JP6353798B2 - Variable control method for climbing crane - Google Patents
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Description
本発明は、吊荷の移動時または巻上げ巻下げ時における負荷に対して、クライミングクレーンの運転速度を可変制御する方法に関する。 The present invention is, with respect to the load at the time of or during winding lowering movement of the suspended load, relates the operating speed of the climbing crane to a method for variably controlling.
従来より、クライミングクレーンの操作において、例えば、特許文献1(特開2005−22856号公報)に示されるように、軽負荷時に運転時間の短縮を図る方法として周波数を上げて加速する方法が知られている。
この技術は、インバータ内部で電力検出を行うことで電力検出により負荷率を推定し、加速レートと速度を常に演算しており、演算結果からモータ計測トルクを算出している。
Conventionally, in the operation of a climbing crane, for example, as shown in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-22856), a method of increasing the frequency and accelerating as a method for shortening the operation time at light load is known. ing.
In this technology, the load factor is estimated by detecting electric power inside the inverter, the acceleration rate and the speed are always calculated, and the motor measurement torque is calculated from the calculation result.
しかしながら、従来の方法では、目標回転数は、加速中のモータ計測トルクから演算しなければならなかった。
一方、モータ計測トルクは、平均化処理より時間がかかり応答速度が悪いなどの問題がある。
また、クレーンの場合、加速後一定速度中は、吊荷の影響によるジブやマストのたわみ、振動によってモータ計測トルクは常に変動するため巻層変化やワイヤ荷重の変化との区別がつかず負荷トルクが正確につかめないという問題もある。
ここでいうモータ計測トルクは、モータ計測トルク=加速トルク+負荷トルクの関係から加速トルクと負荷トルクに依存している。
モータ計測トルクは外乱に応じて演算しモータ回転数も変化するため、モータ回転数も安定せず、調整が困難であると共に、揚重作業における操作性も悪化してしまう。
However, in the conventional method, the target rotational speed has to be calculated from the motor measured torque during acceleration.
On the other hand, the motor measurement torque has a problem that it takes more time than the averaging process and the response speed is poor.
In addition, in the case of a crane, during a constant speed after acceleration, the motor measurement torque always fluctuates due to the deflection of the jib or mast due to the influence of the suspended load, and vibration, so it cannot be distinguished from changes in winding layer or wire load. There is also a problem that cannot be accurately grasped.
The motor measurement torque here depends on the acceleration torque and the load torque from the relationship of the motor measurement torque = acceleration torque + load torque.
Since the motor measurement torque is calculated according to the disturbance and the motor rotation speed also changes, the motor rotation speed is not stable, adjustment is difficult, and operability in the lifting operation is also deteriorated.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、負荷トルクから直ちに目標回転数を決定し、かつ、ジブやマストのたわみ、振動などの外乱に惑わされず速度を安定させることができるクライミングクレーンの負荷可変制御方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main purpose is to immediately determine the target rotational speed from the load torque, and to avoid speeding without being disturbed by disturbances such as jib or mast deflection or vibration. The present invention provides a variable load control method for a climbing crane that can stabilize the load.
本発明は、負荷トルクを演算し、演算された負荷トルクからモータの回転数を決定することで速度を制御したものである。 In the present invention, the load torque is calculated, and the speed is controlled by determining the rotational speed of the motor from the calculated load torque.
すなわち、本発明に係るクライミングクレーンの負荷可変制御方法は、荷を吊り下げるフックブロックと、このフックブロックを吊るすワイヤが巻き付いているドラムと、このドラムを巻上げ方向または巻下げ方向に回転させるモータと、このモータの回転数を制御するインバータとを備え、通常モード時に吊荷重(一定時間ごとの移動平均値。以下、同じ。)を算出し、当該値を元にモータにかかる負荷トルクを常に演算しており、前記通常モード時から軽負荷モード時に入った際の吊荷重を保持させ、前記通常モード時から前記軽負荷モード時に入った際の吊荷重に対する負荷トルクのデータから負荷トルクを決定し、該負荷トルクに応じてモータの回転数を決定することで速度制御が短縮可能となっていることを特徴とする。 That is, the climbing crane load variable control method according to the present invention includes a hook block for suspending a load, a drum around which a wire for suspending the hook block is wound, and a motor for rotating the drum in a winding direction or a lowering direction. And an inverter that controls the rotational speed of the motor, and calculates the suspended load (moving average value at regular intervals; the same applies hereinafter) in the normal mode, and always calculates the load torque applied to the motor based on this value. and it is, the normal to hold the suspended load when entering the light load mode from mode, to determine the load torque from the data of the load torque for hanging load when entering the light load mode from the normal mode The speed control can be shortened by determining the rotational speed of the motor according to the load torque.
上記方法によれば、速度の変動が少なくクレーンの操作性が向上することが可能となる。
また、負荷トルクから目標回転数が瞬時に決定されるため、軽負荷モード時の加速のもたつきが無く速度制御の時間短縮が可能となる。
According to the above method, it is possible to improve the operability of the crane with less speed fluctuation.
In addition, since the target rotational speed is determined instantaneously from the load torque, there is no backlash of acceleration in the light load mode, and speed control time can be shortened.
本発明によれば、軽負荷モード時に負荷トルクから直ちに目標回転数を決定し、かつ、ジブやマストのたわみ、振動などの外乱に惑わされず速度を安定させることが可能なクライミングクレーンの負荷可変制御方法を提供することができる。 According to the present invention, a variable load control of a climbing crane that can immediately determine a target rotational speed from the load torque in the light load mode and stabilize the speed without being disturbed by disturbances such as jib or mast deflection or vibration. A method can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. Moreover, it can change suitably in the range which does not deviate from the range which has the effect of this invention.
図1は、本発明の実施形態に係るクライミングクレーン装置の構成を模式的に示した図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a climbing crane apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施形態に係るクライミングクレーン装置100は、ベースフレーム1の上にマスト2を有し、その頂部にクレーン本体3が配置されている。
As shown in FIG. 1, a
クレーン本体3は、マスト2の頂部に設けた旋回ベアリング(図示しない)に回転自在に支持される旋回体4と、オペレータが操作する操縦室5を備えている。
The crane body 3 includes a revolving
旋回体4は、旋回体4を基点に起伏可能なジブ6と、ジブ6の起伏支点となるガントリー7と、ドラム8とを備えている。
ドラム8は、巻上ドラム9と起伏ドラム(図示しない)とからなっており、それぞれのドラムにはドラムを回転させるための巻上モータ10と起伏モータ(図示しない)とがそれぞれ備えられている。
また、巻上モータ10には、このモータの回転数を制御するためのインバータ11が備えられている。
The
The drum 8 includes a hoisting drum 9 and a hoisting drum (not shown), and each drum is provided with a hoisting
Further, the hoisting
ジブ6のトップにはシーブ12が備えられており、また、ガントリー7のトップにはシーブ13が備えられている。
巻上ドラム9にはワイヤロープ14の一方が巻き付けられている。他方のワイヤロープ14は、巻上ドラム9からシーブ13と12を経由してフックブロック15で折り返し、シーブ12と13を経由して起伏ドラムに巻き付けられている。
A
One of the
また、巻上モータ10のモータ軸には、巻上ドラム9と巻上ドラム9に巻かれたワイヤロープ14のPCDを演算するためのパルス発信器16が備えられている。
また、ジブ6の根元には、ジブの角度によってロープ長を演算するためのジブ角度計17が備えられている。
また、ガントリー7のトップに備えられたシーブ13から垂れ下ろされた位置には、吊荷重を計測するためのロードセル18が備えられている。ロードセル18の設置は前述の位置に限らずジブ6のトップ近傍であっても構わない。
さらに、ジブ6のトップ近傍には、荷を巻上げ過ぎて接触するのを防止するための過巻リミットスイッチ19が取り付けられている。
The motor shaft of the hoisting
Further, at the base of the jib 6, a
A
Further, an
図2は、本実施形態におけるクライミングクレーンの演算装置の構成図を示している。以下、構成要素における符号等は、図1も参照しながら説明していく。
図2に示すように、クライミングクレーンの入出力機器構成は演算部であるPLC20と、このPLC20のデータをアナログ変換するDA変換器21と、インバータ11と、巻上ドラム9を駆動する巻上モータ10と、パルス発信器16と、ロードセル18と、このロードセル18から出力されたデータをデジタル変換するAD変換器22と、ジブ角度計17と、このジブ角度計17から出力されたデータをデジタル変換するAD変換器23と、データ設定器24と、コントロールレバー器25とからなっている。
FIG. 2 shows a configuration diagram of a computing device for a climbing crane in the present embodiment. Hereinafter, reference numerals and the like in the constituent elements will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the input / output device configuration of the climbing crane is a PLC 20 that is a calculation unit, a
PLC20には、DA変換器21と、パルス発信器16と、AD変換器22、23と、データ設定器24と、コントロールレバー器25とが接続されている。
パルス発信器16は、巻上モータ10が駆動中は常時モータの正回転または逆回転に応じたパルスをPLC20に出力している。
このパルス発信器16から出力されるパルスをPLC20は、加算または減算することでパルスの累積データを蓄積している。
A
While the hoist
The PLC 20 accumulates pulse accumulation data by adding or subtracting the pulses output from the
ロードセル18は、制御盤に電源が入った際に吊荷重を計測してPLC20にAD変換器22を介してデータを出力している。
ジブ角度計17は、後述する巻ワイヤ全長を演算するためにジブの角度を計測してPLC20にAD変換器23を介してデータを出力している。
データ設定器24は、後述するデータ設定器24の初期設定画面にて入力されたデータを予めPLC20に出力している。
コントロールレバー器25は、オペレータが通常モード時から軽負荷モード時に切り替えるための操作用レバーである。コントロールレバー器25が"入"または"切"になるとその信号がPLCに出力されるようになっている。本実施形態ではコントロールレバーにしているが、これに限らず例えば、スイッチなどであっても構わない。
The
The
The
The control lever device 25 is an operation lever for the operator to switch from the normal mode to the light load mode. When the control lever device 25 is "ON" or "OFF", the signal is output to the PLC. In the present embodiment, the control lever is used. However, the present invention is not limited to this, and for example, a switch may be used.
図3は、本実施形態におけるユーザにて設定するデータ設定器の初期設定画面の一例を示している。以下、構成要素における符号等は、図1、図2も参照しながら説明していく。
図3に示すように、データ設定器24の初期設定画面では、巻上ドラム巻層設定30と、巻上ドラム巻数設定31と、過巻LS長さ設定32と、ワイヤ径設定33と、起伏ドラム巻数設定34と、減速比(図示しない)と、ジブ長さ(図示しない)と、総合巻上効率(図示しない)と、総合巻下効率(図示しない)などが設定できるようになっている。
FIG. 3 shows an example of an initial setting screen of the data setting device set by the user in the present embodiment. Hereinafter, reference numerals and the like in the constituent elements will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, on the initial setting screen of the
また、図3の表示画面では、巻上ドラム現在の巻層36と、巻上ドラム現在の巻数37とロープ長さ計パルスカウント38が表示されるようになっている。
表示画面の巻上ドラム現在の巻層36と、巻上ドラム現在の巻数37とロープ長さ計パルスカウント38は、クレーンの動作によって常に変動している。
図3の初期設定画面は、タッチパネルで入力するようにしているが、これに限らずディジスイッチやボリューム、パンチカードなどでも構わない。
Further, on the display screen of FIG. 3, the current winding
The winding drum current winding
The initial setting screen of FIG. 3 is input with a touch panel, but the present invention is not limited to this, and a digital switch, volume, punch card, or the like may be used.
巻上ドラム巻層設定30と、巻上ドラム巻数設定31は、ワイヤロープ14の一方を巻上ドラム9に巻き付け、他方をフックブロック15で折り返し起伏ドラムに巻き付けた初期状態時に、フックブロック15を巻き上げていきフックブロック15を過巻リミットスイッチ19に当てた際の巻上ドラム9に巻かれているワイヤロープ14の巻数と巻層を入力するようになっている。
The winding drum winding layer setting 30 and the winding drum winding number setting 31 are set such that one of the
過巻LS長さ設定32は、ジブトップから過巻リミットスイッチ19までの距離を入力するようになっている。
ワイヤ径設定33は、ワイヤ径を測定したものを入力するようになっている。
起伏ドラム巻数設定34は、上述同様過巻リミットスイッチ19にフックブロック15を当てた状態での起伏ドラム(図示しない)に巻かれているワイヤロープ14の巻数を入力するようになっている。
The overwinding LS length setting 32 is configured to input the distance from the jib top to the
The wire diameter setting 33 is input with the measured wire diameter.
The undulation drum
初期設定画面で、上述の項目に初期値を入力した後、設定35を押すと、PLC20上でワイヤ径設定33の値を用いてドラムPCDの算出が行われる。
ここでドラムPCDは次式(1)によって求められる。
When an initial value is input to the above item on the initial setting screen and then setting 35 is pressed, the drum PCD is calculated using the value of the wire diameter setting 33 on the PLC 20.
Here, the drum PCD is obtained by the following equation (1).
Dd=(Dm+Dy)+(Dy×√3×(巻層−1))×K ・・・(1)
ここで、DdはドラムPCD、Dmは巻上ドラム径、Dyはワイヤ径、Kは補正係数をそれぞれ示している。
ドラムPCDは、実際にはワイヤロープが積層されていくと下層のワイヤロープはわずかに潰れており、実測との誤差が生じる。そのため、式(1)の補正係数Kのように、潰れ代分を考慮した補正を行う必要がある。
D d = (D m + D y ) + (D y × √3 × (coil layer-1)) × K (1)
Here, D d drum PCD, D m is the winding on the drum diameter, D y is the wire diameter, K is shows a correction coefficient, respectively.
In the drum PCD, when wire ropes are actually stacked, the lower wire rope is slightly crushed, resulting in an error from actual measurement. For this reason, it is necessary to perform correction in consideration of the amount of crushing as in the correction coefficient K in Expression (1).
ここで、巻上ドラム径は、固定値であり、ワイヤ径は図3のワイヤ径設定33の値であるため、式(1)によって容易に巻層ごとのドラムPCDを算出することができる。
式(1)によって算出されたドラムPCDはPLC20内のデータメモリに層ごとに格納されている。
尚、以下ドラムPCDとは、式(1)でもわかるように、巻上ドラム径に積層されたワイヤロープの径も含んだものをいう。
Here, the hoisting drum diameter is a fixed value, and the wire diameter is the value of the wire diameter setting 33 in FIG. 3, so that the drum PCD for each winding layer can be easily calculated by the equation (1).
The drum PCD calculated by the equation (1) is stored for each layer in the data memory in the PLC 20.
In the following, the drum PCD refers to the one including the diameter of the wire rope laminated on the winding drum diameter, as can be seen from the equation (1).
次に、式(1)によって求められた各層のドラムPCDから巻層ごとの巻き取り長さが算出される。
例えば、1層目の巻き取り長さN1は、次式(2)を用いて求められている。
N1=1層目のDd×π×定格巻数 ・・・(2)
また、2層目の巻き取り長さN2は、式(3)を用いて求められている。
N2=N1+2層目のDd×π×定格巻数 ・・・(3)
また、3層目の巻き取り長さN3は、式(4)を用いて求められている。
N3=N2+3層目のDd×π×定格巻数 ・・・(4)
このように、4層目以降も同様に求められている。尚、ここでいう定格巻数は設置ドラムの大きさによって変動する。また、DdはドラムPCDをいう。
これらの巻き取り長さが、前述の式(1)で求められた層ごとのドラムPCDに関連付けてPLC20内のデータメモリに格納されている。
Next, the winding length for each winding layer is calculated from the drum PCD of each layer obtained by the equation (1).
For example, reel length N 1 of the first layer is obtained using the following equation (2).
N 1 = D d of the first layer × π × rated winding number (2)
Further, the winding length of the second layer N 2 are obtained by using the equation (3).
N 2 = N 1 + D layer D d × π × rated number of turns of the second layer (3)
Further, the winding length N 3 of the third layer is obtained by using the equation (4).
N 3 = N 2 + 3rd layer D d × π × rated winding number (4)
Thus, the fourth and subsequent layers are also demanded in the same manner. The rated number of turns here varies depending on the size of the installed drum. In addition, D d refers to the drum PCD.
These winding lengths are stored in the data memory in the PLC 20 in association with the drum PCD for each layer obtained by the above equation (1).
すなわち、初期設定画面で各項目の入力後、設定35が実行されると、巻層ごとのドラムPCDと巻き取り長さのデータがPLC20内部で演算され、各層ごとのドラムPCDと巻き取り長さのデータテーブルが完成されている。 That is, after setting each item on the initial setting screen, when setting 35 is executed, drum PCD and winding length data for each winding layer are calculated in the PLC 20, and drum PCD and winding length for each layer are calculated. The data table has been completed.
また、設定35が実行されると、ロープ長さ計パルスカウント38の初期値を式(5)で算出し、ロープ長さ計パルスカウント38に表示している。
Pc=((Mr−1)×定格巻数+Mn)×Gr×Pr ・・・(5)
ここで、式(5)の記号は、Pc:ロープ長さ計パルスカウント、Mr:巻上ドラム巻層設定30で入力した値、Mn:巻上ドラム巻数設定31で入力した値、Gr:減速比、Pr:1回転当たりのパルス数をそれぞれ示している。
ここで、PrとGrは固定値のため、Pcは容易にもとめることができる。
また、初期設定後のロープ長さ計パルスカウント38は、クレーンの作業に応じてパルス発信器16から出力される値によって初期設定時に表示された値が加算または減算され変動していく。
When the setting 35 is executed, the initial value of the rope length
P c = ((M r −1) × rated winding number + M n ) × G r × P r (5)
Here, the symbols of the equation (5) are: P c : rope length meter pulse count, M r : value input in the winding drum winding layer setting 30, M n : value input in the winding drum winding number setting 31, Gr : reduction ratio, Pr : the number of pulses per rotation.
Here, since P r and G r are fixed values, P c can be easily determined.
Further, the rope length
巻上ドラム現在の巻層36と巻上ドラム現在の巻数37は、クレーンの作業に応じて変動する巻層と巻数を表示している。
巻上ドラム現在の巻層36と巻上ドラム現在の巻数37は次式(6)によって求められる。
The current winding
The current winding
(Pc/Pr/Gr)/定格巻数=商+余り ・・・(6)
ここでの商+1が現在の巻層、余りが現在の巻数となりそれぞれが、巻上ドラム現在の巻層36と巻上ドラム現在の巻数37に表示される。
すなわち、PrとGrは固定値のためクレーンの作業に応じて変動するロープ長さ計パルスカウントによって容易に現在の巻層と巻数を求めることができる。
( Pc / Pr / Gr ) / rated number of turns = quotient + remainder (6)
Here, the quotient +1 is the current winding layer, and the remainder is the current winding number, which are displayed in the winding drum current winding
That is, since P r and G r are fixed values, the current winding layer and the number of turns can be easily obtained by a rope length meter pulse count that varies according to the operation of the crane.
次にL0の算出について図4を用いて説明する。図4は本実施形態のワイヤロープの全長を示した一例図である。以下、構成要素における符号等は、図1も参照しながら説明していく。
図4に示すように、巻上げワイヤ全長(L0)は、次式(7)で求められている。
L0=L1+L2+L3×2+L4+L5×2+L6+L7×2 ・・・(7)
ここでL1は現在の巻上ドラム巻取り長さ、L2は現在の起伏ドラム巻取り長さ、L3はガントリートップに設けられたシーブ40からジブトップに設けられたシーブ41間、またはシーブ44からシーブ43間の長さ、L4は巻上ドラム9からガントリートップに設けられているシーブ40間の長さ、L5はガントリートップに設けられているシーブ44からシーブ45間、またはシーブ46からシーブ45間の長さ、L6は起伏ドラム9aからガントリートップに設けられたシーブ46間の長さ、L7はジブトップから設けられたシーブ41または43からシーブ42間の長さをそれぞれ示している。
以下、L7は垂下がりワイヤ長とも表現していく。
Next, calculation of L 0 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an example showing the entire length of the wire rope of the present embodiment. Hereinafter, reference numerals and the like in the constituent elements will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the total length (L 0 ) of the winding wire is obtained by the following equation (7).
L 0 = L 1 + L 2 + L 3 × 2 + L 4 + L 5 × 2 + L 6 + L 7 × 2 (7)
Here, L 1 is the current winding drum winding length, L 2 is the current rolling drum winding length, L 3 is between the
Hereinafter, L 7 is also expressed as a hanging wire length.
L0は図3の初期設定画面に入れる値を基準に算出されている。
すなわち、フックブロック15が過巻リミットスイッチ19に当たった状態で算出されている。
この状態の時、L7はジブトップから過巻リミットスイッチ19間の長さと等しくなる。ジブトップから過巻リミットスイッチ19間までの長さは固定値なため、L7が導き出される。すなわち、L7は過巻LS長さ設定32に入れた値となる。
L 0 is calculated on the basis of the value entered in the initial setting screen of FIG.
That is, the calculation is performed with the
In this state, L 7 is equal to the length between the jib top and the
L1は式(6)にて演算した商と余り、すなわち現在の巻層と巻数からPLC内のデータテーブルを用いて次式(8)より算出される。
L1=(現在の巻層−1)層までの巻き取り長さ+Dd×π×現在の巻数 ・・・(8)
ここで、DdはドラムPCDを示している。
L 1 is less quotient computed by Equation (6), that is calculated from the following equation (8) using the data table in the PLC from the current wound layer and number of turns.
L 1 = (current winding layer-1) winding length to layer + D d × π × current winding number (8)
Here, D d indicates the drum PCD.
L2は次式(9)で求められている。
L2=(起伏ドラム径+巻上げワイヤ径)×π×起伏水平巻数×K1 ・・・(9)
ここで、K1は補正係数を示している。
L2は実際にはジブの角度によって変動する。またワイヤの掛け本数によっても変わってくる。
そのため、式(9)の補正係数K1のように、ジブ角度による補正および掛け本数による補正を行う必要がある。
起伏ドラム径は固定値であり、巻上げワイヤ径と起伏水平巻数は、図3のワイヤ径設定33と起伏ドラム巻数設定34とで設定した値を式(9)に代入するとL2は容易に計算することができる。
L 2 is given by: (9).
L 2 = (undulation drum diameter + winding wire diameter) × π × undulation horizontal winding number × K 1 (9)
Here, K 1 denotes a correction coefficient.
L 2 actually varies depending on the angle of the jib. It also depends on the number of wires.
Therefore, as the correction factor K 1 of the formula (9), it is necessary to perform correction by the correction and multiplying the number by the jib angle.
Undulating drum size is a fixed value, the wire diameter and undulating horizontal turns winding is, L 2 Substituting the value set in the wire diameter setting 33 in Figure 3 with undulating drum turns set 34 in equation (9) is readily calculated can do.
次にL3の算出について図5を用いて説明する。図5は本実施形態のジブ角度とガントリートップ角度との関係を示した図である。
図5に示すように、ジブ長さをB、ジブ根元からガントリートップ間長さをA、ジブ角度をθ、ガントリートップ角度をφとそれぞれすると、L3は下記の数式(10)で求められる。
As shown in FIG. 5, when the jib length is B, the length from the jib root to the gantry top is A, the jib angle is θ, and the gantry top angle is φ, L 3 is obtained by the following equation (10). .
次に、L4〜L6は固定値であり、予めPLC20にデータを蓄えさせている。
上述のL1〜L7の値を用いて初期設定時のL0は算出されている。
Next, L 4 to L 6 are fixed values, and data is stored in the PLC 20 in advance.
L 0 at the time of initial setting is calculated using the values of L 1 to L 7 described above.
クレーン作業中はL0以外は常に変動している。前述で算出されたL0を用いてクレーン作業時のL7は次式(11)で求められる。
L7=(L0−(L1+L2+L3×2+L4+L5×2+L6))/2 ・・・(11)
In the crane work is always change except L 0. L 7 at the time of crane operation using the L 0 calculated in the foregoing is obtained by the following equation (11).
L 7 = (L 0 − (L 1 + L 2 + L 3 × 2 + L 4 + L 5 × 2 + L 6 )) / 2 (11)
次に、軽負荷モード時にモータに掛かる負荷トルクを演算してモータの回転数を制御する事により運転時間の短縮を図るクライミングクレーン装置の負荷可変制御方法を図6のフロー図を用いて説明する。
図6は、クライミングクレーン装置の負荷可変制御方法を示すフローチャートである。以下、構成要素における符号等は、図1〜図5も参照しながら説明していく。
Next, a variable load control method for the climbing crane apparatus that shortens the operation time by calculating the load torque applied to the motor in the light load mode and controlling the rotation speed of the motor will be described with reference to the flowchart of FIG. .
FIG. 6 is a flowchart showing a load variable control method of the climbing crane apparatus. Hereinafter, reference numerals and the like in the constituent elements will be described with reference to FIGS.
まず、事前準備としてデータ設定器24に上述の初期設定画面にて初期値を入力して、PLC20にデータを出力しておく。また、PLC20にトルクに応じた周波数のテーブルを作成しておく。
図6に示すように、通常オペレータがクライミングクレーン装置100を運転する際にまず制御盤の電源がオンされる(ステップS1)。
First, as a preliminary preparation, an initial value is input to the
As shown in FIG. 6, when the normal operator operates the climbing
次に、ステップS1で制御盤の電源がオンされた時にロードセル18で常に吊荷重Wt測定し、その移動平均データをPLC20にて算出している(ステップS2)。また、ジブ6が旋回中または起伏中、さらにワイヤロープ14の巻上げ巻下げ運転中などには、吊荷重Wtは常に変動している。そのため、ステップS2では吊荷重Wtをロードセルで常に監視しており、一定時間ごとの移動平均値を算出し、PLC20に内部データとして蓄えている。
Next constantly measure suspended load W t by the
次に、ドラム巻層と垂下がりワイヤ長L7を算出し、それにステップS2の吊荷重(移動平均)値を加えて、負荷トルクTを算出する(ステップS3)。つまり、巻上げ巻下げ運転中は常に一定時間ごとの移動平均値の吊荷重値を元に負荷トルクの演算を行っている。また、PLC20にその吊荷重値と負荷トルクの関係を上書きして格納している。
実際のデータ処理には、ステップS2とステップS3は瞬時に演算されて負荷トルクTを算出しており、通常の巻上下運転中には常に負荷トルクTを算出し、内部データに蓄えられているテーブルと比較されている。
前述の負荷トルクTは、次式(8)で求められている。
T=(Dd/2)×(Wt+Wf+Wy)×g/Ny/減速比/η ・・・(8)
T:負荷トルク、Dd:ドラムPCD、Wt:吊荷重、Wf:フック荷重、Wy:ワイヤ荷重、g:重力加速度、:Ny:ワイヤ掛数、効率:η
Next, calculate the wire length L 7 down drum winding layer and the vertical, it added suspended load (moving average) value in step S2, and calculates the load torque T (step S3). That is, during the hoisting / lowering operation, the load torque is always calculated based on the suspended load value of the moving average value at regular intervals. Further, the relationship between the suspended load value and the load torque is overwritten and stored in the PLC 20.
In actual data processing, step S2 and step S3 are calculated instantaneously to calculate the load torque T, and the load torque T is always calculated and stored in the internal data during normal winding up and down operation. Compared to the table.
The aforementioned load torque T is obtained by the following equation (8).
T = (D d / 2) × (W t + W f + W y ) × g / N y / reduction ratio / η (8)
T: load torque, D d: drum PCD, W t: hanging load, W f: hook load, W y: wire load, g: gravitational acceleration,: N y: wire hanging number efficiency: eta
次に、オペレータが操作レバーにて通常モード時に巻上げ速度を上げるスイッチを入れるかどうかを判別する(ステップS4)。ここでスイッチを入れなければ、吊荷重測定(ステップS2)に戻り繰り返し吊荷重測定が継続される。 Next, it is determined whether or not the operator turns on a switch for increasing the winding speed in the normal mode with the operation lever (step S4). If the switch is not turned on here, the process returns to the suspension load measurement (step S2) and the suspension load measurement is repeated.
ステップ4でスイッチが入れば、軽負荷増速フラグを立てる(ステップS5)。
If the switch is turned on in
次に、軽負荷増速フラグが立つと、オペレータが操作レバーにてスイッチを入れた際の吊荷重(移動平均)値を保持する(ステップS6)。 Next, when the light load acceleration flag is set, the suspension load (moving average) value when the operator switches on with the operation lever is held (step S6).
次に、ステップS6での吊荷重値をステップS2で常に蓄えている吊荷重値に対する負荷トルクのデータから負荷トルクが決定される(ステップS7)。 Next, the load torque is determined from the load torque data corresponding to the suspension load value that is always stored in step S2 as the suspension load value in step S6 (step S7).
次に、ステップS7で負荷トルクが決定されると周波数も即座に決定される(ステップS8)。ここでは、事前にトルクに応じた周波数のテーブルがPLC20に格納されているため、負荷トルクが分かれば、テーブルから周波数も即座に決定することが可能となる。 Next, when the load torque is determined in step S7, the frequency is also determined immediately (step S8). Here, since the frequency table corresponding to the torque is stored in the PLC 20 in advance, if the load torque is known, the frequency can be immediately determined from the table.
次に、ステップS8で決定した周波数をインバータへ指令し、モータの回転数を加速させる(ステップS9)。
すなわち、ステップS6で吊荷重値が保持されると、ステップS7の負荷トルクとステップS8の周波数はPLC20から即座に呼び出せるため、モータが即座に加速を開始することができる。
Next, the frequency determined in step S8 is commanded to the inverter to accelerate the motor rotation speed (step S9).
That is, when the suspension load value is held in step S6, the load torque in step S7 and the frequency in step S8 can be immediately called from the PLC 20, so that the motor can immediately start acceleration.
次に、負荷トルクを再演算する(ステップS10)。
軽負荷モード時に吊荷重値は保持していても、運転中は巻上ドラム巻層や垂下がりワイヤ長L7は、連続して変化している。そのため負荷トルクも変化するため再演算する必要がある。
負荷トルクが再演算完了すると、事前にPLC20に格納されているトルクに応じた周波数のテーブルにより周波数が即座に決定される(ステップS8)。
Next, the load torque is recalculated (step S10).
Even if the suspension load value is maintained during the light load mode, the winding drum winding layer and the hanging wire length L7 continuously change during operation. Therefore, since the load torque also changes, it is necessary to recalculate.
When the recalculation of the load torque is completed, the frequency is immediately determined from a frequency table corresponding to the torque stored in the PLC 20 in advance (step S8).
以上の繰り返しにより、軽負荷モード時の運転において、吊荷重値は保持した状態で、巻上ドラム巻層や垂下がりワイヤ長L7の変化に応じて負荷トルクを再演算し最適な速度で運転することが可能となる。
また、ジブやマストのたわみや振動によって吊荷重は変動するが、軽負荷モード時においては吊荷重を保持するため、負荷トルクが大きく変化することなく、オペレータの操作性も損なわれることがなくなる。
また、通常モード時に常に吊荷重の移動平均と吊荷重に対する負荷トルクを演算し、PLCに格納しているため、軽負荷モード時の開始時には再度演算せずに即座にPLCのデータを呼び出せる。これによって、軽負荷モード時の開始時に加速のもたつきが無くクレーンの操作性を向上することができる。
By repeating the above, in the operation in the light load mode, while maintaining the suspended load value, the load torque is recalculated according to the change of the winding drum winding layer and the hanging wire length L7, and the operation is performed at the optimum speed. It becomes possible.
Although the suspension load fluctuates due to deflection or vibration of the jib or mast, since the suspension load is maintained in the light load mode, the load torque does not change greatly, and the operability of the operator is not impaired.
Further, since the moving average of the suspended load and the load torque for the suspended load are always calculated in the normal mode and stored in the PLC, the PLC data can be called immediately without being calculated again at the start of the light load mode. As a result, the operability of the crane can be improved since there is no backlash of acceleration at the start of the light load mode.
本発明は負荷に応じて速度を可変制御可能なクライミングクレーンに利用することができる。
The present invention can be used for a climbing crane capable of variably controlling the speed according to the load.
8 ドラム
9 巻上ドラム
10 巻上モータ
11 インバータ
14 ワイヤロープ
15 フックブロック
16 パルス発信器
17 ジブ角度計
18 ロードセル
20 PLC
24 データ設定器
100 クライミングクレーン装置
8 Drum 9
24
Claims (4)
該フックブロックを吊るすワイヤが巻き付いているドラムと、
該ドラムを巻上げ方向または巻下げ方向に回転させるモータと、
該モータの回転数を制御するインバータと、を備え、
通常モード時に一定速で運転し、軽負荷モード時にモータの回転数を制御する事により運転時間の短縮を図るクライミングクレーンの負荷可変制御方法において、
通常モード時に吊荷重(一定時間ごとの移動平均値。以下、同じ。)を算出し、当該値を元にモータにかかる負荷トルクを常に演算しており、前記通常モード時から軽負荷モード時に入った際の吊荷重を保持させ、前記通常モード時から前記軽負荷モード時に入った際の吊荷重に対する負荷トルクのデータから負荷トルクを決定し、該負荷トルクに応じてモータの回転数を決定することで速度制御が短縮可能なクライミングクレーンの負荷可変制御方法。 A hook block to suspend the load,
A drum around which a wire for hanging the hook block is wound;
A motor that rotates the drum in the winding or lowering direction;
An inverter for controlling the rotational speed of the motor,
In the variable load control method of a climbing crane that operates at a constant speed in the normal mode and shortens the operation time by controlling the rotation speed of the motor in the light load mode,
Load suspended in the normal mode (fixed time each of the moving average value. Hereinafter, the same.) Is calculated, the value is always calculates a load torque applied to the motor based on, enters the light load mode from the normal mode hanging load is hold during the said normal to determine the load torque from the data of the load torque for hanging load when entering the light load mode from mode to determine the rotational speed of the motor in accordance with the load torque A variable load control method for a climbing crane that can shorten speed control.
巻上げ巻下げで変動するドラムのワイヤ巻層から演算されたドラムPCDと、
巻上げ巻下げで変動するワイヤ荷重と、
一定時間ごとの移動平均値である吊荷重と、
予め定まっているフックブロック荷重と、
予め定まっている減速機の減速比と、
巻上げ巻下げ時の吊荷重の値によって変動する効率と、
重力加速度と、
で演算される請求項1に記載のクライミングクレーンの負荷可変制御方法。 The load torque is
A drum PCD calculated from the wire winding layer of the drum that fluctuates by winding up and down;
Wire load that fluctuates by winding and lowering,
Suspension load, which is a moving average value at regular intervals,
A predetermined hook block load,
The reduction gear ratio of the reduction gear set in advance,
Efficiency that fluctuates depending on the value of the suspension load during winding and lowering,
Gravity acceleration,
The climbing crane load variable control method according to claim 1, which is calculated by:
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