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Die Erfindung betrifft eine Krananlage,
insbesondere einen Containerkran, mit wenigstens einem Hubwerk mit
einem oder mehreren Hubmotoren zum Anheben und Absenken einer am
Hubwerk hängenden
Last sowie einer den Hubwerksbetrieb steuernden Steuerungseinrichtung.
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Solche Krananlagen sind beispielsweise
in Form von Containerkränen
bekannt und dienen beispielsweise zum Be- und Entladen von Schiffen. Hierzu
ist an dem Kran zumeist eine längs
eines das Schiff übergreifenden
Auslegers verfahrbare Katze vorgesehen, an der ein Hubwerk vorgesehen
ist, an dem über
Hubseile ein Lastaufnahmemittel, in der Regel ein Container-Spreader hängt. Über diesem Spreader
kann ein Container, der auf das Schiff oder vom Schiff zu laden
ist, gegriffen werden. Das Hubwerk umfasst mindestens einen, in
der Regel jedoch mehrere Hubmotoren, über die eine oder mehrere Trommeln,
auf die die Hubseile gewickelt sind, zum Anheben oder Absenken der
Last angetrieben werden können.
Neben einem solchen Einkatz-Containerkran sind aber auch Zweikatz-Containerkrananlagen
bekannt, bei denen zwei separat betreibbare Katzen mit jeweils einem
Hubwerk vorgesehen sind, wobei die eine Katze (Hauptkatze) zum Be-
und Entladen des Schiffes vorgesehen ist, die Container werden auf
eine kranseitige Abstellfläche
vom Schiff kommend gestellt oder von dort zum Schiff transportiert.
Die zweite Katze (Portalkatze) transportiert die auf der Abstellfläche befindlichen
Container zu einem kranexternen Transportmittel, z. B. einem fahrerlosen Terminalfahrzeug
oder einem Bahnwagen, oder nimmt die Container von diesen Transportmitteln
und setzt sie auf die Abstellfläche,
die häufig
auch Laschplattform genannt wird.
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Probleme treten auf, wenn sehr große Lasten
oder Lasten unbekannten Gewichts umgeschlagen werden, was häufig extreme:
An forderungen an das Hubwerk bzw. die Hubmotoren stellt und Beschädigungen
nicht ausgeschlossen sind. Bei ungleichmäßiger Lastverteilung können ferner
unzulässige Kräfte auf
den Ausleger wirken, die im Extremfall dessen Statik beeinflussen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine
Krananlage anzugeben, die diesbezüglich verbessert ist.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei
einer Krananlage der erfindungsgemäßen Art eine Einrichtung zum
Ermitteln lastspezifischer Informationssignale anhand von mittels
einer oder mehreren dem Hubwerk zugeordneten Lastmesseinrichtungen
gegebener lastabhängiger
Messsignale vorgesehen, wobei die Steuerungseinrichtung zum Steuern
des oder der Hubmotoren anhand der Informationssignale ausgebildet
ist.
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Die Erfindung schlägt die im
Wesentlichen kontinuierliche Erfassung lastspezifischer Informationssignale,
die Informationen zur gegriffenen, also bereits tatsächlich aufgenommenen
Last enthalten, vor. Anhand dieser Informationssignale, die z. B.
das Gesamtgewicht der daran hängenden
Last angeben, kann die Steuerungseinrichtung den oder die Hubmotoren
entsprechend steuern, so dass Leistungsspitzen vermieden werden,
dass keine unzulässige Erwärmung eintritt
etc. Geben also Informationssignale an, dass eine sehr große Last
aufgenommen wurde, so können
die Hubmotoren beispielsweise mit geringerer Drehzahl betrieben
werden, um die Erwärmung
bzw. Belastung in Grenzen zu halten und dergleichen. Die signalabhängige Regelung
der Motoren lässt
also mit besonderem Vorteil einen Hubbetrieb in Abhängigkeit
der tatsächlich
gegebenen Lastsituation zu, so dass auf etwaige Extremsituationen,
die hierüber
erfasst werden, sofort und richtig reagiert werden kann und es nicht
zu irgendwelchen Überbelastungen
mit gegebenenfalls gravierenden Folgen kommt.
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Die Einrichtung zur Ermittlung der
lastspezifischen Informationssignale kann zur Ermittlung solcher
Signale mit unter schiedlichem Informationsgehalt ausgebildet sein.
Zum einen kann sie natürlich ein
Gesamtlastsignal ermitteln, das heißt es wird eine Information über die
tatsächlich
am Hubwerk hängende
Gesamtlast gegeben. Daneben kann sie auch zur Ermittlung eines Überlastfalles,
wenn also eine zu große
Last als zulässig
aufgenommen wurde, gegeben ist. Sie kann aber auch zum Ermitteln
von eine ungleichmäßige Lastverteilung
angebenden Informationssignalen ausgebildet sein, so dass die Steuerungseinrichtung
auch Kenntnis darüber
hat, ob beispielsweise der Container an einer Seite schwerer als
auf der anderen ist und sich infolgedessen eine ungleichmäßige Lastverteilung über die
Hubseile auf das Hubwerk ergibt. Es kann also eine noch genauere
Steuerung der Hubmotoren in Abhängigkeit
dieser ungleichmäßigen Lastverteilung
erfolgen.
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Zweckmäßig ist es im Hinblick auf
die Erzeugung unterschiedlicher Informationssignale mit unterschiedlichem
Informationsgehalt, wenn mehrere in verteilter Anordnung platzierte
Lastmesseinrichtungen, vorzugsweise in Form von DMS-Messeinrichtungen
vorgesehen sind, wobei die Einrichtung zum Ermitteln unterschiedlicher
Informationssignale anhand einzelner oder zweier oder mehr verschiedenartig
kombinierter Messsignale ausgebildet ist. Je nachdem welche Messsignale
also im Rahmen der Signalauswertung der Lastmesssignale miteinander kombiniert
werden, können
unterschiedliche Informationssignale wie z. B. ein Informationssignal
zur Angabe einer etwaigen Seitenlast oder aber einer etwaigen Kipplast
etc. erzeugt werden.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn
die Einrichtung zum Ermitteln der Informationssignale unter Berücksichtigung
der tatsächlichen
Länge eines
oder mehrerer die Last tragenden Hubseile ausgebildet ist. Das Gesamtgewicht,
das auf das Hubwerk einwirkt, wird auch über die Hubseile bestimmt.
Je länger
die Hubseile sind, desto größer ist
letztlich das an dem Hubwerk hängende
Gewicht. Wird also die tatsächliche
Ist-Länge eines
Hubsignals bei der kontinuierlichen Informations signalerzeugung
berücksichtigt,
so ist das momentane Informationssignal noch genauer auf die tatsächliche
Gegebenheit abgestimmt. Die Information darüber, wie lang die Hubseile
im Moment sind, erhält
die Einrichtung zweckmäßigerweise über die
Steuerungseinrichtung, die den Betrieb des Hubwerks, letztlich also
die Hubseillänge steuert.
Darüber
hinaus ergeben sich hieraus aber auch Informationen darüber, welchen
Winkel das Seil bezüglich
des Spreaders bzw. des Containers einnimmt. Wenn die Hubseile sehr
kurz sind, das heißt, wenn
der Container sehr weit angehoben ist, so nehmen die Hubseile einen
relativ großen
Winkel abweichend von der Senkrechten bezüglich des Spreaders ein, ist
das Hubseil relativ lang, so läuft
es nahezu vertikal vom Spreader zum Hubwerk. Je nach Winkel ändert sich
auch letztlich die Lastverteilung, was für die Ermittlung von dem Ist-Lastzustand
möglichst
genau beschreibenden Informationssignalen ebenfalls zweckmäßig ist.
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Die Einrichtung zum Ermitteln der
lastspezifischen Informationssignale ermittelt diese zweckmäßigerweise
durch Vergleichen der von den Lastmesseinrichtungen gegebenen Messsignale
mit maximalen oder minimalen Vergleichswerten. Es ist hierbei möglich, entweder
jedes einzelne Messsignal mit einem Vergleichswert zu vergleichen,
oder aber je nachdem, welches Informationssignal zu generieren ist,
die sich aus den Einzelmesssignalen ergebenden Kombinationssignale.
Sie werden mit Grenzwerten verglichen, wobei maximale Grenzwerte
zur Erkennung eines Überlastfalls
etc. entgegengehalten werden. Aber auch minimale Vergleichswerte
können berücksichtigt
werden, um beispielsweise einen Schlaffseilfall, wenn also ein Hubseil
unbelastet durchhängt,
zu erkennen.
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Die Lastmesseinrichtungen können an
einer beliebigen Stelle angeordnet sein, solange sie ein direktes
oder indirektes Maß für die an
dem Hubwerk hängende
Last geben. Zweckmäßig ist
es, die Lastmesseinrichtungen an einer längs einer Fahrbahn verfahrbaren
Katze, an der das Hubwerk vorgesehen ist, anzuordnen.
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Wie beschrieben ist die Signalermittlungseinrichtung
zum Ermitteln unterschiedlichst gearteter Signale ausgebildet, insbesondere
wenn sie die Signale durch verschiedenartige Kombination der einzelnen
Lastsignale vornimmt. Beispielsweise ist als Informationssignal
das Gesamtgewicht, eine Gesamtüberlast,
eine Seitenlast, eine Kipplast, oder aber auch eine Einzelseillast
ermittelbar. Insbesondere im Falle der Angabe einer Überlast
anhand eines von der Einrichtung gelieferten Informationssignals
ist es zweckmäßig, wenn über die
Steuerungseinrichtung nur noch eine Senkbewegung der Last möglich ist.
Ermittelt also die Einrichtung beim Anheben der aufgenommenen Last
einen Überlastfall,
so wird die laufende Hubbewegung sofort abgeschaltet und in der
momentanen Anhebestellung verharrt, es ist lediglich noch ein Absenken
der Last, nicht aber ein weiteres Anheben möglich. Die Signalermittlungseinrichtung
liefert aufgrund des Grenzwertvergleichs ein Informationssignal,
das in diesem Fall beispielsweise angibt, dass die Last den Grenzwert,
der letztlich von den konstruktiven Gegebenheiten des Krans sowie
der Auslegung des Hubwerks etc. bestimmt ist, übersteigt. Die eigentliche
Wertung bzw. Qualifizierung des Signals erfolgt in der Steuerungseinrichtung,
das heißt
dort wird überprüft, welcher Lastfall
konkret gegeben ist.
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Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass die Steuerungseinrichtung zum Erkennen eines eine Sonderlast
anzeigenden Informationssignal bei Ausfall eines oder mehrerer Hubmotoren
des Hubwerks ausgebildet ist. Auch hier wird kontinuierlich von
der Signalermittlungseinrichtung ein die Last beschreibendes oder
mehrere die Last beschreibende Informationssignale gegeben, wobei
die Steuerungseinrichtung die Informationssignale inhaltlich qualifiziert.
Sind beispielsweise vier Hubmotoren vorgesehen, und sind zwei davon
aus welchem Grund auch immer ausgefallen, so kann die Steuerungseinrichtung
zwar mit den beiden verbleibenden Hubmotoren weiterarbeiten, jedoch
ist in diesem Fall eine andere Motorsteuerung erforderlich. Anhand
der gegebenen Informationssignale kann nun ein Sonderlastfall seitens
der Steuerungseinrichtung erkannt werden, was insbesondere der Fall
ist, wenn relativ große
Lasten gehoben werden. In diesem Fall ist die Steuerung der verbleibenden
Motoren anders, um zu vermeiden, dass diese überlastet werden. Beispielsweise
erfolgt dann eine intermittierende Hubbewegung, damit die Motoren
sich zeitweise abkühlen können etc.
Eine wiederum etwas andere motorspezifische Steuerung ergibt sich,
wenn von den ursprünglich
vier Hubmotoren drei noch im Einsatz sind etc. Denkbar ist aber
auch, die Qualifizierung der Signale in der Signalermittlungseinrichtung
selbst vorzunehmen, wozu dieser dann von der Steuerungseinrichtung
z. B. Informationen darüber
gegeben werden, dass der eine oder mehrere Hubmotoren ausgefallen
sind etc. – Es
besteht in diesem Fall die Möglichkeit,
je nach Signal von der Steuerungseinrichtung unterschiedliche Grenzwerte
seitens der Signalermittlungseinrichtung je nach gegebener Ausfallszenarium
heranzuziehen, um zu ermitteln, ob ein Sonderlastfall vorliegt und
spezifische Regelungsänderungen
an den Motoren vorgenommen werden müssen, oder ob die Last so gering
ist, dass mit der normalen Regelung weitergearbeitet werden kann.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann
eine zweite Steuerungseinrichtung vorgesehen sein, der die von der
Einrichtung ermittelten Informationssignale gegeben werden, wobei
die zweite Steuerungseinrichtung zum Erkennen eines Überlast- oder
Sonderlastfalls ausgebildet ist und die erste Steuerungseinrichtung
zumindest bei Vorlage eines Überlastfalls
und/oder eines Sonderlastfalls hinsichtlich deren Steuerungstätigkeit überwacht.
Hierüber wird
dahingehend Sicherheit erreicht, dass die erste Steuerungseinrichtung
in den Extremfällen
einer Sonderlast oder einer Überlast
in ihrer Steuerungstätigkeit überwacht
wird. Während
die erste Steuerungseinrichtung primär den Hubwerksbetrieb steuert,
dient die zweite Steuerungseinrichtung der Überwachung, ihr werden die
relevanten Informationssignale von der Signalermittlungseinrichtung
gegeben. Sie kommuniziert insoweit mit der ersten Steuerungseinrichtung,
als sie erkennen kann, welcher Art die Steuerungstätigkeit
der ersten Steuerungseinrichtung im jeweiligen Fall ist. Stellt
sie fest, dass die erste Steuerungseinrichtung beispielsweise im Überlastfall
die Hubbewegung nicht gestoppt und nur noch eine Senkbewegung zulässt, kann
die zweite Steuerungseinrichtung eingreifen und zweckmäßigerweise
einen Schnell- oder Nothalt ausführen.
Primär
ist die zweite Steuerungseinrichtung im Bedarfsfall zur Einleitung
eines solchen Halts ausgebildet, sie nimmt vorzugsweise selbst keinen
Steuerungs- oder Regelungseingriff vor, wenngleich dies auch nicht
ausgeschlossen wird.
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Vorteilhaft ist es, wenn die in Form
der Informationssignale gegebenen Lastinformationen an einem Monitor
für den
Kranführer,
der zumeist in einem geeigneten Kranführerhaus an der Katze sitzt
und mit dieser verfährt,
anzeigbar ist. Das heißt,
er erhält kontinuierlich
Kenntnis über
die erfasste Last und natürlich
auch darüber,
ob etwaige Lastfehler oder Gefahrensituationen auftreten. Dies ist
vor allem dann wichtig, wenn der Hubwerksbetrieb bzw. der Katzbetrieb
halbautomatisch ist, wobei in einem solchen Fall der Kranführer die
letzten den Container greifenden oder abstellenden Steuerungstätigkeiten
manuell vornehmen muss, sämtliche
sonstigen Hub- oder Fahrsteuerungen erfolgen insoweit automatisch.
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Wie bereits beschrieben kann die
Krananlage als Einkatz-Containerkran
oder aber auch als Zweikatz-Containerkranz mit zwei separat auf
Auslegern verfahrbaren Katzen mit eigenen Hubwerken ausgebildet
sein. Die Steuerung beider Katzen bzw. beider Hubwerke erfolgt zweckmäßigerweise über eine
gemeinsame Steuerungseinrichtung, gegebenenfalls eine gemeinsame
erste und eine gemeinsame zweite Steuerungseinrichtung, die die
Informationssignale der jeder Katze bzw. jedem Hubwerk zugeordneten
Lastmesseinrichtungen separat verarbeiten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der
Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel
sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Krananlage in Form eines
Zweikatz-Containerkrans,
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2 eine
Prinzipskizze zur Darstellung der relevanten, der Steuerung eines
Hubwerks dienenden Elemente,
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3 eine
Prinzipskizze der verteilten Anordnung der Lastmesseinrichtungen
an einer Hauptkatze, und
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4 eine
Darstellung der verteilten Anordnung der Lastmesseinrichtungen an
einer Portalkatze.
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1 zeigt
in Form einer Prinzipskizze einen erfindungsgemäßen Containerkran 1,
der längs
einer Kaimauer 2 entlang eines Schiffs 3 motorisch über ein
Fahrwerk verfahrbar ist. Am Krangestell 4 ist ein Ausleger 5 vorgesehen,
der das Schiff 3 in seiner Breite vollständige übergreift.
Am Ausleger 5 ist eine Katze 6 (Hauptkatze), an
der über
Hubseile 7 ein Container-Spreader 8 angeordnet
ist, verfahrbar (Doppelpfeil A). Der Spreader 8, der im
gezeigten Beispiel einen gestrichelt gezeichneten Container 9 gegriffen
hat, ist über
die Hubseile und ein katzseitiges Hubwerk vertikal bewegbar, wie
durch den Doppelpfeil B dargestellt ist.
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Gezeigt ist ferner eine Abstellfläche 10,
auf der der Container 9 abgestellt werden kann, wenn er von
dem Schiff 3 entladen wird. Diese Abstellfläche 10,
die auch Laschplattform genannt wird, kann mehrere Container 9 aufnehmen,
im gezeigten Beispiel ist bereits ein anderer Container 9 auf
der Laschplattform abgestellt, der von der Katze 6 bereits
vorher dorthin gebracht wurde.
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Ferner ist ein zweiter Ausleger 11 vorgesehen,
an dem eine zweite Katze 12 (Portalkatze), an der ebenfalls über Hubseile 13 ein
Container-Spreader 14 angeordnet ist, verfahrbar ist. Diese
Katze 12 bzw. der Spreader 14 haben ebenfalls
Zugriff auf die Abstellfläche 10,
so dass ein dort befindlicher Container 9 gegriffen und
auf ein seitlich des Krangestells positioniertes zweites Transportmittel 15 abgestellt werden
kann. Auf dem linken Transportmittel 15, bei dem es sich
beispielsweise um einen Bahncontainerwagen oder ein fahrerloses
Transportmittel handeln kann, ist bereits ein gestrichelt gezeichneter
Container 9 abgestellt.
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Der Be- und Entladebetrieb erfolgt
hier also zweistufig. Zum Beladen wird ein Container 9 vom Schiff über die
Katze 6 geholt und auf die Abstellfläche 10 abgestellt,
derselbe Container wird anschließend mit der Katze 12 von
der Abstellfläche
geholt und auf ein zweites Transportmittel 15 abgestellt.
In umgekehrter Weise erfolgt der Beladebetrieb.
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Der gesamte vorzugsweise halb- oder
vollautomatisch gesteuerte Be- und Entladebetrieb des Krans, also
auch der Fahrbetrieb der Katzen und der Hubbetrieb der Spreader
wird über
eine speicherprogrammierbare Steuerungseinrichtung 16,
die kranseitig vorgesehen ist, gesteuert. Hierzu erfolgte eine bidirektionale
Datenkommunikation, zwischen den Fahrwerken und Hubwerken und sonstigen
relevanten Betriebselementen und der Steuerungseinrichtung 16,
wie durch den Doppelpfeil C dargestellt ist. Zum Be- und Entladen
sind bestimmte containerspezifische Fahraufträge erforderlich, die bestimmte Fahrauftragsdaten
umfassen, die zum einen den jeweiligen Container identifizieren,
und zum anderen angeben, was mit ihm erfolgen soll. Diese Fahrauftragsdaten
werden in der Steuerungseinrichtung 16 abgearbeitet, die
in Abhängigkeit
dieser Daten den Kranbetrieb bzw. den Katzfahr- und -hubbetrieb
entsprechend steuert.
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Ferner ist eine zweite speicherprogrammierbare
Steuerungseinrichtung 17 vorgesehen, die mit der ersten
Steuerungseinrichtung bidirektional kommuniziert, wie durch den
Doppelpfeil D angedeutet ist. Diese zweite Steuerungseinrichtung 17 dient
primär
der Überwachung
der Steuer- und Regeltätigkeit der
ersten Steuerungseinrichtung 16 und kann im Notfall, wenn
die erste Steuerungseinrichtung bezogen auf die gegebene Ist-Situation falsch
reagiert, eingreifen und in der Regel einen Schnell- oder Nothalt
der Katze oder des Hubwerks einleiten.
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Gezeigt ist ferner eine Einrichtung 18 zur
Ermittlung lastspezifischer Informationssignale. Diese Einrichtung 18,
bei der es sich um eine geeignete Rechen- oder Prozessoreinrichtung
handelt, erhält
wie durch den Doppelpfeil E angedeutet ist Informationen von an
den Katzen 6 und 12 vorgesehenen Lastmesseinrichtungen 19,
von denen jeweils nur exemplarisch zwei dargestellt sind, es sind
jedoch mehr angeordnet. Zweckmäßigerweise
kommen acht separate Lastmesseinrichtungen zum Einsatz. Eine Lastmesseinrichtung
besteht aus einer DMS-Messbrücke (DMS
= Dehnungsmessstreifen). Beispielsweise können vier Lastmessbolzen mit
je zwei DMS-Messbrücken
oder acht Lastmessbolzen mit jeweils einer DMS-Messbrücke eingesetzt
werden, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Es kann aber auch für jede Katze 6, 12 eine
eigene Einrichtung 18 vorgesehen sein, die dann nur mit
den jeweiligen Lastmesseinrichturtgen kommuniziert.
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Die Einrichtung 18 erhält die entsprechenden
Signale von den Lastmesseinrichtungen 19, wobei die Einrichtung 18 diese
Signale katzspezifisch auswertet. Die ermittelten Informationssignale
werden primär
der ersten Steuerungseinrichtung 16 und zum Teil auch der
zweiten Steuerungseinrichtung 17 zur Verfügung gestellt.
Der ersten Steuerungseinrichtung 16 werden zum Beispiel
als Analogwerte alle Messwerte der vorzugsweise acht Lastmesseinrichtungen,
das ermittelte Gesamtgewicht, etwaige Seitenlasten rechts und links
zur Katze gegeben, als Digitalwerte werden über den Kommunikationsbus beispielsweise
ein Gesamtüberlastsignal,
ein Schlaffseilsignal, ein Sonderlastsignal oder Seiten- oder Kipplastfehler
oder Einzelseillastfehler gegeben. Der zweiten Steuerungseinrichtung 17 werden
primär das
digitale Schlaffseilsignal, ein Sonderlastsignal oder ein Überlastsignal
gegeben.
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Zur Ermittlung der unterschiedlichen
Informationssignale werden die einzelnen Messsignale der Lastmesseinrichtungen
auf unterschiedliche Weise kombiniert.
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3 zeigt
exemplarisch die Anordnung der Lastmesseinrichtungen an der Katze 6,
also der Hauptkatze. Gezeigt sind vier separate Lastmesseinrichtungen
a, b, c, d, e, f, g, h, wobei jeweils zwei benachbart zueinander
angeordnet sind, so dass sich die Lastmesspaare a/b, c/d, e/f und
g/h ergeben. Insgesamt sind also acht Lastmesseinrichtungen vorhanden,
wobei zusätzlich
ihre Anordnung bezüglich der
Wasserseite WS und der Landseite LS angegeben ist.
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Zur Kontrolle der Gesamtlast werden
z. B. die Lastmesseinrichtungen a, c, e, g addiert. Über die parallelen
Lastmesseinrichtungen b, d, f, h kann eine Gegenkontrolle erfolgen.
Die Einrichtung 18 nimmt nun einen Vergleich des ermittelten
Wertes mit einem Grenzwert vor und prüft, ob dieser überschritten
wurde und quasi ein Überlastsignal
auszugeben wäre, oder
ob ein Grenzwert unterschritten wird und hierüber ein Schlaffseilerkennungssignal
auszugeben wäre.
Auch eine Addition aller acht Lastmesseinrichtungen a – h ist
möglich.
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Über
das Gesamtlastsignal, das aus der Addition der einzelnen Lastmesseinrichtungen
ermittelt wird, ist die erste Steuerungseinrichtung 16 auch
in der Lage einen sogenannten Sonderlastfall zu erkennen. Dieser
liegt dann vor, wenn beispielsweise von vier vorgesehenen Hubwerksmotoren
des in der Katze 6 integrierten Hubwerks zwei ausgefallen
sind und nur noch die zwei übrigen
zur Verfügung
stehen, die dann entsprechend anders betrieben werden müssen. Ergibt
sich nun, dass das Gesamtlastsignal in einem solchen nur einen Teilbetrieb
zulassenden Fall hinreichend hoch ist, so nimmt die erste Steuerungseinrichtung 16 quasi
die Wertung und Qualifizierung des gegebenen Signals vor, erkennt
einen Sonderlastfall und kann dann die verbleibenden Hubmotoren
entsprechend so ansteuern, dass eine Überlastung nicht auftritt.
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Zur Kontrolle der Seitenlast werden
beim Beispiel gemäß 3 die Lastmesseinrichtungen
a und e bzw. c und g addiert. Die verbleibenden Lastmesseinrichtungen
dienen wiederum der Gegenkontrolle. Auch hier erfolgt wiederum ein
Vergleich mit geeigneten Vergleichsgrenzwerten, die den maximal zulässigen Seitenlastwert
angeben. Wird dieser links- oder rechtsseitig überschritten, so wird ein Seitenlastfehlersignal
an die Steuerungseinrichtung 16 ausgegeben. Entsprechend
wird hinsichtlich einer minimalen Seitenlast gearbeitet, auch diesbezüglich ist
ein entsprechender Grenzwert gegeben. Wird dieser unterschritten,
so wird auch hier ein Seitenlastfehlersignal ausgegeben.
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Zur Ermittlung einer möglichen
Kipplast werden die Lastmesseinrichtungen a und c sowie e und g
addiert, das heißt
es wird eine mögliche
Kipplast im vorderen und im hinteren Katzbereich ermittelt. Auch hier
werden wieder der maximale und der minimale Rechenwert ermittelt
und mit jeweiligen Grenzwerten verglichen. Wird die maximal zulässige Kipplast überschritten,
so wird ein entsprechendes Kipplastfehlersignal ausgegeben, entsprechend
wird bei einem Unterschreiten des minimalen Grenzwerts verfahren.
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Zur Bestimmung der Einzelseillasten
werden die einzelnen Messsignale der Lastmesseinrichtungen selbst
verwendet, primär
die Einzelsignale der Lastmesseinrichtungen a, c, e und g. Wird
die maximal zulässige
Einzellast übersehritten,
was auch hier durch Vergleich mit einem entsprechenden Grenzwert
vorgenommen wird, so wird ein entsprechendes Einzellastfehlersignal
ausgegeben.
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Ferner besteht hier die Möglichkeit,
zwei Lastmesseinrichtungen miteinander zu vergleichen und quasi
zu kontrollieren. Es werden also die Lastmesseinrichtungen a und
b miteinander verglichen, entsprechend wird mit den Lastmesszellen
c/d, e/f und g/h verfahren. Ergeben sich zu große Differenzen zwischen den
einzelnen parallel angeordneten und im Idealfall die gleichen Messsignale
liefernden Lastmesseinrichtungen, so wird ein entsprechendes lastmesseinrichtungsbezogenes
Fehlersignal an die Steuerungseinrichtung 16 gegeben.
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Abhängig davon, welchen Gehalt
das Informationssignal, das von der Einrichtung 18 an die Steuerungseinrichtung 16 gegeben
wird, hat, wird die Steuerungseinrichtung 16 gegebenenfalls
den Steuerbetrieb des Hubwerks ändern,
und insbesondere die Steuerung des oder der Hubwerksmotoren je nach
Informationsgehalt des Informationssignals – sei es, dass dieser unmittelbar
dem Signal der Einrichtung 18 zu entnehmen ist oder von
der Steuerungseinrichtung 16 insbesondere im Fall des Sonderlastbetriebs
zugeordnet wird – entsprechend
anpassen. Liegt kein einen besonderen Lastfall anzeigendes Signal
vor, so kann z. B. mit voreingestellten Parametern gearbeitet werden.
Auch ist ein generell vom Gesamtgewicht abhängiges Steuerverfahren möglich, das
heißt
dass der Steuerbetrieb immer der Gesamtlast angepasst wird, um die
Hubmotoxen optimal zu betreiben.
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Eine etwas andere Verteilung der
Lastmesseinrichtungen zeigt 4.
Dort ist die Verteilung an der Katze 12 (Portalkatze) dargestellt.
Es sind hier keine Paare vorgesehen, vielmehr sind jeweils zwei Lastmesseinrichtungen
an einer Seite angeardnet. So sind an der wasserseitigen Katzseite
die Lastmesseinrichtungen a und b, an der landseitigen die Lastmesseinrichtungen
g und h, und an den linken und rechten Seiten die Lastmesseinrichtungen
c und e bzw. d und f vorgesehen.
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Zur Erfassung und Kontrolle der Gesamtlast werden
hier alle Lastmesseinrichtungen a – h addiert und das Additionsergebnis mit
einem Grenzwert verglichen. Wird der Grenzwert überschritten, so liegt ein Überlastfall
vor. Wird ein niedrig angesetzter Grenzwert unterschritten, so liegt
ein Schlaffseilfall vor, entsprechende Signale werden dann an die Steuerungseinrichtung 16 ausgegeben.
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Zur Kontrolle der Seitenlast werden
die Lastmesseinrichtungen a, c, e und g einerseits bzw. b, d, f
und h andererseits addiert und mit entsprechenden maximalen und
minimalen Grenzwerten verglichen. Je nachdem, ob ein maximaler Grenzwert überschritten
bzw. minimaler Grenzwert unterschritten wird, wird dann ein Seitenlastfehlersignal
ausgegeben. Daneben ist auch eine Kontrolle des Verhältnisses der
beiden Seiten möglich,
worüber
eine seitliche Lastverteilung erfasst werden kann.
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Zur Ermittlung etwaiger maximaler
oder minimaler Kipplasten werden die Lastmesszellen a und b einerseits
und g und h andererseits addiert und mit entsprechenden maximalen
und minimalen Grenzwerten verglichen.
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Die Einzelseillasten werden durch
separate Auswertung der einzelnen Signale der Lastmesseinrichtungen
ermittelt. Die Kontrolle der Lastmesseinrichtungen hinsichtlich
ihrer Funktionsfähigkeit
erfolgt hier anders als bei der Ausführungsform gemäß 3, wo aufgrund der parallelen
Anordnung zwei Einrichtungen direkt miteinander verglichen werden konnten.
Bei der Ausführungsform
gemäß 4 erfolgt die Kontrolle
dergestalt, dass sich das Messsignal einer Lastmesseinrichtung ändern muss
wenn ein Container angehoben wird. Der zeitliche Ablauf des Anhebevorgangs
wird von der Steuerungseinrichtung 16 an die Einrichtung 18 durch
Gabe eines entsprechenden Bits mitgeteilt. Hat sich der Wert trotz Anhebens
nicht geändert
so wird eine Fehlermeldung ausgegeben.
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Auch hier erfolgt eine entsprechende
informationssignalabhängige
Steuerung des oder der Hubmotoren des Hubwerks der Katze
12,
um im Falle eines festgestellten Fehlers, also z. B. einer Überlast oder
eine Sonderlast oder einer gegebenen unzulässigen Seitenlast etc. die
Hubwerkmotoren entsprechend anzusteuern, so dass diese aufgrund
der gegebenen Lastsituation nicht zu Schaden kommen.
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2 zeigt
in Form einer Prinzipskizze die relevanten Elemente, die im Rahmen
der erfindungsgemäßen Steuerungskonfiguration
zusammenwirken. Gezeigt ist zum einen die der Informationssignalermittlung
dienende Einrichtung 18, die einerseits mit der Steuerungseinrichtung 16 und
andererseits über
ein I/O-Modul 20 mit der zweiten Steuerungseinrichtung 17 kommuniziert.
Dargestellt ist ferner eine Lastmesseinrichtung 19 in Form
einer bekannten DMS-Messbrücke,
wobei insgesamt acht derartiger Lastmesseinrichtungen 19 vorgesehen
sind. Der Übersichtlichkeit
halber ist in 2 lediglich
eine dargestellt. Wie durch die gestrichelte Linie dargestellt, die
dem Doppelpfeil D in 1 entspricht,
kommunizieren die Steuerungseinrichtungen 16, 17 insoweit, als
die zweite Steuerungseinrichtung 17 überprüfen kann, wie die Steuerungstätigkeit
der ersten Steuerungseinrichtung bezogen auf die Momentansituation ist.
Nachdem der zweiten Steuerungseinrichtung relevante, in der Regel
eine potentielle Gefahrensituation darstellende Informationssignale
von der Einrichtung 18 gegeben werden, ist die zweite Steuerungseinrichtung 17 in
der Lage, die hierfür
erforderlichen Steuerungstätigkeiten
zum einen selbst bezogen auf die Ist-Situation zu ermitteln, zum
anderen kann überprüft werden,
ob die Steuerungseinrichtung 16 diese erforderlichen Steuerungshandlungen
auch tatsächlich
vornimmt. Falls nicht greift die zweite Steuerungseinrichtung insoweit
ein, als sie einen Nothalt oder Schnellhalt einleitet, worauf nachfolgend
noch eingegangen wird.
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Im gezeigten Beispiel wird über die
erste Steuerungseinrichtung 16 zum Betrieb des Hubwerks 21 bestehend
aus einem Hubmotor 22, der eine Seiltrommel 23,
auf die ein Hubseil 24 gewickelt wird, antreibt, und einer
Bremseinrichtung 25, einen Umrichter 26 an gesteuert,
der den Motor 22 betreibt. Ferner wird die Bremseinrichtung 25 über die
Steuerungseinrichtung 16 angesteuert.
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Entsprechend wird natürlich mit
den anderen Motoren und Bremseinrichtungen des Hubwerks 21 verfahren.
Beispielsweise umfasst das Hubwerk 21 zwei separate Hubmotoren
nebst Bremseinrichtungen und Trommeln, um beispielsweise insgesamt acht
Hubseile bewegen zu können.
Jedem Hubmotor ist ein separater Umrichter zugeordnet, so dass die Steuerungseinrichtung 16 also
mit verschiedenen Umrichtern und Bremseinrichtungen kommuniziert.
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Ergibt sich nun beispielsweise ein Überlastfall,
so muss die Steuerungseinrichtung 16 im Vergleich zum normalen
Hubbetrieb mit geringerer Last die Umrichter und damit die Hubwerke 21 so
steuern, dass die Motoren 22 nicht überlastet werden. Dies kann
beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Drehzahl der Motoren zurückgenommen
wird, oder dass ein intermittierender Hubbetrieb vorgenommen wird
dergestalt, dass der Container angehoben wird, wonach eine kurze
Verweilzeit folgt, nach der der Container erneut ein Stück angehoben
wird etc. Generell erfolgt die Steuerung derart, dass insbesondere
die Hubmotoren 22 noch im Rahmen des Zulässigen belastet
werden.
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Für
den Fall, dass die erste Steuerungseinrichtung 16 nicht
korrekt in Abhängigkeit
des über das
gegebene Informationssignal erfassten Lastfalls steuert, kann die
zweite Steuerungseinrichtung 17 auf die einzelnen Umrichter 26 und
die einzelnen Bremseinrichtungen 25 zugreifen und zum einen
den Hubbetrieb sofort im Rahmen eines Not- oder Schnellhalts stoppen
als auch die jeweiligen Trommeln durch Betätigen der Bremseinrichtung 26 zu blockieren.
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Insgesamt erfolgt also bei der erfindungsgemäßen Krananlage
eine Hubwerkssteuerung, die von dem erfassten Last-Ist- Zustand, angegeben durch
das jeweilige Informationssignal der hierfür vorgesehenen Einrichtung 18,
definiert wird.