FI90965C - Nosturin ohjausmenetelmä - Google Patents

Nosturin ohjausmenetelmä Download PDF

Info

Publication number
FI90965C
FI90965C FI911756A FI911756A FI90965C FI 90965 C FI90965 C FI 90965C FI 911756 A FI911756 A FI 911756A FI 911756 A FI911756 A FI 911756A FI 90965 C FI90965 C FI 90965C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
speed
crane
control
load
nosturin
Prior art date
Application number
FI911756A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI911756L (fi
FI911756A0 (fi
FI90965B (fi
Inventor
Kimmo Hytoenen
Original Assignee
Kimmo Hytoenen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kimmo Hytoenen filed Critical Kimmo Hytoenen
Priority to FI911756A priority Critical patent/FI90965C/fi
Publication of FI911756A0 publication Critical patent/FI911756A0/fi
Publication of FI911756L publication Critical patent/FI911756L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI90965B publication Critical patent/FI90965B/fi
Publication of FI90965C publication Critical patent/FI90965C/fi

Links

Landscapes

  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

90965
Nosturin ohjausmenetelmä
Keksinnön kohteena on nosturin tai vastaavan laitteen kiihtyvyys- tai nopeusohjattu ohjausmenetelmä, jota 5 menetelmää hyväksikäytetään esimerkiksi siltanosturin ohjaamisessa ja joka menetelmä käsittää taakkaa kuljettavan nosturin ohjausjärjestelmästä tapahtuvan nosturin ohjaamisen nopeusaskelista koostuvilla ohjaussekvensseillä, missä nopeusaskeleet kuvaavat ohjausjärjestelmän säätövälin aika-10 na tapahtuvia nopeuden muutoksia.
Nosturi on yleisesti käytössä oleva väline kappaletavaroiden käsittelyyn sellaisissa olosuhteissa, joissa käsiteltävää kappaletta ei ole mahdollista kuljettaa lattiapintaa tai maata pitkin. Nostureita käytetään esimerkiksi 15 satamissa, varastoissa ja teollisuudessa kappaleita siir-reltäessä. Avoimeen ohjaukseen perustuvat nosturit, ts. ilman takaisinkytkentää olevat nosturit ja niiden ohjausmenetelmät perustuvat nosturiin ripustetun taakan painopisteen ripustuskorkeuden tuntemiseen ja sen perusteella laskettuun 20 matemaattisen heilurin heilahdusaikaan. Matemaattiseen heiluriin perustuvat ohjausmenetelmät ovat suhteellisen yksinkertaisia ja käyttökelpoisia käytännön ratkaisuissa. Nosturissa olevan taakan nostokorkeuden muutos nosturin kiihdytys- tai jarrutussekvenssin aikana aiheuttaa kuitenkin epä-25 toivottua heiluntaa, jolloin nosturin ohjaus ei onnistu toivotulla tavalla.
Edellä mainitun epäkohdan poistamiseksi tunnetaan patenttijulkaisusta DE 3714570 AI menetelmä, jossa etukäteen määrätään nosturin kiihdytyksen aikana tapahtuva taa-30 kan nostokorkeuden muutos ja lasketaan taakan nostokorkeus, jota käyttämällä määrätty kiihdytyssekvenssi pystyy kiihdyttämään nosturin haluttuun nopeuteen ilman epätoivottua loppuheiluntaa. Menetelmän haitaksi kuitenkin muodostuu vaatimus nostokorkeuden muutoksen tietämisestä jo ennen 35 kiihdytyssekvenssin aloittamista.
2
On aikaisemmin tunnettua myös suorittaa nopeussekvenssin muuttaminen muuttamalla säätölaitteella ohjausjärjestelmän käyttämää säätöväliä siten, että säätövälin suhde matemaattisen heilurin heilahdusaikaan pysyy vakiona. Säätövälin 5 muuttaminen digitaalisessa ohjausjärjestelmässä on ongelmallista ja käytännössä olisikin luonnollisinta pyrkiä pitämään säätöväli vakiona reaaliaikatoteutuksissa.
Vielä tunnetaan julkaisusta DE-3228302 iteratiivinen menetelmä, jossa lasketaan ja muodostetaan sellaista nopeus-10 rataa, jonka loputtua ollaan heilahduksettomassa lopputilassa. Laskentaohjelma testaa jokaisella laskuaskeleella, onko taakka saavuttanut heilahduksettoman lopputilan. Menetelmä perustuu käänteiseen dynaamiseen malliin ja siitä muodostetun osittaisdifferentiaaliyhtälön ratkaisemiseen. Menetelmä ei esitä, 1 5 miten sinänsä tunnettu nostokorkeuden muutoksen aiheuttama ohjauksen skaalautuminen otetaan huomioon ja miten sen avulla voidaan eliminoida satunnaisen nostokorkeuden muutoksen haitallinen vaikutus.
Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada oh-20 jausmenetelmä, joka poistaa tunnetun tekniikan ja tunnettujen ratkaisujen sisältämät epäkohdat. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jonka tunnusomaiset piirteet on annettu patenttivaatimuksessa.
Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siihen ajatukseen, 25 että nosturin ohjausjärjestelmän ominaisuuksia parannetaan skaalaamalla nosturin ohjausta taakan nostokorkeuden muutoksen perusteella.
Keksinnön mukaisella nosturin ohjausmenetelmällä saavutetaan merkittäviä etuja, joista tärkeimpänä etuna on 30 nosturin kuljettajan apuna olevan ohjausjärjestelmän ominaisuuksien parantuminen. Menetelmä ei vaadi käytettävän säätövälin muuttamista ja tämän ansiosta menetelmä on helpommin toteutettavissa digitaalisella ohjausjärjestelmällä. Menetelmä ei myöskään vaadi nostokorkeuden muutoksen 35 tuntemista etukäteen ja soveltuu näin erinomaisesti nosturia ohjaavan henkilön avuksi. Keksinnön avulla on myös mahdollista helposti hallita nosturin kiihdytyksen ja jarrutuksen aikana tapahtuvien taakan nostokorkeuksien muutosten vaikutus taakan heilunnan poistaviin kiihdytys- ja jarrutussekvensseihin.
li 3 90965
Menetelmän edut ovat erityisen merkittäviä silloin, kun halutaan samanaikaisesti nostaa tai laskea taakkaa samalla, kun nosturin liikenopeutta kiihdytetään tai jarrutetaan. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan 5 poistaa todellisen nosturisysteemin ja ideaaliseen matemaattiseen malliin perustuvan ohjauksen välistä virhettä.
Kun ohjausjärjestelmän tuottamat kiihtyvyys- ja nopeussek-venssit perustuvat tarkemmin järjestelmän perustana olevaan matemaattiseen heiluriin, voidaan tällöin saada aikaan nos-^0 turin ohjaus tarkemmalla tavalla ja vähemmillä nostotapah-tumaa häiritsevillä taakan heilahteluilla. Menetelmä on myös laskennallisesti helposti toteutettavissa.
Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa "*5 kuvio 1 esittää kaavamaisesti siltanosturia, kuvio 2 esittää tasavälein diskretoitua nopeussek-venssiä, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen menetelmän vuo- kaaviota, 7 n kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen menetelmän edullisen suoritusmuodon vuokaaviota, kuvio 5 esittää diskreetin nopeustrajektorin laskentaa taakkaa nostettaessa kiihdytyksen aikana, kuvio 6 esittää diskreetin nopeustrajektorin lasken-25 taa taakkaa laskettaessa kiihdytyksen aikana, kuvio 7 esittää kiihdytyksen nopeustrajektorin muuttumista, kuvio 8 esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen vuokaavion yksityiskohtaisempaa kuvausta.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu siltanostureille, kääntönostureille, monltoiminostureille ja muille vastaaville laitteille.
Kuvion 1 mukaisesti nosturikelkka 1 on sovitettu olemaan liikuteltavissa pitkin siltanosturin 2 siltapalkkia 35 3. siltapalkki 3 on edelleen sovitettu olemaan liikutelta vissa suhteessa siltapalkin 3 päädyissä oleviin päätypalk-keihin 4 ja 5. Siltanosturin 2 nosturikelkkaan 1 on ripustettu vaijeri, köysi tai muu sopiva ripustusväline 6, jonka 4 päässä sijaitsee koukku 7 tai vastaava väline. Koukkuun 7 on nostoliinojen 7a avulla sijoitettu taakka 8. Taakan nos-tokorkeus 1 ajatellaan laskettavan koukun 7 sijaintipaikasta lähtien. Jokaista taakan 8 vaihtelevaa nostokorkeutta lj 5 (j = l, 2,...) vastaa kullekin nostokorkeuden 1_, arvolle ominainen heilahdusaika T, jolloin systeemin heilahdusaika T on kaavan (1) mukaisesti T = 2n (l/g)1/2 , (1) 10 missä g = maan vetovoiman kiihtyvyys.
Kuviossa 2 esitetty nopeussekvenssi 9 koostuu tasavälein diskretoiduista useista nopeusaskeleista 10, jotka nopeusaskeleet (nopeustrajektori ) on merkitty viitenumerol-15 la 10. Nopeusaskel 10 eli nopeuden muutos dV kunakin säätö-välinä dt voidaan laskea kaavan (2) avulla, dV = VBax / (T/dt), (2) 20 missä Vaax = maksiminopeus (m/s) dV = nopeuden muutos kullakin säätövälillä (m/s) dtt = i:s säätöväli (s).
Nopeutta nostetaan, kunnes maksiminopeus VBax on saa-25 vutettu ja säätöväleistä dt* summana muodostuu heilahdusaika T. Nosturia 2 ohjataan kuviossa 2 esitetyn kaltaisilla ohjaussekvensseillä 9 ohjausjärjestelmästä 11. Kuviossa 2 on esitetty kaksi nopeussekvenssiä v(t) aikatasossa. Eri nopeussekvenssit on merkitty kirjaimilla 9a ja 9b. Nosturi-30 kelkan 1 käyttölaitteille 14 tai siltapalkin 3 käyttölaitteille 15 kohdistetaan halutun ohjaussekvenssin 9 mukainen ohjauskäsky eli nopeusohje, jolloin nosturikelkka 1 asetetaan liikkumaan ohjaussekvenssin 9 mukaisesti joko silta-palkin 3 suuntaisesti tai siltapalkin 3 mukana.
35 Kuviossa 3 esitetyn keksinnön mukaisen menetelmän 5 90965 mukaisesti nosturissa 2 olevan taakan 8 nostokorkeuden 1 muuttuessa muutetaan ohjaussekvenssin 9 nopeusaskelia 10 siten, että taakkaa 8 nostettaessa nopeusaskelta 10 pidennetään ja taakkaa 8 laskettaessa nopeusaskelta 10 pienen-5 netään, jonka jälkeen nopeusaskeleen 10 muodostama nopeus-ohje välitetään nosturin käyttölaitteille 14, 15.
Kuviossa 5 on esitetty diskreetin nopeustrajektorin laskenta, kun taakkaa 8 nostetaan kiihdytyksen aikana. Edellä esitetyn kaavan (1) mukaisesti taakkaa 8 nostettaes-10 sa, eli nostokorkeuden 1 pienentyessä, ominaisheilahdusaika T pienenee ja tällöin säätövälin dt arvo suhteessa ominais-heilahdusaikaan T kasvaa, jolloin nopeuden muutoksen dV kaavassa (2) oleva termi T/dt pienenee ja edelleen nopeuden muutos dV kasvaa. Nopeuskäyrällä v(t) siirrytään eteenpäin 15 pisteestä v(Tt) pisteeseen v(Tt + Tdt), jolloin päädytään nopeuskäyrällä pisteeseen v(Tsua).
Kuviossa 6 on esitetty diskreetin nopeustrajektorin laskenta, kun taakkaa 8 lasketaan kiihdytyksen aikana. Edellä esitetyn kaavan (1) mukaisesti taakkaa 8 laskettaes-20 sa, eli taakan nostokorkeuden 1 kasvaessa, ominaisheilahdusaika T kasvaa ja tällöin säätövälin dt arvo suhteessa ominaisheilahdusaikaan T pienenee, jolloin kaavassa (2) oleva termi T/dt kasvaa ja edelleen nopeuden muutos dV pienenee .
25 Kuviossa 7 on esitetty kiihdytyksen nopeustrajekto rin muuttuminen. Kuviossa 7 kirjaimella a merkitty kuvaaja esittää nopeustrajektorin muuttumista taakkaa 8 nostettaessa, jolloin nopeusaskel 10 siis kasvaa. Kuviossa 7 kirjaimella b merkitty kuvaaja esittää nopeustrajektorin muuttu-30 mistä taakkaa 8 laskettaessa, jolloin nopeusaskel siis pienenee .
Kuviossa 4 esitetyn keksinnön edullista suoritusmuotoa kuvaavan vuokaavion mukaisesti nopeusaskelia 10 muutetaan siten, että ennen uuden nopeusaskeleen 10 antamista 35 nosturin 2 käyttölaitteille 14, 15 tarkasteluajanhetkeen t 6 mennessä kulunut osa Tt heilahdusajasta T lasketaan yhteen mitatulla taakan 8 korkeudella 1 säätöväliä dt vastaavan heilahdusajän T osan Tdt kanssa, jonka jälkeen edellä kuvatulla tavalla muodostettua aikasummaa TSUB = Tt + Tdt vastaa-5 va nopeusaskel 10 määritetään nopeuskäyrältä v(t). Termiä Tdt muodostettaessa siis lasketaan, kuinka suuri osa käytetty säätöväli dt on kyseisellä ajanhetkellä mitatulla taakan 8 korkeudella 1 lasketusta matemaattisen heilurin ominais-heilahdusajasta T. Edellä kuvatulla tavalla saatu nopeusas-10 kel 10 muodostaa nopeusohjeen nosturin 2 käyttölaitteille 14, 15.
Kuviossa 8 on esitetty keksinnön edullisen suoritusmuodon yksityiskohtaisempi vuokaavio. Kuviossa 8 aluksi talletetaan kulunut osa Tt heilahdusajasta T muuttujaan x, 15 jonka jälkeen lasketaan mitatulla taakan korkeudella säätö-väliä dt vastaava heilahdusajän T osa Tdt ja lisätään se muuttujaan x, jolloin muuttujan x sisällöksi muodostuu sum-ma = Tt + Tdt. Seuraavaksi nopeuskäyrältä v(t) luetaan ajanhetkeä t = Teua vastaava nopeus v(TeuB). Mikäli näin saa-20 tu nopeuden arvo on pienempi kuin maksiminopeus VB(1X, tällöin annetaan nosturin käyttölaitteille 14, 15 uudeksi no-peusohjeeksi v(Teuill).
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti nopeusaskel 10, eli nopeuden muutos dV, lasketaan jokaisel-25 le säätövälille dt erikseen mitatun taakan 8 nostokorkeuden 1 mukaan.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu sekä kiihtyvyys- että nopeusohjatuille nostureille. Nopeusaskelen 10 sijasta voitaisiin siis edellä käyttää myös ilmaisua nopeu-30 den muutos kuvaamaan kullakin säätövälillä tapahtuvaa nopeuden muutosta dV. Tällöin nopeusaskel kuvaisi kiihtyvyyttä. Kiihtyvyyteen perustuva ohjaus on mahdollista nykyisillä moottorikäytöillä.
Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten 35 oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, il 7 90965 ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan monin tavoin muunnella oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
FI911756A 1991-04-11 1991-04-11 Nosturin ohjausmenetelmä FI90965C (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911756A FI90965C (fi) 1991-04-11 1991-04-11 Nosturin ohjausmenetelmä

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911756 1991-04-11
FI911756A FI90965C (fi) 1991-04-11 1991-04-11 Nosturin ohjausmenetelmä

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI911756A0 FI911756A0 (fi) 1991-04-11
FI911756L FI911756L (fi) 1992-10-12
FI90965B FI90965B (fi) 1994-01-14
FI90965C true FI90965C (fi) 1997-03-11

Family

ID=8532298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI911756A FI90965C (fi) 1991-04-11 1991-04-11 Nosturin ohjausmenetelmä

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI90965C (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI911756L (fi) 1992-10-12
FI911756A0 (fi) 1991-04-11
FI90965B (fi) 1994-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3254152B2 (ja) クレーンの荷役経路設定方法及びその装置
US5961563A (en) Anti-sway control for rotating boom cranes
FI86533C (fi) Foerfarande foer daempning av svaengningarna hos en kranlast.
EP1551747B1 (en) Methods and apparatus for eliminating instability in intelligent assist devices
CN102107819A (zh) 一种集装箱岸边桥吊防摇控制方法
KR940009050A (ko) 케이블크레인의 제어시스템
JP2012193022A (ja) クレーンの振れ止め制御方法及び振れ止め制御装置
JP6673745B2 (ja) クレーンの振れ止め制御方法及びシステム
CN107381352B (zh) 一种加速时间可调的起重机防摇控制方法
WO2023179583A1 (zh) 一种抑制抓斗摇摆的控制方法、装置、设备及存储介质
KR910016615A (ko) 크레인에 매달린 부하의 수직방출 제어장치
CN109573850A (zh) 一种预制件起吊装置
FI90965C (fi) Nosturin ohjausmenetelmä
JP4883272B2 (ja) クレーンの振れ止め制御方法
JP3104017B2 (ja) クレーンの振れ止め制御システム
FI89155B (fi) Styrfoerfarande foer kran
EP1611045B1 (en) Method for controlling spreader in crane
JP3113473B2 (ja) クレーンの荷振れ止め運転方法及び装置
KR20100010955A (ko) 흔들림 없이 고속이동이 가능한 무인 크레인 제어기술
JP2004284737A (ja) 懸垂クレーンの振れ止め制御方法
JP2586586B2 (ja) 吊り荷の上下振動防止運転制御方法
JP2759304B2 (ja) クレーンにおける車輪荷重の制御方法及びその装置
JP3321988B2 (ja) ケーブルクレーンの荷振れ止め方法及びその装置
JPH10329787A (ja) 作業船搭載クレーンの自動運転方法および同装置
JP3002651B2 (ja) クレーンおよび振れ止め方法

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application