EP4053069A1 - Procédé de pilotage pour piloter un levage d'une charge suspendue en cas d'arrêt d'urgence - Google Patents

Procédé de pilotage pour piloter un levage d'une charge suspendue en cas d'arrêt d'urgence Download PDF

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EP4053069A1
EP4053069A1 EP22156883.5A EP22156883A EP4053069A1 EP 4053069 A1 EP4053069 A1 EP 4053069A1 EP 22156883 A EP22156883 A EP 22156883A EP 4053069 A1 EP4053069 A1 EP 4053069A1
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EP
European Patent Office
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lifting
speed
uphill
hoisting
suspended load
Prior art date
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EP22156883.5A
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Simon GRIMAUD
Philippe COMBRIS
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Manitowoc Crane Group France SAS
Original Assignee
Manitowoc Crane Group France SAS
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Publication date
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    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/54—Safety gear

Definitions

  • the invention relates to a control method for controlling the lifting of a suspended load by means of a lifting winch incorporating a drum on which is wound a lifting cable coupled to the suspended load.
  • It relates more particularly to a control method which aims to avoid winding faults in the hoisting cable which may occur when an emergency stop is activated when the suspended load is raised.
  • a lifting winch also called a cable winch, comprises a cable drum around which a lifting cable is wound, where the drum is driven in rotation by means of a motor in two opposite directions of rotation for a winding/unwinding of the lifting cable on the drum, thus controlling the lifting of the suspended load up and down.
  • the invention finds a preferred, and non-limiting, application for crane-type hoisting apparatus, and in particular a tower crane, a component slewing crane, a self-erecting crane, a harbor crane and a mobile crane.
  • the suspended load is generally suspended on a jib, and in particular on a distribution carriage moving along such a jib, to make it go up and down vis-à-vis the jib.
  • the invention can also find applications in transport devices such as cable cars and elevators, and in other types of lifting devices such as gantries.
  • lifting winches of the high lifting performance winch type called "HPL"
  • HPL high lifting performance winch type
  • the invention proposes to solve this problem by controlling the lifting of the load, in particular during the lifting phases of the load, to at least warn of a risk of winding fault, so that a control of the winding (for example a visual control) and, if necessary, unwinding of the lifting cable to catch up and eliminate the winding fault, or even to prevent such a winding fault from occurring.
  • a control of the winding for example a visual control
  • unwinding of the lifting cable to catch up and eliminate the winding fault, or even to prevent such a winding fault from occurring.
  • the invention proposes an optimized mode in which, during an ascent of the suspended load, the ascent lifting speed is limited in the sense that it cannot exceed the high threshold; this high threshold being dependent on the mass of the load and being a threshold beyond which the risk of a winding fault is very high, or even the winding fault may be such that it cannot be corrected, even by unrolling the lifting cable.
  • this clamping prevents such a non-recoverable winding fault from occurring.
  • the alarm informs that it is necessary to check whether there is a winding fault and, if necessary, that this winding fault must be corrected by unrolling the lifting cable.
  • the mass parameter can correspond to the mass of the suspended load, or to another parameter which depends on the mass of the suspended load, such as for example a weight, a tension, a force, a stretch, etc
  • the lifting speed can correspond to the speed of movement of the suspended load, or to another speed which depends on the speed of movement of the suspended load, such as for example a speed of rotation of the drum, engine speed, hoist rope speed, etc.
  • the lifting speed uphill is limited to a reduced speed, below the high threshold, until a winding condition is met, said winding condition being representative of a state of winding/unwinding of the lifting cable around the drum.
  • the hoisting speed is limited to the reduced speed to encourage recovery of the probable winding fault, by unwinding the hoisting cable, and also to avoid making the winding fault worse. Then, it is only once the winding condition is met, that the lifting speed can be unbridled (i.e. can exceed the reduced speed) in order to be able to resume the lifting operations of charge.
  • This winding condition reflects the absence of a winding fault, either because no winding fault has occurred at the time of the emergency stop, or because the winding fault has was caught after the hoisting winch was put back into service.
  • This winding condition may be subject to validation, either by an operator who performs a visual check, or automatically or remotely, for example by means of a dedicated sensor.
  • the uphill hoisting speed is again authorized only below the high threshold and prohibited above the high threshold, unless another operating mode is selected.
  • the lifting speed is not limited to the reduced speed after deactivation of the emergency stop, and there is no assessment of a winding condition; only the alarm is activated before a return to normal in this alternative embodiment of the optimized mode.
  • the winding condition is fulfilled once the hoisting rope has been unwound by a given unwinding length after the emergency stop has been deactivated.
  • This unwinding length corresponds to a minimum length to make up for a winding fault, and can be the result of a calculation, a simulation, a series of empirical tests, or a check by an operator.
  • the unwinding length is a function of at least one of the following parameters among the lifting speed uphill at the time of activation of the emergency stop and the mass parameter.
  • this unwinding length depends on the uphill hoisting speed at the time of the activation of the emergency stop and/or the mass parameter.
  • the alarm is deactivated.
  • the uphill hoisting speed is again authorized only below the high threshold and prohibited above the high threshold, unless another operating mode is selected.
  • the low threshold and the high threshold are distinct and they increase with the mass parameter.
  • the low threshold and the high threshold are equal; they decrease with the mass parameter.
  • the maximum speed varies according to the mass parameter and, when the mass parameter is greater than the reference value, the maximum speed decreases with the mass parameter and the low threshold and the high threshold are equal to this Maximum speed.
  • the maximum speed is constant or constant within plus or minus 15%, and the high threshold is strictly lower than the maximum speed or is equal to the maximum speed .
  • the reduced speed, in the optimized mode is lower than the low threshold.
  • the reduced speed, in the optimized mode is between 0.1 and 0.6 times the maximum speed, and for example between 0.2 and 0.4 times the maximum speed.
  • the alarm takes the form of a visual or audible alarm signal on a piloting interface.
  • a step is performed for selecting an operating mode from among the optimized mode and a basic mode in which the uphill lifting speed is authorized in the entire speed range, and if a stoppage of emergency is activated during an ascent of the suspended load and while the ascent lifting speed is greater than the low threshold then an alarm is activated; and hoist control operates in the selected operating mode.
  • This basic mode corresponds to operation without hoisting speed restriction, but with an alarm all the same if an emergency stop is activated when the suspended load is raised with an uphill hoisting speed greater than the low threshold , to inform that it is necessary to check if there is a winding fault; because, as a reminder, the low threshold is a threshold beyond which the risk of a winding fault is high.
  • the alarm varies according to whether the uphill lifting speed is lower than the high threshold or is higher than the high threshold at the time of the activation of the emergency stop.
  • the alarm whether audible or visual, depends on whether the lifting speed up is between the low threshold and the high threshold or if the lifting speed up is above above the high threshold, in order to alert an operator of a high (or minor) but remediable risk of winding fault (case where the uphill lifting speed is lower than the high threshold) or of a risk of fault very high (or major) or even non-recoverable winding (case where the uphill lifting speed is greater than the upper threshold).
  • a step is performed for selecting an operating mode from among the optimized mode and a secure mode in which the uphill lifting speed is authorized only below the low threshold and prohibited above it. low threshold; and hoist control operates in the selected operating mode.
  • This secure mode corresponds to operation with a clamping of the lifting speed uphill below the low threshold, in the sense that this lifting speed uphill cannot exceed the low threshold; thus preventing a winding fault (recoverable or non-recoverable) from occurring.
  • downhill hoisting speed is permitted throughout the speed range.
  • the downhill hoisting speed is not restricted and can operate in the entire speed range, otherwise said up to the maximum speed.
  • control/command system is configured to, in the optimized mode and once the emergency stop is deactivated, drive the hoisting winch so that the hoisting speed, whether uphill and descent, is limited to a reduced speed, below the high threshold, until a winding condition is fulfilled, said winding condition being representative of a winding/unwinding state of the lifting cable around the drum.
  • the lifting or transport device comprises a mode selector for selecting an operating mode from among the optimized mode and a basic mode in which the control/command system controls the lifting winch so that the lifting speed uphill is permitted throughout the entire speed range, and to activate the alarm system if an emergency stop is activated during an ascent of the suspended load and while the ascent lifting speed is greater than the low threshold.
  • the lifting or transport device comprises a mode selector for selecting an operating mode from among the optimized mode and a secure mode in which the control/command system controls the lifting winch so that the speed of Uphill lifting is only permitted below the lower threshold and prohibited above the lower threshold.
  • the figure 1 schematically represents a crane 1, for example of the tower crane type, this crane 1 comprising a mast 10 and a distributing jib 11 along which a trolley moves, under which the suspended load 9 is suspended from a lifting cable 60 by through a block and a hook (not shown).
  • the crane 1 also includes a lifting winch 6, essentially composed of an electric motor 61, a reduction gear and a drum 62 around which is wound the lifting cable 60 coupled to the suspended load 9; the electric motor 61 drives the drum 62 in rotation in one direction or the other, via the reducer, to wind or unwind the lifting cable 60, therefore for lifting the suspended load 9 uphill (towards the up) or down (down).
  • a lifting winch 6 essentially composed of an electric motor 61, a reduction gear and a drum 62 around which is wound the lifting cable 60 coupled to the suspended load 9; the electric motor 61 drives the drum 62 in rotation in one direction or the other, via the reducer, to wind or unwind the lifting cable 60, therefore for lifting the suspended load 9 uphill (towards the up) or down (down).
  • the electric motor 61 of the lifting winch 6 is controlled by a frequency converter 63, with speed variator function.
  • This electric motor 61 is itself supplied with electrical energy by an electrical power supply 12, which is in particular constituted by an electrical distribution network.
  • the hoisting winch 6 further comprises a motor brake 64, associated with the electric motor 61.
  • the closing of the motor brake 64 immobilizes the electric motor 61 and the drum 62 in rotation, while the opening of this motor brake 64 allows the free rotation of the electric motor 61 and of the drum 62.
  • the starting of the electric motor 61 is accompanied by an opening of the brake motor 64, while stopping this electric motor 61 is accompanied by the closing of the motor brake 64.
  • the crane 1 also comprises a control/command system 2 connected to the frequency converter 63 for controlling the motor speed of the electric motor 61, whether uphill or downhill, and thus controlling the speed of movement of the suspended load 9, uphill and downhill.
  • This control/command system 2 is also connected to the motor brake 64 to control its opening/closing.
  • the crane 1 also comprises a first measuring system 31 for measuring a mass parameter PM representative of a mass of the suspended load 9.
  • This mass parameter PM may correspond to the mass of the suspended load 9, or else to another parameter which depends on the mass of the suspended load, such as for example a weight, a tension measured at the level of the lifting cable 60, a force measured for example at the level of the block or the hook, a stretching of the lifting 60, etc.
  • the crane 1 also comprises a second measurement system 32 for measuring a lifting speed VL representative of the speed of movement of the suspended load 9, uphill and downhill, and included in a range of speeds limited to a speed maximum VMAX.
  • This lifting speed VL can correspond to the speed of movement of the suspended load 9, or else to another speed which depends on the speed of movement of the suspended load 9, such as for example a speed of rotation of the drum 62, an instruction speed, engine speed, 60 hoist rope speed, etc.
  • this lifting speed VL can vary from zero to the maximum speed VMAX, this maximum speed VMAX being a manufacturer limit or a machine limit specific to the lifting winch 6.
  • This maximum speed VMAX can vary with the mass parameter PM, and more particularly decrease with the mass parameter PM.
  • the control/command system 2 is connected both to the first measurement system 31 and to the second measurement system 32 to receive in real time the measurement of the mass parameter PM and the measurement of the lifting speed VL.
  • the crane 1 incorporates at least one emergency stop 4, for example placed in a cockpit 13 or on a remote control or at the foot of the mast 10 and which, once activated, cuts at least the lifting winch 6 (in other words stops the electric motor 61) and stops the lifting of the suspended load 9 and which, once deactivated, authorizes a return to service of the lifting winch 6.
  • This emergency stop 4 is connected to the control/command system 2 which, when the emergency stop 4 is activated, cuts off the hoisting winch 6.
  • Other electrical devices can of course also be cut off when the emergency stop is activated. emergency 4.
  • the crane 1 includes an alarm system 5 configured to emit an alarm when activated.
  • This alarm system 5 can be in the form of a visual display, for example at the level of a piloting interface placed in the piloting cabin 13 or of a remote interface, so that the alarm signal is a visual signal on this control interface.
  • this alarm system 5 can comprise a sound transmitter, for example in the cockpit 13, so that the alarm signal is a sound signal.
  • the alarm system 5 is linked to the control/command system 2 which is configured to activate/deactivate the alarm system 5 under certain conditions described later.
  • the control/command system 2 is configured to operate a lifting control during a descent of the suspended load 9 and during an ascent of the suspended load 9.
  • control/command system 2 authorizes the lifting speed VL in descent in the entire speed range, in other words a pilot can control the lifting speed VL in the entire speed range up to at the corresponding maximum speed VMAX for the mass parameter PM measured.
  • control/command system 2 is configured to carry out a comparison of the lifting speed VL in ascent with a low threshold SB which varies according to the mass parameter PM, and with a high threshold SH which also varies as a function of the mass parameter PM, where this high threshold SH is greater than or equal to the low threshold SB and less than or equal to the maximum speed VMAX.
  • the Figures 2 to 4 illustrate, in tables, an example of variations of a low threshold SB and of a high threshold SH, expressed in m/s, as a function of the mass parameter PM expressed in kg.
  • the low threshold SB is schematized by a single line in thick line
  • the high threshold SH is schematized by a double line in thick line.
  • the mass parameter is lower than a given reference value PREF
  • the low threshold SB and the high threshold SH are distinct and they increase with the mass parameter PM, and thus the low threshold SB is strictly lower than the high threshold SH.
  • the mass parameter PM is greater than the reference value PREF
  • the low threshold SB and the high threshold SH are equal to the maximum speed VMAX which decreases with the mass parameter PM.
  • the control/command system 2 imposes a reduction in the maximum speed VMAX, and the two thresholds SB, SH are equal to this maximum speed VMAX and therefore also decrease with the mass parameter PM.
  • the mass parameter PM is lower than the reference value PREF
  • the maximum speed VMAX is constant or constant to plus or minus 15%
  • the high threshold SH is strictly lower than the maximum speed VMAX.
  • the variation curves of the low threshold SB, of the high threshold and of the maximum speed VMAX delimit three speed zones, a low zone ZB below the low threshold SB, an intermediate zone ZI between the low threshold SB and the threshold high SH, and a high zone ZH between the high threshold SH and the maximum speed VMAX.
  • the intermediate zone ZI and the upper zone ZH stop beyond the reference value PREF, so that beyond this reference value PREF only the lower zone ZB remains.
  • the low threshold SB and the high threshold SH are established by modeling, simulation or real test of a net stop of a winding of the lifting cable 60 around the drum 62 (such a winding being associated with a rise of the suspended load 9 ) for different uphill lifting speeds VL and for different mass parameters PM, distinguishing the low threshold SB as a speed below which no winding fault is observed and above which a winding fault winding is observed, and the high threshold SH as a speed above which the winding fault observed is very high (or major) or even irrecoverable, while between the low threshold SB and the high threshold SH the fault of observed winding is high (or minor) but recoverable by an operation of unwinding and rewinding the lifting cable 60.
  • three operating modes can be selected, in particular by means of a mode selector 7, arranged for example at the level of a piloting interface placed in the piloting cabin 13, so that the pilot (also called crane operator) can select an operating mode from among the following three operating modes: a basic mode, an optimized mode and a secure mode.
  • the lifting control by means of the control/command system 2, then takes place in the selected operating mode.
  • the downhill hoisting speed VL is as a reminder allowed in the entire speed range.
  • the control/command system 2 controls the lifting winch 6 so that the lifting speed VL in ascent (in other words during an ascent of the suspended load 9) is authorized in the entire speed range, therefore up to the maximum speed VMAX. Also, in the basic mode, the control/command system 2 authorizes the hoisting speed VL in the three speed zones ZB, ZI and ZH. Moreover, in this basic mode, the control/command system 2 is configured to activate the alarm system 5 if the emergency stop 4 is activated during a rise of the suspended load 9 and while the speed lifting speed VL on the way up is greater than the low threshold SB.
  • the control/command system 2 controls the hoisting winch 6 so that the uphill hoisting speed VL is authorized only below the high threshold SH and prohibited above the high threshold SH. Also, in the optimized mode, the control/command system 2 authorizes the uphill hoisting speed VL only in the lower zone ZB and in the intermediate zone ZI, and prohibits the uphill hoisting speed VL in the upper zone ZH, which is schematized by stripes in the upper zone ZH on the Figure 3 .
  • control/command system 2 is configured to activate the alarm system 5 if the emergency stop 4 is activated during a rise of the suspended load 9 and while the speed lifting speed VL on the way up is greater than the low threshold SB.
  • This alarm can be specific to the optimized mode, and therefore different from the basic mode alarms. It is also possible for this optimized mode alarm to be equivalent to the basic mode alarm triggered when the lifting speed VL uphill is in the intermediate zone ZI.
  • the upper zone ZH is prohibited so that there is no risk of a major or even irrecoverable winding fault.
  • the intermediate zone ZI is authorized, so that if the hoisting speed VL uphill is in the intermediate zone ZI at the time of activation of the emergency stop 4, then the operator will be informed by a alarm of a risk of winding fault, which is potentially minor and recoverable.
  • the point of restricting the uphill hoisting speed VL to the reduced speed VRED is to impose low-speed operations for rewinding of the lifting cable 60 around the drum 62 to make up for the winding fault.
  • the downhill hoisting speed VL is also limited to the reduced speed VRED (i.e. the downhill hoisting speed VL cannot exceed the reduced speed VRED) to impose low speed operations for the unwinding of the hoist rope 60 to correct the winding fault.
  • the winding condition is a function of the uphill hoisting speed VL at the time of activation of the emergency stop 4. Indeed, the winding fault increases with the uphill hoisting speed VL at the time of activation of the emergency stop 4.
  • the winding condition is also a function of the mass parameter PM. Indeed, the winding defect decreases with the mass parameter PM measured at the time of the activation of the emergency stop 4, since the heavier the suspended load 9 is and applies an increased tension on the lifting cable 60 and the less the risk of a winding fault is present.
  • the winding condition is fulfilled once the lifting cable 60 has been unwound by a given unwinding length LDER after the emergency stop 4 has been deactivated.
  • This unwinding length LDER is therefore also a function of the hoisting speed VL uphill at the time of activation of emergency stop 4 and/or mass parameter PM.
  • control of the winding condition is operated automatically (by means of a sensor or an automatic control of the unwinding length LDER) and/or visually by an operator.
  • This reduced speed VRED may be lower than the low threshold SB (as associated with the mass parameter PM of the suspended load 9) and/or be included between 0.1 and 0.6 times the maximum speed, and for example between 0.2 and 0.4 times the maximum speed.
  • the control/command system 2 controls the lifting winch 6 so that the uphill lifting speed VL is authorized only below the low threshold SB and prohibited above the low threshold SB. Also, in the secure mode, the control/command system 2 authorizes the lifting speed VL uphill only in the low zone ZB, and prohibits the lifting speed VL uphill in the intermediate zone ZI and in the high zone ZH, which is schematized by stripes in the intermediate zone ZI and in the upper zone ZH on the Figure 4 .

Landscapes

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

Procédé de pilotage du levage d'une charge suspendue (9) au moyen d'un treuil de levage (6) intégrant un tambour (62) sur lequel est enroulé un câble de levage (60) accouplé à la charge, comprenant :- mesurer un paramètre de masse et une vitesse de levage représentatifs d'une masse et d'une vitesse de déplacement de la charge ;- surveiller un arrêt d'urgence (4) qui, une fois activé, coupe le treuil de levage ;- lors d'une montée de la charge, comparer la vitesse de levage avec un seuil bas et un seuil haut qui varient en fonction du paramètre de masse ;- contrôler le levage dans un mode optimisé dans lequel la vitesse de levage en montée est autorisée en-dessous du seuil haut et interdite au-dessus du seuil haut, et si l'arrêt d'urgence est activé lors d'une montée et alors que la vitesse de levage est supérieure au seuil bas alors une alarme est activée.

Description

  • L'invention se rapporte à un procédé de pilotage pour piloter un levage d'une charge suspendue au moyen d'un un treuil de levage intégrant un tambour sur lequel est enroulé un câble de levage accouplé à la charge suspendue.
  • Elle se rapporte plus particulièrement à un procédé de pilotage qui vise à éviter des défauts d'enroulement du câble de levage qui peuvent se produire lorsqu'un arrêt d'urgence est activé lors d'une montée de la charge suspendue.
  • De manière connue, un treuil de levage, aussi appelé treuil à câble, comprend un tambour à câble autour duquel est enroulé un câble de levage, où le tambour est entrainé en rotation au moyen d'un moteur dans deux sens de rotation opposés pour un enroulement/déroulement du câble de levage sur le tambour, pilotant ainsi le levage de la charge suspendue en montée et en descente.
  • L'invention trouve une application favorite, et non limitative, pour un appareil de levage de type grue, et notamment une grue à tour, une grue à montage par éléments, une grue à montage automatisé, une grue portuaire et une grue mobile. Dans une application à une grue, la charge suspendue est généralement suspendue sur une flèche, et en particulier sur un chariot de distribution se déplaçant le long d'une telle flèche, pour la faire monter et descendre vis-à-vis de la flèche.
  • L'invention peut aussi trouver des applications dans les appareils de transport tels que les téléphériques et les ascenseurs, et dans d'autres types d'appareils de levage tels que des portiques.
  • Afin d'améliorer la productivité des opérations de levage de charge, il est connu d'employer désormais des treuils de levage de type treuil à haute performance de levage, dits « HPL », qui permettent d'avoir, en comparaison des treuils de génération précédente, des très grandes vitesses de levage à faible charge en montée et en descente, comme par exemple une vitesse de levage de l'ordre de 200 m/min, voire au-delà.
  • Cependant, le déposant a observé que, si durant une montée de la charge suspendue (et donc durant un enroulement du câble de levage sur le tambour), un arrêt d'urgence est activé (généralement pour des raisons sécuritaires) et qu'en conséquence le treuil de levage est coupé (stoppant ainsi la montée de la charge suspendue), alors des défauts d'enroulement du câble de levage sur le tambour peuvent apparaître. En effet, un arrêt brutal de la rotation du tambour, lors d'une phase d'enroulement du câble de levage, peut conduire, avec l'inertie du câble de levage (en particulier à haute vitesse), à ce qu'une partie enroulée du câble de levage se décolle du tambour et/ou se répartisse de manière irrégulière. A terme, de tels défauts d'enroulement peuvent dégrader l'état du câble de levage, et peuvent nuire à la sécurité et à la fiabilité des opérations de levage.
  • Ainsi, l'invention propose de résoudre ce problème en pilotant le levage de la charge, en particulier lors des phases de montée de la charge, pour au moins alerter sur un risque de défaut d'enroulement, afin que puisse être mis en œuvre un contrôle de l'enroulement (par exemple un contrôle visuel) et le cas échéant un déroulement du câble de levage pour rattraper et supprimer le défaut d'enroulement, voire pour éviter qu'un tel défaut d'enroulement ne se produise.
  • A cet effet, l'invention propose un procédé de pilotage pour piloter un levage d'une charge suspendue au moyen d'un treuil de levage intégrant un tambour sur lequel est enroulé un câble de levage accouplé à la charge suspendue, ce procédé de pilotage mettant en œuvre les étapes suivantes :
    • mesure d'un paramètre de masse représentatif d'une masse de la charge suspendue ;
    • mesure d'une vitesse de levage représentative d'une vitesse de déplacement de la charge suspendue, en montée et en descente, et comprise dans une plage de vitesses bornée à une vitesse maximale ;
    • surveillance d'un arrêt d'urgence qui, une fois activé, coupe au moins le treuil de levage et stoppe le levage de la charge suspendue et qui, une fois désactivé, autorise une remise en service du treuil de levage ;
    • lors d'une montée de la charge suspendue, comparaison de la vitesse de levage en montée avec un seuil bas qui varie en fonction du paramètre de masse, et avec un seuil haut qui varie aussi en fonction du paramètre de masse, ledit seuil haut étant supérieur ou égal au seuil bas et inférieur ou égal à la vitesse maximale ;
    • contrôle du levage dans un mode optimisé dans lequel la vitesse de levage en montée est autorisée seulement en-dessous du seuil haut et interdite au-dessus du seuil haut, et si l'arrêt d'urgence est activé lors d'une montée de la charge suspendue et alors que la vitesse de levage en montée est supérieure au seuil bas alors une alarme est activée.
  • Ainsi, l'invention propose un mode optimisé dans lequel, lors d'une montée de la charge suspendue, la vitesse de levage en montée est bridée dans le sens où elle ne peut pas dépasser le seuil haut ; ce seuil haut étant dépendant de la masse de la charge et étant un seuil au-delà duquel le risque d'un défaut d'enroulement est très élevé, voire le défaut d'enroulement peut être tel qu'il ne soit pas rattrapable, même en déroulant le câble de levage. Ainsi, ce bridage évite qu'un tel défaut d'enroulement non rattrapable puisse se produire.
  • Par ailleurs, dans ce mode optimisé lors d'une montée de la charge suspendue, si la vitesse de levage en montée est supérieure au seuil bas, alors une alarme est activée ; ce seuil bas étant dépendant de la masse de la charge et étant un seuil au-delà duquel le risque d'un défaut d'enroulement est élevé, avec un défaut d'enroulement qui est de préférence rattrapable en déroulant le câble de levage. Ainsi, l'alarme informe qu'il faut vérifier s'il y a un défaut d'enroulement et, le cas échéant, qu'il faut rattraper ce défaut d'enroulement en déroulant le câble de levage.
  • Il est à noter que le paramètre de masse peut correspondre à la masse de la charge suspendue, ou bien à un autre paramètre qui dépend de la masse de la charge suspendue, comme par exemple un poids, une tension, une force, un étirement, etc.
  • Il est aussi à noter que la vitesse de levage peut correspondre à la vitesse de déplacement de la charge suspendue, ou bien à une autre vitesse qui dépend de la vitesse de déplacement de la charge suspendue, comme par exemple une vitesse de rotation du tambour, une vitesse moteur, une vitesse du câble de levage, etc.
  • Selon une caractéristique, dans le mode optimisé, une fois que l'arrêt d'urgence est désactivé, et si la vitesse de levage en montée était supérieure au seuil bas au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence, alors la vitesse de levage en montée, et optionnellement aussi en descente, est limitée à une vitesse réduite, inférieure au seuil haut, jusqu'à ce qu'une condition d'enroulement soit remplie, ladite condition d'enroulement étant représentative d'un état d'enroulement/déroulement du câble de levage autour du tambour.
  • De cette manière, après une remise en service du treuil de levage, qui fait suite à un arrêt d'urgence durant une montée de la charge suspendue à une vitesse de levage en montée supérieure au seuil bas, la vitesse de levage est bridée à la vitesse réduite pour favoriser un rattrapage du probable défaut d'enroulement, en déroulant le câble de levage, et aussi éviter de faire empirer le défaut d'enroulement. Ensuite, ce n'est qu'une fois que la condition d'enroulement est remplie, que la vitesse de levage pourra être débridée (c'est-à-dire pourra dépasser la vitesse réduite) afin de pouvoir reprendre les opérations de levage de charge.
  • Cette condition d'enroulement traduit l'absence d'un défaut d'enroulement, soit parce qu'aucun défaut d'enroulement ne s'est produit au moment de l'arrêt d'urgence, soit parce que le défaut d'enroulement a été rattrapé après la remise en service du treuil de levage. Cette condition d'enroulement peut faire l'objet d'une validation, soit par un opérateur qui effectue un contrôle visuel, soit de manière automatique ou distante, par exemple au moyen d'un capteur dédié.
  • Dans une variante de réalisation, dans le mode optimisé, une fois que l'arrêt d'urgence est désactivé, et si la vitesse de levage en montée était supérieure au seuil bas au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence, alors la vitesse de levage en montée est à nouveau autorisée seulement en-dessous du seuil haut et interdite au-dessus du seuil haut, à moins qu'un autre mode de fonctionnement soit sélectionné.
  • Autrement dit, dans cette variante de réalisation, la vitesse de levage, en montée comme en descente, n'est pas bridée à la vitesse réduite après désactivation de l'arrêt d'urgence, et il n'y a pas non plus d'appréciation d'une condition d'enroulement ; seule l'alarme est activée avant un retour à la normale dans cette variante de réalisation du mode optimisé.
  • Selon une possibilité, la condition d'enroulement est remplie une fois que le câble de levage est déroulé d'une longueur de déroulement donnée après la désactivation de l'arrêt d'urgence.
  • Cette longueur de déroulement correspond à une longueur minimale pour rattraper un défaut d'enroulement, et peut être issue d'un calcul, d'une simulation, d'une série de tests empiriques, ou d'un contrôle par un opérateur.
  • Selon une autre possibilité, la longueur de déroulement est fonction de l'un au moins des paramètres suivants parmi la vitesse de levage en montée au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence et le paramètre de masse.
  • Autrement dit, cette longueur de déroulement dépend de la vitesse de levage en montée au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence et/ou du paramètre de masse.
  • Selon une caractéristique, une fois la condition d'enroulement remplie dans le mode optimisé, l'alarme est désactivée.
  • Selon une autre caractéristique, une fois la condition d'enroulement remplie dans le mode optimisé, la vitesse de levage en montée est à nouveau autorisée seulement en-dessous du seuil haut et interdite au-dessus du seuil haut, à moins qu'un autre mode de fonctionnement soit sélectionné.
  • Dans une réalisation particulière, lorsque le paramètre de masse est inférieur à une valeur de référence donnée, le seuil bas et le seuil haut sont distincts et ils augmentent avec le paramètre de masse.
  • Autrement dit, quand le paramètre de masse est bas (c'est-à-dire inférieur à la valeur de référence), il y aura trois zones de vitesses, en-dessous du seuil bas, entre le seuil bas et le seuil haut, et au-dessus du seuil haut. Des exceptions à ce cas de figure sont cependant envisageables, selon par exemple le type de câble de levage et/ou le modèle de treuil de levage.
  • Dans un mode de réalisation particulier, lorsque le paramètre de masse est supérieur à la valeur de référence, le seuil bas et le seuil haut sont égaux ils diminuent avec le paramètre de masse.
  • Autrement dit, quand le paramètre de masse est haut (c'est-à-dire supérieur à la valeur de référence), il y aura deux zones de vitesses, en-dessous du seuil bas et au-dessus du seuil bas ; ce seuil bas étant équivalent au seuil haut.
  • Selon une possibilité, la vitesse maximale varie en fonction du paramètre de masse et, lorsque le paramètre de masse est supérieur à la valeur de référence, la vitesse maximale diminue avec le paramètre de masse et le seuil bas et le seuil haut sont égaux à cette vitesse maximale.
  • Selon une autre possibilité, lorsque le paramètre de masse est inférieur à la valeur de référence, la vitesse maximale est constante ou constante à plus ou moins 15%, et le seuil haut est strictement inférieur à la vitesse maximale ou est égal à la vitesse maximale.
  • Avantageusement, la vitesse réduite, dans le mode optimisé, est inférieure au seuil bas.
  • Selon une variante, la vitesse réduite, dans le mode optimisé, est comprise entre 0,1 et 0,6 fois la vitesse maximale, et par exemple entre 0,2 et 0,4 fois la vitesse maximale.
  • Dans une réalisation avantageuse, l'alarme se présente sous la forme d'un signal d'alarme visuel ou sonore sur une interface de pilotage.
  • Dans un mode de réalisation particulier, est opérée une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode basique dans lequel la vitesse de levage en montée est autorisée dans toute la plage de vitesses, et si un arrêt d'urgence est activé lors d'une montée de la charge suspendue et alors que la vitesse de levage en montée est supérieure au seuil bas alors une alarme est activée ; et le contrôle du levage s'opère dans le mode de fonctionnement sélectionné.
  • Ce mode basique correspond à un fonctionnement sans bridage de la vitesse de levage, mais avec tout de même une alarme si un arrêt d'urgence est activé lors d'une montée de la charge suspendue avec une vitesse de levage en montée supérieure au seuil bas, pour informer qu'il faut vérifier s'il y a un défaut d'enroulement ; car pour rappel le seuil bas est un seuil au-delà duquel le risque d'un défaut d'enroulement est élevé.
  • De manière avantageuse, dans le mode basique, l'alarme varie selon que la vitesse de levage en montée est inférieure au seuil haut ou est supérieure au seuil haut au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence.
  • Autrement dit, dans le mode basique, l'alarme, qu'elle soit sonore ou visuelle, dépend si la vitesse de levage en montée se situe entre le seuil bas et le seuil haut ou si la vitesse de levage en montée se situe au-dessus du seuil haut, afin d'alerter un opérateur d'un risque de défaut d'enroulement élevé (ou mineur) mais rattrapable (cas où la vitesse de levage en montée est inférieure au seuil haut) ou d'un risque de défaut d'enroulement très élevé (ou majeur) voire non rattrapable (cas où la vitesse de levage en montée est supérieure au seuil haut).
  • Dans un autre mode de réalisation particulier, est opérée une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode sécurisé dans lequel la vitesse de levage en montée est autorisée seulement en-dessous du seuil bas et interdite au-dessus du seuil bas ; et le contrôle du levage s'opère dans le mode de fonctionnement sélectionné.
  • Ce mode sécurisé correspond à un fonctionnement avec un bridage de la vitesse de levage en montée sous le seuil bas, dans le sens où cette vitesse de levage en montée ne peut pas dépasser le seuil bas; évitant ainsi qu'un défaut d'enroulement (rattrapable ou non rattrapable) ne se produise.
  • Il est bien entendu envisageable que soit opérée une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé, le mode basique et le mode sécurisé, et le contrôle du levage s'opère dans le mode de fonctionnement sélectionné parmi les trois.
  • Avantageusement, durant le contrôle de levage, la vitesse de levage en descente est autorisée dans toute la plage de vitesses.
  • Autrement dit, dans le mode optimisé, et même dans les autres modes de fonctionnement tels que le mode basique et le mode sécurisé, la vitesse de levage en descente n'est pas bridée et peut s'opérer dans toute la plage de vitesses, autrement dit jusqu'à la vitesse maximale.
  • En effet, en cas d'arrêt d'urgence durant une descente à haute vitesse, il n'est pas observé de risque de défaut d'enroulement, seule la montée est problématique, du moins pour cette question du défaut d'enroulement.
  • L'invention se rapporte également à un appareil de levage ou de transport, comme par exemple une grue, comprenant un treuil de levage intégrant un tambour sur lequel est enroulé un câble de levage accouplé à une charge suspendue pour un levage de la charge suspendue, cet appareil de levage ou de transport comprenant :
    • un premier système de mesure pour une mesure d'un paramètre de masse représentatif d'une masse de la charge suspendue ;
    • un second système de mesure pour une mesure d'une vitesse de levage représentative d'une vitesse de déplacement de la charge suspendue, en montée et en descente, et comprise dans une plage de vitesses bornée à une vitesse maximale ;
    • un arrêt d'urgence qui, une fois activé, coupe au moins le treuil de levage et stoppe le levage de la charge suspendue et qui, une fois désactivé, autorise une remise en service du treuil de levage ;
    • un système d'alarme configurée pour émettre une alarme lorsqu'activé ; et
    • un système de contrôle/commande relié au premier système de mesure, au second système de mesure, au treuil de levage, au système d'alarme et à l'arrêt d'urgence, ledit système de contrôle/commande étant configuré pour effectuer, lors d'une montée de la charge suspendue, une comparaison de la vitesse de levage en montée avec un seuil bas qui varie en fonction du paramètre de masse, et avec un seuil haut qui varie aussi en fonction du paramètre de masse, ledit seuil haut étant supérieur ou égal au seuil bas et inférieur ou égal à la vitesse maximale ; et
    dans lequel le système de contrôle/commande est configuré pour, dans un mode optimisé, piloter le treuil de levage pour que la vitesse de levage en montée soit autorisée seulement en-dessous du seuil haut et soit interdite au-dessus du seuil haut, et pour activer le système d'alarme si l'arrêt d'urgence est activé lors d'une montée de la charge suspendue et alors que la vitesse de levage en montée est supérieure au seuil bas
  • Selon une caractéristique, le système de contrôle/commande est configuré pour, dans le mode optimisé et une fois que l'arrêt d'urgence est désactivé, piloter le treuil de levage pour que la vitesse de levage, que ce soit en montée et en descente, soit limitée à une vitesse réduite, inférieure au seuil haut, jusqu'à ce qu'une condition d'enroulement soit remplie, ladite condition d'enroulement étant représentative d'un état d'enroulement/déroulement du câble de levage autour du tambour.
  • Selon une caractéristique, l'appareil de levage ou de transport comprend un sélecteur de mode pour sélectionner un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode basique dans lequel le système de contrôle/commande pilote le treuil de levage pour que la vitesse de levage en montée soit autorisée dans toute la plage de vitesses, et pour activer le système d'alarme si un arrêt d'urgence est activé lors d'une montée de la charge suspendue et alors que la vitesse de levage en montée est supérieure au seuil bas.
  • Selon une autre caractéristique, l'appareil de levage ou de transport comprend un sélecteur de mode pour sélectionner un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode sécurisé dans lequel le système de contrôle/commande pilote le treuil de levage pour que la vitesse de levage en montée soit autorisée seulement en-dessous du seuil bas et interdite au-dessus du seuil bas.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en œuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
    • [Fig 1] est une vue schématique d'une grue selon l'invention ;
    • [Fig 2] est un tableau représentant les variations du seuil bas et du seuil haut en fonction du paramètre de masse, avec les trois zones de vitesse dans le mode basique ;
    • [Fig 3] est un tableau représentant les variations du seuil bas et du seuil haut en fonction du paramètre de masse, avec les trois zones de vitesse dans le mode optimisé ;
    • [Fig 4] est un tableau représentant les variations du seuil bas et du seuil haut en fonction du paramètre de masse, avec les trois zones de vitesse dans le mode sécurisé.
  • La figure 1 représente schématiquement une grue 1, par exemple de type grue à tour, cette grue 1 comprenant un mât 10 et une flèche distributrice 11 le long de laquelle se déplace un chariot, sous lequel la charge suspendue 9 est suspendue à un câble de levage 60 par l'intermédiaire d'une moufle et d'un crochet (non représentés).
  • La grue 1 comprend aussi un treuil de levage 6, essentiellement composé d'un moteur électrique 61, d'un réducteur et d'un tambour 62 autour duquel est enroulé le câble de levage 60 accouplé à la charge suspendue 9 ; le moteur électrique 61 entraîne en rotation le tambour 62 dans un sens ou dans l'autre, par l'intermédiaire du réducteur, pour enrouler ou dérouler le câble de levage 60, donc pour un levage de la charge suspendue 9 en montée (vers le haut) ou en descente (vers le bas).
  • Le moteur électrique 61 du treuil de levage 6 est piloté par un convertisseur de fréquence 63, à fonction de variateur de vitesse. Ce moteur électrique 61 est lui-même alimenté en énergie électrique par une alimentation électrique 12, laquelle est notamment constituée par un réseau de distribution électrique.
  • Le treuil de levage 6 comprend encore un frein moteur 64, associé au moteur électrique 61. La fermeture du frein moteur 64 immobilise en rotation le moteur électrique 61 et le tambour 62, tandis que l'ouverture de ce frein moteur 64 autorise la libre rotation du moteur électrique 61 et du tambour 62. Normalement, la mise en marche du moteur électrique 61 s'accompagne d'une ouverture du frein moteur 64, tandis que la mise à l'arrêt de ce moteur électrique 61 s'accompagne de la fermeture du frein moteur 64.
  • La grue 1 comprend également un système de contrôle/commande 2 relié au convertisseur de fréquence 63 pour un contrôle de la vitesse moteur du moteur électrique 61, que ce soit en montée et en descente, et ainsi un contrôle de la vitesse de déplacement de la charge suspendue 9, en montée et en descente. Ce système de contrôle/commande 2 est aussi relié au frein moteur 64 pour commander son ouverture/fermeture.
  • La grue 1 comprend aussi un premier système de mesure 31 pour une mesure d'un paramètre de masse PM représentatif d'une masse de la charge suspendue 9. Ce paramètre de masse PM peut correspondre à la masse de la charge suspendue 9, ou bien à un autre paramètre qui dépend de la masse de la charge suspendue, comme par exemple un poids, une tension mesurée au niveau du câble de levage 60, une force mesurée par exemple au niveau de la moufle ou du crochet, un étirement du câble de levage 60, etc.
  • La grue 1 comprend également un second système de mesure 32 pour une mesure d'une vitesse de levage VL représentative de la vitesse de déplacement de la charge suspendue 9, en montée et en descente, et comprise dans une plage de vitesses bornée à une vitesse maximale VMAX. Cette vitesse de levage VL peut correspondre à la vitesse de déplacement de la charge suspendue 9, ou bien à une autre vitesse qui dépend de la vitesse de déplacement de la charge suspendue 9, comme par exemple une vitesse de rotation du tambour 62, une consigne de vitesse, une vitesse moteur, une vitesse du câble de levage 60, etc. Dans un fonctionnement normal, sans bridage de la vitesse de levage VL, cette vitesse de levage VL peut varier de zéro jusqu'à la vitesse maximale VMAX, cette vitesse maximale VMAX étant une limite constructeur ou une limite machine propre au treuil de levage 6. Cette vitesse maximale VMAX peut varier avec le paramètre de masse PM, et plus particulièrement diminuer avec le paramètre de masse PM.
  • Le système de contrôle/commande 2 est relié à la fois au premier système de mesure 31 et au second système de mesure 32 pour recevoir en temps réel la mesure du paramètre de masse PM et la mesure de la vitesse de levage VL.
  • La grue 1 intègre au moins un arrêt d'urgence 4, par exemple placé dans une cabine de pilotage 13 ou sur une télécommande ou au pied du mât 10 et qui, une fois activé, coupe au moins le treuil de levage 6 (autrement dit arrête le moteur électrique 61) et stoppe le levage de la charge suspendue 9 et qui, une fois désactivé, autorise une remise en service du treuil de levage 6. Cet arrêt d'urgence 4 est relié au système de contrôle/commande 2 qui, lors de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, coupe le treuil de levage 6. D'autres appareils électriques peuvent bien entendu être également coupés à l'activation de l'arrêt d'urgence 4.
  • La grue 1 comprend un système d'alarme 5 configurée pour émettre une alarme lorsqu'activé. Ce système d'alarme 5 peut se présenter sous la forme d'un affichage visuel, par exemple au niveau d'une interface de pilotage placée dans la cabine de pilotage 13 ou d'une interface distante, de sorte que le signal d'alarme est un signal visuel sur cette interface de pilotage. En variante ou en complément, ce système d'alarme 5 peut comprendre un émetteur sonore, par exemple dans la cabine de pilotage 13, de sorte que le signal d'alarme est un signal sonore. Le système d'alarme 5 est relié au système de contrôle/commande 2 qui est configuré pour activer/désactiver le système d'alarme 5 dans certaines conditions décrites ultérieurement.
  • Le système de contrôle/commande 2 est configuré pour opérer un contrôle du levage durant une descente de la charge suspendue 9 et durant une montée de la charge suspendue 9.
  • Durant une descente de la charge suspendue 9, le système de contrôle/commande 2 autorise la vitesse de levage VL en descente dans toute la plage de vitesses, autrement dit un pilote peut piloter la vitesse de levage VL dans toute la plage de vitesses jusqu'à la vitesse maximale VMAX correspondante pour le paramètre de masse PM mesuré.
  • Durant une montée de la charge suspendue 9, le système de contrôle/commande 2 est configuré pour effectuer une comparaison de la vitesse de levage VL en montée avec un seuil bas SB qui varie en fonction du paramètre de masse PM, et avec un seuil haut SH qui varie aussi en fonction du paramètre de masse PM, où ce seuil haut SH est supérieur ou égal au seuil bas SB et inférieur ou égal à la vitesse maximale VMAX.
  • Les Figures 2 à 4 illustrent, sur des tableaux, un exemple de variations d'un seuil bas SB et d'un seuil haut SH, exprimés en m/s, en fonction du paramètre de masse PM exprimé en kg. Le seuil bas SB est schématisé par une ligne simple en trait épais, tandis que le seuil haut SH est schématisé par une ligne double en trait épais. Dans cet exemple, lorsque le paramètre de masse est inférieur à une valeur de référence PREF donnée, le seuil bas SB et le seuil haut SH sont distincts et ils augmentent avec le paramètre de masse PM, et ainsi le seuil bas SB est strictement inférieur au seuil haut SH. Par ailleurs, lorsque le paramètre de masse PM est supérieur à la valeur de référence PREF, le seuil bas SB et le seuil haut SH sont égaux à la vitesse maximale VMAX qui diminue avec le paramètre de masse PM. Autrement dit, au-delà de cette valeur de référence PREF, c'est-à-dire pour des charges très lourdes, le système de contrôle/commande 2 impose une baisse de la vitesse maximale VMAX, et les deux seuils SB, SH sont égaux à cette vitesse maximale VMAX et diminuent donc aussi avec le paramètre de masse PM. Dans cet exemple, lorsque le paramètre de masse PM est inférieur à la valeur de référence PREF, la vitesse maximale VMAX est constante ou constante à plus ou moins 15%, et le seuil haut SH est strictement inférieur à la vitesse maximale VMAX.
  • Ainsi, les courbes de variation du seuil bas SB, du seuil haut et de la vitesse maximale VMAX délimitent trois zones de vitesse, une zone basse ZB en-dessous du seuil bas SB, une zone intermédiaire ZI entre le seuil bas SB et le seuil haut SH, et une zone haute ZH entre le seuil haut SH et la vitesse maximale VMAX. La zone intermédiaire ZI et la zone haute ZH s'arrêtent au-delà de la valeur de référence PREF, de sorte qu'au-delà de cette valeur de référence PREF ne subsiste que la zone basse ZB.
  • Le seuil bas SB et le seuil haut SH sont établis par modélisation, simulation ou test réel d'un arrêt net d'un enroulement du câble de levage 60 autour du tambour 62 (un tel enroulement étant associé à une montée de la charge suspendue 9) pour différentes vitesses de levage VL en montée et pour différents paramètres de masse PM, en distinguant le seuil bas SB comme une vitesse en-dessous de laquelle aucun défaut d'enroulement n'est observé et au-dessus de laquelle un défaut d'enroulement est observé, et le seuil haut SH comme une vitesse au-dessus de laquelle le défaut d'enroulement observé est très élevé (ou majeur) voire irrattrapable, tandis qu'entre le seuil bas SB et le seuil haut SH le défaut d'enroulement observé est élevé (ou mineur) mais rattrapable par une opération de déroulement et ré-enroulement du câble de levage 60.
  • Durant une montée de la charge suspendue 9, trois modes de fonctionnement peuvent être sélectionnés, en particulier au moyen d'un sélecteur de mode 7, disposé par exemple au niveau d'une interface de pilotage placée dans la cabine de pilotage 13, de sorte que le pilote (aussi appelé grutier) peut sélectionner un mode de fonctionnement parmi les trois modes de fonctionnement suivants : un mode basique, un mode optimisé et un mode sécurisé.
  • Le contrôle du levage, au moyen du système de contrôle/commande 2, s'opère alors dans le mode de fonctionnement sélectionné. Durant le contrôle du levage, la vitesse de levage VL en descente est pour rappel autorisée dans toute la plage de vitesses.
  • En référence à la Figure 2, dans le mode basique, le système de contrôle/commande 2 pilote le treuil de levage 6 pour que la vitesse de levage VL en montée (autrement dit durant une montée de la charge suspendue 9) soit autorisée dans toute la plage de vitesses, donc jusqu'à la vitesse maximale VMAX. Aussi, dans le mode basique, le système de contrôle/commande 2 autorise la vitesse de levage VL dans les trois zones de vitesse ZB, ZI et ZH. Par ailleurs, dans ce mode basique, le système de contrôle/commande 2 est configuré pour activer le système d'alarme 5 si l'arrêt d'urgence 4 est activé lors d'une montée de la charge suspendue 9 et alors que la vitesse de levage VL en montée est supérieure au seuil bas SB.
  • Autrement dit, dans le mode basique :
    • si la vitesse de levage VL en montée est dans la zone basse ZB au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4 qui provoque un arrêt net de la montée de la charge suspendue 9, alors le système d'alarme 5 n'est pas activé ; et
    • si la vitesse de levage VL en montée est dans la zone intermédiaire ZI ou dans la zone haute ZH, au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, alors le système d'alarme 5 est activé pour déclencher une alarme propre à informer un opérateur (par exemple le pilote) d'un risque de défaut d'enroulement.
  • Dans le mode basique, l'alarme varie selon que la vitesse de levage VL en montée est inférieure au seuil haut SH ou est supérieure au seuil haut SH, autrement dit l'alarme n'est pas la même selon que la vitesse de levage VL en montée est dans la zone intermédiaire ZB ou dans la zone haute ZH, au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4. De cette manière, l'opérateur sera informé avec deux alarmes distinctes que :
    • le défaut d'enroulement est potentiellement élevé (ou mineur) et rattrapable dans le cas où la vitesse de levage VL en montée est dans la zone intermédiaire ZI ; ou
    • le défaut d'enroulement est potentiellement très élevé (ou majeur) voire non rattrapable dans le cas où la vitesse de levage VL en montée est dans la zone haute ZH.
  • Dans le mode basique, une fois que l'arrêt d'urgence 4 est désactivé, la vitesse de levage VL, que ce soit en montée et en descente, est à nouveau autorisée dans toute la plage de vitesses, à moins qu'un autre mode de fonctionnement ne soit sélectionné.
  • En référence à la Figure 3, dans le mode optimisé, le système de contrôle/commande 2 pilote le treuil de levage 6 pour que la vitesse de levage VL en montée soit autorisée seulement en-dessous du seuil haut SH et interdite au-dessus du seuil haut SH. Aussi, dans le mode optimisé, le système de contrôle/commande 2 autorise la vitesse de levage VL en montée seulement dans la zone basse ZB et dans la zone intermédiaire ZI, et interdit la vitesse de levage VL en montée dans la zone haute ZH, ce qui est schématisé par des rayures dans la zone haute ZH sur la Figure 3.
  • Par ailleurs, dans ce mode optimisé, le système de contrôle/commande 2 est configuré pour activer le système d'alarme 5 si l'arrêt d'urgence 4 est activé lors d'une montée de la charge suspendue 9 et alors que la vitesse de levage VL en montée est supérieure au seuil bas SB.
  • Autrement dit, dans le mode optimisé :
    • si la vitesse de levage VL en montée est dans la zone basse ZB au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, alors le système d'alarme 5 n'est pas activé ; et
    • si la vitesse de levage VL en montée est dans la zone intermédiaire ZI, au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, alors le système d'alarme 5 est activé pour déclencher une alarme propre à informer l'opérateur d'un risque de défaut d'enroulement.
  • Cette alarme peut être spécifique au mode optimisé, et donc différente des alarmes du mode basique. Il est aussi envisageable que cette alarme du mode optimisé soit équivalente à l'alarme du mode basique déclenchée lorsque la vitesse de levage VL en montée est dans la zone intermédiaire ZI.
  • Ainsi, avec ce mode optimisé, la zone haute ZH est interdite de sorte qu'il n'existe pas de risque d'un défaut d'enroulement majeur voire irrattrapable. Par contre, la zone intermédiaire ZI est autorisée, de sorte que si la vitesse de levage VL en montée est dans la zone intermédiaire ZI au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, alors l'opérateur sera informé par une alarme d'un risque de défaut d'enroulement, qui est potentiellement mineur et rattrapable.
  • Dans le mode optimisé, une fois que l'arrêt d'urgence 4 est désactivé, il y a deux possibilités :
    • si la vitesse de levage VL en montée était inférieure au seuil bas SB (autrement dit était dans la zone basse ZB) au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, la vitesse de levage VL en montée est à nouveau autorisée en-dessous du seuil haut SH et interdite au-dessus du seuil haut SH (autrement dit est autorisée dans la zone basse ZB et dans la zone intermédiaire ZI, et interdite dans la zone haute ZH), à moins qu'un autre mode de fonctionnement ne soit sélectionné ;
    • si la vitesse de levage VL en montée était supérieure au seuil bas SB (autrement dit était dans la zone intermédiaire ZI) au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, la vitesse de levage VL en montée, et optionnellement aussi en descente, est limitée à une vitesse réduite VRED, jusqu'à ce qu'une condition d'enroulement soit remplie, une telle condition d'enroulement étant représentative d'un état d'enroulement/déroulement du câble de levage 60 autour du tambour 62.
  • L'intérêt de brider la vitesse de levage VL en montée à la vitesse réduite VRED (autrement dit la vitesse de levage VL en montée ne peut pas dépasser la vitesse réduite VRED) est d'imposer des opérations à basse vitesse pour le ré-enroulement du câble de levage 60 autour du tambour 62 pour rattraper le défaut d'enroulement.
  • Optionnellement, la vitesse de levage VL en descente est aussi bridée à la vitesse réduite VRED (autrement dit la vitesse de levage VL en descente ne peut pas dépasser la vitesse réduite VRED) pour imposer des opérations à basse vitesse pour le déroulement du câble de levage 60 pour rattraper le défaut d'enroulement.
  • La condition d'enroulement est fonction de la vitesse de levage VL en montée au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4. En effet, le défaut d'enroulement augmente avec la vitesse de levage VL en montée au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4.
  • La condition d'enroulement est aussi fonction du paramètre de masse PM. En effet, le défaut d'enroulement diminue avec le paramètre de masse PM mesuré au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, car plus la charge suspendue 9 est lourde et applique une tension accrue sur le câble de levage 60 et moins le risque d'un défaut d'enroulement est présent.
  • Avantageusement, la condition d'enroulement est remplie une fois que le câble de levage 60 est déroulé d'une longueur de déroulement LDER donnée après la désactivation de l'arrêt d'urgence 4. Cette longueur de déroulement LDER est donc aussi fonction de la vitesse de levage VL en montée au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4 et/ou du paramètre de masse PM.
  • Il est possible que le contrôle de la condition d'enroulement soit opérée de manière automatisée (au moyen d'un capteur ou d'un contrôle automatique de la longueur de déroulement LDER) et/ou de manière visuelle par un opérateur.
  • Dans le mode optimisé, une fois la condition d'enroulement remplie, le système de contrôle/commande 2 assure des commandes pour que :
    • l'alarme du système d'alarme 5 soit désactivée ;
    • la vitesse de levage VL en montée soit à nouveau autorisée seulement en-dessous du seuil haut SH et interdite au-dessus du seuil haut SH, à moins qu'un autre mode de fonctionnement soit sélectionné ;
    • la vitesse de levage VL en descente soit à nouveau autorisée dans toute la plage de vitesse, dans le cas où cette vitesse de levage VL en descente était limitée à la vitesse réduite VRED.
  • Cette vitesse réduite VRED peut être inférieure au seuil bas SB (tel qu'associé au paramètre de masse PM de la charge suspendue 9) et/ou être comprise entre 0,1 et 0,6 fois la vitesse maximale, et par exemple entre 0,2 et 0,4 fois la vitesse maximale.
  • En variante, dans le mode optimisé, une fois que l'arrêt d'urgence 4 est désactivé, il y a une seule possibilité : peu importe que la vitesse de levage VL en montée était inférieure ou supérieure au seuil bas SB au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence 4, la vitesse de levage VL en montée est à nouveau autorisée en-dessous du seuil haut SH et interdite au-dessus du seuil haut SH (autrement dit est autorisée dans la zone basse ZB et dans la zone intermédiaire ZI, et interdite dans la zone haute ZH), à moins qu'un autre mode de fonctionnement ne soit sélectionné. Autrement dit, dans cette variante, il n'y a pas de vitesse réduite ni de condition d'enroulement, et il y a essentiellement l'alarme pour avertir l'opérateur d'un risque de défaut d'enroulement.
  • En référence à la Figure 4, dans le mode sécurisé, le système de contrôle/commande 2 pilote le treuil de levage 6 pour que la vitesse de levage VL en montée soit autorisée seulement en-dessous du seuil bas SB et interdite au-dessus du seuil bas SB. Aussi, dans le mode sécurisé, le système de contrôle/commande 2 autorise la vitesse de levage VL en montée seulement dans la zone basse ZB, et interdit la vitesse de levage VL en montée dans la zone intermédiaire ZI et dans la zone haute ZH, ce qui est schématisé par des rayures dans la zone intermédiaire ZI et dans la zone haute ZH sur la Figure 4.
  • Dans ce mode sécurisé, si l'arrêt d'urgence 4 est activé lors d'une montée de la charge suspendue 9, le système de contrôle/commande 2 active aucune alarme au moyen du système d'alarme 5, car il n'y a pas de risque de défaut d'enroulement sous le seuil bas SB. Une fois que l'arrêt d'urgence 4 est désactivé, la vitesse de levage VL en montée est à nouveau autorisée en-dessous du seuil bas SB et interdite au-dessus du seuil bas SB, à moins qu'un autre mode de fonctionnement ne soit sélectionné.

Claims (15)

  1. Procédé de pilotage pour piloter un levage d'une charge suspendue (9) au moyen d'un treuil de levage (6) intégrant un tambour (62) sur lequel est enroulé un câble de levage (60) accouplé à la charge suspendue (9), ledit procédé de pilotage mettant en œuvre les étapes suivantes :
    - mesure d'un paramètre de masse (PM) représentatif d'une masse de la charge suspendue (9) ;
    - mesure d'une vitesse de levage (VL) représentative d'une vitesse de déplacement de la charge suspendue (9), en montée et en descente, et comprise dans une plage de vitesses bornée à une vitesse maximale (VMAX) ;
    - surveillance d'un arrêt d'urgence (4) qui, une fois activé, coupe au moins le treuil de levage (6) et stoppe le levage de la charge suspendue (9) et qui, une fois désactivé, autorise une remise en service du treuil de levage (6) ;
    - lors d'une montée de la charge suspendue (9), comparaison de la vitesse de levage (VL) en montée avec un seuil bas (SB) qui varie en fonction du paramètre de masse (PM), et avec un seuil haut (SH) qui varie aussi en fonction du paramètre de masse (PM), ledit seuil haut (SH) étant supérieur ou égal au seuil bas (SB) et inférieur ou égal à la vitesse maximale (VMAX) ;
    - contrôle du levage dans un mode optimisé dans lequel la vitesse de levage (VL) en montée est autorisée seulement en-dessous du seuil haut (SH) et interdite au-dessus du seuil haut (SH), et si l'arrêt d'urgence (4) est activé lors d'une montée de la charge suspendue (9) et alors que la vitesse de levage (VL) en montée est supérieure au seuil bas (SB) alors une alarme est activée.
  2. Procédé de levage selon la revendication 1, dans lequel, dans le mode optimisé, une fois que l'arrêt d'urgence (4) est désactivé, et si la vitesse de levage (VL) en montée était supérieure au seuil bas (SB) au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence (4), alors la vitesse de levage (VL) en montée, et optionnellement aussi en descente, est limitée à une vitesse réduite (VRED), inférieure au seuil haut (SH), jusqu'à ce qu'une condition d'enroulement soit remplie, ladite condition d'enroulement étant représentative d'un état d'enroulement/déroulement du câble de levage (60) autour du tambour (62).
  3. Procédé de levage selon la revendication 2, dans lequel la condition d'enroulement est fonction de la vitesse de levage (VL) en montée au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence (4).
  4. Procédé de levage selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la condition d'enroulement est remplie une fois que le câble de levage (60) est déroulé d'une longueur de déroulement (LDER) donnée après la désactivation de l'arrêt d'urgence (4).
  5. Procédé de levage selon les revendications 3 et 4, dans lequel la longueur de déroulement (LDER) est fonction de l'un au moins des paramètres suivants parmi la vitesse de levage (VL) en montée au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence (4) et le paramètre de masse (PM).
  6. Procédé de levage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel, une fois la condition d'enroulement remplie dans le mode optimisé, l'alarme est désactivée et la vitesse de levage (VL) en montée est à nouveau autorisée seulement en-dessous du seuil haut (SH) et interdite au-dessus du seuil haut (SH), à moins qu'un autre mode de fonctionnement soit sélectionné.
  7. Procédé de levage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lorsque le paramètre de masse (PM) est inférieur à une valeur de référence (PREF) donnée, le seuil bas (SB) et le seuil haut (SH) sont distincts et ils augmentent avec le paramètre de masse (PM).
  8. Procédé de levage selon la revendication 7, dans lequel, lorsque le paramètre de masse (PM) est supérieur à la valeur de référence (PREF), le seuil bas (SB) et le seuil haut (SH) sont égaux ils diminuent avec le paramètre de masse (PM).
  9. Procédé de levage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel est opérée une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode basique dans lequel la vitesse de levage (VL) en montée est autorisée dans toute la plage de vitesses, et si un arrêt d'urgence (4) est activé lors d'une montée de la charge suspendue (9) et alors que la vitesse de levage (VL) en montée est supérieure au seuil bas (SB) alors une alarme est activée ;
    et le contrôle du levage s'opère dans le mode de fonctionnement sélectionné.
  10. Procédé de levage selon la revendication 9, dans lequel, dans le mode basique, l'alarme varie selon que la vitesse de levage (VL) en montée est inférieure au seuil haut (SH) ou est supérieure au seuil haut (SH) au moment de l'activation de l'arrêt d'urgence (4).
  11. Procédé de levage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel est opérée une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode sécurisé dans lequel la vitesse de levage (VL) en montée est autorisée seulement en-dessous du seuil bas (SB) et interdite au-dessus du seuil bas (SB) ;
    et le contrôle du levage s'opère dans le mode de fonctionnement sélectionné.
  12. Appareil de levage ou de transport, comme par exemple une grue (1), comprenant un treuil de levage (6) intégrant un tambour (62) sur lequel est enroulé un câble de levage (60) accouplé à une charge suspendue (9) pour un levage de la charge suspendue (9), ledit appareil de levage ou de transport comprenant :
    - un premier système de mesure (31) pour une mesure d'un paramètre de masse (PM) représentatif d'une masse de la charge suspendue (9) ;
    - un second système de mesure (32) pour une mesure d'une vitesse de levage (VL) représentative d'une vitesse de déplacement de la charge suspendue (9), en montée et en descente, et comprise dans une plage de vitesses bornée à une vitesse maximale (VMAX) ;
    - un arrêt d'urgence (4) qui, une fois activé, coupe au moins le treuil de levage (6) et stoppe le levage de la charge suspendue (9) et qui, une fois désactivé, autorise une remise en service du treuil de levage (6) ;
    - un système d'alarme (5) configurée pour émettre une alarme lorsqu'activé ; et
    - un système de contrôle/commande (2) relié au premier système de mesure (31), au second système de mesure (32), au treuil de levage (6), au système d'alarme (5) et à l'arrêt d'urgence (4), ledit système de contrôle/commande (2) étant configuré pour effectuer, lors d'une montée de la charge suspendue (9), une comparaison de la vitesse de levage (VL) en montée avec un seuil bas (SB) qui varie en fonction du paramètre de masse (PM), et avec un seuil haut (SH) qui varie aussi en fonction du paramètre de masse (PM), ledit seuil haut (SH) étant supérieur ou égal au seuil bas (SB) et inférieur ou égal à la vitesse maximale (VMAX) ; et
    dans lequel le système de contrôle/commande (2) est configuré pour, dans un mode optimisé, piloter le treuil de levage (6) pour que la vitesse de levage (VL) en montée soit autorisée seulement en-dessous du seuil haut (SH) et soit interdite au-dessus du seuil haut (SH), et pour activer le système d'alarme (5) si l'arrêt d'urgence (4) est activé lors d'une montée de la charge suspendue (9) et alors que la vitesse de levage (VL) en montée est supérieure au seuil bas (SB).
  13. Appareil de levage ou de transport selon la revendication 12, dans lequel le système de contrôle/commande (2) est configuré pour, dans le mode optimisé et une fois que l'arrêt d'urgence (4) est désactivé, piloter le treuil de levage (6) pour que la vitesse de levage (VL), que ce soit en montée et en descente, soit limitée à une vitesse réduite (VRED), inférieure au seuil haut (SH), jusqu'à ce qu'une condition d'enroulement soit remplie, ladite condition d'enroulement étant représentative d'un état d'enroulement/déroulement du câble de levage (60) autour du tambour (62).
  14. Appareil de levage ou de transport selon la revendication 12 ou 13, comprenant un sélecteur de mode (7) pour sélectionner un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode basique dans lequel le système de contrôle/commande (2) pilote le treuil de levage (6) pour que la vitesse de levage (VL) en montée soit autorisée dans toute la plage de vitesses, et pour activer le système d'alarme (5) si un arrêt d'urgence (4) est activé lors d'une montée de la charge suspendue (9) et alors que la vitesse de levage (VL) en montée est supérieure au seuil bas (SB).
  15. Appareil de levage ou de transport selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, comprenant un sélecteur de mode (7) pour sélectionner un mode de fonctionnement parmi le mode optimisé et un mode sécurisé dans lequel le système de contrôle/commande (2) pilote le treuil de levage (6) pour que la vitesse de levage (VL) en montée soit autorisée seulement en-dessous du seuil bas (SB) et interdite au-dessus du seuil bas (SB).
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