DD276080A1 - METHOD FOR MOBILIZED CRANE CONTROL - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren dient der Realisierung eines Gesamtsteuerungskonzepts mit den Komponenten Lastmomentbegrenzung und Teilautomatisierung und ist fuer den Einsatz in Eisenbahndrehkranen, Autodrehkranen und Raupendrehkranen bestimmt. Das erfindungsgemaesse Verfahren arbeitet mit einer Anzahl von Modulen, die mit Sensoren, den Kransteuereinrichtungen und untereinander verbunden sind. Die Sensoren erfassen als wesentliche Eingangsgroessen die Ausladung, die Geraeteneigung nach Betrag und Richtung, die Stellung des Oberwagens relativ zum Unterwagen, die Ruestvariante des Kranes und die aktuellen Triebwerkszustaende. Die Sensorsignale werden in der Verarbeitungseinheit, die vorzugsweise ein Mikrorechner ist, verknuepft und in den Modulen Lastmomentbegrenzung und Teilautomatik verarbeitet. In dem erfindungsgemaessen Verfahren werden nur die Traglastkurven berechnet, die fuer die aktuelle Ruestvariante bzw. Betriebsart und die dazu Korrespondierende massgebend sind.The method is used to implement an overall control concept with the components load moment limitation and partial automation and is intended for use in railway cranes, car turning cranes and crawler cranes. The inventive method works with a number of modules that are connected to sensors, the crane control devices and each other. The sensors detect as essential input variables the radius, the inclination of the machine according to the amount and direction, the position of the superstructure relative to the undercarriage, the suspension mode of the crane and the current state of the engine. The sensor signals are linked in the processing unit, which is preferably a microcomputer, and processed in the modules load moment limitation and partial automatic. In the method according to the invention, only the load curves are calculated, which are decisive for the current release variant or operating mode and the corresponding one.
Description
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Die Erfindung ein Verfahren zur Mobilkrensteuerung zur Realisierung eines Gesamtsteuerkonzepts mit den Teilkompononten Lastmomentbegrenzung und Teilautomatisierung zum Einsatz in Eisenbahndrehkranen, Autodrehkranen und Raupendrehkranen.The invention relates to a method for Mobilkrensteuerung to implement an overall control concept with the subcomponents load torque limitation and partial automation for use in railway cranes, car turning cranes and crawler cranes.
4T9ilkom;>onenten, in erster Linie euf die Überlastsicherung. Es wird prinzipiell in Hubinstbegrenzer und Lastmomentbegrenzer unterschieden.In the first place, on the overload protection. It is basically differentiated in Hubinstbegrenzer and Lastmomentbegrenzer.
wobei die Sollwerte in Form von Sollwertkurven, die die Traglastkurven repräsentieren, zur Verfügung stehen. Diewherein the setpoints are available in the form of setpoint curves that represent the load curves. The
für hydraulische in DE 3119836 und DE 3433104 beschriebene LMB werden die Sollwertkurven meist als Kurvenscheiben ausgeführt. Für elektrische LMB kann die Traglastkurve durch die Einprägung verschiedener Vergleichsspannungen als polygonzugartige Sollwertkurve in einem Funktionspotentiometer wie in /4/ beschrieben nachgebildet werden. Nach 151 wird das Lastmoment durch eine Erregungssteuerung einer Induktionskupplung begrenzt.for hydraulic LMB described in DE 3119836 and DE 3433104, the setpoint curves are usually designed as cams. For electrical LMBs, the load-bearing curve can be modeled as a polygon-like setpoint curve in a function potentiometer as described in / 4 / by impressing different reference voltages. After 151 , the load torque is limited by excitation control of an induction clutch.
- Oborwagendrehwlnkel (Stellung des Auslegers zu den verschiedenen Kippkanten, die unterschiedliche maximale Kranbelastungen sriaubon)- Oborwagendrehwlnkel (position of the jib to the various tilting edges, the skrubon different maximum crane loads)
- GesamtgerSteneigung nach Betrag und Richtung- Overall inclination according to amount and direction
- Windkräfte- wind forces
- Ausladungsvorgrößerung unter Last- Vortragungsvorgrößerung under load
- Nachgiebigkeit der Gosamtkonsiruktion- Convenience of the Gosamtkonsiruktion
- dynamlscho Krfifto- dynamo Krfifto
nicht ausrokhond berücksichtigt.not ausrokhond considered.
-2- 275 080-2- 275 080
• Möglichkeit der einfachen Anpassung für alle Kranrüstvarianten durch den Kranfahrer, dabei weitgehende Entlastung des Kranfahrers durch minimalen und sinnfälligen Einstellungsaufwand,• Possibility of easy adaptation by the crane operator for all types of crane installation, thereby greatly relieving the crane driver by minimizing the need for adjustment
• Sinnfälligkeit der eingestellten Rüstvariante,• obviousness of the set setup variant,
• ständige Anzeige von zulässiger Tragkraft, Kranauslastung und Kranneigung,• permanent indication of permissible load capacity, crane load and lift,
• Anzeigemöglichkeit von vorhandener Tragkraft und Ausladung,• display possibility of existing load capacity and reach,
• leichte Integrierbarkeit des Sicherungssystems in filtere Krantypen, was die Korrigierbarkeit der Tragkraftkurven aus der Standsicherheit durch niedriger liegende zulässige Bauteilbeanspruchungen einschließt,• easy integration of the safety system into filtered crane types, which includes the ability to correct the load-bearing capacity curves due to lower permissible component stresses,
• Speicherung und ggf. Anzeige des tatsächlich eingeotellten Rustzustandes,• storage and possibly display of the actually rusted state,
• hohe Akzeptanz und Redundanzarmut der Bedlanelemente und der Anzeigeeinheit aus Sicht des Kranfahrers. Außerdem werden im Überlastfall meist alle Antriebe, bis auf das Senken, abgeschaltet, so daß als einzige lastmomentverringernde Maßnahme das Absenken der Last bleibt.• High acceptance and low redundancy of the Bedlan elements and the display unit from the perspective of the crane driver. In addition, in the case of overload usually all drives, except for lowering, switched off, so that the only lastmomentverringernde measure lowering the load remains.
Der Hauptnnchteit der bisher bekannten und in der Literatur ausgewiesenen Ausführungsformen elektronischer LMB besteht vorrangig in zwei Grundaspekten. Zum einen besteht hier die dringende Forderung nach großen Mur-Lese-Speichern (ROM), die zur Abspeicherung sämtlicher Traglastkurven, deren Zahl - insbesondere für Krantypen mit einer Vielzahl an möglichen Rüstvarianten - ein Mehrfaches von Hundert betragen kann. Zum anderen müssen diese Speichereinheiten bei etwaigen Veränderungen an der Krankonstruktion nach vorausgegangener Neuermittlung auf einem zeitweiligen Wirtsrechner außerhalb des Kr&nbordcomputere neu programmiert werden, wozu qualifizierte Fachkräfte erforderlich sind. Die spoicherintensiven elektronischen LMB sind demzufolge bzgl. Der Grundsoftware, zu der die Speicherdaten (Tragkraftkurven, Abschaltwerte usw.) zur rechnen sind, als außerordentlich änderungsintensiv zu bezeichnen.The main tenure of the hitherto known and disclosed in the literature embodiments of electronic LMB consists primarily in two basic aspects. On the one hand, there is an urgent requirement for large Mur read-only memories (ROM), which can store several load curves, the number of which - in particular for crane types with a large number of possible setup variants - can amount to a multiple of one hundred. On the other hand, these memory units must be reprogrammed in any changes to the crane design after previous redetermination on a temporary host computer outside the computer, which requires skilled professionals. Accordingly, the spoof-intensive electronic LMBs are to be described as extraordinarily variable in terms of the basic software to which the memory data (load curves, cut-off values, etc.) are to be calculated.
Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der angeführten Lösungen besteht im Fehlen eines Gesamtsteuorkonzepts, in das auch Steuerungskomponenten zur Teilautomatisierung integriert sind.Another serious disadvantage of the solutions mentioned is the lack of a total control concept, in which control components for partial automation are integrated.
Ziel der Erfindung ist es, eine Gesamtsteuerung für allo freizügig ortsveränderlichen Krane zu schaffen, deren Anwendungsbereich sich gegenüber den vorgestellten Lösungen durch Integration der Teilautomatik und durch die Lösung der am Stand der Technik kritisierten Probleme zu Fragen Her Lustmomentbegrenzung erweitert.The aim of the invention is to provide an overall control for allo permissive mobile cranes whose scope extends to the solutions presented by integrating the semi-automatic and by solving the problems criticized in the prior art to questions Her Lustmomentbegrenzung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gesamtsteuerung für alle freizügig ortsveränderlichen Krane zu entwickeln, mit der die im Stand der Technik kritisierten und offenen Fragen beantwortet werden und gleichzeitig eine Lösung zur Teilautomatisierung von Arbeitsbewegungen geschaffen wird. Weiterhin werden technisch-ökonomische Aspekto wir die Erhöhung der Leistungsfähigkeit und des Gebrauchswertes, die Verbesserung des Bedienkomforts und dos Masse-t.eitungi-Verhältnissos, die Erhöhung der Betriebssicherheit und des Automatisierungsgrades sowie die Geräteüberwachung realisiert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im wesentlichen eine Anzahl von Modulen mit den Sensoren, den Kransteuereinrichtungen und untereinander verbunden sind.The invention has for its object to develop an overall control of all freely mobile cranes, with the criticized in the art and open questions are answered and at the same time a solution for partial automation of working movements is created. Furthermore, technical-economic aspects such as increase of performance and utility value, improvement of operating convenience and mass-to-line ratio, increase of operational safety and degree of automation as well as device monitoring are realized. According to the invention the object is achieved in that substantially a number of modules with the sensors, the crane control devices and are interconnected.
Die Sensoren erfassen als wesentliche Eingangsgrößen die Ausladung, die Geräteneigung nach Betrag und Richtung, die Stellung des Oberwagens zum Unterwagen, die Rüstvariante, dio zur aktuellen Betriebsart korrespondierende Betriebsart und die aktuellen Triebwerkszustände. Die Sensorsignale werden in der Verarbeitungseinheit, die vorzugsweise ein Mikrorechner ist, verknüpft und in den Modulen Lastmomentbegrenzung und Teilautomatik verarbeitet. Innerhalb der Lastmomentbegrenzung ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, sämtliche Sollwertkurven der Traglast für alle Rüstvarianton gleichzeitig zur Verfügung stellen zu müssen. In dem erfindungsgemäßen Vorfahren werden die Traglastkurven berechnot.die für die aktuelle Rüstvariante - bzw. Betriebsart - maßgebend sind. Durch die Berücksichtigung des Oberwagendrehwinkals (Stellung des Oberwagens relativ zum Unterwagen und daraus folgend die Stellung des Auslegers zur Kippkante) und der Gesamtgerfiteneigung nach Betrag und Richtung wird eine nahezu optimale Auslastung der Krankonstruktion erreicht. Damit und durch die Einbeziehung von Windkräfton, der Ausladungsvergrößerung unter Last, der Nachgiebigkeit der Gesamtkonstruktion und der dynamischen Kräfte erhöht sich die Betriebssicherheit wesentlich. Durch die sinnvolle Verknüpfung der Sensorwerte, der aktuellen Triebwerkszustände und der umgesetzten Prinzipien der rechenintensiven und damit speicherminimalen Lastmomentbegrenzung wird eine gezielte Abschaltung von Einzelantrieben vorgenommen, was letztendlich zu einer Verminderung der Havariegefahr und damit ebenfalls zur Erhöhung der Betriebssicherheit sowie des Bedienkomforts führt. Unter gezielter Abschaltung von Einzelantrieben Ist zu verstehen, daß ausschließlich die Antriebe abgeschaltet und gesperrt werden, die bei weiterem Betieiben die erhöhen würden. Dies erfolgt sowohl für Gefahronsituation die durch verschiedene Formen der Überlastung (unzulässige Erhöhund des Kippmomentes übor den Grenzwert der Standsicherheit oder Überschreiten der zulässigen Werte für die Bauteilfestigkeit) als auch Infolge unzulässiger räumlicher Gesamtgeräteneigung entstehen kennen.The sensors detect as essential input variables the projection, the inclination of the device according to amount and direction, the position of the superstructure to the undercarriage, the set-up variant, the operating mode corresponding to the current operating mode and the current engine states. The sensor signals are linked in the processing unit, which is preferably a microcomputer, and processed in the modules load torque limitation and partial automatic. Within the load moment limitation, it is not necessary in the method according to the invention to have to make available simultaneously all setpoint curves of the load for all setup variables. In the ancestor according to the invention, the load curves are calculated. These are decisive for the current set-up variant - or operating mode. By taking into account the superstructure turning angle (position of the superstructure relative to the undercarriage and, consequently, the position of the boom to the tilting edge) and the Gesamtgerfitgeigung by amount and direction of a nearly optimal utilization of crane construction is achieved. This and the inclusion of Windkräfton, the load increase under load, the compliance of the overall design and the dynamic forces increases the reliability significantly. Through the sensible combination of the sensor values, the current engine conditions and the implemented principles of compute-intensive and thus memory minimum load torque limitation, a targeted shutdown of individual drives is made, which ultimately leads to a reduction of Havertiegefahr and thus also to increase the reliability and ease of use. Under targeted shutdown of individual drives is to be understood that only the drives are switched off and locked, which would increase the further Betieiben the. This is done both for danger situations which arise due to various forms of overloading (impermissible increase in the overturning moment beyond the limit value of the stability or exceeding the permissible values for the component strength) as well as as a result of impermissible overall spatial inclination.
Alle Antriebe, deren Betreiben eine Verringerung der Gefahrensituation zur Folge hätte, werden durch eine Interne Logik erkannt und zugelassen.All drives whose operation would result in a reduction of the danger situation are recognized and approved by an internal logic.
Nicht zulotzt erhöht sich damit ebonfalls die Arbeitseffektivität und die Betriebssicherheit wesentlich, da der Krannutzer in die Lago versetzt wird, die Gefahronsituationen problemlos und ohne vorheriges Absetzen der Last zu meistern. Der In dao Gesamtsteuerungskonzept eingebundene Komplex der Teilautomatik umfaßt die Automatisierung von einfachen Kranarboitssplelon der Umsetzung der Steuorungs- und Regolungsverfahren zur Realisierung horizontaler Greiferschließkurven nach DD 252178 und DD 263990 und die gezielte Sporrung von Arbeitsrfiumen. Um eine hohe Flexibilität zu erreichen, werden einfachste Prinzipien einer lernenden Steuerung umgesetzt.Notwithstanding this, the working efficiency and the operational safety considerably increases, since the crane user is transferred to the Lago to master the dangerous situations without any problems and without prior release of the load. The complex of semi-automatic systems integrated into the overall control concept comprises the automation of simple crane-level control of the implementation of the control and control procedures for the realization of horizontal gripper closing curves according to DD 252178 and DD 263990 and the selective spillage of work spaces. In order to achieve a high degree of flexibility, the simplest principles of a learning control system are implemented.
und von der Verarbeitungseinheit Oberwacht. Bei Übereinstimmung von Grenz- und Ist-Wert greift die Verarbeitungseinheit in die Kransteuerung «in und schaltet Antriebe gezielt aus.and from the processing unit Oberwacht. If the limit value and the actual value match, the processing unit accesses the crane control system and selectively switches off drives.
enthalten sind, Ist dieses vorte'lhafterweise hierarchisch aufgebaut und enthält eine ganze Reihe weiterer Schnittstellen für beliebige und problemlos einzubindende weitere Module.This is vortei'lhafterweise hierarchically structured and contains a whole set of other interfaces for any and easily incorporated more modules.
unabhängig arbeiten.work independently.
Die Kranp jrameter Hubhöhe 1, Hakenlast 2, Oberwagendrehwinkel (Stellung des Oberwagens relativ zum Unterwagen) 3, Ausleger.instellwinkel 4, Geräteneigung (nach Betrag und Richtung) 5, Rüstvariante (Auslegerlänge, Seilscherung, evtl. Sonderausrüstungen) β und aktuelle Betriebsart werden vom entsprechenden Sensor erfaßt und als elektrische Signale dem Modul Kranparameter 7 zugeführt und hier zwischengespeichert.The crane parameters lifting height 1, hook load 2, superstructure turning angle (position of the superstructure relative to the undercarriage) 3, boom angle 4, inclination of the machine (according to amount and direction) 5, setup variant (boom length, rope shearing, possibly special equipment) detected corresponding sensor and fed as electrical signals to the module crane parameters 7 and cached here.
Entsprechend der ermittelten Rüstvariante errechnet das Lastmomentbegrenzermodul 8 unter Verwendung von kranspezifischen Festwerten, die sich auf die Rüstvariante beziehen, zu Botriebsbeginn ein Feld von Traglastkurven mit der Geräteneigung und dem Oberwagenwinkel als Parameter. Gleichzeitig wird intern die zur aktuellen Rüstvariante und Betriebsart korrespondierende Betriebsart ohne Zutun des Krannutzers ermittelt und die Tragkraftkurven werden mit berechnet. Das Wertefeld wird im Modul Lastmomentbegrenzer 8 gespeichert.In accordance with the determined setup variant, the load torque limiter module 8 calculates a field of load curves with the device inclination and the superstructure angle as parameters, using crane-specific fixed values that relate to the set-up variant. At the same time, the operating mode corresponding to the current set-up variant and operating mode is determined internally without the intervention of the crane user and the load-bearing curves are also calculated. The value field is stored in the module Load torque limiter 8.
Mit diesen Warten arbeitet das Lastmomentbegrenzermodul 8 auf herkömmliche Art mit Vergleich von Ist- und Maximalwert bestimmt wird. Ist der Maximalwert der Traglast, wobei entsprechend der Geräteneiguno, des Oberwagendrehwinkels und der Ausladung (ermittelt aus Auslegerlänge und Auslegeranstellwinkel) der Maximalwert der Traglast oder/und ein Grenzwert der räumlichen Gesamtgeräteneigung erreicht, sorgt da3 Lastmomentbegrenzermodul 8 für eine differenzierte Einflußnahme auf das Antriebssystem des Kranes. Über die Antriebssteuerung 11, die entsprechend der Signale von der Handsteuerung 12 die Antriebe 13 schaltet, werden nur die Antriebe blockiert, die für die Überschreitung des Maximalwertes verantwortlich sind, bzw. die zu einer weiteren Vergrößerung des Istwertes führen würden. Dafür ist die Erkennung der aktuellen Zustände der Triebwerke Voraussetzung. Diese Information wird von der Antriebssteuerung 11 bereitgestellt und dem Lastmomentbegrenzermodul 8 übermittelt.With these waiting the Lastmomentbegrenzermodul 8 works in a conventional manner with comparison of actual and maximum value is determined. Is the maximum value of the load, which according to the Geräteeiguno, the Oberwagendrehwinkels and the projection (determined from boom length and Auslegeranstellwinkel) reaches the maximum value of the load and / or a limit of the overall spatial tilt, da3 Lastmomentbegrenzermodul 8 ensures a differentiated influence on the drive system of the crane , About the drive controller 11, which switches the drives 13 according to the signals from the manual control 12, only the drives are blocked, which are responsible for exceeding the maximum value, or would lead to a further increase in the actual value. This requires the detection of the current states of the engines. This information is provided by the drive controller 11 and transmitted to the Lastmomentbegrenzermodul 8.
Die Eingabeeinheit 10 ermöglicht die Eingabe von Grenzen für die Arbeitsbewegungen des Kranes im Arbeitsraum. Die Überwachung au', Einhaltung der vorgegebenen Grenzen wird vom Modul Teilautomatik 9 realisiert, das parallel zum Lastmomentber.renzermodul 8 arbeitet. Wird eine Grenzkoordinate des vorgegebenen Arbeitsraumes erreicht, schaltet das Modul 9 den eritsprechenden Antrieb über die Antriebssteuerung 11 ab, Die Stellung des Kranes im Arbeitsraum entnimmt das Teilautomatikr lodul 9 dabei dem Modul Kranparameter 7. Damit ist eine Sperrung von Teilen des Arbeitsraumes möglich. Ebenfalls übenlie Eingabeeinheit 10 lassen sich automatische Bewegungsabläufe mit ihren Anfangs- und Endkoordinaten eingeben. Deren Abarbeitung wird vom Teilautomatikmodul 9 organisiert, das über die Antriebssteuerung 11 die Antriebe 13 aktiv steuert. Nach Abschluß der automatischen Bewegungsabläufe wird das Regime wieder dar Handsteuerung 12 übergeben. Der modulaio Aufbau des Gesamtsteuerungskonzoptos ermöglicht die Einbindung weiterer Module, wie z.B. die Realisierung von '3reiferschließkurven und einer Gutaufnahmesteuerung. Dabei sind alle Module separat einsatzfähig und können unabhängig voneinander arbeitenThe input unit 10 allows the input of limits for the working movements of the crane in the workspace. The monitoring au ', compliance with the specified limits is realized by the module partial automatic 9, which operates in parallel to Lastmomentber.renzermodul 8. If a limit coordinate of the predetermined working space is reached, the module 9 switches off the eritsprechenden drive via the drive control 11, The position of the crane in the working space takes the Teilautomatikr lodul 9 while the module crane parameters 7. Thus, a blockage of parts of the working space is possible. Also übenlie input unit 10 can enter automatic movements with their start and end coordinates. Their execution is organized by the partial automatic module 9, which controls the drives 13 via the drive control 11 active. After completion of the automatic movements of the regime is handed back to hand control 12. The modular structure of the overall control concept enables the integration of additional modules, such as the realization of 3-point closing curves and stock picking control. All modules are separately operational and can work independently of each other
Bei allen ^rbeitsabläufen behält das Lastmomentbegrenzermodul 8 stets Vorrang. In all operations, the load torque limiter module 8 always maintains priority.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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DD276080A1 true DD276080A1 (en) | 1990-02-14 |
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ID=5603052
Family Applications (1)
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Cited By (3)
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-
1988
- 1988-10-10 DD DD32059788A patent/DD276080A1/en not_active IP Right Cessation
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