DE793615T1 - Verfahren und vorrichtung zum steueren des lasttragelementes und last von einem kran - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum steueren des lasttragelementes und last von einem kran

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DE793615T1 DE0793615T DE96927720T DE793615T1 DE 793615 T1 DE793615 T1 DE 793615T1 DE 0793615 T DE0793615 T DE 0793615T DE 96927720 T DE96927720 T DE 96927720T DE 793615 T1 DE793615 T1 DE 793615T1
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cable
rope
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Claims (12)

:r094 ' DE/EP0 783E15T Patentansprüche
1) Verfahren zur Steuerung eines Ladeelements (3) , das über Hebeseile (4 bis 7) von Hebetrommeln (8, 9) eines Krans {1) herabhängt, und einer Last (2), die an dem Ladeelement (3) befestigt ist, wobei sich die Steuerung auf das Dämpfen der horizontalen (X, XV, Z, Zx) Schwingung und Schrägs~ellung des Ladeelements (3) sowie auf das präzise Positionieren desselben in horizontaler Richtung sowie in Richtung der Schrägstellung (CW, CCW) mittels einer Steuervorrichtung mit Steuermechanismen (19 bis 22) bezieht, die im Kran angeordnet und mit Motoren (25) versehen sind, und vier Hilfsseilen (26 bis 29) zwischen den Steuermechanisnen und dem Ladeelement (3), wobei das Ladeelement (3) gesteuert wird durch das Bewegen der Hilfsseile mittels der Steuermechanismen unter Verwendung vier identischer Mechanismen (19 bis 22), die mit Seiltrommeln (23), Einrichtungen (34) zum Wiegen der Seilkraft und/oder Tachometern (35) und Motor-Steuereinrichtungen (36) versehen sind, wobei jeder der vier Mechanismen mit einem Hilfsseil (26 bis 29) verbunden ist, und wobei vier identische Steuer-Logikschaltungen (C) mit jedem Mechanismus verbunden sind, um über Motoren (25) die Kräfte (F) zu steuern, die auf die Hilfsseile ausgeübt werden, um das Ladeelement (3) am Schwingen zu hindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (25) auf der Basis der Rotationsgeschwindigkeit (n) jeder Seiltrommel (23) und der Wägeinformaticn von jedem Hilfsseil (26 bis 29) mittels einer Steuer-Regeischaltung (C) gesteuert werden, die einen Kraftregler (C2) zum Erreichen und Aufrechterhalten einer gewünschten Seilkraft (F), einen Geschwindigkeitsregler (C3) zum Gegenwirken auf das Schrägstellen der Seiltrommel (23) und der Welle des Motors (25), und einen Vorverstärker
(Cl) für die gewünschte Seilkraft (F) aufweist, um den Effekt der Kraftrückkopplung auf die Momentreferenz (MC) zu kompensieren.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Dämpfung der Schwingung und der Schrägstellung des Ladeelements (3) die gleichen Zielwerte für die Kräfte, die auf jedes symmetrisch angeordnete Hilfsseil (26 bis 29) ausgeübt werden, vorgegeben werden, wobei alle Seilkräfte (F) gleich sind und die Rotationsgeschwindigkeiten (n) der Seiltrommeln (23) gleich null sind.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Dämpfung der Schwingung und der Schrägstellung des Ladeelements (3) solch ungleiche Zielwerte für die Kräfte, die auf die asymmetrisch angeordneten Hilfsseile (26 bis 29) ausgeübt werden, vorgegeben werden, daß sich die horizontalen Komponenten der Seilkräfte gegeneinander kompensieren, wobei die Seilkräfte (F) die Last und das Ladeelement in einer ausbalancierten Position halten und wobei die Rotationsgeschwincigkeiten (n) der Seiltrommeln (23) gleich null sind.
4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während kurzer Hebebewegungen oder präziser Positionierung in horizontaler Richtung oder der Richtung der Schrägstellung (AC, CCW) ungleiche Zielwerte für die Kräfte (F) , die auf die Hilfsseile (26 bis 29) ausgeübt werden, vorgegeben werden, wobei die asymmetrischen Kräfte der Hilfsseile das Ladeelement (3) in die gewünschte Richtung bewegen.
5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielwerte für die Kräfte (F) , die auf die Hilfsseiie (26 bis 29) ausgeübt werden, nach dem Prinzip der voraussehenden Steuerung bestimmt werden, wobei die Zielwerte für die Seilkräfte über ein dynamisches Modell des Systems berechnet werden können, um die bekannten Störfaktoren, typi-
scherweise die Beschleunigungen der Verstellbewegungen des Krans, zu eliminieren.
6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Moment (MC) des Motors bei der Steuerung der Steuer-Logikschaltung (C) verwendet wird, wobei das Moment direkt durch die Momentsteuerung der vektorgesteuerten Motor-Steuereinrichtung (26) realisiert wird.
7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Moment (MC) des Motors bei der Steuerung der Steuer-Logikschaltung (C) .verwendet wird, wobei das Moment als Frequenzreferenz zu einer skalar gesteuerten Motor-Steuereinrichtung (3 6) realisiert wird unter Verwendung der Kraftrückkopplung um sicherzustellen, daß das gewünschte Moment realisiert wird.
8) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung der Parameter von der Steuer-Logikschaltung (C) über ein dynamisches Modell des Systems berechnet wird.
9) Vorrichtung zur Steuerung eines Ladeelements (3), das über Hebeseile (4 bis 7) von Hebetrommeln (8, 9) eines Krans (1) herabhängt, und einer Last (2), die an dem Ladeelement (3) befestigt ist, wobei sich die Steuerung auf das Dämpfen der horizontalen (X, &KHgr;&Lgr;, Z, &Zgr;&Lgr;) Schwingung und Schrägsrellung des Ladeelements (3) und das präzise Positionieren desselben in horizontaler Richtung und in Richtung der Schrägstellung (CW, CCW) bezieht, wobei die Steuervorrichtung Kontrollmechanismen (19 bis 22), die im Kran angeordnet und mit Motoren (25) versehen sind, und vier Hilfsseile (26 bis 29) zwischen den Steuermechanismen und dem Ladeelement (3) aufweist, wobei das Ladeelement (3) durch Bewegung der Hilfsseile mittels der Steuermechanismen gesteuert wird, und die Steuervorrichtung vier identische Mechanismen (19 bis 22) mit Seiltrommeln (23), Einrichtungen (34) zum Wiegen der Seilkrafz und/oder Tachometer (35) und Motor-
Steuereinrichtungen (36) aufweist, wobei jeder der vier Mechanismen mit einem Hilfsseil (26 bis 29) verbunden ist und vier identische Steuer-Logikschaltungen (C) aufweise, die zur Steuerung der Motoren (25) mit jedem Mechanismus verbunden sind, um ein Schwingen des Ladeelements (3) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steuer-Logikschaltung (C) einen Kraftregler (C2) zur Erzielung und Aufrechterhaltung einer gewünschten Seilkraft (F) , einen Geschwindigkeitsregler (C3) zum Gegenwirken gegen das Schrägstellen der Seiltrommel (23) und der Motorwelle (25), und einen Vorverstärker (Cl) für die gewünschte Seilkraft (F) aufweist, um den Effekt der Kraftrückkopplung auf die Momentreferenz (MC) zu kompensieren, wobei die Steuer-Logikschaltung (C) verwendet wird zur Steuerung der Motoren auf der Basis der Rotationsgeschwindigkeit (n) jeder Seiltrommel (23) und der Wägeinformation von jedem Hilfsseil.
10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichne·:, daß der Kraftregler (C2) ein PD-Regler ist mit einem Verstärkungsbereich und einem Differentialbereich, wobei der P-Bereich langsam abgestimmt ist, um die gewünschte Seilkraft in einem ausbalancierten Zustand einzustellen, und wobei der D-Bereich verwendet wird, um den Wert der Momentreferenz (MC) in dynamischen Situationen zu verändern, und daß der Geschwindigkeitsregler (C3) ein P-Regler ist, der einen Verstärkungsbereich aufweist und schnell abgestimmt ist, um ausreichend stark auf dynamische Situationen reagieren zu können.
11) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Länge des Hilfsseils (26 bis 29) auf jeder Seiltrommel (23) gespeichert ist, um die Dehnung der Hilfsseile und die unterschiedliche Geometrie der Hilfsseile und der Hebeseile (4 bis 7) zu kompensieren.
35
12) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein leeres Ladeeieirtent (3) mittels der Steuermechanismen
DE/EP O 7S3815T
(19 bis 22) von den Hilfsseilen {26 bis 29) herabhängen kann, um Instandhaltungsarbeiten ohne eine separate Haltevorrichtung durchführen zu können.
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