EP0458994B1 - Zugregelung für die Greiferseile eines Schüttgut-Um-schlaggeräts - Google Patents

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EP0458994B1
EP0458994B1 EP19900110154 EP90110154A EP0458994B1 EP 0458994 B1 EP0458994 B1 EP 0458994B1 EP 19900110154 EP19900110154 EP 19900110154 EP 90110154 A EP90110154 A EP 90110154A EP 0458994 B1 EP0458994 B1 EP 0458994B1
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EP
European Patent Office
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tension
cable
closing
holding
gripper
Prior art date
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EP19900110154
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English (en)
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EP0458994A1 (de
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Ludwig Carbon
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to ES90110154T priority patent/ES2070951T3/es
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/12—Grabs actuated by two or more ropes
    • B66C3/125—Devices for control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/22—Control systems or devices for electric drives
    • B66C13/32—Control systems or devices for electric drives for operating grab bucket hoists by means of one or more electric motors used both for hosting and lowering the loads and for opening and closing the bucket jaws
    • B66C13/38—Systems controlling independent motors

Definitions

  • the invention relates to a tension control for the gripper ropes of a bulk material handling device with gripper and electric, position and speed-controlled cable drives, in particular a bulk material handling device with cable trolley, the gripper having a holding and a closing rope and the tension control at the beginning of a closing process of the
  • the gripper acts in such a way that the tether is hauled in or released until the tether is loaded with a tether whose preselectable initial value is significantly smaller than the nominal tug, e.g. 10% of the nominal train.
  • the regulation described there is not yet optimal insofar as the tether may close when the gripper is closed. sag slack and a high jerk can occur during the subsequent transition to full tensile load. A jerk leads to loads and wear in the tether, bearings for the deflection pulleys and tether winch, as well as endangering people and material by knocking out the tether during the transition to full tensile load when lifting the gripper. Furthermore, the tether and tether mechanism must be dimensioned accordingly strong to cope with the jerk.
  • a jerk would also raise the gripper somewhat without the closing rope being able to keep the gripper closed.
  • some bulk material eg 1%, would have flowed out of the gripper again; the handling device would be operated with a reduced filling level of the gripper.
  • the object of the present invention is to avoid the jerk and the associated disadvantages with certainty, ensuring time and quantity-optimal operation of the handling device and, moreover, in all operating states, in particular with a high degree of closure of the gripper, an even load distribution on holding and Closing rope should be reached. This enables a smaller and consequently less expensive design of the locking rope, locking rope mechanism and locking rope drive.
  • the object is achieved in that the holding train is steadily increased during the closing process from a preselectable degree of closing of the gripper to a preselectable maximum holding pull.
  • Regulating the stop train can e.g. in that the speed control of the tether drives acts as a proportional control during the closing process, this speed control is given a speed setpoint corresponding to the "lifting the gripper" state and the gain factor of the speed control is increased to increase the stop pull.
  • the holding pull is increased to the nominal pull, which in particular can be equal to the pull in the closing rope of the gripper.
  • the termination of the closing process is determined in a particularly advantageous manner as a function of the load, that is to say the load-related rope elongations are taken into account.
  • a bulk material handling device 1 essentially consists of a mechanically rigid frame 2, a trolley, here a cable trolley 3, a gripper 4 and the drives 5, 5 ', 5' 'for cat rope 6, closing rope 6' and tether 6 '' of the gripper 4 with the associated drive control.
  • the drive control is advantageously carried out by an automation unit 7, e.g. a programmable logic controller or a PC.
  • the drives 5, 5 ', 5' ' are advantageously designed as converter-fed three-phase asynchronous motors.
  • Deflection rollers 8 ', 8' 'for the gripper ropes 6', 6 '' are arranged on the cat 3. At the outer end of the handling device 1, a deflection roller 8 for the cat rope 6 is arranged.
  • a degree of closure of 0% means an open, a degree of closure of 100% a closed gripper 4.
  • the gripper 4 essentially consists of 2 gripper shells 41, 41 'which are connected to one another at their pointed end, for example with a plug-in axis 45. Furthermore, the gripper shells 41, 41 'are connected at fastening points 42, 42' via cables 43, 43 'to a crossbar 44 to which the tether 6''is fastened.
  • the closing rope 6 ' is guided over deflection pulleys 46, which act on the crossbar 44 and the axis 45 and act as a pulley block.
  • the end of the closing line 6 ' can be attached to the crossbar 44 or to the axis 45.
  • the gripper 4 is opened by a corresponding control of the drive before it touches the bulk material 9.
  • the closing rope 6 '- relative to the tether 6' '- is lowered so that the gripper shells 41, 41' open.
  • the gripper ropes 6 ′, 6 ′′ are released so that the gripper 4 can sink into the bulk material 9. Slack rope is formed in the gripper ropes 6 ', 6' '.
  • a tension control of the tether 6 '' is carried out in such a way that the slack rope of the tether 6 '' is brought in until the tether 6 '' is acted upon by a preselectable tether F min which is significantly smaller than the nominal tension required to raise the nominal load , eg 10% of the nominal train.
  • the slack rope of the closing rope 6 ' which may be present is automatically taken up when the gripper 4 is closed.
  • the transition from pulling in the slack rope to closing the gripper 4 is not critical, since the required train F s in the closing rope 6 'does not increase abruptly, but continuously. This will be explained in detail in the description of FIG. 3. From a preselectable degree of closure of the gripper 4, for example 60%, the holding pull F h in the tether 6 ′′ is gradually increased in order to ensure a smooth transition to the lifting of the gripper 4.
  • the gradual increase in the holding cable F h ensures that any slack rope that may be present is caught, in particular that the sag of the holding cable 6 ′′ between the holding cable drive 5 ′′ and the deflection roller 8 ′′ is eliminated before the holding cable drive 5 ′′ with the gripper 4 is non-positive via the tether 6 ''. Power peaks in tether 6 '', tether drive 5 '', pulley 8 '' etc. are significantly reduced. Furthermore, knocking out of the tether 6 ′′ is avoided.
  • the pull F h in the tether 6 ′′ is continuously regulated up to a preselectable maximum towing pull F max , which can be, for example, the same as the nominal pull or the pull F s in the closing rope 6 ′ of the gripper 4.
  • FIG 3 shows the course of the train in the gripper ropes 6 ', 6' 'during a closing operation.
  • the solid line means the course of the traction in the tether 6 ′′ and the dashed line means the course of the traction in the closing rope 6 ′′.
  • the open gripper 4 is lowered onto the bulk material 9.
  • the train F s in the closing rope 6 ' is very small.
  • the train F h in the tether 6 ′′ is caused by the weight of the gripper 4.
  • the gripper ropes 6 ', 6'' After placing the gripper 4 on the bulk material 9, that is, after the time t 1, the gripper ropes 6 ', 6''are still released until, for example, the trains F h , F s in the gripper ropes 6', 6 '' only Correspond to the dead weight of the gripper ropes 6 ', 6''so that the gripper 4 can sink into the bulk material 9.
  • the gripper 4 is closed.
  • the closing train F s rises steadily.
  • the closing cable F s in the closing cable 6 ' is thereby reinforced via the pulley block formed by the deflection rollers 46, which is preferably designed with 3 to 7-fold reduction, in particular with 4-fold reduction. Without reduction, the gripper 4 would be lifted from the bulk material 9 solely by the closing rope 6 'before the gripper 4 is completely closed, since the closing pull F s required to close the gripper 4 clearly exceeds the nominal pull.
  • the slack of the tether 6 is overtaken with a known slack rope control until the tether 6" from the time t3 is acted upon by a tether F min, which is significantly less than the nominal tug.
  • the holding pull F h in the holding rope 6 '' is continuously regulated up to a maximum holding pull F max , which is, for example, equal to the maximum closing pull .
  • a tension compensation control is advantageously activated when lifting, so that the total tension F h + F s is distributed in a predetermined ratio, preferably 50:50, to the gripper ropes 6 ', 6''.
  • the drives 5 ', 5' 'for the gripper ropes 6', 6 '', the gripper ropes 6 ', 6' 'themselves, the deflection rollers 8', 8 '' and subsequently also the trolley 3, the cat rope 6 and the cat drive 5 can be designed smaller and thus also cheaper.
  • the structure of the gripper rope control is shown in FIG. 4.
  • the structure of the cat rope control is not shown for reasons of clarity. It is designed in the same way as the structure of the rapier control.
  • the control unit 17 supplies the target value for the length h * of the tether 6 ′′ and the target value for the length difference between the closing rope 6 'and the retaining rope 6''. Furthermore, the control unit 17 switches the speed controller 14 ′′ and the compensation controller 12.
  • the control unit 17 supplies a time-dependent tether length h * to the position controller 10 ′′, which forms the difference ⁇ h from the tether length h * and the actual tether length h and forwards it to the ramp generator 11 ′′.
  • the speed controller 14 ′′ compares the actual speed value n h of the tether drive 5 ′′ with the speed command value n h * and supplies the current controller 15 ′′ with a current command value I h * which depends on the operating mode of the speed controller 14 ′′. and possibly also depends on the degree of closure of the gripper or, which is equivalent, on the effective length difference s eff of the gripper ropes 6 ', 6''.
  • the current regulator 15 ′′ regulates the current for the tether drive 5 ′′.
  • the position controller 10 ′ receives a corresponding setpoint from the control unit 17 given.
  • the speed controller 14 ′′ which is normally operated as a PI controller, is switched by sending the signal m h so that it works as a P controller with weak amplification.
  • the position controller 10 ′′ is given a setpoint h * which corresponds to the “lifting gripper” state.
  • the ramp generator 11 ′′ also produces a speed setpoint n corresponding to the “lifting gripper” state * H given to the speed controller 14 ''.
  • the speed setpoint n * H can also be specified directly by the control unit 17, as indicated by the broken line in FIG. 4.
  • the speed controller 14 ′′ is again switched as a PI controller and the gripper 4 is raised.
  • the lifting command is given by the control unit 17 specifying a corresponding target value h *.
  • the control unit 17 activates the compensation control 12 by the signal m a, which compensates for tension between the tether 6 ′′ and the closing rope 6 ′.
  • Each rope only carries part of the load, e.g. only half Load.
  • the speed controller 14' is acted upon by the compensation controller 12 with an additional speed setpoint ⁇ n s ** if necessary.
  • the position controller 10 'and the ramp generator 11' are either overridden or deactivated.
  • the current status data of the handling device can be displayed on a monitor, not shown, in the driver's cab, so that the device operator can intervene if necessary.
  • the entire drive control in the automation unit 7 can be implemented in software, but can also be constructed in hardware.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zugregelung für die Greiferseile eines Schüttgut-Umschlaggeräts mit Greifer und elektrischen, lage- und drehzahlgeregelten Seilantrieben, insbesondere eines Schüttgut-Umschlaggeräts mit Seilzugkatze, wobei der Greifer ein Halte- und ein Schließseil aufweist und wobei die Zugregelung zu Beginn eines Schließvorgangs des Greifers derart wirkt, daß das Halteseil eingeholt bzw. nachgelassen wird, bis das Halteseil mit einem Haltezug beaufschlagt ist, dessen vorwählbarer Anfangswert wesentlich kleiner ist als der Nennzug, z.B. 10 % des Nennzugs.
  • Eine solche Zugregelung ist z.B. in der "Siemens-Zeitschrift", Jg. 49, Heft 1 (Jan. 1975), Seiten 3 bis 9, beschrieben.
  • Die dort beschriebene Regelung ist insofern noch nicht optimal, als beim Schließen des Greifers das Halteseil u.U. schlaff durchhängen und beim darauffolgenden Übergang zur vollen Zugbelastung ein hoher Ruck auftreten kann. Ein Ruck führt zu Belastungen und Verschleiß in Halteseil, Lagern für die Umlenkrollen und Halteseilwinde sowie zur Gefährdung von Menschen und Material durch das Ausschlagen des Halteseils beim Übergang zur vollen Zugbelastung beim Heben des Greifers. Ferner müssen Halteseil und Halteseilmechanik entsprechend stark dimensioniert sein, um den Ruck verkraften zu können.
  • Durch einen Ruck würde auch der Greifer etwas angehoben, ohne daß das Schließseil den Greifer geschlossen halten könnte. Bis das Schließseil nachgeführt wäre, wäre etwas Schüttgut, z.B. 1 %, aus dem Greifer wieder ausgeflossen; das Umschlaggerät würde mit verringertem Füllgrad des Greifers betrieben werden.
  • Bei einer aus der DE-B-1 120 660 bekannten Einrichtung wird zur Ruckverhinderung beim Schließen des Greifers im Augenblick des vollständigen Greiferschlusses mittels eines zeit- oder wegabhängigen Schaltgeräts der Antrieb für das Schließseil kurz vor Beendigung des Schließhubes auf einer Stufe heruntergeschaltet, in der ein Anheben des gefüllten Greifers über das Schließseil nicht möglich ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Ruck und die damit verbundenen Nachteile mit Sicherheit zu vermeiden, wobei ein zeit- und mengenoptimaler Betrieb des Umschlaggeräts gewährleistet und darüber hinaus in allen Betriebszuständen, insbesondere bei hohem Schließgrad des Greifers, eine gleichmäßige Lastverteilung auf Halte- und Schließseil erreicht werden soll. Dies ermöglicht eine kleinere und folglich auch kostengünstigere Auslegung von Schließseil, Schließseilmechanik und Schließseilantrieb.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Haltezug während des Schließvorgangs ab einem vorwählbaren Schließgrad des Greifers geregelt stetig bis auf einen vorwählbaren maximalen Haltezug erhöht wird.
  • Das Regeln des Haltezugs kann z.B. dadurch geschehen, daß während des Schließvorgangs die Drehzahlregelung des Halteseilantriebs als Proportionalregelung wirkt, dieser Drehzahlregelung ein dem Zustand "Greifer heben" entsprechender Drehzahl-Sollwert vorgegeben wird und zur Erhöhung des Haltezugs der Verstärkungsfaktor der Drehzahlregelung erhöht wird.
  • Mit Vorteil wird dabei der Haltezug beim Schließen des Greifers bis auf den Nennzug erhöht, der insbesondere gleich dem Zug im Schließseil des Greifers sein kann.
  • Besonders vorteilhaft wird das Beendigen des Schließvorgangs, also der Zeitpunkt des Anhebens des Greifers, lastabhängig bestimmt, also die lastbedingten Seillängungen berücksichtigt.
  • Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigen:
    • FIG 1
    den Aufbau eines Umschlaggeräts mit einer Seilzugkatze,
    FIG 2
    den Aufbau des Greifers eines Umschlaggeräts,
    FIG 3
    den Zugverlauf in Halte- und Schließseil während eines Schließvorgangs und
    FIG 4
    den Aufbau der Seilregelung.
  • Gemäß FIG 1 besteht ein Schüttgut-Umschlaggerät 1 im wesentlichen aus einem mechanisch starren Gerüst 2, einer Laufkatze, hier einer Seilzugkatze 3, einem Greifer 4 sowie den Antrieben 5, 5', 5'' für Katzseil 6, Schließseil 6' und Halteseil 6'' des Greifers 4 mit der zugehörigen Antriebsregelung. Die Antriebsregelung erfolgt vorteilhaft durch eine Automatisiereinheit 7, z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung oder einen PC. Die Antriebe 5, 5',5'' sind dabei vorteilhaft als umrichtergespeiste Drehstrom-Asynchronmotoren ausgebildet.
  • Auf der Katze 3 sind Umlenkrollen 8', 8'' für die Greiferseile 6', 6'' angeordnet. Am äußeren Ende des Umschlaggeräts 1 ist eine Umlenkrolle 8 für das Katzseil 6 angeordnet.
  • FIG 2 zeigt den Greifer 4 in einem Zustand, der beispielsweise einem Schließgrad von 75 % entspricht, über einem Schüttgut 9. Ein Schließgrad von 0 % bedeutet dabei einen offenen, ein Schließgrad von 100 % einen geschlossenen Greifer 4.
  • Der Greifer 4 besteht im wesentlichen aus 2 Greiferschalen 41, 41', die an ihrem spitzen Ende z.B. mit einer Steckachse 45 miteinander verbunden sind. Des weiteren sind die Greiferschalen 41, 41' an Befestungspunkten 42, 42' über Seile 43, 43' mit einer Querstange 44 verbunden, an der das Halteseils 6'' befestigt ist. Das Schließseil 6' wird über an der Querstange 44 und der Achse 45 befestigte Umlenkrollen 46, die als Flaschenzug wirken, geführt. Das Ende des Schließzeils 6' kann dabei an der Querstange 44 oder an der Achse 45 befestigt sein.
  • Der Greifer 4 wird durch eine entsprechende Regelung des Antriebs geöffnet, bevor er auf dem Schüttgut 9 aufsetzt. Hierzu wird das Schließseil 6' - relativ zum Halteseil 6''- nachgelassen, so daß sich die Greiferschalen 41, 41' öffnen.
  • Nachdem der Greifer 4 auf dem Schüttgut 9 aufgesetzt hat, werden die Greiferseile 6', 6'' nachgelassen, damit der Greifer 4 in das Schüttgut 9 einsinken kann. Hierbei bildet sich in den Greiferseilen 6', 6'' Schlaffseil.
  • Nach einer gewissen Zeit, typisch mehrere Sekunden, wenn der Greifer 4 in das Schüttgut 9 eingesunken ist, wird der Greifer 4 durch Einholen des Schließseils 6' geschlossen. Gleichzeitig wird eine Zugregelung des Halteseils 6'' derart vorgenommen, daß das Schlaffseil des Halteseils 6'' eingeholt wird, bis das Halteseil 6'' mit einem vorwählbaren Haltezug Fmin beaufschlagt ist, der deutlich kleiner ist als der zum Heben der Nennlast benötigte Nennzug, z.B. 10 % des Nennzugs.
  • Das eventuell vorhandene Schlaffseil des Schließseils 6' wird beim Schließen des Greifers 4 automatisch eingeholt. Der Übergang vom Einholen des Schlaffseils zum Schließen des Greifers 4 ist unkritisch, da der benötigte Zug Fs im Schließseil 6' nicht abrupt, sondern kontinuierlich ansteigt. Dies wird bei der Beschreibung der FIG 3 noch ausführlich erläutert werden. Ab einem vorwählbaren Schließgrad des Greifers 4, z.B. 60 %, wird der Haltezug Fh im Halteseil 6'' allmählich erhöht, um einen weichen Übergang zum Heben des Greifers 4 zu gewährleisten. Durch die allmähliche Erhöhung des Haltezugs Fh wird erreicht, daß eventuell vorhandenes Schlaffseil eingeholt ist, insbesondere daß der Durchhang des Halteseils 6'' zwischen Halteseilantrieb 5'' und Umlenkrolle 8'' beseitigt ist, ehe der Halteseilantrieb 5'' mit dem Greifer 4 über das Halteseil 6'' kraftschlüssig wird. Kraftspitzen in Halteseil 6'', Halteseilantrieb 5'', Umlenkrolle 8'' usw. werden deutlich reduziert. Weiterhin wird ein Ausschlagen des Halteseils 6'' vermieden.
  • Der Zug Fh im Halteseil 6'' wird stetig geregelt bis auf einen vorwählbaren maximalen Haltezug Fmax erhöht, der z.B. gleich dem Nennzug oder gleich dem Zug Fs im Schließseil 6' des Greifers 4 sein kann.
  • Wenn der Greifer 4 ganz geschlossen ist, der Schließgrad also 100 % beträgt, wird der Greifer 4 gehoben, die Greiferseile 6', 6'' also mit dem vollen Zug beaufschlagt.
  • FIG 3 zeigt den Zugverlauf in den Greiferseilen 6', 6'' während eines Schließvorgangs. Dabei bedeutet die durchgezogene Linie den Zugverlauf im Halteseil 6'' und die gestrichelte Linie den Zugverlauf im Schließseil 6'.
  • Vor der Zeit t₁ wird der geöffnete Greifer 4 auf das Schüttgut 9 abgesenkt. Der Zug Fs im Schließseil 6' ist sehr gering. Der Zug Fh im Halteseil 6'' ist durch das Eigengewicht des Greifers 4 verursacht.
  • Nach dem Aufsetzen des Greifers 4 auf das Schüttgut 9, also nach der Zeit t₁, werden die Greiferseile 6', 6'' noch nachgelassen, bis z.B. die Züge Fh, Fs in den Greiferseilen 6', 6'' nur noch dem Eigengewicht der Greiferseile 6', 6'' entsprechen, damit der Greifer 4 in das Schüttgut 9 einsinken kann.
  • Ab der Zeit t₂ wird der Greifer 4 geschlossen. Der Schließzug Fs steigt dabei stetig an. Der Schließzug Fs im Schließseil 6' wird dabei über den von den Umlenkrollen 46 gebildeten Flaschenzug, der vorzugsweise mit 3 bis 7facher Untersetzung, insbesondere mit 4facher Untersetzung, ausgelegt ist, verstärkt. Ohne Untersetzung würde der Greifer 4 allein vom Schließseil 6' aus dem Schüttgut 9 gehoben, noch ehe der Greifer 4 ganz geschlossen ist, da der zum Schließen des Greifers 4 benötigte Schließzug Fs den Nennzug deutlich übersteigt.
  • Ebenfalls ab der Zeit t₂ wird das Schlaffseil des Halteseils 6'' mit einer bekannten Schlaffseilregelung eingeholt, bis das Halteseil 6'' ab der Zeit t₃ mit einem Haltezug Fmin beaufschlagt ist, der deutlich geringer als der Nennzug ist. Ab der Zeit t₄, bei der der Greifer 4 zu über 50 % geschlossen ist, z.B. zu 60 %, wird der Haltezug Fh im Halteseil 6'' stetig geregelt bis auf einen maximalen Haltezug Fmax erhöht, der z.B. gleich dem maximalen Schließzug ist. Durch die Erhöhung des Haltezugs Fh wird das Schlaffseil des Halteseils 6'' allmählich eingeholt, so daß beim Kraftschlüssigwerden kein Ruck auftritt.
  • Zum Zeitpunkt t₅ ist der Greifer ganz geschlossen und wird angehoben. Mit Vorteil wird beim Heben eine Zugausgleichsregelung aktiviert, so daß der Gesamtzug Fh + Fs in einem vorgegebenen Verhältnis, vorzugsweise 50:50, auf die Greiferseile 6', 6'' verteilt wird.
  • Durch die Gesamtheit der geschilderten Maßnahmen können die Antriebe 5', 5'' für die Greiferseile 6', 6'', die Greiferseile 6', 6'' selbst, die Umlenkrollen 8', 8'' und in der Folge auch die Katze 3, das Katzseil 6 und der Katzantrieb 5 kleiner und damit auch billiger ausgelegt werden.
  • Der Aufbau der Greiferseilregelung ist in FIG 4 dargestellt. Der Aufbau der Katzseilregelung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Er ist analog zum Aufbau der Greiferseilregelung ausgebildet.
  • Die Greiferseilregelung weist folgende Elemente auf:
    • für beide Seile 6', 6'' je einen Lageregler 10', 10'', einen Hochlaufgeber 11', 11'', einen Drehzahlregler 14', 14'' und einen Stromregler 15', 15'';
    • für das Schließseil 6' einen Addierer 13' und einen Differenzbildner 16';
    • einen Ausgleichsregler 12;
    • eine übergeordnete Steuereinheit 17.
  • Die Steuereinheit 17 liefert den Sollwert für die Länge h* des Halteseils 6'' und den Sollwert
    Figure imgb0001

    für die Längendifferenz von Schließseil 6' und Halteseil 6''. Des weiteren schaltet die Steuereinheit 17 den Drehzahlregler 14'' und den Ausgleichsregler 12.
  • Die Steuereinheit 17 liefert eine zeitabhängige Halteseil-Sollänge h* an den Lageregler 10'', der die Differenz Δh aus Halteseil-Sollänge h* und Halteseil-Istlänge h bildet und an den Hochlaufgeber 11'' weiterleitet. Vom Hochlaufgeber 11'' wird ein Drehzahl-Sollwert n * h
    Figure imgb0002
     ausgegeben, der an den Drehzahlregler 14'' und an den Addierer 13' weitergeleitet. Der Drehzahlregler 14'' vergleicht den Drehzahl-Istwert nh des Halteseilantriebs 5'' mit dem Drehzahl-Sollwert nh* und liefert an den Stromregler 15'' einen Strom-Sollwert Ih*, der von der Betriebsart des Drehzahlreglers 14'' und gegebenenfalls auch vom Schließgrad des Greifers bzw., was äquivalent ist, von der effektiven Längendifferenz seff der Greiferseile 6', 6'' abhängt. Der Stromregler 15'' regelt den Strom für den Halteseilantrieb 5''.
  • Die Regelung des Schließseilantriebs 5' erfolgt analog zur Regelung des Halteseilantriebs 5'', wobei folgende Unterschiede bestehen:
    • a) Der von der Steuereinheit 17 gelieferte Sollwert
      Figure imgb0003
      gibt die Differenz der Längen von Schließseil 6' und Halteseil 6'' an.
    • b) Die Längendifferenz seff zwischen Halteseil 6'' und Schließseil 6' wird in einem Differenzbildner 16' berechnet, der als Eingangssignale die Istlängen h, s vom Halteseil 6'' und Schließseil 6' erhält. Bei der Bestimmung der Längendifferenz seff, also des Schließgrades, werden mit Vorteil die gemessenen Züge Fh, Fs im Halteseil 6'' und Schließseil 6' berücksichtigt, so daß in Verbindung mit den Dehnungskoeffizienten der Seile 6', 6'' die Seillängungen bestimmbar und bei der Berechnung der Längendifferenz seff berücksichtigbar sind.
    • c) Die Schließseilregelung weist einen Addierer 13' auf , der die Summe des vom Hochlaufgeber 11'' gelieferten Drehzahl-Sollwerts nh* und des vom Hochlaufgeber 11'' gelieferten Drehzahl-Sollwerts Δns* als neuen Drehzahl-Sollwert ns* an den Drehzahlregler 14' für den Schließseilantrieb 5' liefert.
  • Zum Schließen des Greifers 4 wird dem Lageregler 10' von der Steuereinheit 17 ein entsprechender Sollwert
    Figure imgb0004

    vorgegeben. Gleichzeitig wird der Drehzahlregler 14'', der normalerweise als PI-Regler betrieben wird, durch Senden des Signals mh so geschaltet, daß er als P-Regler mit schwacher Verstärkung arbeitet. Weiterhin wird dem Lageregler 10'' ein Sollwert h* vorgegeben, der dem Zustand "Greifer heben" entspricht. Hierdurch wird vom Hochlaufgeber 11'' ein ebenfalls dem Zustand "Greifer heben" entsprechender Drehzahl-Sollwert n * h
    Figure imgb0005
     an den Drehzahlregler 14'' gegeben. Der Drehzahl-Sollwert n * h
    Figure imgb0006
     kann auch direkt von der Steuereinheit 17 vorgegeben werden, wie durch die gestrichelte Linie in FIG 4 angedeutet ist. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das Schlaffseil des Halteseils 6'' eingeholt wird und das Halteseil 6'' mit einem geringen Haltezug Fmin beaufschlagt wird. In Abhängigkeit vom Schließgrad, der proportional zu seff ist, wird die Verstärkung des Drehzahlreglers 14'' ab einem vorwählbaren Schließgrad erhöht, so daß sich der Haltezug Fh stetig geregelt bis auf einen maximalen Haltezug Fmax erhöht.
  • Wenn der Greifer 4 ganz geschlossen ist, der berechnete Schließgrad also 100 % beträgt, wird der Drehzahlregler 14'' wieder als PI-Regler geschaltet und der Greifer 4 angehoben. Der Hebebefehl erfolgt durch Vorgeben eines entsprechenden Sollwertes h* durch die Steuereinheit 17.
  • Beim Heben des Greifers 4 wird von der Steuereinheit 17 durch das Signal ma die Ausgleichsregelung 12 aktiviert, die einen Zugausgleich zwischen Halteseil 6'' und Schließseil 6' bewirkt. Jedes Seil trägt nur einen Teil der Last, z.B. nur die halbe Last. Um den Zug in den Greiferseilen 6', 6'' auszugleichen, wird nötigenfalls der Drehzahlregler 14' vom Ausgleichsregler 12 mit einem Drehzahl-Zusatzsollwert Δns** beaufschlagt. Der Lageregler 10' und der Hochlaufgeber 11' werden dabei entweder über-steuert oder deaktiviert.
  • Die aktuellen Zustandsdaten des Umschlaggeräts, sowohl Ist- als auch Sollwerte, sind auf einem nicht dargestellten Monitor im Führerstand anzeigbar, so daß der Geräteführer eingreifen kann, falls dies erforderlich ist.
  • Abschließend sei noch erwähnt, daß die gesamte Antriebsregelung in der Automatisiereinheit 7 softwaremäßig realisierbar ist, jedoch auch hardwaremäßig aufgebaut sein kann.

Claims (8)

  1. Zugregelung für die Greiferseile (6',6'') eines Schüttgut-Umschlaggeräts (1) mit Greifer (4) und elektrischen, lage- und drehzahlgeregelten Seilantrieben (5,5',5''), insbesondere eines Schüttgut-Umschlaggeräts (1) mit Seilzugkatze (3), wobei der Greifer (4) ein Halteseil (6'') und ein Schließseil (6') aufweist und wobei die Zugregelung zu Beginn eines Schließvorgangs des Greifers (4) derart wirkt, daß das Halteseil (6'') eingeholt bzw. nachgelassen wird, bis das Halteseil (6'') mit einem Haltezug (Fh) beaufschlagt ist, dessen vorwählbarer Anfangswert (Fmin) wesentlich kleiner ist als der Nennzug, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltezug (Fh) während des Schließvorgangs ab einem vorwählbaren Schließgrad des Greifers (4) geregelt stetig bis auf einen vorwählbaren maximalen Haltezug (Fmax) erhöht wird.
  2. Zugregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schließvorgangs zur Regelung des Haltezugs (Fh) die Drehzahlregelung des Halteseilantriebs (5'') als Proportionalregelung wirkt, dieser Drehzahlregelung ein dem Zustand "Greifer heben" entsprechender Drehzahl-Sollwert (n * h
    Figure imgb0007
    ) vorgegeben wird und zur Erhöhung des Haltezugs (Fh) der Verstärkungsfaktor der Proportionalregelung erhöht wird.
  3. Zugregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Haltezug (Fmax) der Nennzug ist.
  4. Zugregelung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Haltezug (Fmax) so gewählt wird, daß er gleich dem Schließzug (Fs) im Schließseil (6') des Greifers (4) ist.
  5. Zugregelung nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Züge (Fh,Fs) in den Seilen (6',6'') gemessen und daraus in Verbindung mit den Seillängen (h,s) die Seillängungen und der Schließgrad bestimmt werden.
  6. Zugregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (4) bei Erreichen eines berechneten Schließgrades von 100 % gehoben wird.
  7. Zugregelung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Schließgrades die Seilparameter, z.B. die Seildehnungskoeffizienten, und die Betriebsparameter, z.B. Seilzüge (Fh,Fs) und Seillängen (h,s) verwendet werden.
  8. Zugregelung nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch eine Automatisiereinheit (7), z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung oder einen PC, erfolgt.
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