DE3420596C2

DE3420596C2 - Überwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane

Info

Publication number: DE3420596C2
Application number: DE3420596A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Kögel
Original assignee: Dr-Ing Ludwig Pietzsch & Co 7505 Ettlingen De GmbH
Current assignee: Dr-Ing Ludwig Pietzsch & Co 7505 Ettlingen De GmbH
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1984-06-01
Publication date: 1986-10-02
Also published as: JPS61502254A; WO1985005614A1; EP0187772B1; DE3564676D1; DE3420596A1; EP0187772A1

Abstract

Ein Überwachungs- und Steuerungssystem für Auslegerkrane mit einem Lastmomentbegrenzer und einer vom Kranführer beeinflußbaren Steuereinrichtung für die Kranantriebe weist ein Datenübertragungsgerät zum Übertragen der bei der Lastmomentbegrenzung anfallenden Krandaten und ein Verarbeitungsgerät in der Steuereinrichtung auf, mit der Führungsgrößen für die Steuereinrichtung aus den von dem Datenübertragungsgerät übermittelten Daten sowie aus Signalen der Steuereinrichtung erzeugt werden können. Hierdurch läßt sich die Sicherheit des Kranbetriebes erhöhen. Außerdem werden die Steuerungsfunktionen erweitert und verbessert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Übliche Auslegerkrane verfugen 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 u. dgl.

Außerdem verfügen Auslegerkrane heute über Lastmomentbegrenzer, welche den Kran bei Überschreiten eines zulässigen Lastmomentes in Abhängigkeit von der gehobenen Last und der Auslegerlänge 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 o. 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 unzulässigen Rucken kommen. Der Kranführer kann auch versehentlich ein für die herrschende Belastung des Kranes zu schnelles Abwippen des Auslegers, veranlassen, eine zu hohe Drehgeschwindigkeit wählen o. dgl.

Es ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kranauslegerantriebes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt (DE-OS 25 04 455). Dort soll ein Eingreifen des Kranführers bei einem kritischen Belastungszustand des Kranes dadurch vermieden werden, daß das Stellglied des Kranauslegerantriebes von dem Quotienten aus dem momentanen Lastmoment und dem vorgegebenen Maximallastmoment über ein Verknüpfungsglied beaufschlagt ist, das den Sollwerteinsteller des Lastmomentbegrenzers an das Stellglied des Kranauslegerantriebes anschließt.

Diese Lösung kann hinsichtlich der erzielbaren Sicherheit nicht befriedigen: außer der durch den genannten Quotienten charakterisierten Auslastung des Kranes ist die Standsicherheit von einer Reihe weiterer Parameter wie der Auslegerlänge, dem Auslegerwinkel bzw. dem Auslegerradius, dem Rüstzustand des Kranes u. dgl. mehr abhängig.

Ferner ist ein Überwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane bekannt, das nur unter Mitwirkung des Kranführers funktioniert (US-PS 41 78 591).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane zu schaffen, das zu größerer Sicherheit im Kranbetrieb führt
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Überwachungs- und Steuersystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art erfindungsgemäß die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 vorgesehen.
Bei dem Überwachungs- und Steuersystem nach der Erfindung ist dafür Sorge getragen, daß die bei der Lastmomentbegrenzung erfaßten und vorverarbeiteten Größen wie Radius, Last, Auslastung, Rüstzustand u. 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 eigenen 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 Überlast 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 ruckarm wieder angezogen wird.

3. Teleskopsteuerung

Es läßt sich durch Anfahren des Hubwerkes einem vorgewählten Lastwert eine Belastungsvorwahl treffen, wie es z. B. bei der Demontage von Turmdrehkränen erwünscht ist

Es ist eine Schlappseil-Überwachung durchführbar. Es läßt sich eine Druckabstufung mit verringertem Hydraulikdruck beim Teleskopieren mit kleiner Last verwirklichen.

4. Wippwerksteuerung

Die maximale Wippgeschwindigkeit läßt sich mit Zunahme der Größen Last, Auslegerlänge, Auslegerwinkel und Hubhöhe des Kranes selbsttätig auf entsprechend verringerte Werte begrenzen. Bei 2- oder mehrstufigen Wippzylindern (Teleskopzylindern) läßt sich der Obergangibereich zwischen den einzelnen Stufen steuern. Bei Kranbetrieb mit Drehbühnenballast (Derrick-Betrieb) läßt sich die Umschaltung von Unten- auf 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 aufgeführten Möglichkeiten 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 es mit dem Datenspeicher ein Programmiergerät zu verbinden, so daß eine problemlose Änderung der Steuerungsfunktion durch eine Programmänderung im Programmiergerät herbeigeführt werden kann. Das Programmiergerät ermöglicht auch, die Funktionen des mittleren und höheren Leistungsbereiches, wie Rechenoperationen, Ablaufsteuerungen, Zeittunktionen und Regelungen, programmierbar zu gestalten.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Block-Schaltbildes eines Überwachungs- und Steuerungssystems für einen Auslegerkran mit weiteren Einzelheiten näher erläutert

Das Blockschaltbild zeigt einen Lastmomentbegrenzer 1 und eine Steuereinrichtung 2 für einen Auslegerkran, hier einen mobilen Teleskopkran.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Oberwachungs- und Steuersystem für Auslegerkrane mit einem Lastmomentbegrenzer, einer vom Kranführer beeinflußbaren Steuereinrichtung für die Kranantriebe und einem Verknüpfungsgerät, das den Lastmomentbegrenzer mit der Steuereinrichtung auslastungsabhängig verknüpft, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsgerät ein Datenübertragungsgerät (10) zum Übertragen der im Betrieb anfallenden aktuellen Krandaten, nämlich neben der Auslastung Daten wie der Auslegerlänge, des Auslegerwinkels bzw. der Ausladung, der Last am Kranhaken und des Rüstzustandes ist, und daß in einem Datenverarbeitungsgerät ein Rechner (25) zum Erzeugen von Führungsgrößen für die Steuereinrichtung (2) aus den von dem Datenüberiragungsgerät (10) übermittelten Daten sowie aus Daten der Steuereinrichtung vorgesehen ist

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Datenübertragungsgerät (10) ein Programmspeicher (11) und Schnittstellenbausteine (12, 22) gehören.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenverarbeitungsgerät einen Systemprogrammspeicher (26) und einen programmierbaren Datenspeicher (27) aufweist und daß die Eingänge des Rechners (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 gekennzeichnet, daß an den Datenspeicher (27) ein Programmiergerät (32) anschließbar ist.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenübertragungsgerät (10) für die Übertragung digitalisierter Daten ausgelegt ist und daß zusätzlich ein Gerät (13,23) für die Datenübertragung der bei der Lastmomentbegrenzung analog erfaßten Daten vorgesehen ist.