DE10001023A1

DE10001023A1 - Lasttransportsystem, insbesondere für Container

Info

Publication number: DE10001023A1
Application number: DE10001023A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Wichner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2001-07-19
Also published as: DE50110574D1; EP1116684A1; ATE334929T1; EP1116684B1

Abstract

Lasttransportsystem, insbesondere für Container, mit einem Kran, einem PC mit Zielansteuerungsprogramm und einer Sensorik zur Lastpositionserfassung sowie einem Zielvorgabegerät.

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lasttransportsystem (siehe Fig. 1) welches semiautomatischen oder auch vollautomatischen Transport von Kranlasten ermöglicht und wie es beispielsweise im Gebrauchesmuster 299 21 246.7 vorgestellt ist, so zu er gänzen, dass es für den Bediener des Kranes (im Folgenden als Kranführer bezeichnet) leicht und in optimaler Wiese zu be dienen ist. Die Funktion wird am Beispiel des Containerkai kranes (Ship to Shore Kran) dargestellt, ist aber in etwas abgewandelter Form auch für andere Arten von Kranen anwend bar.

Das bisherige Kransteuerungssystem, bestehend aus der eigent lichen Kransteuerung (2) - in der Regel eine PLC-Steuerung - und dem Lasttransportsystem (1) wird um eine, besser aber um zwei Komponenten erweitert:

1. Das Zielvorgabegerät (3)
2. Die Beladungsprofilerfassung (4) [Optional]

1. Das Zielvorgabegerät

Das Lasttransportsystem (1) erlaubt es, Kranlasten in semi- und vollautomatischer Weise sicher, pendelungsfrei und in zeitoptimaler Weise zu einem frei wählbaren Ziel im Raum zu transportieren. Die Anwahl dieses Zieles wird für den Kran führer durch das vorgeschlagene Zielvorgabegerät wesentlich erleichtert und flexibler. Die Gefahr falscher Zielanwahl wird deutlich reduziert.

1.1 Stand der Technik

Bei herkömmlichen Verfahren verfügt der Kranführer zum Zwecke der Anwahl von Zielpositionen, z. B. auf dem Schiff, lediglich über Reihen von Knöpfen in einer Konsole des Kranführersessels oder in der Wandkonsole der Krankabine. Die Zuordnung zwischen den Konsolknöpfen und den zugehörigen Positionen auf dem Schiff muss er gedanklich selbst herstellen. Dies wird dadurch erschwert, dass die feste Anzahl der Konsolknöpfe und der tatsächlich auf dem Schiff vorhandenen Containerpositio nen in der Regel nicht übereinstimmt. Bei einem weiteren bis her eingesetzten Verfahren, der sogenannten "Selbstlernenden Automatik" trifft der Kranführer seine Zielanwahl, indem er die erste Fahrt auf das Schiff von Hand durchführt. Die Con taineraufnahme- oder -absetzposition wird von der Kransteue rung als zukünftiges, festes Ziel für die folgenden Automa tikfahrten vorgegeben.

Dieses Verfahren eignet sich natürlich nur, wenn immer die gleiche Zelle im Schiff angefahren werden soll, also im soge nannten vertikalen Umschlagbetrieb. In einer weiteren Be triebsart kann die "Selbstlernende Automatik" noch eine zwei te relativ häufig vorkommende Umschlagsart ausführen, den sogenannten "Horizontale Umschlagsbetrieb", also das lagen weise Abräumen oder Auflegen von Containern auf dem Schiff. Dabei gibt die Kransteuerung das nächste Ziel für die Auto matikfahrt immer eine Containerbreite weiter Richtung Wasser seite oder Richtung Landseite vor als bei der vorherigen Automatikfahrt, je nachdem ob das Schiff entladen oder bela den wird.

Das Verfahren versagt, wenn die Positionen auf dem Schiff in unregelmäßiger Weise angefahren werden müssen. Zusätzliche Positionswechseltester sind hier zwar hilfreich, falsche Zielvorgaben durch die Kranführer erfolgen aber erfahrungs gemäß recht häufig.

1.2 Die Erfindung

Die Lösung ist ein Zielvorgabegerät (5) [siehe Fig. 1], welche Kran (6), Schiff (7) und Schiffsbeladungsprofil (8) auf einem Touchscreen (9) [siehe Fig. 2] darstellt. Dabei wird das aktu elle Schiffsbeladungsprofil (8) dem Zielvorgabegerät (5) von dem Beladungsprofilspeicher (10) nach jeder Fahrt frisch ak tualisiert vorgegeben. Der Beladungsprofilspeicher ist in der Regel (aber nicht notwendig) Teil der Kransteuerung (2).

Die Touchscreen-Bedieneroberfläche (11) besitzt z. B. folgende Funktionen:

a) Die Darstellung des Kranes (6) und des Kais (19).
b) Die graphische Darstellung der aktuellen Position von Krankatze (17) und Last (18).
c) Die "Touch-Bereiche" (12) für die üblicherweise benötig ten Ziele
- - Schiffpositionen (13)
- - Fahrspuren an Land (14)
- - Absetzposition für die Schiffslukendeckel (15)
- - Parkposition der Krankatze (16)

Die Positionen der Touch-Bereiche (12) für die Schiffsziele (13) passen sich dem aktuellen Beladungsprofil (8) an. Die Positionen sinken aber nicht unter die Schiffslukenhöhe, da Automatikfahrten unten in das Schiff hinein nicht stattfin den. Als Schiffslukenhöhe wird die Höhe der Schiffsreling (37) festgesetzt. Der Kranführer kann auch diese Höhe über Touch-Bereich verstellen.

Die Touch-Bereiche enthalten z. B. "Vorhalt Richtung Land" (20) und "Vorhalt Richtung Wasser" (21). Falls der Kranführer nach dem Drücken eines Ziel-Touch-Bereichs (14) noch einen der Vorhalt-Bereiche (20) oder (21) berührt, so wird die Horizontalkomponente des jeweils angewählten Zieles vorteil haft um eine einstellbare Strecke (z. B. 0,5 m) Richtung Land oder Richtung Wasser verschoben. Die Kranführer benötigen diese Funktion beispielsweise, wenn sie einen auf das Schiff zu ladenden Container zum leichteren Absetzen an den Nachbar container anlehnen wollen.

Meldeflächen (22) für aktuelle Daten, Zieldaten, Stör- und Warnmeldungen etc. sind weiterhin vorgesehen.

Falls der Kranführer die Vorgabe des nächsten Zieles bereits von einem Host-Rechner (23) [siehe Fig. 1] bekommt und nicht wie bisher meist üblich von Tallimann auf dem Schiff über Funk und Handzeichen, so kann der Touchscreen (11) des Ziel vorgabegeräts (5) diese Zielvorgabe, welche über die Kran steuerung (2) zum Zielvorgabegerät (5) transferiert wurde, z. B. durch Blinken des entsprechenden Touch-Bereichs (12) anzeigen.

Der Kranführerstand (24) besteht aus dem Kranführersessel (25) mit seiner linken Bedienerkonsole (26) und seiner rech ten Bedienerkonsole (27). Der Kranführerstand (24) ist z. B. durch folgende Hauptfunktionen gekennzeichnet:

a) Den Meisterschalter Hubwerk (28) für manuellen Betrieb des Hubwerks.
b) Den Meisterschalter Katze "konventionell (29) für manuel len Betrieb des Katzfahrwerks und zwei im konventionellen Handbetrieb (ohne Pendelregelungsfunktion).
c) Den Meisterschalter Katze "Pendelgeregelt" (30) für pen delgeregelten Handbetrieb des Katzfahrwerks sowie ggf. zum Starten automatischer Bewegungsvorgänge.
d) Den Freigabetaster "Touchscreeneingabe" (31). Eingaben, z. B. Zielanwahlen, auf dem Touchscreen sind nur möglich, wenn gleichzeitig dieser Taster gedrückt wird, um unab sichtliche Eingaben zu vermeiden.
e) Den Schlüsselschalter "Trainingsbetrieb" (32). Mit ihm werden Funktionen, welche zur Ausbildung von Kranführern auf Automatikkranen erforderlich sind, freigeschaltet.

Die Verwendung von Meisterschaltern und Freigabetastern anstelle auch möglicher Eingaben in den PC ist für die Sicherheit des Kranbetriebs besonders vorteilhaft, da dem Kranführer das Umlegen oder Drücken eines Schalters besser im Gedächtnis bleibt, als eine Eingabe in den PC.

2. Die Beladungsprofilerfassung

Der Beladungsprofilspeicher (10) enthält das Beladungsprofil (8) der aktuell zu bearbeitenden Schiffsbay. Diese Daten die nen zwei Zwecken:

a) Das Profil (8) wird dem Lasttransportsystem (1) überge ben. Dieses berechnet dann aus den zwischen Startpunkt und Ziel einer Fahrt liegenden Hindernissen die optimale Raumkurve (33) der Bewegung der Last (18).
b) Das Profil (8) wird dem Zielvorgabegerät (5) übergeben und auf dessen Touchscreen (11) dargestellt.

2.1 Stand der Technik

Bis heute kennt man zwei Versionen:

a) Die Selbstlernende Automatik" (siehe oben)
Dabei wird darauf verzichtet, einzelne Containerpositio nen auf dem Schiff zum Zwecke der Gestaltung der Raumkur ve (33) zu speichern. Es wird lediglich die Kurve der ersten Fahrt, welche - wie oben erläutert - rein manuell erfolgen muss, gespeichert und bei den folgenden Automa tikfahrten von der Automatik "nachgefahren". Eine Dar stellung eines Beladungsprofils (8) auf der Touchscreen (11) ist hier natürlich unmöglich.
b) Die Containerposition - Lernmethode
Hierbei wird bei jedem Containerverriegelungs- und/oder -entriegelungsvorgang die Position der Last im Beladungs profilspeicher (10) gespeichert. Erst nachdem alle Schiffspositionen (13) einmal zum Aufnehmen oder Absetzen eines Containers angefahren wurden, ergibt sich das kom plette Beladungsprofil (8).

2.2 Die Erfindung

Ein Beladungsprofilerfassungsgerät (4) liefert nach jeder Katzfahrt die aktuellen Horizontal- und Vertikalpositionen der obersten Container auf den Schiffspositionen (13) sowie von Hindernissen, wie z. B. der Schiffsreling (37) an den Beladungsprofilspeicher (10). Dieser übergibt die Daten an das Zielvorgabegerät (5) zum Zwecke der Darstellung auf dem Touchscreen (11) sowie an das Lasttransportsystem (1) als Hinderniskoordinaten.

Als Beladungsprofilerfassung kommt beispielsweise der "Stowage Profile Scanner" der Fa. Telerob, Kiel, Deutschland (siehe Anlage 3) in Betracht. Dieses Gerät wertet die Daten eines Distanzmesslasers (34) aus, welcher an der wasserseiti gen Vorderseite der Krankatze (17) befestigt ist, von dieser mit über das Schiff bewegt wird, und senkrecht nach unten permanent Distanzmessungen bis zu den Oberflächen (Container [35], Schiffsboden [36] oder Schiffsreling [37]), auf welche der Laserstrahl trifft, durchführt. Das Beladungs profilerfassungsgerät verfügt über eine Bildauswertung, wel che aus den Laserdistanzmessdaten Container (35) und andere Objekte, z. B. die Schiffsreling (37) detektiert und als sol che im Datensatz kennzeichnet.

Die Verwendung anderer Profilerfassungsgeräte ist natürlich möglich, so z. B. von Zeilenkameras, wie sie für das Andocken von Flugzeugen an die Gates verwendet werden.

Claims

1. Lasttransportsystem, insbesondere für Container, mit einem Kran, einem PC mit Zielansteuerungsprogramm und einer Sensorik zur Lastpositionserfassung, dadurch ge kennzeichnet, dass es ein Zielvorgabegerät aufweist.

2. Lasttransportsystem, insbesondere für Container, mit einem Kran, einem PC mit Zielansteuerungsprogramm und einer Sensorik zur Lastpositionserfassung, dadurch ge kennzeichnet, dass das Zielvorgabegerät einen Touch screen, insbesondere einen indirekt (ohne Schalter) arbei tenden Touchscreen aufweist.

3. Lasttransportsystem, insbesondere für Container, mit einem Kran, einem PC mit Zielansteuerungsprogramm und einer Sensorik zur Lastpositionserfassung, dadurch ge kennzeichnet, dass die Sensorik einen optischen Last erfassungssensor, insbesondere einen Laserscanner aufweist.