FI109117B - Menetelmä nosturin liikkeiden ohjaamiseksi - Google Patents

Description

109117

Menetelmä nosturin liikkeiden ohjaamiseksi

Keksinnön tausta

Keksintö koskee menetelmää nosturin liikkeiden ohjaamiseksi, jossa menetelmässä nosturin siirto- ja kääntöliikkeet aikaansaadaan taajuus-5 muuttajan ja oikosulkumoottorin avulla, joita ohjataan kontrollerilla, jonka no-peusohje välitetään taajuusmuuttajalle ohjelmoitavan logiikan kautta.

Tunnetuissa nosturin ohjausmenetelmissä kuljettaja ohjaa nosturin siirto- ja kääntökoneistoa portaattomalla tai moniportaisella kontrollerilla, jonka nopeusohje välitetään taajuusmuuttajalle suoraan tai ohjelmoitavan logiikan 10 kautta. Taajuusmuuttaja säätää nopeutta portaattomasti ja rajoittaa kiihtyvyyden ja hidastuvuuden aseteltujen ramppien mukaiseksi. Kontrollerin ohje sen kämmen tai joystickin mukaan voi olla joko lineaarinen tai epälineaarinen ja ohje voi tulla kontrollerilta joko analogia- tai digitaalisignaalina.

Nykyisillä menetelmillä siirroissa ja käännöissä, joissa nopeudet, 15 kiihtyvyydet ja hidastuvuudet ovat suuria, ja nosturin ohjaamo liikkuu siirrossa mukana, välinopeuksien ajaminen on ongelmallista. Nosturin kiihtyminen tai hidastuminen aiheuttaa kontrollerin liikkeeseen nykäyksen vastakkaiseen suuntaan, tämä taas muutoksen nosturin nopeuteen, joka taas aiheuttaa ny-käyksen kontrolleriin. Tästä aiheutuva nykivä liike tekee ajamisesta epämuka-: 20 vaa, joissain ääritapauksissa lähes mahdotonta.

Näitä ongelmia on pyritty ratkaisemaan mm. seuraavin keinoin: - hidastamalla kiihdytys- ja hidastusramppeja. Tämä hidastaa työs-kentelyä ja vaikeuttaa selvästi esim. heilahduksenhallintaa ja paikoitusta.

- käyttämällä S-käyrää. S-käyrä rajoittaa kiihtyvyyden muutosno-25 peutta ja sitä kautta pehmentää kiihdytyksen alkua ja loppua. Tällä tavoin nykiminen vähenee, mutta nosturi ei enää tottele kontrollerin ohjeen muutoksia .'·· riittävän nopeasti, mikä taas huonontaa ajotuntumaa ja sitä kautta vaikeuttaa ajamista.

v, - käyttämällä alipäästösuodatusta. Perinteisillä suodatusmenetel- 30 millä nopeuden muutokset hidastuvat ja ohjaus tuntuu löysältä.

»»

Keksinnön lyhyt selostus : Keksinnön tavoitteena on siten kehittää sellainen menetelmä, jolla mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Tähän päämäärään päästään keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että kontrollerin nope-35 usohjetta vref suodatetaan ohjelmallisesti mikroprosessoripohjaisessa laittees- 2 109117 sa siten, että suodatus muuttuu nopeusohjeen vref ja nosturin nopeuden oloar-von vact erotuksen vdiff funktiona seuraavasti: - kun vdiff on pieni, nopeusohjetta suodatetaan voimakkaasti, - kun vdiff on suuri, suodatusta pienennetään nopeasti, ja 5 - kun nopeusohje vref ja nopeuden oloarvo vact risteävät eli erotus vdiff vaihtaa etumerkkiään, suodatetuksi nopeusohjeeksi sijoitetaan nopeuden olo-arvo vact.

Kahden ensimmäisenä mainitun suodatustavan ansiosta saadaan aikaan, että tärinästä ja kiihtyvyyden muutoksista aiheutuvat ei-toivotut pienet 10 kontrollerin liikkeet suodatetaan hyvin, mutta kuljettajan tekemät askelmaiset muutokset aiheuttavat nopean vasteen ohjaukseen.

Kolmantena mainitulla suodatustavalla aikaansaadaan se, että kiihdytyksen tai hidastuksen aikana tulevat uudet nopeusmuutokset tapahtuvat nopeasti.

15 Edullisesti lisäksi kun nopeuden oloarvo vact alittaa aseteltavan no- i peuden Vmin, suodatusta ei tapahdu tai suodatus on hyvin pieni. Tämä mahdol listaa nopeat liikkeellelähdöt ja tarkan paikoituksen.

Suodatus voidaan suorittaa joko PLC:ssä tai taajuusmuuttajassa itsessään.

; 20 Keksinnön mukaisen menetelmällä saadaan aikaan suodatus, joka ei merkittävästi hidasta nopeusmuutosten vastetta, mutta suodattaa hyvin va-·;. kionopeudella ajettaessa tulevat pienet kontrollerin liikkeet. Keksintö parantaa ratkaisevasti nosturin ajomukavuutta ja tuntumaa, sekä helpottaa tarkkaa • · ·, asettelua ja heilahduksenhallintaa.

* * * » » 25 Kuvioluettelo

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää menetelmää havainnollistavaa lohkokaaviota; ja kuvio 2 esittää esimerkkiä nopeusohjeen suodatuskertoimesta.

30 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Viitaten kuvioon 1 aluksi luetaan kontrollerilta tuleva nopeusohje vref(T) ja nosturin nopeuden senhetkinen nopeuden oloarvo vact(T) hetkellä T lohkon 1 mukaisesti. Sitten lohkossa 2 tutkitaan, onko nopeuden oloarvo vact(T) < aseteltava miniminopeus vmin eli ollaanko miniminopeudella, jolla 35 asetellaan nopeus, jonka alapuolella suodatus ei ole päällä (tai on hyvin pieni).

3 109117 i

Jos ei olla miniminopeudella, lasketaan lohkossa 3 nopeusohjeen vref(T) ja nopeuden oloarvon vacl(T) erotus vdiff(T) eli kuinka paljon pyydetty nopeus poikkeaa nopeuden oloarvosta hetkellä T ts. kuinka paljon nopeutta halutaan poikkeuttaa. Sitten lohkon 4 mukaisesti tutkitaan, onko pyyntö ja oloarvo ristenneet 5 eli onko tulo vdiff(T) * vdiff(T - 1) < 0 (onko erotus vdiff muuttanut etumerkkiään). vd>ff(T - 1) kertoo tässä, kuinka paljon pyydetty nopeus poikkeaa nopeuden oloarvosta hetkellä T -1 (eli on edellisen ohjelmankierron vdiff). Jos em. tulo on negatiivinen eli pyyntö ja oloarvo ovat ristenneet, suodatetuksi nopeusohjeeksi vout(O hetkellä T asetetaan lohkon 7 mukaisesti nopeuden oloarvo vact(T) eli 10 vout(T) = vact(T). Jos pyyntö ja oloarvo eivät ole ristenneet, suodatus lasketaan lohkossa 6 poikkeaman funktiona siten, että mitä suurempi poikkeama, sitä pienempi suodatus eli v0Ut(T) = v0Ut(T - 1) + f * (vref(T) - vout(T - 1)). Tässä kaa-! vassa f on lohkossa 5 esitetty suodatuskerroin f(vdiff(T)). Jos edellä lohkossa 2 ollaan miniminopeudella, suodatuskertoimeksi tulee 1 (lohko 8) ja siirrytään 15 suoraan lohkoon 6. Näin yksi ohjelmakierto on käyty läpi ja palataan jälleen lohkoon 1 jne.

Edellä mainittu pyynnön ja oloarvon risteäminen tai pikemminkin sen ohittaminen tarkoittaa käytännössä sitä, että esimerkiksi nosturin nopeutta jyrkästi laskettaessa ja jälleen nopeutta nostettaessa suodatettua nopeusoh-20 jetta ei lasketa nopeuden oloarvon alapuolelle menevän nopeuden pohjalta, ettei nopeudenmuutokset hidastuisi ja nosturin liikkeestä tulisi nykivää. Samaa pätee tietysti kiihdytettäessä ja nopeutta jälleen laskettaessa, jolloin oloarvon ,..: yläpuolelle meneviä nopeuksia ei oteta suodatetun nopeusohjeen laskentape- ·*. rusteiksi.

il! 25 Suodatuskäyrä voi olla esimerkiksi kuvion 2 mukainen, jossa suo datusta pienillä erotuksen vdiff arvoilla ts. pienillä kontrollerin liikkeillä on paljon, kun taas erotuksen vdiff kasvaessa välillä vmjd - vmax huomattavasti vähemmän.

·: Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ei siten rajoitu .·. 30 yllä kuvattuun esimerkkiin, vaan sen yksityiskohdat voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

; : * | ’,

Claims (4)

4 109117

1. Menetelmä nosturin liikkeiden ohjaamiseksi, jossa menetelmässä nosturin siirto- ja kääntöliikkeet aikaansaadaan taajuusmuuttajan ja oikosulkumoottorin avulla, joita ohjataan kontrollerilla, jonka nopeusohje välitetään 5 taajuusmuuttajalle ohjelmoitavan logiikan kautta, tunnettu siitä, että kontrollerin nopeusohjetta vref suodatetaan ohjelmallisesti mikroprosessoripohjaisessa laitteessa siten, että suodatus muuttuu nopeusohjeen vref ja nosturin nopeuden oloarvon vact erotuksen vditf funktiona seuraavasti: - kun vdiff on pieni, nopeusohjetta suodatetaan voimakkaasti, 10. kun vdiff on suuri, suodatusta pienennetään nopeasti, ja - kun nopeusohje vref ja nopeuden oloarvo vact risteävät eli erotus vdiff vaihtaa etumerkkiään, suodatetuksi nopeusohjeeksi sijoitetaan nopeuden olo- 1 arvo vact.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että kun nopeuden oloarvo vact alittaa aseteltavan nopeuden vmjn, suodatusta ei tapahdu tai suodatus on hyvin pieni.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suodatus suoritetaan PLC:ssä.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu : '*· 20 siitä, että suodatus suoritetaan taajuusmuuttajassa itsessään. • t • · * * ·