对于给定工作半径a来说最大可允许工作负载被超出的情形有关，以使张力目标值Fsoll可以即使在所述最大可允许工作负载在规定数量的负载周期内被-超出一次或若干次而没有已经发生的过载切断的情况下出现增加。如果这样的增加不够，而导致超过与负载周期有关的预选值的过载切断频率或超出最大可允许工作负载的情形仍然出现，则进一步增加所述张力目标值Fsoll。因此，增加所述张力目标值Fsoll，直到过载切断频率或超出最大可允许工作负载的情形不再超过与所述负载周期有关的预选值。

如果，装卸操作期间，形成于控制器17中的趋势揭示了过载切断频率或超出最大可允许工作负载的情形没有达到与所述负载周期有关的预选值，即换句话说，相当于过载切断频率或超出最大可允许工作负载的情形不足，则在所述控制器中减小所述张力目标值Fsoll。如果这样的减小不够，而导致过载切断频率仍没有达到与负载周期有关的预选值，则进一步减小所述张力目标值Fsoll。结果是，减少所述张力目标值Fsoll，直到过载切断频率达到了与所述负载周期有关的预选值。

所述张力目标值Fsoll在所述控制器17中增加或减小多少以及对趋势变化反应有多快可以在所述控制器17中被参数化。因此，使所述控制器17适配于所述起重机1、所述起重机1的工作负载曲线、所述散装物料密度、所述抓具体积和抓具重量。

如果所选的工作负载曲线被充分利用则也增加所述张力目标值Fsoll。这防止了过载限制值被超出。这通过控制器17中的模糊逻辑发生。在所述抓具2的闭合过程结束时，张力目标值Fsoll中的这样的增加额外地用于预拉紧所述保持缆索12，以使得当所述抓具2实质上闭合时，所述负载被分到了所有四个缆索12、13上并因此当所述抓具2在被提起时不会发生停滞期(dead time)。

另外，自动使所述张力目标值Fsoll适配以对所述保持和闭合缆索12、13的自由缆索长度l加以考虑。当所述缆索长度l增加时，根据所述自由缆索长度l成比例增加所述张力目标值Fsoll，当所述缆索长度减小时，根据所述自由缆索长度l成比例减小所述张力目标值Fsoll。这种张力目标值Fsoll的成比例适配导致了张力被均衡化，这种均衡化由于所述保持和闭合缆索12、13的重量而出现。

当所述工作半径变化时以及由此当所述最大可允许工作负载变化时，进一步自动使所述张力目标值Fsoll适配。

对起重机司机来说，也可以将张力目标值Fsoll手动输入到所述控制器17中，然后该张力目标值Fsoll被存储和用作为所述控制器17的起始值。如果沉重负载将被装卸，则这样的手动值在以下方面协助了起重机司机，即提前将所述张力目标值Fsoll预先控制到一个值，而不事先确定所述过载趋势或超出量趋势。

对于所述控制器17中的导致计算所述张力目标值Fsoll的趋势的估计，作如下规定：考虑具有第一工作负载范围I、第一工作负载子范围II1、第二工作负载子范围II2、第三工作负载子范围II3和第四工作负载子范围II4的所述工作负载曲线来计算这样的值。在所述第一工作负载范围I中，所述最大可允许负载不依赖于所述工作半径。因此，不对所述张力目标值Fsoll进行修正。非线性的第二工作负载范围II被分为工作负载子范围II1、II2、II3和II4。在控制器17中，所述被查明的趋势被指定到不同的工作负载范围或子范围I、II1、II2、II3和II4。因此，根据所述工作半径，可以更快地实现所述抓具2的最佳填装。如果例如所述起重机1在船15的不同舱口之间交替则这是有用的。因此，所述起重机1甚至在第一负载周期期间一直以最大可允许负载操作而没有不希望的负载切断。

在所述控制器17中，在所述张力目标值Fsoll中的各个增量或减量被加在一起并传递给所述张力控制器18。

为了使所述控制器17适配于所述起重机1、所述起重机1的工作负载曲线、散装物料密度、所述抓具体积和所述抓具重量，所述控制器17可以用以下值参数化：

-到所述张力目标值增加为止的负载周期数量(默认值＝1.0)，例：当规定为1.0时，如果过载切断发生则所述目标值增加。

-张力目标值中的百分比增加值(默认值＝5.0)

-到所述张力目标值减少为止的负载周期数量(默认值＝2.0)，例：当规定为2.0时，如果以少于80％的填装度进行第二负载周期则所述张力目标值减少。

-张力目标值中的百分比减少值(默认值＝3.0)

这些值被输入到带有不同抓具2的起重机1的初始操作范围内。而且，在所述起重机1的初始操作范围内，为不同的抓具2或至少为最轻的抓具2均查明基本张力目标值，当替换抓具时该值作为初始值被手动输入到所述控制器17内。在初始操作期间，所述参数被优化以快速实现所述抓具2的最优化填装的运行状况。如果，例如使用非常大非常重的抓具，则作为电机19的额定转矩的百分比的所述张力目标值Fsoll被调整为使得所述抓具2一点都不再沉入到所述散装物料14中。然后所述电机19施加可以保持所述抓具重量的这样的高转矩。

在所述初始操作后，进行检查以确定所述调整在实践中是否成功以及是否适合于适当的情况。

在过载切断发生的情况下，在大约3次连续切断后，所述切断的频率可以通过改变参数或通过手动规定所述张力目标值Fsoll来减小。在所述控制器17内，可以调整影响所述张力目标值Fsoll变化的所述参数。根据所用的起重机和抓具在所述起重机的初始操作范围内进行调整。因为根据本发明的控制器17的目的是要用散装物料14优化地填装抓具2，每个被优化的装卸过程将以几乎100％的可允许工作负载，即接近于过载发生，以使得通过所述张力目标值Fsoll中增量的增加和减小，过载切断仍会发生但是以明显被降低的频率发生。在所述装卸操作的范围内，过载切断数为每小时负载周期数的10％的过载切断不被认为是有破坏性的，并且在现有控制器17的范围内被认为对所述控制器是一种好的结果。这意味着，在例如每小时50至60个负载周期的情况下，5至6个过载切断可以继续发生。在这种情况下，负载切断也可以算作为一个负载周期。没有本发明的控制器17，则会发生过载切断数为高达每小时负载周期数的50％的过载切断，尤其是当对重散装物料14使用带有抓具2的起重机且所述抓具3相对于该散装物料密度来说太大的时候。

在操作期间每次过载切断造成更长的周期时间，这对装卸的性能具有负面影响。通过本发明的控制器17，随时间推移所述抓具2总是变得完全是满的，即使在不同舱口处进行工作，因为所述抓具总是被用于根据工作半径a自动调整产能并且出现这种情况时不需要起重机司机的干预。

由于作用于所述保持缆索12上的张力与施加在用于保持缆索12的缆索卷筒上的转矩成比例并且该张力通过所述电机19施加，因此以上所描述的本发明不仅仅包括张力的确定和控制还包括相应转矩的确定和控制。

Claims (11)

1.用于散装物料(14)的抓具(2)的填装度控制方法，在闭合和填装过程期间该抓具被悬挂在保持缆索(12)上，经由控制器(17)被起重机(1)提起或降下并且该抓具利用其自身重量作用于所述散装物料(14)上，其中通过减弱所述抓具(2)的重量在所述散装物料(14)上的效应，由于影响作用于所述保持缆索(12)的张力，经由所述控制器(17)来影响所述抓具(2)的填装度，其特征在于，

经由所述控制器(17)为所述保持缆索(12)确定张力目标值(Fsoll)，所述张力目标值(Fsoll)作为输入变量被输出到张力控制器(18)，通过所述张力控制器(18)控制用于起升和降下所述抓具(2)的电机(19)，并且被查明的所述保持缆索(12)的张力实际值(Fist)作为输入变量被提供给所述张力控制器(18)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，参考所查明的工作负载的渐进，所述张力目标值(Fsoll)变化的时间和所述张力目标值(Fsoll)变化的增量经由趋势模块(22d)提供到所述控制器(17)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，如果过载切断的频率超过与负载周期有关的预选值，和/或如果超过最大可允许工作负载的频率超过与用于给定工作半径(a)的最大可允许工作负载有关的被预选的值，则所述张力目标值(Fsoll)经由所述趋势模块(22d)增加。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，如果过载切断的频率小于与负载周期有关的预选值，和/或如果超过最大可允许工作负载的频率小于与用于给定工作半径(a)的最大可允许工作负载有关的被预选的值，则所述张力目标值(Fsoll)经由所述趋势模块(22d)减小。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在闭合和填装过程期间，借助于所述控制器(17)，经由所述起重机(1)在起升方向(h)被引导的所述抓具(2)受所述张力实际值(Fist)的影响。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由在提起被填装的抓具后直接查明的工作负载和已知的抓具(2)重量在所述控制器(17)中确定所述抓具(2)的填装度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，从所述抓具(2)开始并在起升方向(h)上的保持和闭合缆索(12、13)的自由缆索长度作为输入变量经由缆索长度模块(22a)被提供给所述控制器(17)，并且在该控制器(17)中计算抓具(2)填装度期间，自由缆索的重量也被归于所述抓具(2)的重量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述抓具(2)的工作半径，最大可允许工作负载经由工作负载曲线模块(22b)作为所述起重机(1)的输入变量被提供给所述控制器(17)。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述控制器(17)中，通过使用来自所述工作负载曲线模块(22b)的输入变量、来自所述缆索长度模块(22a)的输入变量以及所查明的工作负载，所述张力目标值(Fsoll)迭代地减少或增加，直到所述抓具(2)填装度在100％左右。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，作为起始值的张力目标值(Fsoll)经由起始值模块(22c)作为输入变量被输入到所述控制器(17)中。

11.一种具有抓具(2)的起重机(1)，所述抓具使用如权利要求1至10任一项所述的方法，所述抓具通过保持缆索(12)和闭合缆索(13)提起、下降、打开和闭合。