DE3420596A1

DE3420596A1 - Ueberwachungs- und steuersystem fuer auslegerkrane

Info

Publication number: DE3420596A1
Application number: DE19843420596
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Kögel
Original assignee: Pietzsch Ludwig & Co GmbH
Current assignee: Pietzsch Ludwig & Co GmbH
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1984-06-01
Publication date: 1985-12-05
Also published as: WO1985005614A1; DE3564676D1; EP0187772A1; EP0187772B1; DE3420596C2; JPS61502254A

Description

Uberwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane
Die Erfindung betrifft ein Uberwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane mit einem Lastmomentbegrenzer und einer vom Kranführer beeinflußbaren Steuereinrichtung für die Kranantriebe.
Übliche Auslegerkrane verfügen über eine Steuereinrichtung, über welche der Kranführer die einzelnen Kranantriebe betätigen kann. Hierbei handelt es sich z. B. um die Drehwerksteuerung, um die Hubwerksteuerung, die Teleskopsteuerung bei Teleskopkranen, die Wippzylindersteuerung, die Stützenüberwachung bei ausgefahrenen Abstützungen und dgl.
Außerdem verfügen Auslegerkrane heute über Lastmomentbegrenzer, welche den Heran bei Überschreiten eines zulässigen Lastmomentes in Abhängigkeit von der gehobenen Last und der Ausleger länge sowie dem Auslegerwinkel automatisch abschalten. Wenngleich heutige Lastmomentbegrenzer eine weitgehende Ausnutzung der Hebekapazität des Auslegerkranes über seinen gesamten Ausladebereich ermöglichen, kommt es immer noch zu Unfällen, z. B. beim Aufbauen des Kranes, bei Ausfall der Überlastsicherung, Nachgeben bei Betrieb mit ausgefahrenen Stützen oder dgl.
Auch kommt es häufig zu Unsicherheitszuständen aufgrund unsachgemäßer Beeinflußung der Steuerungseinrichtung durch den Kranfahrer. So kann es beispielsweise beim Anheben einer Last aus dem Stillstand aufgrund voller Betätigung des Hubwerkantriebes zu einem Rucken kommen. Der Kranführer kann auch versehentlich eine für die herrschende Belastung des Kranes zu schnelles Abwippen des Auslegers veranlassen, eine zu hohe Drehgeschwindigkeit wählen oder dgl.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Uberwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane zu schaffen, das zu größerer Sicherheit im Kranbetrieb führt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Uberwachungs-und Steuersystem der beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Lastmomentbegrenzer ein Datenübertragungsgerät zum Ubertragen der bei der Lastmomentbegrenzung anfallenden Krandaten und die Steuereinrichtung ein Verarbeitungsgerät zum Erzeugen von Führungsgrößen für die Steuereinrichtung aus den von dem Datenübertragungsgerät übermittelten Daten sowie aus Daten der Steuereinrichtung aufweist.
Bei dem Uberwachungs- und Steuersystem nach der Erfindung ist dafür Sorge getragen, daß die bei der Lastmomentbegrenzung erfaßten und vorverarbeiteten Größen wie Radius, Last, Auslastung, Rüstzustand und dgl. die Steuereinrichtung so beeinflussen, daß die an die Kranantriebe abgegebenen Steuerbefehle in Abhängigkeit von dem jeweiligen Kranzustand, d. h. von der jeweiligen Last, der jeweiligen Ausladung, dem jeweiligen Rüstzustand usw., begrenzt werden, und zwar mit der hohen, den Gebern des Lastmomentbegrenzers innewohnenden Genauigkeit.
Mit anderen Worten wird die Sicherheit im Kranbetrieb dadurch erhöht, daß das Verarbeitungsgerät Grenzen für die vom Kranführer nach wie vor ausgelösten Steuerbefehle setzt, welche abhängig von dem jeweiligen Kranzustand stets auf der sicheren Seite liegende Steuerungsfunktionen nach sich ziehen.
Im einzelnen lassen sich z. B. mit dem System nach der Erfindung die Steuerungsfunktionen wie folgt beeinflussen: 1. Drehwerksteuerung Die maximale Drehgeschwindigkeit läßt sich mit Zunahme der Größen Auslastung, Auslegerlänge, Auslegerwinkel und Hubhöhe des Kranes selbsttätig auf entsprechend verringerte Werte begrenzen; Bei Schrägstand des Kranes läßt sich die Drehbewegung bei Annäherung an die Uberlast weich abbremsen, und die Drehrichtung läßt sich zur sicheren Seite hin freigeben.
2. Hubwerksteuerung Die Hubantriebsbetätigung läßt sich derart begrenzen, daß die Last nach Stillstand ruckfrei wieder angezogen wird; es läßt sich durch Anziehen einer Last bis zu einer vorgewählten Lastanzeige eine Lastvorwahl treffen, wie es z. B. bei der Demontage von Turmdrehkränen erwünscht ist; Es ist eine Schlappseil-Überwachung durchführbar.
3. Teleskopsteuerung Es läßt sich eine Druckabstufung mit verringertem Hydraulikdruck bei Teleskopieren mit kleiner Last verwirklichen.
4. Wippwerksteuerung Die maximale Wippgeschwindigkeit läßt sich mit Zunahme der Größen Auslastung, Auslegerlänge, Auslegerwinkel und Hubhöhe des Kranes selbsttätig auf entsprechend verringerte Werte begrenzen; Bei 2- oder mehrstufigen Wippzylindern (Teleskopzylindern) läßt sich der Ubergangsbereich zwischen den einzelnen Stufen steuern; Bei Kranbetrieb mit Drehbühnenballast (Derrick-Betrieb) läßt sich die Umschaltung von Untenauf Obendruck und umgekehrt steuern; Es läßt sich eine Last bei konstantem Radius unter Berücksichtigung der Auslegerdurchbiegung anheben. Hierbei erfolgt gleichzeitiges Einwippen des Auslegers beim Anziehen der Last.
5. Stützenüberwachung Der Ausfahrzustand und der Hydraulikdruck in den Abstützungen läßt sich anzeigen und überwachen, wobei bei Entlastung einer Abstützung eine Warnung bzw. Abschaltung des Kranes ausgelöst wird.
Diese nur beispielsweise aufgeführten Möglichkeiten mit dem System der Erfindung verdeutlichen, daß mit dem System nach der Erfindung neben der Erhöhung der Sicherheit auch bisher unbekannte Steuerungsfunktionen verwirklichbar sind. Außerdem werden die üblichen Steuerungsfunktionen optimiert, was zu einer Erhöhung nicht nur der Sicherheit sondern auch der Lebensdauer aufgrund der Schonung des Kranes und seiner Baugruppen beiträgt.
Die Steuereinrichtung nach der Erfindung bleibt funktionsfähig auch noch dann, wenn der Lastmomentbegrenzer ausfällt. In diesem Fall kann weiter für eine Begrenzung der Steuerfunktionen durch die dem Verarbeitungsgerät vorher zugeführten Daten gesorgt sein, welche bei der Lastmomentbegrenzung vorher angefallen sind.
Zweckmäßig gehören zum Datenübertragungsgerät ein Programmspeicher für die Koppelungs-Software und je ein Schnittstellenbaustein auf der Seite des Lastmomentbegrenzers und auf der Seite der Steuereinrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verarbeitungsgerät eine Zentraleinheit mit Rechner, einen Systemprogrammspeicher und einen programmierbaren Datenspeicher aufweist und daß die Eingänge der Zentraleinheit mit Ausgängen von Schalter- und Geberbausteinen der Steuereinrichtung und des Lastmomentbegrenzers verbunden sind.
Das Datenübertragungsgerät kann digitalisierte Daten übertragen, und zusätzlich kann ein Gerät für die Datenübertragung der bei der Lastmomentbegrenzung analog erfaßten Daten vorhanden sein, was insbesondere für eine schnelle Regelung wünschenswert ist.
Vorteilhaft ist mit dem Datenspeicher ein Programmiergerät verbunden, so daß eine problemlose Xnderung der Steuerungsfunktion durch eine Programmänderung im Programmiergerät herbeigeführt werden kann.
Das Programmiergerät ermöglicht auch, die Funktionen des mittleren und höheren Leistungsbereiches, wie Rechenoperationen, Ablaufsteuerungen, Zeitfunktionen und Regelungen, programierbar zu gestalten.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Blockschaltbildes eines Uberwachungs- und Steuerungssystems für einen Auslegerkran mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
In der Zeichnung sind mit den Bezugszahlen 1 und 2 der Lastmomentbegrenzer und eine Steuereinrichtung für einen Auslegerkran, hier einen mobilen Teleskopkran, bezeichnet.
Der Lastmomentbegrenzer 1 ist durch ein Datenübertragungsgerät 10 erweitert. Zu diesem Datenübertragungsgerät gehört ein Programmspeicher 11 für die Koppel-Software und ein Schnittstellenbaustein 12 einer seriellen Schnittstelle. Außerdem ist ein Geräteteil 13 für die Datenübertragung der bei der Lastmomentbegrenzung analog erfaßten und vorbearbeiteten Daten, wie der Auslegerlänge, dem Auslegerwinkel, der Ausladung bzw. dem Radius des Auslegers, dem Ist-Lastmoment und ggf. der Ist-Last, vorgesehen. Diesem Geräteteil 13 entspricht ein Geräteteil 23 in der Steuereinrichtung 2. Entsprechend entspricht dem Schnittstellenbaustein 12 im Lastmomentbegrenzer 1 ein Schnittstellenbaustein 22 in der Steuereinrichtung 2.
Analoge Geber für die Länge, den Winkel, die vom Wippzylinder des Kranes aufgebrachte Ist-Kraft etc. sind mit den Bezugszeichen 30,30' bezeichnet und in der Zeichnung zwischen dem Lastmomentbegrenzer 1 und der Steuereinrichtung 2 dargestellt.
Die entsprechenden Analog-Datenerfassungsbausteine in den Geräteteilen 13 und 23 sind mit den Bezugszeichen 14 und 24 bezeichnet.
Die Steuereinrichtung 2 enthält ein Verarbeitungsgerät in Form einer Zentraleinheit 25 mit Rechner (CPU), einen Systemprogrammspeicher 26 und einen programmierbaren Datenspeicher 27.
Ferner sind ein Eingabebaustein 20 mit redundanten Digital-Eingängen in üblicher Bauweise, ein Ausgabebaustein 21 mit überwachten Analog-Ausgängen und eine Rechnerüberwachung (watchdog) 25' vorgesehen.
Die einzelnen Bausteine sind über eine Buskopplung 24 miteinander verbunden.
Jeder von der Zentraleinheit 25 überwachte Ausgang enthält einen Leistungsverstärker 28, der auf einen Kranantrieb, im dargestellten Fall auf ein hydraulisches Ventil 31 wirkt und über eine Rückmeldungsbaugruppe mit Alarmgeber 29 eine Sicherheitsüberprüfung ermöglicht.
Bei dem System nach der Erfindung stehen der Lastmomentbegrenzer 1 und die Steuereinrichtung 2 in dauerndem Datenverkehr, - sei es über die Schnittstellenbausteine 12, 22, über welche digitale Daten übermittelt werden, oder über die Geräteteile 13, 23, über welche zur schnellen Regelung analoge Daten übermittelt werden. Im Systemprogrammspeicher 26 ist das Anwenderprogramm des Kranbetreibers gespeichert, während das Programmiergerät an den Datenspeicher 27 über einen sogenannten wSchatten"-Speicher 27' niit Programmanschluß als Schnittstelle verknüpft ist. Die von außen über Schalter, z. B. Hubendschalter in den Eingabebaustein 20 eingegebenen Signale werden zusammen mit den vom Lastmomentbegrenzer 1 gelieferten Signalen in der Zentraleinheit 25 verarbeitet, welche ihrerseits die zur Steuerung der einzelnen Digital-/Analog-Ausgänge des Ausgabebausteines 21 erforderlichen Signale zur Betätigung der Kranantriebe 31 bereitstellt.

Claims

Uberwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane Ansprüche 1. Uberwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane mit einem Lastmomentbegrenzer und einer vom Kranführer beeinflußbaren Steuereinrichtung für die Kranantriebe, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Lastmomentbegrenzer (1) ein Datenübertragungsgerät (10) zum Ubertragen der bei der Lastmomentbegrenzung anfallenden Krandaten und die Steuereinrichtung (2) ein Verarbeitungsgerät (25) zum Erzeugen von Führungsgrößen für die Steuereinrichtung (2) aus den von dem Datenübertragungsgerät (10) übermittelten Daten sowie aus Daten der Steuereinrichtung aufweist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zum Datenübertragungsgerät (10) ein Programmspeicher (11) und Schnittstellenbausteine (12,22) gehören.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Verarbeitungsgerät eine Zentraleinheit (25) mit Rechner, einen Systemprogrammspeicher (26), und einen programmierbaren Datenspeicher (27) aufweist und daß die Eingänge der Zentraleinheit (25) mit Ausgängen von Schalter- und Geberbausteinen (21;30,30') der Steuereinrichtung (2) und des Lastmomentbegrenzers (1) verbunden sind.
4. System nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß mit dem Datenspeicher (27) ein Programmiergerät (32) verbunden ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Datenübertragungsgerät (10) für die Ubertragung digitalisierter Daten ausgelegt ist und daß zusätzlich ein Gerät (13,23) für die Datenübertragung der bei der Lastmomentbegrenzung analog erfaßten Daten vorgesehen ist.