EP0364994A1 - Crane control - Google Patents

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Publication number
EP0364994A1
EP0364994A1 EP89119357A EP89119357A EP0364994A1 EP 0364994 A1 EP0364994 A1 EP 0364994A1 EP 89119357 A EP89119357 A EP 89119357A EP 89119357 A EP89119357 A EP 89119357A EP 0364994 A1 EP0364994 A1 EP 0364994A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
boom
crane
stored
load
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89119357A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Dipl.-Ing. Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN GHH Krantechnik GmbH
Original Assignee
MAN GHH Krantechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN GHH Krantechnik GmbH filed Critical MAN GHH Krantechnik GmbH
Publication of EP0364994A1 publication Critical patent/EP0364994A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical

Definitions

  • the invention relates to a crane control for a slewing crane, in particular a tower crane, which has a lifting mechanism and a jib that can be rotated by a slewing gear, the outreach of which can be changed by means of a jib drive that drives a trolley in particular of the jib, with one that controls the lifting mechanism, the jib drive and the slewing gear Control circuit.
  • control circuit is designed as a single-channel, programmable logic controller, in the memory of which data for movement and / or load limits of the hoist and movement limits of the boom drive are stored, that the hoist and the boom drive are assigned measuring sensors which are associated with the Movement or load proportional measurement signals generate that the programmable controller controls the hoist and the boom drive depending on the stored limit data and the measurement signals of the sensors, that the programmable controller performs function routines to check the function of the sensors and that devices for the cyclical execution of self-tests of the programmable logic devices Control are provided.
  • the programmable logic controller preferably takes over all control and monitoring functions of the crane controller. For the limitation of the hoist movement and the boom drive movement as well as for the monitoring of the hook load or on the boom acting load torque, no separate mechanical limit switches or the like are required. Rather, the programmable logic controller calculates the hook position, the outreach, the hook load and, if applicable, the load torque from the measurement signals of the sensors and controls the hoist and the boom drive so that limit data stored in a memory are not exceeded. In this way, a significant reduction in the number of construction parts and the assembly and adjustment effort can be achieved.
  • the programmable logic controller is a single-channel controller that processes the individual control and monitoring functions of the crane controller one after the other in a constant cycle of program routines.
  • the cycle includes the cyclical execution of self-tests, so that a high level of error security of the program execution and the data stored in the memory is achieved.
  • the routine also includes program routines for checking the function of the sensors.
  • the measuring transducers can be digital measuring transducers, in particular code signal transmitters, such as angle encoders or the like. It can then be provided for the function check that the memory Programmable controller performs a plausibility check of the code signals that change when the measured parameter changes.
  • the code signal transmitter emits code signals, for example, in a one-step code in which the code signals can only change by one bit from step to step. If changes of more than one bit are detected per step, the programmable logic controller interprets this as a defect in the measuring transducer.
  • the programmable logic controller can also be used to monitor analog sensors, at least as far as their measurement signal transmission paths are concerned.
  • the analog transmitter is connected to the programmable logic controller via two amplifying measurement channels and a common analog / digital converter that can be alternately connected to the two measurement channels, and that the programmable logic controller stores the digital measurement signals supplied via the two measurement channels and cyclically compared with each other for the function check. Deviations in the two stored measurement signals are interpreted as a defect in one of the two measurement channels.
  • two analog reference signals or currents are fed to it, which are dimensioned such that they form the complement of the digital value of the other reference signal, based on the bit width of the converted data words. With the functional the entire bit width of the data words can be checked.
  • the analog measuring transducer is a load measuring transducer, for example a load measuring axis, over which the lifting cable is guided.
  • the measurement signals of this load sensor which are proportional to the hook load, can be compared directly with one another for checking. However, they can also be additionally multiplied by the measuring signal representing the throat, so that load torque signals are used for the monitoring, which are generated by linking the measuring signals of several sensors. This in turn allows conclusions to be drawn about possible program and memory errors.
  • the measurement signals proportional to the load are preferably stored in memory locations of separate memory components, i.e. stored in separate memory ICs in order to detect defects in memory chips.
  • the measurement signals of the transducer that detects the throat are also stored in a separate third memory module. It is understood that either the stored limit data or the load or load torque signals are corrected for the dead weight or the moment caused by them of the bottom block and top block, trolley and weight of the hoist rope in order to be able to monitor absolute values of the load or the load moment.
  • the boom drive as well as the slewing gear and the hoist are assigned measuring sensors, which are used not only to monitor the maximum movement limits, but also to optionally limit the hook positions in two or three dimensions ions can be exploited.
  • momentary measurement signals of the sensors can be written into the memory of the programmable controller by actuating a set switch in order to form stored limit data.
  • the individual limit positions can be approached both with regard to the radius and the angle of rotation and the hook depth and can be saved by actuating the setting switch.
  • this functionality can be used to write freely selectable limits within which the hook can be freely positioned.
  • the function also allows programmable fixed points of the hook position to be automatically approached, for which data is determined and stored in a corresponding manner.
  • the programmable logic controller is preferably assigned a key switch, which must be actuated to change limit data.
  • the storage of automatically accessible fixed points can take place operationally.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a crane control according to the invention for a slewing crane, not shown, in particular a tower crane, which has a hoist and a boom that can be rotated by a slewing gear, the outreach of which can be changed by means of a boom drive that drives a trolley in particular of the boom.
  • the crane controller comprises a single-channel, programmable logic controller 1, for example in the form of a microprocessor or microcontroller with one of several memory modules 3 that are separate from one another Existing program and / or data memory 5.
  • a input-output interfaces not shown, which, like input and output signals from controller 1, reach suitable input and output levels (DC voltage 24 V, AC voltage 11o V, analog signal currents 4 to 20 milliamperes) implement, essentially all peripheral components relevant to the crane function are connected to the controller 1.
  • the controller 1 controls in particular a lifting mechanism 7, a rotating mechanism 9 of the crane boom and a trolley drive 11 which moves a cat traveling on the boom and thus determines the outreach of the boom. If necessary, the drive of a crane undercarriage can also be connected to the control 1.
  • a measuring transducer 13 is assigned to the lifting mechanism 7 and supplies measuring signals proportional to the hook position.
  • a measuring sensor 15 supplies the rotating position of the boom, while a measuring sensor 17 provides measuring signals which are proportional to the momentary throat.
  • the measuring transmitters 15, 17 are digital code signal transmitters, in particular angle encoders, the code of which differs from angle step to angle step in each case only by a single bit.
  • the hook load is detected by a measuring transducer 19, which is an analog measuring transducer in the form of a load measuring axis over which the lifting rope is guided.
  • the sensor 19 is connected in parallel to the inputs of two measuring channels 21, 23, each of which comprises a measuring amplifier 25.
  • a common analog-digital converter 27, which can be alternately connected to the measuring channels 21, 23 by a multiplexer 26, supplies corresponding digital data words to the analog signals transmitted via the two measuring channels 21, 23.
  • the analog-digital converter 27 can be connected to two separate reference current sources 29 for the function check. By doubling the measuring channels the error security is increased in the manner explained in more detail below.
  • Operating devices 31 arranged in the driver's cab of the crane are connected to the control 1, for example, via which the lifting mechanism 7, the slewing gear 9, the trolley traveling mechanism 11 and, if appropriate, the crane traveling mechanism can be controlled in a conventional manner.
  • Boundary data are stored in the memory 5, which define the movement limits of the lifting mechanism 7 and thus the hook position, the rotating mechanism 9 and thus the jib rotating position and the trolley drive 11 and thus the unloading of the jib.
  • the controller 1 compares the stored limit data with the sensors 13, 15 and 17 generated depending on the current position of the lifting mechanism 7, the rotating mechanism 9 and the trolley drive 11 and limits the movement of these drives determined by the operating device 31 to the range determined by the limit data .
  • Mechanical limit switches such as were required with conventional crane controls, can be omitted in this way.
  • the controller 1 further compares the load measured by the transducer 19, subtracts from the measured load the dead weight of the hoisting rope and the hook and compares this value corresponding to the actual hook load with limit data likewise stored in the memory 5 for the maximum permissible hook load. Movements set on the operating device 31, which lead to the maximum permissible hook load being exceeded, are automatically blocked by the controller 1.
  • the controller 1 calculates the current load torque, reduced by the, from the hook load detected by the transducer 19 and the jib outreach measured by the transducer 17 load moments caused by the rope weight, the trolley weight and the weight of the bottom block and top block. The actual load torque is again compared with limit data for the maximum permissible load torque stored in the memory 5, and the controller 1 blocks hook and boom movements which would lead to the maximum permissible load torque being exceeded.
  • the current values of the load, the outreach, the hook position or hook height and the rotating position of the boom are displayed in a display field 33 of the crane cab.
  • the limit data stored in the memory 5 can additionally be displayed on the display panel 33.
  • An input field 35 is provided for the input of the limit data into the memory 5, which is released via a key switch 37, so that the limit data set during the assembly of the crane cannot be inadvertently deleted or changed.
  • the ability of the controller 1 to be able to limit the position of the lifting mechanism 7, the slewing gear 9 and the trolley travel drive 11 and, if appropriate, the crane running gear without adjusting mechanical limit switches can be used for the operationally selectable narrowing of the maximum permissible movement limits. In this way, swiveling and unloading areas can be specified that cannot be entered during crane operation. In order to facilitate the programming of these areas, the boom and, if necessary, the hook are set to the desired rotational position. By actuating a memory key 39 of the control panel 35 that can be activated by means of the key switch 37, the current rotational position and the unloading or hook position become corresponding measurement signals of the sensors 13, 15, 17 are written into the memory 5.
  • fixed positions that are to be repeatedly approached in crane operation can be approached in a learning phase, the measurement signals of the sensors 31, 15, 17 of this fixed position being stored in the memory 5 by actuating a set key 41 of the operating device 31.
  • the stored fixed positions can subsequently be approached automatically, for example by deflecting a master switch or by pressing a dead man button on the operating device 31.
  • the programmable logic controller 1 essentially detects all the measurement and test signals required for operation and generates essentially all control signals including the control signals for an emergency stop circuit 43. In order to achieve a sufficiently high level of error protection for these functions, this is necessary for these control functions single-channel controller 1 is assigned a test device 45, preferably in the form of a second microprocessor, the task of which is solely the self-testing of controller 1, including memory 5.
  • the controller 1 in turn works cyclically, with all measuring sensors being queried in each cycle and all drives being supplied with control signals. The period of the working cycle of the controller 1 must be chosen so small that changes in the measurement signals of the sensors 13 to 19 can be detected with sufficient speed and accuracy.
  • the duration of each working cycle of controller 1 can be kept very short (less than 30 milliseconds).
  • the device 45 recognizes through bit rotations and arithmetic operations Errors in the arithmetic unit of the controller 1. Errors in the program memory are detected with sufficient probability by cyclical checksum formation of the command numbers of the program and cyclical comparison with a checksum stored in the memory 5. Falsifications of variable data, such as the limit values in the memory 5, are secured by storing the data twice (and possibly inverted) in separate memory modules 3. By comparison routines of the controller 1, falsifications can be detected during the measurement signal processing.
  • Errors such as endless program loops, which lead to an extension of the program cycle time from normally, for example, 24 milliseconds to more than 30 milliseconds, are detected by a time monitoring device (watchdog) in controller 1 and immediately lead to a total shutdown. Random logical errors in the program sequence, such as jumps caused by interference signals, which lead to a reduction in the program cycle time, are detected with sufficient probability by a counting routine that counts instruction marks interspersed in the program and also lead to a shutdown.
  • the function check of the analog-digital converter 27 is carried out on the basis of the reference currents of the two reference current sources 29.
  • the reference currents are dimensioned in such a way that they generate predetermined reference digital values which, in relation to the bit width of the data words, are complementary to one another, ie are inverse to one another. By comparing with stored reference values, it is possible in this way to carry out a check that covers the entire bit width.
  • the outreach Measuring transducers are digital angular encoders, the code signals of which change by only one bit per angular step.
  • the controller 1 carries out a plausibility check of the code signals within each cycle and checks whether the current code signal differs from the previous code signal by more than one bit. Since the cycle duration is shorter than the step duration at the maximum movement speed, deviations between two cycles of more than one bit are interpreted as a defect in the measuring transducers 15, 17 and lead to a shutdown.
  • the load sensor 19 delivers analog measurement signals which are fed separately to the controller 1 via the two measurement channels 21, 23 and the common analog-digital converter 27.
  • the alternately digitized measurement signals of the two measurement channels 21, 23 are compared with one another for the function check of the measurement channels 21, 23, errors in one of the measurement channels leading to a difference and thus to a shutdown.
  • the two digitized load values corresponding to the hook load are stored in separate memory modules 3 of the memory 5.
  • the measured value of the transmitter 17, which represents the outreach of the cantilever, is stored in a third memory module 3.
  • the two load values are compared after they have been written in and read out again from the memory modules 3, so that the checking of the two memory modules storing the load values can be included in this test step.
  • the two load values read out from the memory modules 3 are multiplied by the throat value stored in the third memory module. Since the throat value for each of the two multiplications is read from the third memory module and back into However, if the memory module is written in a space-offset manner, not only the multiplication step but also the third memory module can be checked for functionality by comparing the two load torque products.
  • Safety-relevant outputs of the control 1, which control the lifting mechanism 7, the slewing gear 9 or the trolley 11 via contactors, can be checked by feedback from the contacts of the contactors being returned.
  • the controller 1 also carries out averaging over time of the two load signals, on the one hand to compensate for instantaneous fluctuations in the load values and on the other hand to be able to carry out a dynamic test by means of which the hooking in of the bottom block and possible tearing attempts can be detected and used to switch off the lifting mechanism 7.
  • the transmitter 13 can be a digital code signal transmitter, for example an angle encoder similar to the transmitter 15 or 17, the code signals of which are checked in a corresponding manner by the controller 1 for plausibility.
  • the transmitter 13 can also be designed as an analog transmitter similar to the transmitter 19, in which case the analog-to-digital conversion in two separate measurement channels is also expediently carried out alternately by means of a common analog-to-digital converter and, if appropriate, the memory modules are also checked here 3 is included in the functional check.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

A single-channel, stored-program control system (1) is disclosed for controlling slewing cranes. Motion and/or load-limiting data for a hoisting gear (7) and motion-limiting data for a boom drive (11) are stored in a memory (5). Measurement sensors (13, 17) that generate measurement signals proportional to the motion or load are connected with the hoisting gear (7) and boom drive (11). The stored-program control (1) controls the hoisting gear (7) and the boom drive (11) depending on the stored limiting values and the measurement signals from the measurement sensors (13, 17). Finally, means (45) for cyclically self-testing the stored-program control (1) are disclosed. This crane control system requires relatively little equipment and is very fail-safe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kransteuerung für einen Drehkran, insbesondere einen Turmdrehkran, welcher ein Hubwerk und einen von einem Drehwerk drehbaren Ausleger aufweist, dessen Ausladung mittels eines insbesondere ein Katzfahrwerk des Auslegers antreibenden Auslegeran­triebs änderbar ist, mit einer das Hubwerk, den Ausleger­antrieb und das Drehwerk steuernden Steuerschaltung.The invention relates to a crane control for a slewing crane, in particular a tower crane, which has a lifting mechanism and a jib that can be rotated by a slewing gear, the outreach of which can be changed by means of a jib drive that drives a trolley in particular of the jib, with one that controls the lifting mechanism, the jib drive and the slewing gear Control circuit.

Herkömmliche Kransteuerungen haben aus diskreten Bauele­menten aufgebaute Schaltungen. Ihre Steuerlogik umfaßt eine große Anzahl herkömmlich verdrahteter Schütze, Hilfsrelais und Zeitrelais. Die bekannten Kransteuerun­gen sind zwar vergleichsweise betriebssicher, setzen jedoch hohen Konstruktionsteile- und Montageaufwand voraus. Insbesondere sind für die Bereichsbegrenzung des Auslegerantriebs, des Hubwerks und gegebenenfalls des Drehwerks mechanische Endschalter erforderlich, die bei der Kranmontage durch mehrfaches Anfahren zeitauf­wendig justiert und überprüft werden müssen. Soweit die Kransteuerung auch die Last und das Lastmoment überwacht, sind für die Erfassung der Last mechanisch deformierbare Elemente vorgesehen, die bei Verformung wiederum mecha­nische Endschalter betätigen. Diese Endschalter müssen bei der Montage durch Anheben von Prüflasten eingestellt und überprüft werden.Conventional crane controls have circuits made up of discrete components. Your control logic includes a large number of conventionally wired contactors, auxiliary relays and timing relays. The known crane controls are comparatively safe to operate, but they require high construction parts and assembly costs. In particular, mechanical limit switches are required for the area limitation of the boom drive, the hoist and, if applicable, the slewing gear, which have to be adjusted and checked in a time-consuming manner by multiple starts during crane assembly. Insofar as the crane control also monitors the load and the load moment, mechanically deformable elements are provided for the detection of the load, which in turn actuate mechanical limit switches in the event of deformation. These limit switches must can be adjusted and checked during assembly by lifting test loads.

Es ist ferner bei Kransteuerungen bekannt, einzelne periphere Daten, wie zum Beispiel die Last oder die Ausladung oder den Drehwinkel usw., jeweils durch Meßgeber zu erfassen und in separaten Geräten auszuwer­ten. Die bekannten Geräte haben jedoch nur begrenzte Fehlersicherheit.It is also known in the case of crane controls to record individual peripheral data, such as, for example, the load or the outreach or the angle of rotation, etc., by measuring transducers and to evaluate them in separate devices. However, the known devices have only limited reliability.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Konstruktionsteileauf­wand einer Kransteuerung zu verringern und zugleich die Fehlersicherheit zu erhöhen.It is an object of the invention to reduce the construction parts of a crane control and at the same time to increase the reliability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung als einkanalige, speicherprogrammier­bare Steuerung ausgebildet ist, in deren Speicher Daten für Bewegungs- und/oder Lastgrenzen des Hubwerks und Bewegungsgrenzen des Auslegerantriebs gespeichert sind, daß dem Hubwerk und dem Auslegerantrieb Meßgeber zugeord­net sind, die der Bewegung bzw. der Last proportionale Meßsignale erzeugen, daß die speicherprogrammierbare Steuerung das Hubwerk und den Auslegerantrieb abhängig von den gespeicherten Grenzdaten und den Meßsignalen der Meßgeber steuert, daß die speicherprogrammierbare Steuerung Funktionsroutinen zur Funktionskontrolle der Meßgeber durchführt und daß Einrichtungen zur zyklischen Durchführung von Selbsttests der speicherprogrammierbaren Steuerung vorgesehen sind.This object is achieved in that the control circuit is designed as a single-channel, programmable logic controller, in the memory of which data for movement and / or load limits of the hoist and movement limits of the boom drive are stored, that the hoist and the boom drive are assigned measuring sensors which are associated with the Movement or load proportional measurement signals generate that the programmable controller controls the hoist and the boom drive depending on the stored limit data and the measurement signals of the sensors, that the programmable controller performs function routines to check the function of the sensors and that devices for the cyclical execution of self-tests of the programmable logic devices Control are provided.

Die speicherprogrammierbare Steuerung übernimmt vorzugs­weise sämtliche Steuer- und Überwachungsfunktionen der Kransteuerung. Für die Begrenzung der Hubwerkbewegung und der Auslegerantriebsbewegung als auch für die Überwachung der Hakenlast oder des auf den Ausleger wirkenden Lastmoments sind keine gesonderten mechanischen Endschalter oder dergleichen erforderlich. Die speicher­programmierbare Steuerung errechnet vielmehr aus den Meßsignalen der Meßgeber die Hakenposition, die Ausla­dung, die Hakenlast und gegebenenfalls das Lastmoment und steuert das Hubwerk und den Auslegerantrieb jeweils so, daß in einem Speicher gespeicherte Grenzdaten nicht überschritten werden. Hierdurch läßt sich eine wesentli­che Verringerung des Konstruktionsteileaufwands und des Montage- und Justieraufwands erreichen.The programmable logic controller preferably takes over all control and monitoring functions of the crane controller. For the limitation of the hoist movement and the boom drive movement as well as for the monitoring of the hook load or on the boom acting load torque, no separate mechanical limit switches or the like are required. Rather, the programmable logic controller calculates the hook position, the outreach, the hook load and, if applicable, the load torque from the measurement signals of the sensors and controls the hoist and the boom drive so that limit data stored in a memory are not exceeded. In this way, a significant reduction in the number of construction parts and the assembly and adjustment effort can be achieved.

Bei der speicherprogrammierbaren Steuerung handelt es sich um eine einkanalige Steuerung, die in einem gleich­bleibenden Zyklus von Programmroutinen nacheinander die einzelnen Steuer- und Überwachungsfunktionen der Kran­steuerung abarbeitet. Der Zyklus umfaßt die zyklische Durchführung von Selbsttests, so daß eine hohe Fehler­sicherheit des Programmablaufs und der im Speicher gespeicherten Daten erreicht wird. Mit zu dem Zyklus gehören Programmroutinen zur Funktionskontrolle der Meßgeber.The programmable logic controller is a single-channel controller that processes the individual control and monitoring functions of the crane controller one after the other in a constant cycle of program routines. The cycle includes the cyclical execution of self-tests, so that a high level of error security of the program execution and the data stored in the memory is achieved. The routine also includes program routines for checking the function of the sensors.

Da vorzugsweise alle peripheren Meßgeber über denselben Programmkanal der speicherprogrammierbaren Steuerung verarbeitet werden, also nicht an verschiedene, im Inselbetrieb arbeitende Geräte angeschlossen sind, läßt sich unter den Meßsignalen der Meßgeber eine Korrespon­denz herstellen, was zur Erhöhung der Fehlersicherheit beiträgt. Die erfindungsgemäße Kransteuerung erreicht Sicherheitsklasse 3.Since all peripheral transducers are preferably processed via the same program channel of the programmable logic controller, that is to say are not connected to different devices operating in stand-alone operation, a correspondence can be established under the measurement signals of the transducers, which contributes to increasing the reliability. The crane control according to the invention achieves safety class 3.

Bei den Meßgebern kann es sich um digitale Meßgeber, insbesondere Kodesignalgeber, wie zum Beispiel Winkel­kodierer oder dergleichen, handeln. Für die Funktions­kontrolle kann dann vorgesehen sein, daß die speicher­ programmierbare Steuerung eine Plausibilitätsprüfung der bei einer Änderung des gemessenen Parameters sich ändernden Kodesignale durchführt. Der Kodesignalgeber gibt Kodesignale zum Beispiel in einem einschrittigen Kode ab, bei welchem sich die Kodesignale von Schritt zu Schritt nur jeweils um ein Bit ändern können. Werden pro Schritt Änderungen von mehr als einem Bit erfaßt, so interpretiert die speicherprogrammierbare Steuerung dies als Defekt des Meßgebers. Beispielsweise als Winkelkodierer ausgebildete Kodesignalgeber lassen sich insbesondere zur Wegerfassung einsetzen, beispielsweise zum Erfassen der Drehstellung des vom Drehwerk angetrie­benen Auslegers, der Position des vom Auslegerantrieb angetriebenen Katzfahrwerks oder der durch das Hubwerk bestimmten Hakenposition.The measuring transducers can be digital measuring transducers, in particular code signal transmitters, such as angle encoders or the like. It can then be provided for the function check that the memory Programmable controller performs a plausibility check of the code signals that change when the measured parameter changes. The code signal transmitter emits code signals, for example, in a one-step code in which the code signals can only change by one bit from step to step. If changes of more than one bit are detected per step, the programmable logic controller interprets this as a defect in the measuring transducer. For example, code signal transmitters designed as angular encoders can be used in particular for position detection, for example for detecting the rotational position of the boom driven by the slewing gear, the position of the trolley drive driven by the boom drive, or the hook position determined by the hoist.

Mittels der speicherprogrammierbaren Steuerung lassen sich aber auch analoge Meßgeber überwachen, zumindest was deren Meßsignalübertragungswege anbelangt. Hierzu ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß der analoge Meßgeber über zwei verstärkende Meßkanäle und einen gemeinsamen wechselweise mit den beiden Meßkanälen verbindbaren Analog/Digital-Wandler an die speicherprogrammierbare Steuerung angeschlossen ist und daß die speicherprogrammierbare Steuerung die über die beiden Meßkanäle gelieferten digitalen Meßsignale speichert und für die Funktionskontrolle zyklisch miteinander vergleicht. Abweichungen der beiden gespei­cherten Meßsignale werden als Defekt eines der beiden Meßkanäle interpretiert. Zur Funktionsprüfung des Analog/Digital-Wandlers werden diesem zwei analoge Referenzsignale bzw. -Ströme zugeführt, die so bemessen sind, daß sie, bezogen auf die Bitbreite der gewandelten Datenwörter, jeweils das Komplement des Digitalwerts des anderen Referenzsignals bilden. Bei der Funktions­ prüfung kann damit die gesamte Bitbreite der Datenwörter überprüft werden.The programmable logic controller can also be used to monitor analog sensors, at least as far as their measurement signal transmission paths are concerned. For this purpose, it is provided according to a preferred embodiment that the analog transmitter is connected to the programmable logic controller via two amplifying measurement channels and a common analog / digital converter that can be alternately connected to the two measurement channels, and that the programmable logic controller stores the digital measurement signals supplied via the two measurement channels and cyclically compared with each other for the function check. Deviations in the two stored measurement signals are interpreted as a defect in one of the two measurement channels. To test the function of the analog / digital converter, two analog reference signals or currents are fed to it, which are dimensioned such that they form the complement of the digital value of the other reference signal, based on the bit width of the converted data words. With the functional the entire bit width of the data words can be checked.

Bei dem Analogmeßgeber handelt es sich in einer bevorzug­ten Ausgestaltung um einen Last-Meßgeber, beispielsweise eine Lastmeßachse, über die das Hubseil geführt ist.In a preferred embodiment, the analog measuring transducer is a load measuring transducer, for example a load measuring axis, over which the lifting cable is guided.

Die der Hakenlast proportionalen Meßsignale dieses Last-Meßgebers können zur Überprüfung unmittelbar miteinander verglichen werden. Sie können aber auch zusätzlich mit dem die Ausladung repräsentierenden Meßsignal multipliziert werden, so daß für die Überwa­chung Lastmomentsignale ausgenutzt werden, die durch Verknüpfung der Meßsignale mehrerer Meßgeber entstehen. Dies wiederum erlaubt Rückschlüsse auf eventuelle Programm- und Speicherfehler. Die der Last proportiona­len Meßsignale werden vorzugsweise in Speicherplätzen gesonderter Speicherbauelemente, d.h. gesonderter Speicher-ICs gespeichert, um Defekte von Speicherbau­steinen erkennen zu können. In entsprechender Weise sind auch die Meßsignale des die Ausladung erfassenden Meßgebers in einem gesonderten dritten Speicherbaustein abgelegt. Es versteht sich, daß entweder die gespeicher­ten Grenzdaten oder die Last- oder Lastmomentsignale um das Eigengewicht oder das von ihnen hervorgerufene Eigenmoment von Unterflasche und Oberflasche, Katzfahr­werk und Eigengewicht des Hubseils korrigiert werden, um absolute Werte der Last bzw. des Lastmoments überwa­chen zu können.The measurement signals of this load sensor, which are proportional to the hook load, can be compared directly with one another for checking. However, they can also be additionally multiplied by the measuring signal representing the throat, so that load torque signals are used for the monitoring, which are generated by linking the measuring signals of several sensors. This in turn allows conclusions to be drawn about possible program and memory errors. The measurement signals proportional to the load are preferably stored in memory locations of separate memory components, i.e. stored in separate memory ICs in order to detect defects in memory chips. In a corresponding manner, the measurement signals of the transducer that detects the throat are also stored in a separate third memory module. It is understood that either the stored limit data or the load or load torque signals are corrected for the dead weight or the moment caused by them of the bottom block and top block, trolley and weight of the hoist rope in order to be able to monitor absolute values of the load or the load moment.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind sowohl dem Auslegerantrieb als auch dem Drehwerk und dem Hubwerk Meßgeber zugeordnet, die nicht nur zur Überwachung der maximalen Bewegungsgrenzen, sondern auch zur wahlweisen zwei- oder dreidimensionalen Begrenzung der Hakenposi­ tionen ausgenutzt werden können. Hierzu ist vorgesehen, daß in dem Speicher der speicherprogrammierbaren Steue­rung durch Betätigung eines Setzschalters momentane Meßsignale der Meßgeber zur Bildung gespeicherter Grenzdaten einschreibbar sind. Auf diese Weise können die einzelnen Grenzpositionen sowohl hinsichtlich der Ausladung als auch des Drehwinkels und der Hakentiefe angefahren und durch Betätigen des Setzschalters gespei­chert werden. Diese Funktionsweise kann einerseits zum Einschreiben frei wählbarer Grenzen ausgenutzt werden, innerhalb der der Haken frei positioniert werden kann. Die Funktion läßt aber auch automatisches Anfahren programmierbarer Fixpunkte der Hakenposition zu, für die in entsprechender Weise Daten ermittelt und gespei­chert werden. Um Fehlbedienungen zu vermeiden, ist der speicherprogrammierbaren Steuerung vorzugsweise ein Schlüsselschalter zugeordnet, der für eine Änderung von Grenzdaten betätigt werden muß. Die Speicherung automa­tisch anfahrbarer Fixpunkte hingegen kann betriebsmäßig erfolgen.In a preferred embodiment, the boom drive as well as the slewing gear and the hoist are assigned measuring sensors, which are used not only to monitor the maximum movement limits, but also to optionally limit the hook positions in two or three dimensions ions can be exploited. For this purpose, it is provided that momentary measurement signals of the sensors can be written into the memory of the programmable controller by actuating a set switch in order to form stored limit data. In this way, the individual limit positions can be approached both with regard to the radius and the angle of rotation and the hook depth and can be saved by actuating the setting switch. On the one hand, this functionality can be used to write freely selectable limits within which the hook can be freely positioned. However, the function also allows programmable fixed points of the hook position to be automatically approached, for which data is determined and stored in a corresponding manner. In order to avoid incorrect operation, the programmable logic controller is preferably assigned a key switch, which must be actuated to change limit data. On the other hand, the storage of automatically accessible fixed points can take place operationally.

Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungs­beispiel der Erfindung erläutert. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kransteuerung für einen nicht näher dargestellten Drehkran, insbesondere einen Turmdrehkran, welcher ein Hubwerk und einen von einem Drehwerk drehbaren Ausleger aufweist, dessen Ausladung mittels eines insbesondere ein Katzfahrwerk des Auslegers antreibenden Auslegeran­triebs änderbar ist.An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to a drawing. The drawing shows a schematic block diagram of a crane control according to the invention for a slewing crane, not shown, in particular a tower crane, which has a hoist and a boom that can be rotated by a slewing gear, the outreach of which can be changed by means of a boom drive that drives a trolley in particular of the boom.

Die Kransteuerung umfaßt eine einkanalige, speicherpro­grammierbare Steuerung 1, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers mit einem aus mehreren voneinander gesonderten Speicherbausteinen 3 bestehenden Programm- und/oder Datenspeicher 5. Über nicht näher dargestellte Eingabe-Ausgabe-Schnittstellen, die wie Eingangs- und Ausgangssignale der Steuerung 1 auf geeignete Eingangs- bzw. Ausgangspegel (Gleichspan­nung 24 V, Wechselspannung 11o V, Analogsignalströme 4 bis 20 Milliampere) umsetzen, sind im wesentlichen sämtliche für die Kranfunktion relevanten Peripherie­komponenten an die Steuerung 1 angeschlossen. Die Steuerung 1 steuert insbesondere ein Hubwerk 7, ein Drehwerk 9 des Kranauslegers und einen Katzfahrantrieb 11, welcher eine auf dem Ausleger fahrende Katze bewegt und damit die Ausladung des Auslegers bestimmt. An die Steuerung 1 kann gegebenenfalls auch der Antrieb eines Kranfahrwerks angeschlossen sein. Dem Hubwerk 7 ist ein Meßgeber 13 zugeordnet, der der Hakenposition proportio­nale Meßsignale liefert. Der Drehstellung des Auslegers entsprechende Meßsignale liefert ein Meßgeber 15, während ein Meßgeber 17 Meßsignale liefert, die der momentanen Ausladung proportional sind. Bei den Meßge­bern 15, 17 handelt es sich um digitale Kodesignalgeber, insbesondere Winkelkodierer, deren Kode sich von Winkel­schritt zu Winkelschritt jeweils nur durch ein einzelnes Bit unterscheidet. Die Hakenlast wird von einem Meßgeber 19 erfaßt, bei dem es sich um einen analogen Meßgeber in Form einer Lastmeßachse handelt, über die das Hubseil geführt ist. Der Meßgeber 19 ist parallel an die Eingänge von zwei Meßkanälen 21, 23 angeschlossen, von denen jeder einen Meßverstärker 25 umfaßt. Ein gemeinsamer von einem Multiplexer 26 wechselweise mit den Meßkanälen 21, 23 verbindbarer Analog-Digital-Wandler 27 liefert den über die beiden Meßkanäle 21, 23 übertragenen analogen Signalen entsprechende digitale Datenworte. Der Analog-Digital-Wandler 27 kann für die Funktions­kontrolle mit zwei gesonderten Referenzstromquellen 29 verbunden werden. Durch die Verdoppelung der Meßkanäle wird in nachfolgend noch näher erläuterter Weise die Fehlersicherheit erhöht.The crane controller comprises a single-channel, programmable logic controller 1, for example in the form of a microprocessor or microcontroller with one of several memory modules 3 that are separate from one another Existing program and / or data memory 5. Via input-output interfaces, not shown, which, like input and output signals from controller 1, reach suitable input and output levels (DC voltage 24 V, AC voltage 11o V, analog signal currents 4 to 20 milliamperes) implement, essentially all peripheral components relevant to the crane function are connected to the controller 1. The controller 1 controls in particular a lifting mechanism 7, a rotating mechanism 9 of the crane boom and a trolley drive 11 which moves a cat traveling on the boom and thus determines the outreach of the boom. If necessary, the drive of a crane undercarriage can also be connected to the control 1. A measuring transducer 13 is assigned to the lifting mechanism 7 and supplies measuring signals proportional to the hook position. A measuring sensor 15 supplies the rotating position of the boom, while a measuring sensor 17 provides measuring signals which are proportional to the momentary throat. The measuring transmitters 15, 17 are digital code signal transmitters, in particular angle encoders, the code of which differs from angle step to angle step in each case only by a single bit. The hook load is detected by a measuring transducer 19, which is an analog measuring transducer in the form of a load measuring axis over which the lifting rope is guided. The sensor 19 is connected in parallel to the inputs of two measuring channels 21, 23, each of which comprises a measuring amplifier 25. A common analog-digital converter 27, which can be alternately connected to the measuring channels 21, 23 by a multiplexer 26, supplies corresponding digital data words to the analog signals transmitted via the two measuring channels 21, 23. The analog-digital converter 27 can be connected to two separate reference current sources 29 for the function check. By doubling the measuring channels the error security is increased in the manner explained in more detail below.

An die Steuerung 1 sind beispielsweise im Führerhaus des Krans angeordnete Bedienungseinrichtungen 31 ange­schlossen, über die das Hubwerk 7, das Drehwerk 9, das Katzfahrwerk 11 und gegebenenfalls das Kranfahrwerk in üblicher Weise gesteuert werden können. Im Speicher 5 sind Grenzdaten gespeichert, die die Bewegungsgrenzen des Hubwerks 7 und damit der Hakenposition, des Drehwerks 9 und damit der Auslegerdrehposition und des Katzfahr­antriebs 11 und damit der Ausladung des Auslegers festlegen. Die Steuerung 1 vergleicht die gespeicherten Grenzdaten mit den abhängig von der aktuellen Position des Hubwerks 7, des Drehwerks 9 und des Katzfahrantriebs 11 erzeugten Meßgeber 13, 15 und 17 und beschränkt die durch die Bedienungseinrichtung 31 bestimmte Bewegung dieser Antriebe auf den durch die Grenzdaten festgeleg­ten Bereich. Mechanische Endschalter, wie sie bei herkömmlichen Kransteuerungen erforderlich waren, können auf diese Weise entfallen.Operating devices 31 arranged in the driver's cab of the crane are connected to the control 1, for example, via which the lifting mechanism 7, the slewing gear 9, the trolley traveling mechanism 11 and, if appropriate, the crane traveling mechanism can be controlled in a conventional manner. Boundary data are stored in the memory 5, which define the movement limits of the lifting mechanism 7 and thus the hook position, the rotating mechanism 9 and thus the jib rotating position and the trolley drive 11 and thus the unloading of the jib. The controller 1 compares the stored limit data with the sensors 13, 15 and 17 generated depending on the current position of the lifting mechanism 7, the rotating mechanism 9 and the trolley drive 11 and limits the movement of these drives determined by the operating device 31 to the range determined by the limit data . Mechanical limit switches, such as were required with conventional crane controls, can be omitted in this way.

Die Steuerung 1 vergleicht ferner die mittels des Meßgebers 19 gemessene Last, subtrahiert von der gemes­senen Last das Eigengewicht des Hubseils und des Hakens und vergleicht diesen der tatsächlichen Hakenlast entsprechenden Wert mit ebenfalls im Speicher 5 gespei­cherten Grenzdaten für die maximal zulässige Hakenlast. An der Bedienungseinrichtung 31 eingestellte Bewegungen, die zu einem Überschreiten der maximal zulässigen Hakenlast führen, werden von der Steuerung 1 selbsttä­tig gesperrt. Darüberhinaus errechnet die Steuerung 1 aus der mittels des Meßgebers 19 erfaßten Hakenlast und der durch den Meßgeber 17 gemessenen Ausladung des Auslegers das aktuelle Lastmoment, vermindert um die durch das Seilgewicht, das Laufkatzengewicht und das Gewicht von Unterflasche und Oberflasche bewirkten Lastmomente. Das tatsächliche Lastmoment wird wiederum mit im Speicher 5 gespeicherten Grenzdaten für das maximal zulässige Lastmoment verglichen, und die Steue­rung 1 sperrt Haken- und Auslegerbewegungen, die zu einer Überschreitung des maximal zulässigen Lastmoments führen würden.The controller 1 further compares the load measured by the transducer 19, subtracts from the measured load the dead weight of the hoisting rope and the hook and compares this value corresponding to the actual hook load with limit data likewise stored in the memory 5 for the maximum permissible hook load. Movements set on the operating device 31, which lead to the maximum permissible hook load being exceeded, are automatically blocked by the controller 1. In addition, the controller 1 calculates the current load torque, reduced by the, from the hook load detected by the transducer 19 and the jib outreach measured by the transducer 17 load moments caused by the rope weight, the trolley weight and the weight of the bottom block and top block. The actual load torque is again compared with limit data for the maximum permissible load torque stored in the memory 5, and the controller 1 blocks hook and boom movements which would lead to the maximum permissible load torque being exceeded.

Die aktuellen Werte der Last, der Ausladung, der Haken­position bzw. Hakenhöhe und der Drehposition des Ausle­gers werden in einem Anzeigefeld 33 des Kranführerhauses angezeigt. Auf dem Anzeigefeld 33 können zusätzlich die im Speicher 5 gespeicherten Grenzdaten angezeigt werden.The current values of the load, the outreach, the hook position or hook height and the rotating position of the boom are displayed in a display field 33 of the crane cab. The limit data stored in the memory 5 can additionally be displayed on the display panel 33.

Für die Eingabe der Grenzdaten in den Speicher 5 ist ein Eingabefeld 35 vorgesehen, welches über einen Schlüsselschalter 37 freigegeben wird, so daß die bei der Montage des Krans eingestellten Grenzdaten nicht unbeabsichtigt gelöscht oder verändert werden können.An input field 35 is provided for the input of the limit data into the memory 5, which is released via a key switch 37, so that the limit data set during the assembly of the crane cannot be inadvertently deleted or changed.

Die Fähigkeit der Steuerung 1, die Position des Hubwerks 7, des Drehwerks 9 und des Katzfahrantriebs 11 sowie gegebenenfalls des Kranfahrwerks ohne Justierung mecha­nischer Endschalter begrenzen zu können, kann zur betriebsmäßig wählbaren Einengung der maximal zulässigen Bewegungsgrenzen ausgenutzt werden. Auf diese Weise können Schwenk- und Ausladungsbereiche vorgegeben werden, in die im Kranbetrieb nicht eingefahren werden kann. Um die Programmierung dieser Bereiche zu erleich­tern, wird der Ausleger und gegebenenfalls der Haken auf die gewünschte Drehposition gestellt. Durch Betäti­gen einer mittels des Schlüsselschalters 37 aktivierba­ren Speichertaste 39 des Bedienfelds 35 werden die der momentanen Drehposition und Ausladung bzw. Hakenposition entsprechenden Meßsignale der Meßgeber 13, 15, 17 in den Speicher 5 eingeschrieben. In analoger Weise können auch Fixpositionen, die im Kranbetrieb wiederholt angefahren werden sollen, in einer Lernphase angefahren werden, wobei durch Betätigen einer Setztaste 41 der Bedieneinrichtung 31 die Meßsignale der Meßgeber 31, 15, 17 dieser Fixposition im Speicher 5 gespeichert werden. Die gespeicherten Fixpositionen können nachträg­lich beispielsweise durch Auslenken eines Meisterschal­ters oder durch Drücken einer Totmanntaste der Bedienein­richtung 31 automatisch angefahren werden.The ability of the controller 1 to be able to limit the position of the lifting mechanism 7, the slewing gear 9 and the trolley travel drive 11 and, if appropriate, the crane running gear without adjusting mechanical limit switches can be used for the operationally selectable narrowing of the maximum permissible movement limits. In this way, swiveling and unloading areas can be specified that cannot be entered during crane operation. In order to facilitate the programming of these areas, the boom and, if necessary, the hook are set to the desired rotational position. By actuating a memory key 39 of the control panel 35 that can be activated by means of the key switch 37, the current rotational position and the unloading or hook position become corresponding measurement signals of the sensors 13, 15, 17 are written into the memory 5. In an analogous manner, fixed positions that are to be repeatedly approached in crane operation can be approached in a learning phase, the measurement signals of the sensors 31, 15, 17 of this fixed position being stored in the memory 5 by actuating a set key 41 of the operating device 31. The stored fixed positions can subsequently be approached automatically, for example by deflecting a master switch or by pressing a dead man button on the operating device 31.

Die speicherprogrammierbare Steuerung 1 erfaßt im wesentlichen sämtliche für den Betrieb erforderlichen Meß- und Prüfsignale und erzeugt im wesentlichen sämt­liche Steuersignale einschließlich der Steuersignale für einen Not-Aus-Schaltkreis 43. Um für diese Funktio­nen eine ausreichend hohe Fehlersicherheit zu erzielen, ist der für diese Steuerfunktionen einkanaligen Steue­rung 1 eine Prüfeinrichtung 45 vorzugsweise in Form eines zweiten Mikroprozessors zugeordnet, dessen Aufgabe ausschließlich die Selbsttestung der Steuerung 1 ein­schließlich des Speichers 5 ist. Die Steuerung 1 arbei­tet ihrerseits zyklisch, wobei in jedem Zyklus sämtliche Meßgeber abgefragt und sämtliche Antriebe mit Steuersi­gnalen versorgt werden. Die Periodendauer des Arbeits­zyklus der Steuerung 1 muß so klein gewählt sein, daß Änderungen der Meßsignale der Meßgeber 13 bis 19 hin­reichend rasch und hinreichend genau erfaßt werden können. Da die Selbsttests nicht durch Programmroutinen der Steuerung 1 durchgeführt werden, sondern durch eine gesonderte Einrichtung 45, kann die Dauer jedes Arbeits­zyklus der Steuerung 1 sehr kurz (weniger als 30 Milli­sekunden) gehalten werden. Die Einrichtung 45 erkennt durch Bit-Rotationen und arithmetische Operationen Fehler im Rechenwerk der Steuerung 1. Fehler im Programm­speicher werden durch zyklische Prüfsummenbildung der Befehlszahlen des Programms und zyklischen Vergleich mit einer im Speicher 5 gespeicherten Prüfsumme mit ausreichender Wahrscheinlichkeit erkannt. Verfälschungen variabler Daten, wie zum Beispiel der Grenzwerte im Speicher 5, werden dadurch gesichert, daß die Daten in getrennten Speicherbausteinen 3 doppelt (und gegebenen­falls invertiert) abgelegt werden. Durch Vergleichsrou­tinen der Steuerung 1 können während der Meßsignalver­arbeitung Verfälschungen erkannt werden. Fehler, wie zum Beispiel Endlos-Programmschleifen, die zu einer Verlängerung der Programm-Zykluszeit von normalerweise beispielsweise 24 Millisekunden auf mehr als 30 Milli­sekunden führen, werden von einer Zeitüberwachungsein­richtung (Watch-Dog) der Steuerung 1 erkannt und führen sofort zur Gesamtabschaltung. Zufällige logische Fehler im Programmablauf, wie zum Beispiel durch Störsignale verursachte Sprünge, die zu einer Verkürzung der Pro­grammzykluszeit führen, werden durch eine Zählroutine, die in das Programm eingestreute Befehlsmarken zählt, mit ausreichender Wahrscheinlichkeit erkannt und führen ebenfalls zur Abschaltung. Die Funktionskontrolle des Analog-Digital-Wandlers 27 wird anhand der Referenzströme der beiden Referenzstromquellen 29 ausgeführt. Die Referenzströme sind so bemessen, daß sie vorbestimmte Referenz-Digitalwerte erzeugen, die, bezogen auf die Bitbreite der Datenworte zueinander im Komplement stehen, d.h. zueinander invers sind. Durch Vergleich mit gespeicherten Referenz-Werten läßt sich auf diese Weise eine die gesamte Bitbreite erfassende Kontrolle durchführen.The programmable logic controller 1 essentially detects all the measurement and test signals required for operation and generates essentially all control signals including the control signals for an emergency stop circuit 43. In order to achieve a sufficiently high level of error protection for these functions, this is necessary for these control functions single-channel controller 1 is assigned a test device 45, preferably in the form of a second microprocessor, the task of which is solely the self-testing of controller 1, including memory 5. The controller 1 in turn works cyclically, with all measuring sensors being queried in each cycle and all drives being supplied with control signals. The period of the working cycle of the controller 1 must be chosen so small that changes in the measurement signals of the sensors 13 to 19 can be detected with sufficient speed and accuracy. Since the self-tests are not carried out by program routines of controller 1, but by a separate device 45, the duration of each working cycle of controller 1 can be kept very short (less than 30 milliseconds). The device 45 recognizes through bit rotations and arithmetic operations Errors in the arithmetic unit of the controller 1. Errors in the program memory are detected with sufficient probability by cyclical checksum formation of the command numbers of the program and cyclical comparison with a checksum stored in the memory 5. Falsifications of variable data, such as the limit values in the memory 5, are secured by storing the data twice (and possibly inverted) in separate memory modules 3. By comparison routines of the controller 1, falsifications can be detected during the measurement signal processing. Errors, such as endless program loops, which lead to an extension of the program cycle time from normally, for example, 24 milliseconds to more than 30 milliseconds, are detected by a time monitoring device (watchdog) in controller 1 and immediately lead to a total shutdown. Random logical errors in the program sequence, such as jumps caused by interference signals, which lead to a reduction in the program cycle time, are detected with sufficient probability by a counting routine that counts instruction marks interspersed in the program and also lead to a shutdown. The function check of the analog-digital converter 27 is carried out on the basis of the reference currents of the two reference current sources 29. The reference currents are dimensioned in such a way that they generate predetermined reference digital values which, in relation to the bit width of the data words, are complementary to one another, ie are inverse to one another. By comparing with stored reference values, it is possible in this way to carry out a check that covers the entire bit width.

Bei den die Drehposition des Auslegers und die Position des Katzfahrwerks, d.h. die Ausladung erfassenden Meßgebern handelt es sich um digitale Winkelkodierer, deren Kodesignale sich pro Winkelschritt lediglich um ein einziges Bit ändern. Die Steuerung 1 führt innerhalb jedes Zyklus eine Plausibilitätsprüfung der Kodesignale durch und überprüft hierbei, ob sich das aktuelle Kodesignal vom vorangegangenen Kodesignal um mehr als ein Bit unterscheidet. Da die Zyklusdauer kürzer als die Schrittdauer bei maximaler Bewegungsgeschwindigkeit ist, werden Abweichungen zwischen zwei Zyklen von mehr als einem Bit als Defekt der Meßgeber 15, 17 interpre­tiert und führen zur Abschaltung.In the case of the rotating position of the boom and the position of the trolley, ie the outreach Measuring transducers are digital angular encoders, the code signals of which change by only one bit per angular step. The controller 1 carries out a plausibility check of the code signals within each cycle and checks whether the current code signal differs from the previous code signal by more than one bit. Since the cycle duration is shorter than the step duration at the maximum movement speed, deviations between two cycles of more than one bit are interpreted as a defect in the measuring transducers 15, 17 and lead to a shutdown.

Der die Last erfassende Meßgeber 19 liefert analoge Meßsignale, die gesondert über die beiden Meßkanäle 21, 23 und den gemeinsamen Analog-Digital-Wandler 27 der Steuerung 1 zugeführt werden. Die wechselweise digita­lisierten Meßsignale der beiden Meßkanäle 21, 23 werden für die Funktionskontrolle der Meßkanäle 21, 23 mitein­ander verglichen, wobei Fehler in einem der Meßkanäle zu einer Differenz und damit zur Abschaltung führen. Die beiden der Hakenlast entsprechenden, digitalisierten Lastwerte werden in gesonderten Speicherbausteinen 3 des Speichers 5 abgelegt. Der die Ausladung des Ausle­gers repräsentierende Meßwert des Meßgebers 17 wird in einem dritten Speicherbaustein 3 gespeichert. Der Vergleich der beiden Lastwerte erfolgt nach Einschreiben und erneutem Auslesen aus den Speicherbausteinen 3, so daß die Überprüfung der beiden die Lastwerte speichern­den Speicherbausteine in diesen Prüfschritt miteinbezo­gen werden kann. Für die Überwachung des Lastmoments werden die beiden aus den Speicherbausteinen 3 ausgele­senen Lastwerte mit dem in dem dritten Speicherbaustein gespeicherten Ausladungswert multipliziert. Da der Ausladungswert für jede der beiden Multiplikationen aus dem dritten Speicherbaustein ausgelesen und wieder in den Speicherbaustein jedoch speicherplatzversetzt eingeschrieben wird, kann durch Vergleich der beiden Lastmomentprodukte nicht nur der Multiplikationsschritt, sondern auch der dritte Speicherbaustein auf Funktions­fähigkeit überprüft werden. Sicherheitsrelevante Ausgänge der Steuerung 1, die über Schütze beispielsweise das Hubwerk 7, das Drehwerk 9 oder das Katzfahrwerk 11 steuern, können durch Rückmeldungen rückgeführter Kontakte der Schütze geprüft werden. Die Steuerung 1 führt ferner zeitliche Mittelwertbildung der beiden Lastsignale durch, um einerseits momentane Schwankungen der Lastwerte auszugleichen und andererseits eine dynamische Prüfung durchführen zu können, durch die das Einhaken der Unterflasche und eventuelle Losreißversuche erfaßt und zur Abschaltung des Hubwerks 7 ausgenutzt werden können.The load sensor 19 delivers analog measurement signals which are fed separately to the controller 1 via the two measurement channels 21, 23 and the common analog-digital converter 27. The alternately digitized measurement signals of the two measurement channels 21, 23 are compared with one another for the function check of the measurement channels 21, 23, errors in one of the measurement channels leading to a difference and thus to a shutdown. The two digitized load values corresponding to the hook load are stored in separate memory modules 3 of the memory 5. The measured value of the transmitter 17, which represents the outreach of the cantilever, is stored in a third memory module 3. The two load values are compared after they have been written in and read out again from the memory modules 3, so that the checking of the two memory modules storing the load values can be included in this test step. To monitor the load torque, the two load values read out from the memory modules 3 are multiplied by the throat value stored in the third memory module. Since the throat value for each of the two multiplications is read from the third memory module and back into However, if the memory module is written in a space-offset manner, not only the multiplication step but also the third memory module can be checked for functionality by comparing the two load torque products. Safety-relevant outputs of the control 1, which control the lifting mechanism 7, the slewing gear 9 or the trolley 11 via contactors, can be checked by feedback from the contacts of the contactors being returned. The controller 1 also carries out averaging over time of the two load signals, on the one hand to compensate for instantaneous fluctuations in the load values and on the other hand to be able to carry out a dynamic test by means of which the hooking in of the bottom block and possible tearing attempts can be detected and used to switch off the lifting mechanism 7.

Bei dem Meßgeber 13 kann es sich um einen digitalen Kodesignalgeber, beispielsweise einem Winkelkodierer ähnlich den Meßgebern 15 oder 17 handeln, dessen Kode­signale in entsprechender Weise von der Steuerung 1 auf Plausibilität geprüft werden. Alternativ kann der Meßgeber 13 auch als analoger Meßgeber ähnlich dem Meßgeber 19 ausgebildet sein, wobei auch hier dann zweckmäßigerweise die Analog-Digital-Wandlung in zwei voneinander gesonderten Meßkanälen wechselweise mittels eines gemeinsamen Analog-Digital-Wandlers erfolgt und gegebenenfalls auch hier eine Überprüfung der Speicher­bausteine 3 in die Funktionskontrolle miteinbezogen wird.The transmitter 13 can be a digital code signal transmitter, for example an angle encoder similar to the transmitter 15 or 17, the code signals of which are checked in a corresponding manner by the controller 1 for plausibility. Alternatively, the transmitter 13 can also be designed as an analog transmitter similar to the transmitter 19, in which case the analog-to-digital conversion in two separate measurement channels is also expediently carried out alternately by means of a common analog-to-digital converter and, if appropriate, the memory modules are also checked here 3 is included in the functional check.

Claims (7)

1. Kransteuerung für einen Drehkran, insbesondere einen Turmdrehkran, welcher ein Hubwerk (7) und einen von einem Drehwerk (9) drehbaren Ausleger aufweist, dessen Ausladung mittels eines insbesondere ein Katzfahrwerk des Auslegers antreibenden Auslegeran­triebs (11) änderbar ist, mit einer das Hubwerk (7), den Auslegerantrieb (11) und das Drehwerk (9) steuern­den Steuerschaltung (1),
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung als einkanalige, speicherprogram­mierbare Steuerung (1) ausgebildet ist, in deren Speicher (5) Daten für Bewegungs- und/oder Lastgren­zen des Hubwerks (7) und Bewegungsgrenzen des Ausle­gerantriebs (11) gespeichert sind,
daß dem Hubwerk (7) und dem Auslegerantrieb (11) Meßgeber (13, 17, 19) zugeordnet sind, die der Bewegung bzw. der Last proportionale Meßsignale erzeugen,
daß die speicherprogrammierbare Steuerung (1) das Hubwerk (7) und den Auslegerantrieb (11) abhängig von den gespeicherten Grenzdaten und den Meßsignalen der Meßgeber (13, 17, 19) steuert,
daß die speicherprogrammierbare Steuerung (1) Pro­grammroutinen zur Funktionskontrolle der Meßgeber (13, 17, 19) durchführt
und daß Einrichtungen (45) zur zyklischen Durchführung von Selbsttests der speicherprogrammierbaren Steue­rung (1) vorgesehen sind.1. Crane control for a slewing crane, in particular a tower crane, which has a hoist (7) and a boom that can be rotated by a slewing gear (9), the outreach of which can be changed by means of a boom drive (11) that drives a trolley of the boom in particular, with one the hoist (7), the boom drive (11) and the slewing gear (9) controlling control circuit (1),
characterized in that the control circuit is designed as a single-channel, programmable logic controller (1), in the memory (5) of which data for movement and / or load limits of the lifting mechanism (7) and movement limits of the boom drive (11) are stored,
that the lifting mechanism (7) and the boom drive (11) are assigned sensors (13, 17, 19) which generate measurement signals proportional to the movement or the load,
that the programmable logic controller (1) controls the hoist (7) and the boom drive (11) depending on the stored limit data and the measurement signals of the sensors (13, 17, 19),
that the programmable logic controller (1) executes program routines for checking the function of the sensors (13, 17, 19)
and that devices (45) are provided for the cyclical execution of self-tests of the programmable logic controller (1). 2. Kransteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Meßgeber (17), insbesondere der dem Auslegerantrieb zugeordnete Meßgeber, als Kodesignalgeber ausgebildet ist und daß die speicher­programmierbare Steuerung (1) zur Funktionskontrolle bei Bewegung eine Plausibilitätsprüfung aufeinander­folgender Kodesignale durchführt.2. Crane control according to claim 1, characterized in that at least one of the sensors (17), in particular the transducer assigned to the boom drive is designed as a code signal transmitter and that the programmable logic controller (1) carries out a plausibility check of successive code signals for function control when moving. 3. Kransteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß wenigstens einer der Meßgeber (19), insbesondere der die Last erfassende Meßgeber, als analoger Geber ausgebildet ist, der über zwei verstär­kende Meßkanäle (21, 23) und einen wechselweise mit den beiden Meßkanälen (21, 23) verbindbaren Analog/­Digital-Wandler (27) an die speicherprogrammierbare Steuerung (1) angeschlossen ist und daß die speicher­programmierbare Steuerung (1) die über die beiden Meßkanäle (21, 23) gelieferten Meßsignale speichert und für die Funktionskontrolle zyklisch miteinander vergleicht.3. Crane control according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the measuring transducers (19), in particular the load sensing transducer, is designed as an analog transducer which has two amplifying measuring channels (21, 23) and one alternately with the two Measuring channels (21, 23) connectable analog / digital converter (27) is connected to the programmable controller (1) and that the programmable controller (1) stores the measuring signals supplied via the two measuring channels (21, 23) and cyclically for the function check compared with each other. 4. Kransteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die speicherprogrammierbare Steuerung (1) die beiden gespeicherten Meßsignale mit dem die Ausladung repräsentierenden Meßsignal multipliziert und die errechneten Produkte für die Funktionskontrolle miteinander und für die Steuerung des Auslegerantriebs (11) und/oder des Hubwerks (7) mit vorgegebenen, gespeicherten Grenzdaten für das maximale Ausleger­moment vergleicht.4. Crane control according to claim 3, characterized in that the programmable controller (1) multiplies the two stored measurement signals by the measurement signal representing the throat and the calculated products for the function control with each other and for the control of the boom drive (11) and / or the hoist (7) compares with specified, stored limit data for the maximum boom torque. 5. Kransteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die errechneten Produkte oder die Grenzdaten für das maximale Auslegermoment um Momentenbeiträge aufgrund des Eigengewichts von Krankomponenten korrigiert sind.5. Crane control according to claim 4, characterized in that the calculated products or the limit data for the maximum jib moment are corrected by torque contributions due to the dead weight of crane components. 6. Kransteuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale, insbeson­dere über zwei gesonderte Meßkanäle (21, 23) geführte Meßsignale desselben Meßgebers (19) in voneinander gesonderten Speicherbauelementen (3) gespeichert sind.6. Crane control according to one of claims 3 to 5, characterized in that the measurement signals, in particular via two separate measurement channels (21, 23) guided measurement signals of the same transmitter (19) are stored in separate memory components (3). 7. Kransteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hubwerk (7) und/oder dem Drehwerk (9) und/oder dem Auslegerantrieb (11) Meßgeber (13, 15, 17) zur Erfassung der Hakenposition bzw. der Drehstellung des Auslegers bzw. dessen Ausladung zugeordnet sind, und daß in den Speicher (5) der speicherprogrammierbaren Steuerung (i) durch Betätigung eines Setzschalters (39, 41) momentane Meßsignale der Meßgeber (13, 15, 17) zur Bildung gespeicherter Grenzdaten einschreibbar sind.7. Crane control according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lifting mechanism (7) and / or the slewing gear (9) and / or the boom drive (11) transducer (13, 15, 17) for detecting the hook position or are assigned to the rotational position of the boom or its outreach, and that current measurement signals from the sensors (13, 15, 17) can be written into the memory (5) of the programmable controller (i) by actuating a set switch (39, 41) to form stored limit data are.
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