JPH04503500A - オートクレーン、大型ショベルカー等の装置の監視方法およびこの方法を実施するためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の相互に無関係に操作可能な構成要素（機能システム）と、監視 および制御装置とを有するオートクレーン、大型ショベルカー、建築または土木 機械等のような装置を監視する方法、並びにこの方法を実施するのに適した装置 に関する。

ヨーロッパ特許出願公開第１８７７７２号公報から、荷重モーメント制限器と該 荷重モーメント制限器に接続されていて、クレーン操縦者によって操作可能な、 クレーン駆動部に対する制御装置とを備えているジブクレーン用監視および制御 装置が既に公知である。

荷重モーメント制限器は、その都度の起重荷重、ジブ長さ、ジブ角度等に関する データが複数のパラメータとして供給される計算機を備えている。計算機の役目 は、荷重モーメントのその都度の実際値を目標値に比較することである。これに より、荷重モーメントに達した際にこのことを論理結合装置を用いて検出しかつ 適当な監視信号をトリガすることができる。また、適当な論理結合素子およびデ ータ伝送手段を介して重要なパラメータおよびデータが供給されかつこれらパラ メータおよびデータを制御に対する基準量に変換する別の計算機を設けることが できる。

荷重モーメント制限器および制御装置がデジタルインターフェースを介して相互 に論理結合されている公知の監視および制御システムは、臨界荷重状態の発生の 際クレーン安全性がもはやクレーン操縦者の操作介入によってのみ左右されるの ではなく、荷重モーメント制限の際に検出されかつ処理されたデータが制御装置 に対して直接、クレーン駆動部に与えられる制御命令がその都度の実際状態に依 存して制限されるように作用することによって左右される限りは、有用であるこ とが認められている。上記データは、半径、実際荷重、起重最大荷重、装備状態 等のような量とすることができる。

しかし上記公知の監視および制御装置は請求められた状態データが装置操縦者の 操作介入を要求するが、操縦者が例えば障害指示を解釈できないかまたは適切に 解釈することができないとき、不十分であることが認められている。

従って本発明の課題は、その都度の装置操縦者に依存しない、冒頭に述べた形式 の装置の監視および／または制御方法を提供することである。更に、方法の実施 に適した装置を提供することである。

上記課題は、方法技術的には、相互に異なるかまたは同じであってもよい複数の 協働する構成要素と、監視および制御装置とを有する装置の監視方法において、 少なくとも選択された装置構成要素（機能システム）の監視によって得られた状 態データを一場合によっては呼び出しに基づいて一適当な直列データ遠隔伝送を 用いて場合によって装置から遠く離れているコントロールおよび監視台に伝送し かつ前記監視および制御装置および／または前記機能システムのパラメータの変 更のためおよび／または前記データ遠隔伝送を用いた遠隔制御のために、前記能 れているコントロールまたは監視台からデータおよび／または制御命令を前記監 視および制御装置に伝送することによって解決される。

本発明の方法によれば、一方において装置内部の監視手段によって得られたシス テムデータを自動的または呼び出しに基づいて場合によっては遠く離れている中 央コントロールまたは監視台に伝送しかつ他方においてこのコントロールまたは 監視台から適当な制御命令によって装置の監視および制御装置に対して、それら のパラメータを変更するかまたは遠隔制御を実施するために作用することができ るようになる。

本発明の方法は、問題の装置がますます複雑になっていることを考えると都合の 悪いことに、遠くに離れていることが多（しかも変化する使用場所に、保守、診 断および／または修理作業に対して十分専門知識のある要員を確保するかまたは 適当な時間内にその都度の使用場所に送り込むことができない場合に、重大な意 義をもってくる。

この場合本発明は次のようにして救助策を講する。

すなわち、専門知識のある要員を配したコントロールまたは監視台がそれぞれの 装置に接続されておりかつ中央個所から装置作動に操作介入するかまたは例えば 修理の場合は診断を実施することができるようにして、この形式の予めの解明後 発生した問題事例を専門家の助言によってコントロールおよび監視台から解決す るかまたは目的をもって要員および材料をその都度の使用場所に送り込む。更に 、コントロールまたは監視台から、システム形態、すなわち個々のシステム構成 要素およびサブシステムの評価の変更を実施して、副次的な機能を断念して主機 能を全（構成部分を修理することなく維持することができる。このようにして実 現される、コストおよび時間の節約は言うまでもない本発明の方法の有利な実施 例によれば、バスシステムの接続がリング状に構成されている場合、作動不能な 装置構成要素があったとき、監視および制御装置および／または機能システムの データ流れ構成の変更によって、システムの故障は作動不能な装置構成要素に制 限される。従って個々の装置構成要素の欠けてしまった作動能力または伝送系に おける障害はもはや装置全体の故障を来すおそれがない。むしろ伝送系に障害が あっても障害個所の彼方にある装置構成要素はデータ流れ方向の変更によって引 き続き制御可能である。

本発明の方法を実施するために用いられる装置は本発明によれば、それぞれの装 置の監視および制御装置が離れているコントロールまたは監視台とのオンライン データ交換のために、双方向の、直列データ遠隔伝送インターフェースを有して おりかつ前記コントロールおよび監視台は相応のデータ遠隔伝送手段を備えてい る。

従ってこの装置に対して特徴的なのは、装置内部の監視および制御システムの、 −場合によっては遠く離れているーコントロールまたは監視台とのオンライン接 続であり、これにより適当な有線または無線のデータ遠隔伝送を用いた双方向の 接続を介して一方において幾何学形状、荷重、モータデータ等のような関心のあ る状態データを表示することが可能になりかつ他方においてコントロールまたは 監視台から適当な制御命令によって装置の監視および制御装置に作用を及ぼすこ とが可能になる。

本発明の装置の有利な実施例によれば、直列の、双方向データ遠隔伝送インター フェースは、管理計算機のモジュールとして形成されている。

このことに対して選択的に一別の実施例によれば一直列の、双方向データ遠隔伝 送インターフェースは、個別バスシステムの並列接続部を有する直列の、双方向 フィールドバスを有する監視および制御装置のバスシステムとして形成すること ができる。

別の重要な実施例によれば、直列の、双方向データ遠隔伝送インターフェースは 、バスシステムのリング状に構成された接続部を有する直列の、双方向のフィー ルドバスを有する監視および制御装置のバスシステムとして形成されておりかつ リングバスシステムにおけるデータ流れ方向は反転可能である。このようにデー タ流れ方向を反転可能としたことで、請求項２に記載の方法の実施、従って伝送 系において発生した障害個所の彼方にある作動可能な装置構成要素の制御が可能 になる。

また一本発明の別の重要な実施例によれば一装置は、インテリジェントバスサブ システムを、装置固有のパラメータの短時間または持続的な変更を、別の個所へ のデータ遠隔伝送を用いて監視および制御システムに送出された、場合によって は遠く離れているコントロールおよび監視台からのデータおよび／または制御命 令によって可能にする構成と結合することができる確かに過荷重に対する安全性 という点では、公知の、内部計算機バス（メモリないしＥ／Ａバス）を備えるこ とができるが、双方向の、直列フィールドバスの使用は、殆ど任意の数の自動サ ブシステムないし構成要素を接続することができるという利点を有している。更 に、このバスによって装置内部の比較的大きな距離を介するデータ伝送も可能で ある。これにより、外部から個別構成要素またはサブシステムへの直接アクセス を可能にすることができる。

次に本発明の、装置の監視および／または制御のための装置ないしシステムの２ つの実施例について図面を用いて詳細に説明する。図面に略示されているのは第 １図は、クレーン装置の監視および制御装置を示す概略図であり、 第２図は、クレーン装置から遠く離れているコントロールまたは監視台の概略図 であり、 第３図は、クレーン装置の監視および制御装置ないしシステムの第１実施例のブ ロック線図であり、第４図は、クレーン装置の監視および制御装置ないしシステ ムの第２実施例のブロック線図である。

ジブクレーンとすることができる詳しく図示されていないクレーン装置の監視お よび制御装置１０、およびそこから遠く離れているコントロールおよび監視台１ １は、適当なデータ遠隔伝送を用いて相互に接続することができる。従って監視 および制御装置並びにコントロールおよび監視台はそれぞれ、データ遠隔伝送イ ンターフェース１２．１３を備えておりかつ有線または無線で動作することがで きる適当なデータ遠隔伝送手段１４，１５．１６ないし１７．１８．１９に接続 されている。

第３図のブロック線図が示しているように、装置の監視および制御装置１０の第 １実施例は、２重の直列バス２０．２０’を有するマイクロプロセッサシステム である。この装置は、操作ユニット２２としてフルグラフィックディスプレイを 有するコンソールおよび管理計算機２４を有している。操作ユニットおよび管理 計算機は直接、フィールドバスに接続されている。

第４図に図示された実施例において、第３図と同じ部分に対してはそれぞれ１０ ０だけ大きい参照番号が付されている。ここでもマイクロプロセッサシステムと して構成されている監視および制御装置１１０が使用されているが、それは２重 の直列バスではなくて、操作ユニット１２２としてのフルグラフィックディスプ レイを有するコンソールおよび管理計算機１２４が直接接続されているリング状 に構成されているバス１２０．１２０’　を備えている。

更に、両者の装置実施例は、複数のサブシステムおよびバスに直接接続されてい るセンサを有している。

従ってこれらは同様、操作ユニット２２．１２２および管理計算機２４，１２４ に接続されておりかつ場合によっては相互にも接続されている。サブシステムは 、入力信号の処理および調整素子またはその他の機能素子の制御のために用いら れる。

サブシステム２６．１２６は、適当な装置部分に配設された、この場合ブリッジ 回路構成のストレンゲージ素子である測定値検出器２７．１２７．２７’　、１ ２７′を有している。サブシステム２８，１２８には、このシステムを介して制 御可能なポテンショメータ２９．１２９および電磁弁３０．１３０が接続されて おり、これに対してサブシステム３２．１３２にはリレー３３，１３３および上 述の電磁弁３０．１３０が接続されている。

ブロック線図にはその他、例えば同様バスに直接接続されているポテンショメー タ式タップ３５，１３５および圧力に依存しているセンサ３６，１３６を有する 並進ないし回転運動する測定値検出器が示されている。

これに代わって、この形式のポテンショメータ式測定値検出器３５’　、１３５ ’および圧力に依存しているセンサ３６’、ｉ３６’をバスに直接接続されてい るサブシステム３８，１３８に設けることもできる。

更に、第３図および第４図に示されている、装置の監視および制御装置１０，１ １０は、データ遠隔伝送インターフェースを備えている。これらインターフェー スは、管理計算機２４，１２４のモジュール４０゜１４０またはバスに直接接続 されている別のサブシステム４２．１４２として形成することができる。データ 遠隔伝送は、１４．１４’　；１１４，１１４’および１７において示されてい るように有線システムであるか、または送信機１５．１５’　；１１５．１１５ ’および１８並びに受信アンテナ１６．１６’　：１１６．１１６’　および１ ９を有する無線伝送手段である。

第４図のブロック線図に示されている監視および制御装置１１０では、個々の装 置構成要素は順次、リング状に構成されているバス１２０，１２０’　に接続さ れておりかつ同じ（バスに直接接続されている操作ユニット１２２および管理計 算機１２４によって情報交換することができる。矢印１４４によって示されてい る一通常の一データ流れ方向は、括弧内の矢印１４６が示すように、選択的に反 転可能である。

この装置はこのシステムにおいて、作動不能な装置構成要素があると監視および 制御装置および／または機能システムのデータ流れ方向の変更によって、システ ムの故障は作動不能な装置構成要素に制限されるようになっている。伝送系に場 合に応じて発生した障害は、データ流れ方向の反転によって簡単に対抗処置を講 することができる。例えば矢印１４４で示すデータ流れにおいて障害個所の彼方 にある装置構成要素が操作ユニット１２２ないし管理計算機１２４によってもは や制御可能でないとき、矢印１４６に示すデータ流れ反転後にこの形式の装置構 成要素は操作ユニットおよび管理計算機と再び情報交換することができる。

国際調査報告 Ｓ＾　４０３４０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の協働する構成要素（機能システム）と、例えばオートクレーン、大型 ショベルカーまたはその他の建設または土木機械を監視するための監視および制 御装置とを有する装置の監視方法において、少なくとも選択された装置構成要素 （機能システム）の監視によって得られた状態データを一場合によっては呼び出 しに基づいて一適当な直列データ遠隔伝送を用いて場合によっては当該装置とは 遠く離れているコントロールまたは監視台に伝送しかつ監視および制御装置およ び／または機能システムのパラメータを変更するためおよび／または前記データ 遠隔伝送を用いた遠隔制御のために、前記コントロールまたは監視台からデータ および／または制御命令を前記監視および制御装置に伝送することを特徴とする 装置の監視方法。 ２．バスシステムがリング状に構成されて接続されている場合、作動不能な装置 構成要素があるとき、監視および制御装置および／または機能システムのデータ 流れ構成の変更によって、装置の故障を作動不能な装置構成要素に制限する請求 項１記載の方法。 ３．オートクレーン、大形ショベルカー等の装置の監視装置において、 装置の監視および制御装置（１０，１１０）は離れているコントロールまたは監 視台（１１）とのオンラインデータ交換のために双方向の、直列データ遠隔伝送 インターフェース（１２，４０，４２，１４０，１４２）を有しておりかつ前記 コントロールまたは監視台は相応のデータ遠隔伝送手段を備えていることを特徴 とする装置。 ４．直列の、双方向データ遠隔伝送インターフェースは、監視および制御装置（ １０，１１０）の管理計算機（２４，１２４）のモジュール（４０，１４０）と して形成されている請求項３記載の装置。 ５．直列の、双方向データ遠隔伝送インターフェースは、個別バスサブシステム の並列接続部を有する直列の、双方向フィールドバスを有する監視および制御装 置（１１０）のパスサブシステム（４２）として形成されている請求項３記載の 装置。 ６．直列双方向データ遠隔伝送インターフェースは、バスシステムのリング状に 構成された接続部を有する直列双方向フィールドバスを有するバスサブシステム （１４２）として構成されておりかつ前記リングバスシステムにおけるデータ流 れ方向は反転可能である請求項３記載の装置。 ７．インテリジェントパスサブシステム（２６，２８３２，３８，１２６，１２ ８，１３２，１３８）を、別の個所へのデータ遠隔伝送を用いて監視および制御 装置に送出されたデータおよび／または制御命令によるサブシステム固有のパラ メータの短時間または持続的な変更を可能にする構成と結合されている請求項３ から６までのいずれか１項記載の装置発明の詳細な説明