KR101831990B1 - 하물이송기계의 하중 사이클의 자동검출시스템 - Google Patents

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리브헤르-베르크 넨징 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하물을 들어올리기 위한 리프팅 장치와 하물을 수평 방향으로 이동시키기 위한 운송장치를 포함하는 하물이송기계의 하중 사이클에 대한 자동검출시스템에 관한 것으로서, 적어도 인양력측정장치의 출력 신호들을 기초로 하여 하중 변화를 자동으로 검출하기 위한 하중 변화 검출부와, 적어도 수평 방향으로 하물 위치를 검출하는 하물 위치 검출부와, 적어도 하중 변화 검출부와 하물 위치 검출부의 출력 신호들을 기초로 하여 실행되는 하중 사이클 검출부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 하중 사이클 검출부는 양의 하중 변화가 인식되고, 하물이 하물 픽업 지점으로부터 미리 결정된 거리만큼 수평으로 이동하였는지에 대한 쿼리를 기초로 하여 상기 양의 하중 변화를 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가할 때, 하물 위치를 하물 픽업 지점으로서 저장한다.

Description

하물이송기계의 하중 사이클의 자동검출시스템 {SYSTEM FOR THE AUTOMATIC DETECTION OF LOAD CYCLES OF A MACHINE FOR THE TRANSFERRING OF LOADS}
본 발명은 하물이송기계의 하중 사이클(load cycle)의 자동검출시스템에 관한 것으로서, 상기 기계는 하물을 들어올리기 위한 리프팅(lifting) 장치와 하물의 수평 이동을 위한 운송장치를 포함한다. 이 점에서, 상기 운송장치는 특히 크레인의 슬루잉 기어(slewing gear) 및/또는 러핑(luffing) 기구일 수 있다.
이 점에서, 상기 시스템은 인양력(lifting force)측정장치의 출력 신호에 기초하여 적어도 하중 변화(load change)를 자동 검출하기 위한 하중 변화 검출부(load change detection), 적어도 수평 방향으로 하물 위치를 검출하는 하물 위치 검출부(load position detection), 및 하중 사이클(load cycle)을 자동 검출하기 위한 하중 사이클 검출부(load cycle detection)를 포함하되, 하중 사이클 검출부는 적어도 하중 변화 검출부와 하물 위치 검출부의 출력신호에 기초하여 실행된다.
이 점에서, 선행 기술로부터 이송 크레인들의 하중 사이클을 검출하기 위한 시스템들이 알려져 있으며, 하물 서스펜션 수단(load suspension means)의 자체 무게(tared weight)에 의해 일정한 하중 한계치(fixed load threshold vaule)를 넘나들 때 하중 사이클의 시작점과 종료점이 검출된다. 또한, 상기 크레인의 운전자는 트리거 한계치(trigger thresould)를 입력해야 하며, 상기 트리거 한계치가 교차될 때 하물 질량(load mass)이 검출되어 하중 사이클에서의 하중 무게(load weight)로서 정의된다. 이 점에서, 상기 크레인의 슬루잉 각(slewing angle)이 상기 트리거 한계치로서 사용된다.
이 점에서, 상기 시스템들은, 특히 상기 크레인 운전자에 의한, 수동 상호작용이 필요한 경우에 많은 문제를 갖는다. 그러므로, 상기 트리거 한계치 또는 상기 슬루잉 각은 종종 설정되지 않거나, 부정확한 위치에 설정되어 아무런 기록이 남지 않거나, 또는 왜곡된 기록이 발생하게 된다. 추가적으로, 매우 높은 하중 한계치들이 상기 사이클의 시작점과 종료점을 결정하기 위하여 사용된다. 그러나, 적재량(payload)의 무게가 종종 하물 서스펜션 수단과 슬루잉 기어의 무게보다 낮고, 최대 하중(maximum load)보다 한 자릿수(an aorder of magnitude)만큼 작기 때문에, 하중 사이클의 신뢰성 있는 검출이 보장될 수 없다. 덧붙여서 말하면, 상기 측정 시스템은 매우 정확하게 설정되어야 한다.
하물 서스펜션 수단과 상기 슬루잉 기어의 무게를 수동으로 측정함에 따라 발생하는 추가적인 문제는 특히 하물 서스펜션 수단의 교환시 잦은 오차 발생원(error source)를 나타낸다는 것이다.
본 발명의 목적은 더 적은 상호작용으로, 어떠한 수동 상호작용 없이 관리가 가능하며, 그럼에도 불구하고 높은 신뢰성으로 하중 사이클 또는 하물 서스펜션 수단의 무게 또는 하중 사이클과 하물 서스펜션 수단의 무게를 인식할 수 있도록 한 하물이송기계의 하중 사이클의 자동검출시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 따른 시스템에 의해 달성된다.
이 점에서, 본 발명은 하물을 들어올리기 위한 리프팅 장치와 하물을 수평방향을 이동하기 위한 운송장치를 포함하는, 하물이송기계의 하중 사이클의 자동검출시스템으로 이루어진다.
본 발명에 따른 시스템은, 예를 들면, 크레인에서 사용될 수 있다. 그래서, 상기 리프팅 장치는 예를 들면, 크레인의 리프팅 기구일 수 있다. 상기 운송장치는 예를 들면, 크레인의 슬루잉 기어 및/또는 러핑 기구일 수 있다. 크레인 로프에 매달린 하물은 리프팅 기구에 의하여 상승되거나 하강될 수 있다. 하물은 크레인의 붐(boom)을 상하로 슬루잉 및/또는 러핑함으로써 적어도 하나의 수평 방향으로 이동될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 시스템은 크레인에서 사용될 수 있을 뿐만 아니라 특히, 건축 기계, 운송장치, 공업용 트럭, 리치 스태커(reach stackers) 및/또는 휠 로더(wheeled loaders)와 같은 다른 이송기계에서도 사용 가능하다. 이들 모든 장치들은 하물을 들어 올리고 다시 내릴 수 있는 리프팅 장치를 가질 뿐 아니라 하물의 수평 이동을 위한 운송장치도 구비하고 있다.
이 점에서, 본 발명에 따른 시스템은 적어도 인양력측정장치의 출력 신호들을 기초로 하여 하중 변화를 자동으로 검출하기 위한 하중 변화 검출부와, 적어도 수평 방향으로 하물 위치를 검출하는 하물 위치 검출부와, 하중 사이클을 자동으로 검출하기 위한 하중 사이클 검출부를 포함하되, 하중 사이클 검출부가 적어도 하중 변화 검출부와 하물 위치 검출부의 출력 신호들을 기초로 하여 실행된다. 이 점에서, 본 발명에 따라, 하중 사이클 검출부가 양(positive)의 하중 변화가 인식될 때 하물의 위치를 하물 픽업(pick-up) 지점으로서 검출하여 저장하는 구성이 제공되어 있다. 다음으로, 이러한 양의 하중 변화는, 하물이 하물 픽업 지점으로부터 미리 결정(predetermined)된 거리만큼 수평으로 이동되었는지 대한 쿼리(query)를 기초로 하여 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가된다.
이 점에서, 본 발명에 따른 시스템은, 양의 하중 변화가 검출된 후, 하물이 하물 픽업 지점으로부터 수평 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동하였을 때, 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 양의 하중 변화만을 검출할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 하물 서스펜션 장치의 더 나은 위치 선정을 위하여 실행될 수 있는 하물 픽업 지점에서, 하물을 수회 들어올리고 내릴 때마다 매번 새로운 하중 사이클이 검출되는 것을 피할 수 있다. 이에 의해, 본 발명에 따른 시스템은 하중 사이클의 검출에 대하여 훨씬 더 신뢰성을 갖게 된다. 더구나, 트리거 한계치를 더 이상 수동으로 미리 결정할 필요가 없다. 새로운 하중 사이클의 신뢰성 있는 인식을 위한 신뢰성 있는 기준은, 하물의 현재 위치와 상기 저장된 하물 픽업 지점과의 비교 및 하물이 하물 픽업 지점에서 수평 방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동되었는지에 대한 쿼리를 통하여 얻어진다.
그래서, 하중 사이클의 확인을 위한 트리거 한계치는 본 발명에서 자동으로 그리고 각각의 하물 픽업 지점에 따라 생성된다. 이 점에서, 하물 픽업 지점으로부터 미리 결정된 거리는, 예를 들어, 하물이 하물 픽업 지점으로부터 멀리 이동되는 일정 거리일 수 있다. 이 점에서, 예를 들면 3 미터의 거리일 수 있다. 이 점에서, 상기 거리는 특히, 하물의 정확한 위치 선정을 위하여 보통 필요한 거리보다 더 클 수 있다.
이 점에서, 하물 위치 검출은 예를 들어 기계 좌표와 관련된, 즉, 예를 들면 크레인의 경우는 붐(boom)의 슬루잉 각과 러핑 각과 관련된, 하물의 위치를 결정한다. 이 점에서, 하물 또는 하물 서스펜션 수단의 위치 및/또는 이동은 붐의 선단(tip)에서의 위치 및/또는 속도를 통해 결정된다. 이 점에서, 하물 및/또는 하물 서스펜션 수단(단지 수평방향으로만 요구됨)의 상기 위치 및/또는 이동은 붐의 선단에서의 위치 및/또는 속도에 대응된다.
더구나, 본 발명에 따른 시스템은 적어도 수평 방향으로 하중 속도(load speed)를 검출하는 하중 속도 검출부(load speed detection)를 가지며, 나아가 하중 사이클 검출부는 하중 속도 검출부의 출력 신호들을 기초로 하여 실행된다. 이 점에서, 하중 사이클 검출부는 기계 좌표들을 기초로 하여, 특히 크레인의 슬루잉 각 및/또는 러핑 각 또는 슬루잉 속도와 러핑 속도를 기초로 하여 실행된다. 하중 사이클의 인식은 하중 사이클 검출을 위해 하중 속도를 사용함으로써 더 향상된다. 이와 같이 함으로써, 특히 새로운 하중 사이클이 하물 시스템의 동역학(dynamics)으로 인해 발생하는 인양력측정장치의 출력 신호들의 변동(fluctuation)시 잘못되게 인식되는 것을 방지할 수 있다.
이 점에서, 하중 사이클 검출부는 양의 하중 변화 동안, 하중 속도가 미리 결정된 값을 초과하지 않는지에 대한 쿼리를 기초로 하여 양의 하중 변화를 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가한다. 이 점에서, 양의 하중 변화는 양의 하중 변화 동안, 하중 속도가 미리 결정된 값을 초과하지 않을 때 새로운 하중 사이클의 시작점으로서만 평가된다.
이 점에서, 인양력측정장치의 출력 신호들에서의 높은 진동(oscillation)은, 예를 들면, 하물의 수평 이동 중에 하물의 진동 때문에 발생한다. 그러나, 이러한 변동은 수평 방향으로의 하중 속도가 보통 이러한 하중의 변동시에 미리 결정된 값을 초과하기 때문에, 본 발명에 따른 시스템에 의해 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가되지 않는다. 반대로, 실제 하중 사이클이 시작할 때, 하물 서스펜션 수단은 보통 하물에 대하여 정렬되어 있어야 하기 때문에, 일반적으로 수평 방향으로 움직이지 않거나 거의 움직이지 않는 정도에 그친다. 그러므로, 하중 속도는 새로운 하중 사이클의 시작점과 대응되지 않는 하중 변화를 제거하기 위한 좋은 기준을 제공한다.
더 유리하게는, 본 발명에 따른 시스템에는, 하중 사이클 검출부가 음(negative)의 하중 변화가 발생하는 지에 대한 쿼리를 기초로 하여 활동중인 하중 사이클(active load cycle)의 종료를 결정하는 하중 사이클 검출부가 실행되는 구성이 제공되어 있다. 본 발명에 따른 시스템은 오직 새로운 하중 사이클의 시작이 상기와 같이 인식될 때, 활동중인 하중 사이클의 종료점으로서 음의 하중 변화를 인식한다. 반대로, 만약 양의 하중 변화 동안 하중 속도가 미리 결정된 값을 초과하기 때문에 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가되지 않는 양의 하중 변화에 이어 음의 하중 변화가 뒤따르면, 그 음의 하중 변화는 활동중인 하중 사이클의 종료점으로서 평가되지 않게 된다.
이에 의해, 하물의 이동 중에 하중 변동(load fluctuation)이 활동중인 하중 사이클의 종료점으로서 잘못 평가되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 하물의 하적(unloading) 중에 하물 서스펜션 수단이 여전히 움직이도록 하는 것이 확실히 가능하기 때문에, 예를 들어 벌크 재료(bulk material)가 그랩(grab)에 의해 어떤 거리로 분산되어질 때, 하중 속도에 대한 어떠한 기준도 음의 하중 변화를 대비할 수 없다. 그러므로, 음의 하중 변화가 활동중인 하중 사이클의 종료점으로서 평가되는지 여부는 전적으로 차후에 양의 하중 변화가 평가되는지에 달려 있다.
본 발명에 따른 시스템에서는, 하중 사이클 검출부는 이산상태기계(discrete state machine)를 기초로 하여 실행되도록 구성된다. 이러한 이산상태기계는 본 발명에 따른 하중 사이클 검출부의 간단한 실현을 가능하게 한다.
이 점에서, 이산상태기계는 적어도 다음의 상태를 갖는다. '적재 없음(No load)', '양의 하중 변화 검출(positive load change recognized)', '활동적인 하중 사이클의 확인(active load cycle confirmed)'. 이 점에서, 상태기계는 먼저 '적재 없음' 상태에 위치하게 된다. 이 상태에서, 인양력측정장치에 의해 발생된 측정 신호는 하물 서스펜션 수단의 질량을 결정하는데 사용된다. 만약, 현재 양의 하중 변화가 인식된다면, 상기 시스템은 '양의 하중 변화 검출' 상태로 전환된다. 동시에, 양의 하중 변화에서의 하물 위치는 하물 픽업 지점으로서 저장된다. 만약, 양의 하중 변화 후에, 하물이 하물 픽업 지점으로부터 수평방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동된다면, 상태기계는 '활동적인 하중 사이클의 확인' 상태로 전환된다. 그래서, 새로운 하중 사이클의 시작점이 인식된다. '활동적인 하중 사이클의 확인' 상태에서, 현재 상기 질량은, 예를 들어, 인양력측정장치로부터의 신호를 기초로 하여 결정된다.
반대로, 만약 상태기계가 '양의 하중 변화 검출' 상태에 있으면서 음의 하중 변화가 뒤따른다면, 상태기계는 활동중인 하중 사이클이 검출되는 것 없이 '적재 없음' 상태로 다시 전환된다. 반대로, 만약 상태기계가 '활동적인 하중 사이클의 확인' 상태에서 음의 하중 변화가 뒤따른다면, 활동중인 하중 사이클의 종료점이 검출되는 것에 의해 상태기계는 '적재 없음' 상태로 전환된다. 이 점에서, 종료된 하중 사이클의 데이터는 데이터베이스와 같은 메모리 유닛(memory unit)에 저장된다.
또한, 만약 하중 속도가 양의 하중 변화에 대한 인식에 대한 미리 결정된 값 아래에 있는지 제기되면, 상태기계는 다음과 같이 수정된다. 상태기계는 양의 하중 변화가 발생하고 상기 속도가 미리 결정된 값 이하일 때, '적재 없음' 상태로부터 '양의 하중 변화 검출' 상태로 전환된다. 반대로, 만약 상기 양의 하중 변화가 상기 미리 결정된 값 이상인 하중 속도에서 실행된다면, 상기 기계는 '적재 없음' 상태로부터 '활동적인 하중 사이클의 확인' 상태로 직접 전환된다. 만약, 음의 하중 변화가 '활동적인 하중 사이클의 확인' 상태에서 실행된다면, 상태기계는 '적재 없음' 상태로 전환된다. 그러나, 상태기계가 '양의 하중 변화 검출' 상태로 전환될 때 오직 활동중인 하중 사이클의 종료점으로서 평가된다. 반대로, 상태기계가 바로 '활동적인 하중 사이클의 확인' 상태로 전환된다면, 활동중인 하중 사이클이 계속되는 것이 추정된다. 이 점에서, 예를 들어, 상위 등급(high-ranking) 선택 로직(logic)이 활동중인 하중 사이클의 시작점과 종료점이 언제인지를 평가하는데 사용될 수 있다.
더 유리하게는, 본 발명에 따른 시스템에서는, 하중 사이클 검출부가 특히, 활동중인 하중 사이클의 전부 또는 일부의 평균값을 계산함으로써, 인양력측정장치로부터의 출력 신호들을 기초로 하여 하중 무게를 검출하는 구성이 제공되어 있다. 그러므로, 자동 하중 사이클 인식은 각각의 활동중인 하중 사이클에 대한 하중 무게를 결정하기 위한 목적으로 사용된다.
더구나, 본 발명에 따른 시스템은 하물 서스펜션 수단의 무게를 자동으로 검출하는 하물 서스펜션 수단 검출부를 포함한다. 여기서, 상기 시스템의 수동 무게측정은 생략될 수 있다. 이 점에서, 하물 서스펜션 수단의 무게에 대한 자동 검출은 이산상태기계를 기초로 하여 실행된다. 만약 상태기계가 상기한 바와 같이 사용된다면, 하물 서스펜션 수단의 무게에 대한 결정은 '적재 없음' 상태에서 실행된다.
이 점에서, 하물 서스펜션 수단의 무게는 인양력측정장치로부터의 출력 신호가 고려되지 않던 이전에 결정된 하물 서스펜션 수단의 무게 아래의 특정한 한계값에 미치지 못하는 때의 평균을 계산함으로써 결정된다. 이에 의해, 인양력측정장치로부터의 상기 출력 신호의 감소가 서스펜션 수단에 하물을 위치시킨 하물 서스펜션 수단의 무게에 대한 결정을 왜곡시키는 것을 방지할 수 있다.
이 점에서, 인양력측정장치로부터의 출력 신호가 미리 결정된 값에 의한 하물 서스펜션 수단의 무게를 초과할 때 하중 변화 검출부에 의하여 양의 하중 변화가 검출된다. 반대로, 인양력측정장치로부터의 출력 신호가 다시 미리 결정된 값까지의 하물 서스펜션 수단의 무게에 다시 접근할 때, 음의 하중 변화가 인식된다.
또한, 본 발명은 하물이송기계, 특히 크레인에서의 하물 서스펜션 수단의 교체를 자동으로 검출하는 시스템을 포함하며, 상기 기계는 하물을 들어올리기 위한 리프팅 장치를 포함한다. 이 점에서, 상기 시스템은 인양력을 측정하기 위한 인양력측정장치와 적어도 인양력측정장치로부터의 출력 신호를 기초로 하여 하물 서스펜션 수단의 변화를 자동으로 인식하는 하물 서스펜션 수단 검출부를 포함한다.
그러므로, 본 발명은 하물 서스펜션 수단의 변화 및 하물 서스펜션 수단에서의 무게 변화를 자동으로 인식하고 계산하는 것을 가능하게 한다. 이 점에서, 상기 검출은 적어도 인양력측정장치로부터의 출력 신호를 기초로 하여 실행되기 때문에, 하물 서스펜션 수단 각각에서의 신호 변환기는 필요하지 않다.
이 점에서, 상기 시스템은 적어도 수평방향으로 하물 서스펜션 수단의 위치를 검출하는 위치 검출부와, 적어도 인양력측정장치로부터의 출력 신호 및 상기 위치 검출부를 기초로 하여 하물 서스펜션 수단의 변화를 자동으로 인식하는 하물 서스펜션 수단 검출부를 포함한다.
또한, 상기 시스템은 적어도 인양력측정장치로부터의 출력 신호를 기초로 하여 하중 변화를 자동으로 검출하는 하중 변화 검출부를 포함하되, 하물 서스펜션 수단 검출부가 하중 변화 검출부에 의하여 검출된 하중 변화를 기초로 하여 하물 서스펜션 수단의 변화를 인식한다.
이 점에서, 하물 서스펜션 수단 검출부는 하중 변화가 발생할 때마다 하물 서스펜션 수단의 위치를 저장한다. 이러한 하중 변화가 하물 서스펜션 수단의 변화와 대응하는지에 대한 결정은 적어도 수평방향으로 이렇게 저장된 위치로부터 하물 서스펜션 수단의 거리에 대한 쿼리를 기초로 하여 실행된다.
또한, 상기 시스템은 하중 사이클을 자동으로 검출하기 위한 하중 사이클 검출부를 포함하며, 하물 서스펜션 수단 검출부는 하중 사이클 검출부를 기초로 하여 작동한다.
이 점에서, 하물 서스펜션 수단의 변화를 검출하는 것은 상기한 바와 같은 하중 사이클 검출부를 기초로 하여 실행된다. 그러나, 본 발명에 따른 하물 서스펜션 수단의 변화를 자동으로 검출하기 위한 시스템은 명확히, 본 발명에 따른 하중 사이클을 자동으로 검출하기 위한 시스템과 관계없이 매우 큰 이점을 갖는다.
이 점에서, 하물 서스펜션 수단의 변화는 하나 이상의 이산상태기계들에 관하여 검출된다. 이러한 점에 의해, 인양력측정장치로부터의 출력 신호와 상기 기계 좌표만이 사용되더라도, 하물 서스펜션 수단의 변화를 인식하는 것을 신뢰할 수 있게 해준다.
더 유리하게는, 하물 서스펜션 수단 검출은 활동중인 하중 사이클이 존재하지 않는 동안 음의 하중 변화가 발생할 때, 하중 사이클 검출부를 기초로 하여 실행되고 하물 서스펜션 수단의 위치를 저장하는 구성이 제공된다. 이 점에서, 활동중인 하중 사이클이 전혀 검출되지 않는 동안에, 하물 서스펜션 수단이 음의 하중 변화 후에 수평방향으로 상기 저장된 위치로부터 미리 결정된 거리로 이동하였는지에 대한 쿼리를 기초로 하여, 이러한 음의 하중 변화는 더 가벼운 하물 서스펜션 수단에 대한 변화로서 평가된다. 이 점에서, 인양력측정장치로부터의 출력 신호가 미리 결정된 것만큼 하물 서스펜션 수단의 이전에 검출된 무게 이하일 때, 어떠한 활동중인 하중 사이클도 존재하지 않는 상태에서의 음의 하중 변화가 인식된다.
그러므로, 만약 하물 서스펜션 수단 또는 하물을 운송하기 위한 상기 기계는 다시 하물 서스펜션 수단의 이전에 검출된 무게의 범위 내에서 얻어지거나 상기 범위를 초과하는 상기 인양력 측정장치의 출력 신호 없이, 음의 하중 변화 후에 수평방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동된다면, 이것이 더 가벼운 하물 서스펜션 수단의 변화로서 평가된다. 그 결과, 하물 서스펜션 수단의 검출된 무게가 갱신된다.
만약, 하물 서스펜션 수단 검출이 상태기계를 통하여 실현된다면, 음의 하중 변화가 발생할 때, 즉 인양력측정장치로부터의 출력 신호가 미리 결정된 값인 하물 서스펜션 수단의 이전에 검출된 무게 이하일 때, 상태기계는 '적재 없음' 상태에서 '음의 하중 변화' 상태로 변화된다. 이 상태에서, 하물 서스펜션 수단 또는 하물이송기계가 수평방향으로 이동하였는지에 대한 점검이 이루어진다. 만약, 상기 이동이 어떤 특정한 미리 결정된 값, 예를 들어 6미터를 초과한다면, 이는 더 가벼운 하물 서스펜션 수단에 대한 변화로서 평가된다. 이때, 상태기계는 하물 서스펜션 수단의 검출된 무게가 갱신되게 하고, 다시 '적재 없음' 상태로 전환된다.
만약 반대로, 양의 하중 변화가 검출된다면, 상태기계는 하물 서스펜션 수단의 무게가 갱신되는 것 없이 '적재 없음' 상태로 다시 변환된다. 이 점에서, 인양력측정장치로부터의 출력 신호가 다시 하물 서스펜션 수단의 검출된 무게보다 작은 미리 결정된 값보다 높게 증가할 때, 양의 하중 변화가 상기 상태에서 실현된다.
더 유리하게는, 본 발명에 따라, 하물 서스펜션 수단 검출부가, 병렬로 동작하며 그 상태들이 상위 등급 제어 로직에 의해 점검되는 복수의 이산상태기계들을 기초로 하여 하물 서스펜션 수단의 변화를 검출하는 구성이 제공되어 있다. 그러므로, 더 무거운 하물 서스펜션 수단에 대한 변화가 특히 인식될 수 있다. 이 점에서, 제1 상태기계가 활동중인 하중 사이클인 것이 확실시될 때마다, 제2 상태기계가 시작된다. 이 점에서, 제2 상태기계는 '적재 없음' 상태에서 시작하고, 따라서, 하물 서스펜션 수단의 무게로부터 대응되는 더 높은 무게를 검출한다.
이 점에서, 상기 상위 등급 제어 로직은 병렬로 동작하는 상태기계들 중 어느 것이 정확한 활동중인 하중 사이클을 검출하는지, 상태기계들 중 어느 것이 다시 제거되어야 하는지를 결정한다. 특히, 상기 제어 로직은 상태기계들 중 하나가 활동중인 하중 사이클의 종료를 인식할 때마다 상기와 같이 결정한다.
이 점에서, 제1 상태기계가 활동중인 하중 사이클의 종료를 인식하는 경우에 있어, 이후의 상태기계들이 활동중인 하중 사이클의 종료를 인식하는지에 대하여 미리 결정된 시간이 먼저 대기되는 구성이 제공되어 있다. 다른 경우에 있어서는, 상기 제1 상태기계가 정확한 하중 사이클을 부여하는 상태기계로서 평가된다.
만약, 반대로, 이후의 상태기계들이 그 활동중인 하중 사이클이 종료점이라는 신호를 보낸다면, 상기 결정은 이후의 기준에 따라 이루어진다. 이와 같은 목적을 위하여, 제1 상태기계가 활동중인 하중 사이클의 종료점으로서 인식한 위치가 저장된다. 그 결과로, 하물 서스펜션 수단이 상기 d지점으로부터 수평방향으로 미리 결정된 거리만큼, 예를 들어 3미터 이동하였을 때 측정된 무게가 얼마인지에 대한 점검이 행해진다. 그 결과로, 상태기계는 현재 그 지점에서 결정된 하중 무게에 대응되는 하물 서스펜션 수단의 검출된 무게를 가진 정확한 상태기계로 간주된다.
더 유리하게는, 본 발명에 따른 하중 사이클 검출이 데이터베이스에 각각의 검출된 하중 사이클에서의 하중 사이클 데이터를 저장하도록 구성되며, 그 데이터베이스가 상기 데이터의 이후의 평가를 가능하게 하는 구성이 제공되어 있다. 여기서, 본 발명에 따른 시스템은 하물을 운송하는 작업 경로에 대한 종합적이고 정확한 평가를 가능하게 한다.
이 점에서, 하중 사이클 데이터는 '하중 무게', '하중 사이클 지속시간', '시작과 종료 위치', '시작과 종료 시간', '하물 서스펜션 수단의 무게', '하중 사이클 동안의 하중의 최소치 및 최대치', '이동 거리', '기계의 특징 또는 기계의 구동 특징'의 데이터 중 하나 이상을 포함한다. 이 점에서, 특히 복수의 상기 데이터가 상기 데이터베이스에 저장될 수 있다.
상기 데이터의 평가는 에너지/연료 소비, 이송된 하물의 전체 무게, 평균 이송 성능, 전력/성능 지수 중 하나 이상의 데이터의 결정을 포함한다. 상기 시스템에서의 상기 데이터의 평가는 데이터베이스로부터의 상기 데이터가 전송되는 추가적인 장치에 의해 직접적으로 또는 선택적으로 발생할 수 있다.
이에 의해, 다양한 기능이 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 시스템의 전체 운송에 대한 계산을 수행할 수 있다. 그러므로, 예를 들어 고객은 본 발명에 따른 하중 사이클 인식으로부터의 데이터와 관련하여 오직 벌크 제품을 운송하는 전체 운송을 결정할 수 있는 가능성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 하중 사이클 인식의 데이터는 선박에 균등하게 적재하는데 더 사용될 수 있다. 선박에 벌크 제품을 적재할 때, 짐칸당 적재량은 본 발명에 따른 하중 사이클 인식에 의해 정확하게 결정될 수 있다. 여기서, 선박의 비대칭적인 적재가 방지될 수 있다.
또한, 하중 사이클 인식의 데이터는 특정하게 보장된 이송 성능을 입증하는데 더 사용될 수 있다. 추가적으로, 그 가능성은, 예를 들면 개별적인 크레인 운전자에 대한 성능지수를 준비하는 것으로부터 비롯된다.
하중 사이클의 자동 인식 시스템과 하물 서스펜션 수단의 변화를 자동으로 검출하는 시스템에 더하여, 상기한 바와 같이, 본 발명은 상기 시스템 중 하나 또는 양쪽 모두를 포함하는 이송기계를 더 포함한다.
이 점에서, 상기 이송기계는 크레인일 수 있으며, 크레인은 크레인의 리프팅 기구에 대응하는 리프팅 장치를 구비하고 있다. 이 점에서, 인양력측정장치는 호이스트 로프(hoist rope)의 로프력(rope force)을 측정하기 위한 장치이다. 만약, 슬루잉 크레인(slewing crane)인 경우, 상기 운송장치는 크레인의 슬루잉 기어 및/또는 러핑 기구에 대응한다.
그러나, 상기 이송기계는, 예를 들어, 리치 스태커(reach stacker), 포크-리프트 트럭(fork-lift truck), 굴삭기(excavator), 휠 로더(wheeled loader) 또는 하물을 들어올리는 리프팅 장치를 갖는 다른 특정한 이송기계일 수 있다. 본 발명에 따른 시스템은, 하중 사이클 검출와 하물 서스펜션 수단 검출이 전적으로 상기 로프력의 측정과 위치 결정을 기초로 하여 이송기계의 특정한 설계에 관계없이 실행되기 때문에, 이러한 기계들이 갖는 문제점 없이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 하물을 들어올리는 리프팅 장치와 하물의 수평 이동을 위한 운송장치를 포함하는 하물이송기계의 하중 사이클을 검출하는 방법으로 구성되어 있다. 이 점에서, 본 발명에 따른 방법은 리프팅 장치의 인양력을 결정하는 단계와, 적어도 상기 특정한 인양력을 기초로 하여 하중 변화를 검출하는 단계; 적어도 수평방향으로 하물의 위치를 검출하는 단계; 적어도 검출된 하중 변화와 하물의 위치를 기초로 하여 자동으로 하중 사이클을 검출하는 단계를 포함한다. 이 점에서, 상기 단계들은 본 발명에 부합되도록 제공된다. 즉, 양의 하중 변화가 인식될 때 하물의 위치를 하물 픽업 지점으로서 검출하고, 하물이 하물 픽업 지점으로부터 수평방향으로 미리 결정된 거리만큼 이동하였는지 여부에 대한 쿼리를 기초로 하여 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 상기 양의 하중 변화를 평가한다.
본 발명에 따른 방법은 이미 상기 자세히 기술한 본 발명에 따른 시스템과 같은 이점을 갖는다. 이 점에서, 더 유리하게는, 상기 방법은, 상기 시스템에 대하여 마찬가지로 설명한 바와 같이 동작한다. 이 점에서, 상기 방법은, 특히, 상술한 바와 같이 상기 시스템의 수단에 의하여 실행된다.
도 1은 본 발명에 따른 하물이송기계의 실시형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 조감도로부터의 하중 사이클을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 로드 후크(load hook)와 스프레더(spreader)를 사용할 때의 하중 사이클에 대한 하중 무게 신호를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 로드 후크와 스프레더를 사용할 때의 하중 사이클에 대한 하중 무게 신호와 하물의 횡 거리를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 로드 후크와 스프레더를 사용할 때의 하중 사이클에 대한 하중 무게 신호와 하물의 횡 거리를 나타낸 것으로, 하물이 권상 및 권하시에 복수회 오르내리는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명에 따른 상태기계의 제1 실시형태를 나타낸 도면이다.
도 7은 동적 외란(dynamic disturbance)이 발생하는 하중 사이클에 대한 하중 무게 신호를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 상태기계의 제2 실시형태를 나타낸 도면이다.
도 9는 더 가벼운 하물 서스펜션 수단에 대한 변화시의 하중 무게 신호와 횡 거리를 나타낸 도면이다.
도 10은 제1 또는 제2 실시형태에 따른 상태기계의 확장을 나타낸 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 활동중인 사이클 동안에의 적재 증가하는 경우와 더 무거운 하물 서스펜션 수단에 대한 변화하는 경우에서의 하중 무게 신호와 횡 거리를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 하물 서스펜션 수단의 변화를 검출하기 위한 상태기계의 확장을 나타낸 도면이다.
도 13은 하물 서스펜션 수단의 변화를 검출하기 위한 결정 로직(decision logic)에 대한 개략도이다.
이하, 실시형태와 도면을 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 하물이송기계의 실시형태를 도시한 것으로서, 하중 사이클을 자동으로 검출하기 위한 본 발명에 따른 시스템의 실시형태와 하물 서스펜션 수단의 변화를 검출하기 위한 본 발명에 따른 시스템의 실시형태가 사용된다. 본 실시형태에서의 하물이송기계는 크레인이며, 특히 하버모빌크레인(harbor mobile crane)이다. 이 크레인은 섀시(chassis, 9)를 구비한 언더캐리지(undercarriage, 1)를 갖는다. 이에 의해, 크레인은 항구로 이동될 수 있다. 이때, 크레인은 호이스팅(hoisting) 위치에서 지지유닛(support unit)(10)을 통해 지지될 수 있다. 타워(2)는 언더캐리지(1)에서의 수직 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치된다. 붐(5)은 수평축을 중심으로 피벗(pivot)가능하게 타워(2)에 연결된다. 이 점에서, 붐(5)은 유입식 실린더(7)를 통한 기복평면(luffing plane)에서 위 아래쪽으로 피벗될 수 있다.
이 점에서, 상기 크레인은 붐의 선단에서의 디플렉션 풀리(deflection pulley, 11)에 대해 이어지는 호이스트 로프(hoist rope, 4)를 갖는다. 이 점에서, 하물(3)을 들어올릴 수 있는 하물 서스펜션 수단(12)은 호이스트 로프(4)의 끝에 배치된다. 이 점에서, 하물 서스펜션 수단(12) 또는 하물(3)은 호이스트 로프(4)를 이동시킴으로서 올려지거나 내려진다. 그러므로, 수직 방향으로의 하물 서스펜션 수단(12) 또는 하물의 위치 변화는 호이스트 로프(4)의 길이(ls)를 증가 또는 감소시킴으로써 발생된다. 호이스트 로프를 이동시키는 윈치(winch, 13)는 이러한 목적으로 제공된다. 이 점에서, 윈치(13)는 상부구조(superstructure)로 배치된다. 호이스트 로프(4)는 윈치(13)로부터 타워(2)의 말단에 있는 제1 디플렉션 풀리(6)를 통하여 붐(5)의 말단에 있는 디플렉션 풀리(14)까지 이어지고, 그 지점에서 역으로 제2 디플렉션 풀리(8)를 통하여 호이스트 로프(4)가 하물(3)로 하강하는 붐의 말단의 디플렉션 풀리(11)까지 이어져 있다.
하물 서스펜션 수단(12) 또는 하물은 각도
Figure 112010059640964-pat00001
를 중심으로 타워(2)를 피벗시키고, 각도
Figure 112010059640964-pat00002
만큼 붐(5)을 위아래로 러핑(luffing)시킴으로써 수평방향으로 이동될 수 있다. 래디얼 방향(radial direction)으로의 하물(3)의 이동에 더하여 하물의 리프팅(lifting) 운동은 상부구조로의 윈치(13)의 배열에 의한 붐(5)의 상하 러핑(luffing)시 생긴다. 이것은 윈치(13)의 대응하는 제어에 의하여 선택적으로 보상될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 하물이송기계의 전형적인 이송 상황을 나타내고 있다. 이 점에서, 하물은 A 지점에서 들어 올려지고, 경로(20)를 따라서 수평으로 이동하며, 그 후 B 지점에 다시 놓여진다. 이 점에서, 하물을 들어올리고, 수평방향으로 이동하여, 하물을 내려놓는 것과 같은 사이클은 하중 사이클(load cycle)을 나타낸다. 크레인 운전자는 종래 기술에 따라 하중 사이클의 인식을 하기 위해서는 트리거 한계치(30)를 수동으로 미리 설정하여야 한다. 트리거 한계치(30)가 그 하중에 의해 초과할 때, 새로운 하중 사이클이 카운트(count)되고, 그 후 이러한 하중 사이클에 대해 현재 측정된 하물 질량(load mass)이 저장된다. 여기서 야기된 많은 문제점은 이미 앞에서 상세히 설명된 바 있다.
그러므로, A 지점에서 하물이 들어 올려졌는지 자동으로 인식하는 하중 사이클의 자동 검출에 대한 시스템이 본 발명에 따라 이루어진다. 이제, 하중 사이클 검출은 하물 위치를 하물 픽업 지점 A로서 저장한다. 그 후, 하물의 현재 위치는 그 저장된 하물 픽업 지점과 계속하여 비교하게 된다. 하물을 들어 올리는 것은 하물이 들어 올려진 후에 하물 픽업 지점으로부터 미리 결정된 거리(d)를 움직일 때, 오직 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가된다. 이와 같이, 본 발명에 따라, 검출된 하물 픽업 지점 주위에 자동적으로 놓여지는 수동 트리거 한계치(40)가 제공된다.
그러므로, 트리거 한계치(40)는 하물을 들어 올리는 상기 검출된 하물 픽업 지점에 종속되어 자동으로 발생한다. 이에 의해, 하중 사이클 검출은 상당할 정도로 더 신뢰성 있으며, 게다가 완전히 자동으로 크레인 운전자에 의한 어떠한 상호작용도 없이 실행된다.
이 점에서, 하물을 픽업하는 것은 하중 변화 검출부에 의하여 자동으로 검출된다. 하중 변화 검출부는 인양력측정장치의 출력 신호를 기초로 작동한다. 인양력측정장치는, 예를 들어, 윈치(13)의 피벗 연결(pivotal connection) 또는 디플렉션 풀리(8)의 피벗 연결시에 배치될 수 있다. 선택적으로, 이러한 인양력측정장치는 또한 하물 서스펜션 수단(12)의 영역 내에 배치될 수 있다. 그러나, 윈치(13) 또는 디플렉션 풀리(8)에서의 인양력측정장치의 배치는, 추가적인 케이블이 하물 서스펜션 수단에 제공되지 않아도 된다는 장점을 갖는다. 이 점에서, 인양력측정장치는 측정 위치에 대응하는 호이스트 로프(4)에 존재하는 힘을 먼저 측정한다. 인양력측정장치는 하물 서스펜션 수단(12)의 질량과 이러한 로프력에 의해 매달려 있는 하물(3)의 질량을 계산한다.
이 점에서, 호이스트 로프(4)의 무게와 디플렉션 풀리에서의 마찰 손실에 대한 보상이 발생할 수 있다. 추가적으로, 하물의 가속과 진동에 의하여 발생하는 동적 효과(dynamic effect)는 하물 서스펜션 수단(12)과 하물(3)의 무게를 결정하는데 참작될 수 있다. 그 후, 인양력측정장치는 현재 측정된 하중 무게를 출력 신호로써 출력하고, 그 하중 무게는 하물 서스펜션 수단(12)과 하물(3)의 무게들의 합에 대응한다.
하중 사이클 검출부는 이후 더 자세히 나타나게 되는 하물 서스펜션 수단(12)의 무게를 먼저 결정한다. 상기 하중 변화 검출은 하물 서스펜션 수단(12)의 무게 및 현재 측정된 하중 무게를 기초로 하여 하중 변화를 검출한다. 이 점에서, 양의 하중 변화는, 현재 측정된 하중 무게가 특정값(T)에 의해 하물 서스펜션 수단(12)의 이전에 검출된 무게를 초과할 때 본 실시형태에서 인식된다. 이 점에서, 예를 들어, 0.8ton의 값이 T의 값으로 선택될 수 있다. 반대로, 하중 무게가, 양의 하중 변화 후에, 이전에 결정된 하물 서스펜션 수단(12)의 무게보다 높은 임계값 T 이하로 될 때, 음의 하중 변화가 인식된다. 그러나, 예를 들어, 컨테이너들이 차례대로 적층되는 경우와 같이, 하물이 정확한 위치선정을 위하여 목표 지점에서 다수회 오르내림을 해야 할 때, 이와 같은 하중 변화가 하물을 내려놓는데서 이루어질 수 있기 때문에, 자동 하중 사이클 검출이 하중 변화 검출로부터의 신호를 기초로 전적으로 신뢰성 있게 운영될 수 없다.
추가적으로, 인양력측정장치로부터의 신호는 리프트의 타입 또는 사용된 하물 서스펜션 수단(12)의 타입에 따라 구분한다. 인양력측정장치로부터의 출력 신호의 두 가지 전형적인 곡선은 도 3a와 도 3b에 나타난다. 도 3a에서는, 하나의 하물 서스펜션 수단으로서 후크(hook)를 사용한 전형적인 하중 무게 신호가 보여진다. 이 점에서, 상기 후크는 그 자체로서 대략 4ton의 질량을 갖는다. 시간 100에서, 대략 6ton의 질량을 갖는 하물이 후크에 매달려서 상승되고, 이것은 시간 101에서 다시 하강하며, 시간 102에서 다시 들어 올려지고, 마지막으로 시간 103에서 내려 놓아지게 된다. 그러나, 이러한 하중 신호와 관련하여 실제로 발생한 것이 하나의 하중 사이클인지 또는 두 개의 하중 사이클인지, 아니면 하중 사이클이 없었는지에 대하여 인식될 수는 없다.
도 3b에서는, 컨테이너들이 들어 올려지고 내려 놓아지게 하는 스프레더를 사용한 하중 무게 신호의 전형적인 곡선이 보여진다. 이 점에서, 스프레더는 크레인의 후크에 매달려 있고, 그 자체가 약 13ton의 질량을 가지므로, 적재용 후크와 함께 하물 서스펜션 수단의 하중 무게가 약 17ton이 된다. 스프레더는 시간 104에서 컨테이너를 들어올리기 위하여 컨테이너상에 설치된다. 이에 의해, 현재 측정된 하중 무게는 매우 아래쪽으로 떨어지게 되는데, 이는 컨테이너가 적어도 스프레더의 무게 중 일부를 지지하기 때문이다. 다음에 컨테이너를 들어올릴 때, 하중 무게는 약 33ton의 값까지 증가한다. 컨테이너는 다시 목표 위치에 위치하게 된다. 예를 들어, 다음 컨테이너에 정확히 위치되도록 하기 위하여 다수 번 컨테이너가 올라갔다 내려갔다 하는 결과에서 다수의 포스 피크(force peaks)가 나타난다. 이 점에서, 예를 들어, 컨테이너는 먼저 내려가 있고, 그 후 시간 105에서 다시 올라간다. 컨테이너는 오직 시간 106에서 마지막으로 내려 놓아지게 된다. 내려 놓아질 때, 하중 무게는 다시, 서스펜션 수단의 무게 이하로 되며, 이는 컨테이너를 지지하고 있었기 때문이다. 또한, 먼저 벌크 제품 위에 놓여 벌크 제품을 들어올리는 그리퍼(gripper)가 하물 서스펜션 장치로서 사용될 때 도 3b와 유사한 이미지(image)가 발생한다.
도 3a와 도 3b에 나타낸 두 상황에 대하여 본 발명에 따른 하중 사이클 검출은 도 4a와 도 4b에 개략적으로 도식적으로 나타난다. 이 점에서, 먼저, 하물이 여전히 들어 올려지지 않은 동안 하중 사이클 검출은 하물 서스펜션 수단의 무게(G)를 검출한다. 그 후, 현재 측정된 하중 무게(113)가 값 T에 의한 하물 서스펜션 수단의 검출된 무게(G)를 초과하자마자, 양의 하중 변화로 검출된다. 이것은 양쪽 경우 중에서 시간 110에서의 경우이다. 상기 하중 변화를 검출하면, 하물 또는 서스펜션 수단의 위치가 저장된다. 그러나, 시간 110에서의 양의 하중 변화는 오직 시간 111에서의 새로운 하중 사이클의 시작으로서 평가된다. 이러한 목적을 위하여, 그 후 하물 또는 하물 서스펜션 수단의 현재 위치(114)는 하물 픽업 지점과 비교된다. 하물 또는 하물 서스펜션 수단이 수평방향으로 거리 d 만큼 이동한 후에는 상기 이전의 양의 하중 변화가 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가된다.
하중 사이클의 종료점은 음의 하중 변화가 발생하는 시간 112에서 인식되며, 이때, 현재 측정된 하중 무게(113)는 다시, 하물 서스펜션 수단의 무게(G)보다 높은 임계값 T 이하로 된다.
도 5a와 도 5b를 참조하면, 하물 픽업 지점으로부터 떨어져 수평 또는 횡 이동을 위해 자동으로 발생한 트리거 한계치가 하중 사이클 검출의 정확도를 증가시키고, 하물의 상승과 하강시의 하중 변화를 새로운 하중 사이클로서 잘못 인식하는 것을 방지하는 이유를 알 수 있다.
이 점에서, 하물을 먼저 들어올리고, 그 후 도 5a와 도 5b에서 하물을 들어올릴 때 다시 내려놓는다. 여기서 하물 서스펜션 수단의 무게(G)보다 높은 값 T를 초과하는 하중 피크(115)는 하중 무게 신호(113)에서 상승한다. 이 점에서, 각각의 양의 하중 변화가 인식되며, 그 후 하물의 현 위치가 하물 픽업 지점으로서 저장된다. 그러나, 위치 곡선(114)에서 보여지는 것처럼, 하물은 먼저 상기 제1 양의 하중 변화 후에 수평방향으로 약간 움직이고, 그 결과 상기 저장된 하물 픽업 지점으로부터 거리 d만큼을 포함하지 않는다. 하물이 수평방향으로 트리거 한계치를 초과하지 않고, 상기 제1 양의 하중 변화 후에 음의 하중 변화가 발생하기 때문에, 제1 하물은 다음 계산에 고려되지 않는다.
시간 110에서의 하중 한계치를 반복하여 초과하는 양의 하중 변화만이, 하물이 시간 111에서 저장된 하물 픽업 지점에서 거리 d만큼을 포함하기 때문에, 활동중인 하중 사이클의 시작점으로서 평가된다. 그 후, 이러한 활동중인 하중 사이클의 종료점은 음의 하중 변화가 발생하는 시간 112에서 인식된다.
하물을 내릴 때 발생하는 것과 같은 하중 변화(116)는 하물이 다음의 음의 하중 변화시까지 거리 d만큼 움직이지 않았기 때문에 새로운 활동 중인 하중 사이클의 시작점으로서 평가되지 않는다.
도면에서, 더 낮은 도표에서 위치를 더 단순히 표현하기 위하여, 하물의 각각의 횡 이동은 마지막(양의 또는 음의) 하중 변화 후에 시작된다.
도 6에는, 본 발명에 따른 사이클 검출이 실현된 상태기계(state machine)가 나타내져 있다. 이러한 상태기계는 먼저 시스템이 시작할 때의 상태 120으로 초기화한다. 사이클의 종료점이나 사이클의 시작점이 인식되는 것에 따라, 상기 시스템은 상태 121과 122로 전환된다.
하중 사이클 검출을 위한 실제 상태기계는 상태 121∼124에 의해 형성된다.
상태 121에 있어서, 상태기계는 어떠한 하물도 호이스트 로프에 의해 지지되는 경우가 없고, 그에 따라 하중 무게는 하물 서스펜션 수단(load suspension means, LSM)의 무게(G)에 대응하는 것으로 추정한다. 이 상태에서, 하중 사이클 검출은 하물 서스펜션 수단의 무게(G)를 결정한다. 이 점에서, 적어도 상태기계가 상기 사이클의 종료점인 상태 124에서 하물 서스펜션 수단에 아무런 하물이 지지되지 않는 상태 121로 변화될 때마다, 하물 서스펜션 수단의 무게(G)가 결정된다. 여기서, 상기 시스템의 수동 무게측정은 더 이상 필요하지 않다. 상기 시스템은 하물 서스펜션 수단의 무게를 자동으로 검출한다.
하물 서스펜션 수단의 하중 무게(G)의 결정은 평균값 필터에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 평균값 계산은 오직 현재 하중 무게(L)가 하물 서스펜션 수단의 이전에 결정된 무게(G)에 대한 특정 범위에 위치한 시간 기간에서 이루어질 수 있다. 그 후, 현재 측정된 하중 무게(L)와 같은 특히 무게 G에서 T 사이에 범위에 있는 값들은 평균값 계산에서 고려되지 않는다. 그렇지 않으면, 도 3b와 도 4b에 보여지는 것과 같은 하중 무게 신호들을 생성하는 하물 서스펜션 수단에서는, 하물 서스펜션 수단의 무게(G)가 너무 낮게 결정되어진다. 이 점에서, 예를 들면, 양의 하중 변화의 인식에 대한 더 낮은 임계값(T')이 상기 임계값(T)으로서 선택되어질 수 있다.
하중 변화 검출부는 계속해서 현재 하중 무게를 감시하고, 하물 서스펜션 수단의 무게(G)와 비교한다. 상기 현재 하중 무게가 무게(G)를 값 T만큼 초과하지 않는 한, 즉, 어떠한 양의 하중 변화도 검출되지 않는 한, 상태기계는 상태 121에 있게 된다.
만약 양의 하중 변화가 검출된다면, 상태기계는 상태 122로 전환된다. 이 상태에서, 양의 하중 변화가 인식된 결과, 활동중인 사이클이 존재하는 것이 가능하다. 상태 121에서 상태 122로 전환된 때, 즉, 양의 하중 변화가 검출될 때, 하물의 위치 또는 하물 서스펜션 수단의 위치는 동시에 하물 픽업 지점(LA)으로서 저장된다. 그리고, 상기 시스템은 계속해서 하물 픽업 지점(LA)을 저장하고 있는 하물과 하물 서스펜션 수단의 현재 위치(P)를 비교하고, 수평방향(P-LA)에서의 하물 픽업 지점으로부터 하물의 거리를 결정한다. 이러한 횡 거리(P-LA)가 트리거 한계치로 사용되는 최소 거리(d)보다 작은 한, 유한 변화 기계(finite-change machine)는 상태 122에 머무르게 된다. 추가적으로, 하중 무게(L)는 계속해서 결정된다. 만약, 하중 무게가 (G+T) 값 이하로 되면, 유한 변화 기계는 상태 121로 되돌아가게 된다.
만약, 반대로, 상태기계가 상태 122에 있는 동안, 횡 거리(P-LA)가 최소 거리(d)를 초과한다면, 유한 변화 기계는 상태 123으로 전환된다. 이에 의해, 활동중인 사이클이 존재함이 확인된다. 그러므로, 지속적으로 발생하는 양의 하중 변화는 활동중인 사이클의 시작점으로서 인식된다. 상기 유한 변화 기계가 상태 123에 있는 동안, 하중 무게(GL)가 결정된다. 이러한 목적을 위하여, 하물 서스펜션 수단의 무게(G)는 현재 측정된 하중 무게(L)로부터 얻어진다. 이 점에서, 평균값 계산은 하중 무게(L)와 관련된 평균값 필터를 통하여 제공될 수 있다. 게다가, 평균값 필터는 하중 무게의 가파른 상승을 갱신하거나 재시작하도록 이루어질 수 있다.
이 점에서, 상태기계는 현재의 하중 무게(L)를 감시하고, 계속해서 현재의 하중 무게(L)와 하물 서스펜션 수단의 무게(G)를 비교한다. 그 후, 현재의 하중 무게가 다시 (G+T)값 이하로 되면, 상태기계는 상태 123에서 상태 124로 변화하게 되고, 그 결과 활동중인 사이클의 종료점이 검출된다. 상태 124에서, 방금 종료된 활동중인 사이클의 데이터가 저장된다. 여기서, 이 데이터는, 특히, 방금 종료된 활동중인 사이클의 데이터뿐만 아니라 하중 무게(GL)일 수 있다. 이때, 예를 들어, 하물 픽업 지점과 하물 픽업 시간이 저장될 수 있다. 추가적으로, 상기 위치와 상기 사이클 종료가 인식된 시간이 저장될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 상기 사이클의 지속시간, 상기 사이클 동안에 이동된 거리, 하중 무게의 최대치와 최소치 및 이와 유사한 것들이 저장될 수 있다.
상기 데이터를 저장한 후에, 상태기계는 상태 124로부터 매달려있는 하물이 없는 상태에 대응되는 상태 121로 다시 전환된다. 이제, 결과적으로 하물 서스펜션 수단의 무게(G)가 결정된다.
위에 설명한 하중 사이클 검출의 문제점은, 하물이 크레인 로프에 매달려서 이동되는 동안 발생하는 하물의 동적 운동(dynamic movement)에 기인한 하중 변화로부터 발견할 수 있다. 예를 들어, 이러한 하중 변화는 하물의 진동 때문에 발생할 수 있다. 이 점에서, 도 7은 하중 무게 곡선에 대한 예를 나타내고 있다. 이 점에서, 하중 무게는 실선(solid line)(133)으로 표시되어 있다. 양의 하중 변화는 수직실선(solid vertical line)(134)으로 표시되고, 음의 하중 변화는 점선(dotted lines)으로 표시된다. 이 점에서, 양의 하중 변화는 시간 130에서 인식된다. 하물이 횡으로 이동한 결과, 이러한 양의 하중 변화는 활동중인 하중 사이클의 시작점으로서 인식된다. 시간 131에서, 하중 무게는 동적인 진행과정 때문에 매우 강하게 진동하며, 그 결과 하중 무게는 간단하게 임계치(G+T) 이하로 된다. 그러므로, 여기서 음의 하중 변화가 먼저 인식되고, 양의 하중 변화는 즉시 뒤따른다.
도 6에서는 사이클의 종료점이 음의 하중 변화에서 인식되는 상태기계에서의 결과를 나타낸다. 곧바로 뒤따르는 양의 하중 변화 후에, 하물이 횡 방향으로 더 이동하기 때문에, 양의 하중 변화는 또 새로운 활동중인 하중 사이클의 시작점으로 검출된다. 그러므로, 도 6에서 나타나는 상태기계는, 시간 131에서의 동적인 하중 변화에 기인하는 두 개의 별개의 하중 사이클로서 도 7에 나타나는 하중 사이클을 잘못되게 평가한다.
이러한 오류를 피하기 위하여, 추가적인 기준이 활동중인 하중 사이클의 시작점과 종료점을 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위하여, 하물의 현재 위치 또는 하물 서스펜션 수단의 현재 위치가 양의 하중 변화의 검출에 저장될 뿐만 아니라, 하물의 속도 또는 하물 서스펜션 수단의 속도 또한 수평 방향에서 결정된다. 오직 속도(v)가 특정 임계치(r)보다 낮을 때, 양의 하중 변화가 새로운 활동중인 하중 사이클의 시작에 대응할 수 있다. 만약, 반대로, 속도(v)가 임계치(r)보다 높으면, 상기 시스템은 동적인 문제점이 존재하며 이전의 활동중인 하중 사이클이 계속되는 것으로 결론지어진다.
이러한 추가적 기준을 고려한 도 6의 상태기계의 확장은 도 8에 나타난다. 상태 121∼124는 본질적으로 도 6에 나타나는 것처럼 작용한다. 여기서, 추가적인 기준은 양의 하중 변화가 상태 121에서 인식될 때 효과가 나타난다. 만약, 횡 속도(v)가 양의 하중 변화 동안 결정되는 r보다 작다면, 상태기계는 앞서와 같이 상태 122로 전환된다. 이 점에서, 사이클 타입 1이 저장된다.
만약, 반대로, 상태기계는 상태 121에서의 양의 하중 변화에 대한 임계치(r)보다 큰 횡 속도(v)를 결정한다면, 상태기계는 상태 123으로 직접 전환된다. 또한, 사이클 타입 2가 저장된다.
각 사이클 타입의 저장에 의하여, 새로운 활동중인 하중 사이클의 시작이 실제 존재하는지, 또는 이미 활동중이던 사이클만이 계속되는지에 대한 평가가 가능하다. 이러한 목적을 위해서, 상태 124, 즉, 상태 123으로부터 음의 하중 변화로 인해 전환된 상태는 로직(125)에 그 데이터를 전달한다. 상기 로직(125)은 어떠한 종류의 사이클 타입이 상태 121로부터 다음에 변화하여 저장될 것인지를 지켜보며 대기한다. 만약 사이클 타입 1이 저장된다면, 상기 로직은 완료된 활동중인 사이클의 데이터로서 이전 사이클에서의 데이터를 평가한다. 만약, 반대로, 사이클 타입 2가 저장된다면, 상기 로직(125)은 활동중인 사이클의 부분적인 사이클로서 오직 잔여 사이클의 데이터만을 평가한다.
하물 서스펜션 수단 또는 하중의 속도와 관련하여 아무런 기준이 사이클 종료(124)에 대하여 제공되는 것이 없기 때문에, 상기 로직(125)이 필수적이다. 즉, 예를 들어, 벌크 제품(bulk goods)이 더 긴 거리에 걸쳐 그리퍼를 통하여 분산된다면, 하물 서스펜션 수단이 하물을 내려놓기 위하여 이동하는 것이 가능하다. 그러므로, 하물이 상기 한계치 값(G+T) 이하로 될 때, 상태기계는 항상 상태 123, 즉 활동중인 사이클로부터 사이클 종료로 전환된다. 그 후, 로직(125)은 상태 121로부터 상태 122로 또는 상태 123으로 직접 전환되는 다음 과정을 기반으로, 실제로 활동중인 하중 사이클의 종료점인지 또는 남아있는 활동중인 하중 사이클만이 계속되는 것인지를 결정한다.
상태기계가 상태 121에 있고 이에 따라 하물 서스펜션 수단의 무게(G)를 자동으로 결정할 수 있을 때, 상태기계가 먼저 인식된다는 것으로 이전에 추정된 바 있다. 이제부터는, 어떻게 본 발명에 따른 시스템의 실시형태가 하물 서스펜션 수단의 교체를 자동으로 검출하는지가 나타난다. 더 무거운 하물 서스펜션 수단으로부터 더 가벼운 하물 서스펜션 수단으로 교체하는 가장 쉬운 경우는 도 9와 관련하여 상세하게 나타난다.
시스템이 추정하는 하중 무게 신호(L)와 무게(G)는 도 9에서 위쪽에 기입되어 있다. 하물 서스펜션 수단 또는 하물이 각각의 하중 변화 후에 움직이는 상기 횡 거리는 아래쪽에 기입되어 있다. 이 점에서, 하물 서스펜션 수단의 교체는 시간 140에서 일어난다. 그러므로, 상기 시간까지, 시스템이 하물 서스펜션 수단에 대하여 결정한 무게(G)는 현재 측정된 하중 무게(L)에 대응한다.
이제, 시스템은 아무런 하물도 하물 서스펜션 수단에 매달려있지 않은 상태인 상태 121에서 음의 하중 변화를 결정한다. 상태 121로부터의 이러한 음의 하중 변화는 현재 하중 무게(L)가 값 T'에 의하여 이전에 검출된 하물 서스펜션 수단의 무게(G) 이하로 될 때 검출된다. 임계치(T')는 임계치(T), 예를 들어 0.8ton보다 크게 선택되어질 수 있다. 이 때, 하물 서스펜션 수단의 무게(G)에 대한 평균값 계산이 지연되므로, 초기에는 최종 결정된 값으로 일정하게 유지된다.
하물 서스펜션 수단의 교체가 지금 실제로 일어날 것인지 또는 단지, 예를 들어 제 위치에 있기만 할 것인지에 대한 결정이, 음의 하중 변화 검출로 인해 하물 서스펜션 수단이 움직인 횡 거리의 관찰을 통해서 이루어진다. 이러한 목적을 위하여, 상태 121로부터 음의 하중 변화를 검출하면, 하물 서스펜션 수단의 위치는 하물 서스펜션 수단의 배치 위치로서 저장된다. 상기 시스템은, 하물 서스펜션 수단이 하물 서스펜션 수단의 배치 위치와 관련하여 수평 방향으로 d'보다 더 많은 거리를 포함하는지에 대하여 점검한다. 만약, 하물 서스펜션 수단이 그 동안 발생한 양의 하중 변화 없이 그러한 거리를 포함한다면, 상기 시스템은 이때를 하물 서스펜션 수단의 교체로서 판단하고, 현재 측정된 하중 무게(L)에 따라 하물 서스펜션 수단의 무게(G)를 갱신한다.
이는, 도 9의 시간 140에서 음의 하중 변화의 위치로부터 아래쪽에 나타나는 횡 거리가 임계치(d')보다 큼이 시간 141에서 발생한다. d 값보다 큰 값, 예를 들어2배의 값은 임계치(d')로 선택된다. 시간 141으로부터, 상태기계는 하물 서스펜션 수단의 새롭고, 더 적은 무게(G)를 가지고 작동한다. 따라서, 시간 142에서, 현재 하중 무게가 갱신된 값(G+T)을 초과하기 때문에 양의 하중 변화가 인식된다. 다음으로, 새로운 사이클은 활동 사이클(143)의 종료점이 음의 하중 변화를 기초로 인식되어진 상태의, 상기 횡 이동에 기반한 일반적인 활동 사이클로서 확립된다.
이어서, 현재의 하중 무게 신호가, 반대로, d'보다 더 큰 횡 이동 없이 상태 121에서 상기 음의 하중 변화 후에 다시 G-T'에 대해 증가된다면, 상기 시스템은 음의 하중 변화를 거절하고 이전에 검출된 하물 서스펜션 수단의 무게(G)로 작업을 계산하게 된다.
더 가벼운 하물 서스펜션 수단에 대한 자동 인식은 도 8에 나타나는 상태기계의 확장에 의하여 이루어질 수 있다. 도 8로부터의 상태 121이 명확하게 보여지는 채로, 상태기계의 확장은 도 10에서 나타난다. 이 점에서, 상기 무게(G)는 상태 121에서의 평균값 계산에 의해 결정된다. 그러나, 오직 이러한 시간 동안에는 현재의 하중 무게(L)는 L이 G-T'보다 큰 이상, 이전에 결정된 하중 무게(G)보다 낮은 특정한 임계치(T') 이하로 되지 않는다는 것을 고려한다.
만약, 반대로, 현재 측정된 하중 무게가 G-T' 이하로 되면, 상태 121로부터 음의 하중 변화가 결정된다. 그 후, 상기 시스템은 상태 126으로 전환된다. 이러한 과정에서, 상기 음의 하중 변화시의 하물 서스펜션 수단의 위치는 하물 서스펜션 수단의 배치 지점(LMA)으로 결정되고, 하물 서스펜션 수단이 하물 서스펜션 수단의 배치 지점(LMA)와 관련된 d'보다 더 긴 거리만큼 횡으로 이동하였는지 감시된다.
하물 서스펜션 수단의 배치 지점(P-LMA)까지의 하물 서스펜션 수단의 거리가 d'보다 더 작은 한, 상기 시스템은 상태 126에 남아있게 된다. 이 점에서, 현재 하중 무게가 상기 한계치 G-T'를 다시 초과하는지에 대해 계속해서 감시한다. 만약 하중 무게(L)가 G-T'를 다시 초과한다면, 양의 하중 변화가 결정되고, 상태기계는 다시 상태 121로 전환된다. 이 때, 이전에 결정된 하물 서스펜션 수단의 무게(G)가 남아있게 되고, 상기 평균값 계산이 계속된다.
만약, 반대로, 상태 126에서 하물 서스펜션 수단이 거리 d'만큼 하물 서스펜션 수단의 배치 지점으로부터 떨어져 이동됨을 상기 시스템이 인식한다면, 그 상태는 상태 127로 전환되고, 이에 따라 더 가벼운 하물 서스펜션 수단으로의 교체가 확실해진다. 이에 따라, 하물 서스펜션 수단의 무게(G)는 현재 존재하는 더 낮은 값으로 갱신된다. 이때, 상기 시스템은 다시 상태 121로 전환되고, 하물 서스펜션 수단의 갱신된 무게(G)로 진행을 계속한다.
상태기계의 확장은 도 10에 나타난다. 그러나, 여기선 더 가벼운 하물 서스펜션 수단으로의 교체를 자동으로 검출하는 것을 가능하게 한다.
더 무거운 하물 서스펜션 수단으로의 교체와 관련된 기본 문제는 도 11a와 도 11b에서 더 자세히 설명될 것이다. 도 11a에서는 하물이 시간 1에서 픽업되는 순서를 나타낸다. 그러나, 하물은, 예를 들어, 몇 시간 동안 여전히 부분적으로 들어 올려져 있으므로, 하물의 무게는 시간 3에서 다시 상당하게 증가한다. 그 후, 하물은 시간 6에서 다시 내려 놓아진다.
도 11b에서는, 반대로, 제1 하물 서스펜션 수단으로부터 제2의 더 무거운 하물 서스펜션 수단으로의 교체가 시간 1에서 이루어진다. 시간 3에서는, 하물이 제2 하물 서스펜션 수단으로 들어 올려진다. 하물은 시간 5에서 다시 내려 놓아지고, 시간 5에서는 하물 서스펜션 수단이 하물을 지지하고, 그 후 계속 감소하는 하중값을 측정한다.
하중 무게 신호의 과정은 대체로 동일하기 때문에, 도 11a에서 이루어지는 하중 무게의 순차적인 증가와 도 11b에서 나타나는 시간 6까지의 하물 서스펜션 수단에서의 전환을 구별하는 것은 불가능하다. 그럼에도 불구하고, 각각으로부터 두 상황을 구별하는 것을 가능하게 하고, 안정적으로 더 무거운 하물 서스펜션 수단으로의 교체를 검출하기 위하여, 본 발명에 따라 병렬로 동작하는 복수의 이산상태기계가 사용된다. 이 이산상태기계는 도 8 또는 도 10에서 나타난다.
도 12에 나타나는 것처럼, 새로운 상태기계는 상태 122로부터 상태 123으로 전환이 일어날 때 항상 발생되고, 활동중인 하중 사이클이 양의 하중 변화의 인식 후에 확실해진다. 그러나, 병렬로 작동하는 것이 허용된 상태기계들의 최대수(nmax)가 있을 수 있다. 그러므로, 새로운 상태기계는 활동중인 하중 사이클이 확인되는 도 11a와 도 11b에서의 시간 2에서의 각 경우에서 시작된다. 이 점에서, 상기 새로운 상태기계는 상태 121에서 시작하고, 이에 따라 하물 서스펜션 수단의 무게(G)로서 상기 양의 하중 변화 후에 시간 1에서 측정된 더 높은 하중 무게를 결정한다. 시간 3에서, 제2 상태기계는 각 경우에 있어, 시간 4에서 확인되는 양의 하중 변화를 검출한다. 위와 같이, 결국 상태 121에서 시작하고, 대응되는 더 높은 하중 무게를 하물 서스펜션 수단의 무게(G)로서 고정하는 제3 상태기계가 시작된다.
시간 5에서, 상기 제2 상태기계(SM2)는 활동중인 사이클의 종료를 검출하고, 상태 124로 전환한다. 그러나, 상기 시스템은 처음에는 실제로 존재하는 하중 사이클의 종료점에 실제 대응하는지 여부를 알 수가 없다. 그러므로, 상기 시스템은 제1 상태기계가 활동중인 사이클의 종료를 검출한 후에 일정 시간 기간(k)을 대기한다. 만약 어떠한 상태기계도 일정 시간 기간(k), 예를 들어 2.5초 내에 활동중인 하중 사이클의 종료를 보고하지 않는다면, 상기 시스템은 상태기계가 실제로 존재하는 하중 사이클에 대응하는 하중 사이클의 종료를 보고한 것으로 본다. 이에 따라, 모든 다른 상태기계는 삭제될 수 있다.
상기 경우에 있어서, 반대로, 제1 상태기계(SM1)는 마찬가지로 일정 시간 기간(k) 내에 그 활동중인 하중 사이클의 종료를 보고한다. 그러면, 두 가지 상태의 기계 중 어느 기계가 상기 시스템의 실제 상태를 보고하는지 초기에 결정할 수 없게 된다.
그러므로, 하물 서스펜션 수단 또는 하물의 위치는 활동중인 하중 사이클의 종료가 먼저 나타난 그 시점에 결정된다. 하물 서스펜션 수단이 시간 7에서 횡 방향으로 이 위치에 대하여 거리 d''만큼 이동한 후에, 어떤 상태의 기계가 실제 상태를 보고할 것인지에 대하여 결정될 수 있다. 이는, 현재 측정된 하중 무게와 상기 각각의 상태기계에 의하여 검출된 하물 서스펜션 수단의 무게(G)를 비교함으로써 이루어진다.
따라서, 만약 하물 서스펜션 수단이 제1 사이클 종료를 인식한 후에 거리 d''만큼 이동하였다면, 상기 시스템은 현재 측정된 하중 무게(L)와 사이클의 종료를 검출하는 개별적인 상태기계들의 하물 서스펜션 수단의 무게에 대한 값(G) 사이의 차이점을 결정한다. 이러한 차이점이 가장 낮은 상태기계는 실제 상태에 대응되는 상태기계로서 평가된다.
도 11a의 경우에 있어서, 이것은 제1 상태기계(SM1)이고, 도 11b의 경우에 있어서, 이것은 제2 상태기계(SM2)이다.
또한, 제1 상태기계가 하물 서스펜션 수단의 무게(G)를 다른 상태기계의 무게(G)에 대응되는 더 낮은 값으로 수정할 때마다, 상기 시스템은 제1 상태기계는 실제 상황과 동일하지 않는 것으로 인식한다. 이때, 그 상태기계는 삭제된다. 이 점에서 하중 무게의 두 가지 값 G는, 그 차이가 예를 들어 T보다 크지 않다면 상호 일치한다.
더 무거운 하물 서스펜션 수단으로의 교체를 검출하는 절차는 도 11b의 상황에서 보여지는 도 13에서 더 상세히 설명될 것이다. 시간 5에서, 상태기계(SM2)가 활동중인 사이클의 종료를 나타낼 때, 타이머가 먼저 시작되고, 시간 5에서의 하물 서스펜션 수단의 위치가 동시에 결정된다. 또한, 제1 상태기계가 일정 시간 기간(k) 내에 활동중인 사이클의 종료를 신호로 보냈기 때문에, 시스템이 거리 d''를 이동한 후에 어떤 결정이 실행될 수 있다. 이 점에서, 상기 거리 d''는 상기 거리 d와 일치한다. 이 점에서, 상기 거리 d''는 상기 거리 d'보다 더 작을 수 있다. 만약 하물 서스펜션 수단이 상기 활동중인 하중 사이클의 첫번째 종료를 신호로 보냈기 때문에 상기 한계치 d''의 거리를 이동한다면, 상기 결정 로직(140)은 상태기계가 상기 실제 상태를 표현하는 것으로 결정한다.
이 점에서, 상태기계는 하물 서스펜션 수단의 하중 무게에 대한 값(G)이 현재 측정된 하중 무게(L)에 가깝도록 선택된다.
도 11b의 경우에 있어서는 제2 상태기계(SM2)가 나타난다. 모든 다른 상태기계들이 삭제된 경우에 유일한 상태기계로서 동작하는 것이 계속된다.
도 11a에서의 개발의 경우에, 반대로, 제1 상태기계(SM1)의 값(G)은 시간 7에서 현재 측정된 하중 무게에 가깝고, 그 결과, 결정 로직(140)은 제1 상태기계를 실제 상태를 보고하고, 작동을 계속하는 상태기계로서 인식한다.
그러므로, 본 발명은 이러한 목적을 위하여 하물 서스펜션 수단에서 필요하게 되는 센서 없이 하물 서스펜션 수단의 교체를 자동으로 인식하는 것이 가능하도록 한다. 이러한 인식은 이송기계의 이동을 기초로 할 뿐만 아니라, 인양력측정장치의 신호를 기초로 하여 일어난다. 여기서, 하물 서스펜션 수단의 변화된 무게는 하물 서스펜션 수단이 교체될 때마다 자동으로 결정된다.
본 발명에 따른 사이클 인식은, 나아가 극히 신뢰성 있고 정확한 하중 사이클의 검출을 가능하게 한다. 이러한 점에 있어서, 본 발명에 따른 상기 사이클 인식에 의해 저장된 데이터는 다양한 기능을 제공한다.

Claims (15)

  1. 하물을 들어올리기 위한 리프팅(lifting) 장치와 하물을 수평 방향으로 이동시키기 위한 운송장치를 포함하는 하물이송기계의 하중 사이클(load cycle)의 자동검출시스템으로서,
    인양력(lifting force) 측정장치로부터의 출력 신호들을 기초로 하여 적어도 하중 변화를 자동으로 검출하기 위한 하중 변화 검출부(load change detection);
    적어도 수평 방향으로 하물의 위치를 검출하는 하물 위치 검출부(load position detection); 및
    적어도 상기 하중 변화 검출부와 상기 하물 위치 검출부로부터의 출력 신호들을 기초로 하여 실행되는, 하중 사이클의 자동 검출을 위한 하중 사이클 검출부(load cycle detection)를 포함하는 하물이송기계의 하중 사이클의 자동검출시스템에 있어서,
    상기 하중 사이클 검출부는 양(positive)의 하중 변화가 검출될 때 하물 픽업(pick-up) 지점에 의해 하물 위치를 검출하고, 하물이 하물 픽업 지점으로부터 미리 결정된 거리(predetermined distance)만큼 수평으로 이동되었는지에 대한 쿼리(query)를 기초로 하여 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 상기 양의 하중 변화를 평가하고,
    하물 서스펜션 수단의 무게를 자동으로 검출하는 하물 서스펜션 수단 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하중 사이클에 대한 자동검출시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    적어도 수평 방향으로 하중 속도를 검출하는 하중 속도 검출부(load speed detection)를 더 포함하며,
    상기 하중 사이클 검출부는 상기 하중 속도 검출부의 출력 신호들을 기초로 하여 더 실행되고, 상기 하중 사이클 검출부는, 상기 양의 하중 변화 동안 상기 하중 속도가 미리 결정된 값을 초과하지 않았는지에 대한 쿼리를 기초로 하여 상기 양의 하중 변화를 새로운 하중 사이클의 시작점으로서 평가하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하중 사이클에 대한 자동검출시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하중 사이클 검출부는, 음(negative)의 하중 변화가 발생하는지에 대한 쿼리를 기초로 하여 활동중인 하중 사이클(active load cycle)의 종료를 결정하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하중 사이클에 대한 자동검출시스템.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하중 사이클 검출부는 적어도 적재 없음(No load), 양의 하중 변화 인식(positive load change recognized), 활동중인 하중 사이클의 확인(active load cycle confirmed)과 같은 상태를 갖는 상황인식시스템을 기초로 하여 실행되는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하중 사이클에 대한 자동검출시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 하중 사이클 검출부는, 상기 활동중인 하중 사이클 또는 상기 활동중인 하중 사이클의 일부 범위에 걸친 평균값 형성(mean value formation)에 의해 상기 인양력측정장치의 출력 신호를 기초로 하여 하중 무게(load weight)를 검출하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하중 사이클에 대한 자동검출시스템.
  6. 삭제
  7. 하물을 들어올리기 위한 리프팅 장치를 포함하되,
    인양력 측정을 위한 인양력측정장치와, 적어도 상기 인양력측정장치로부터의 출력 신호들을 기초로 하여 하물 서스펜션 수단의 교체를 자동으로 인식하는 하물 서스펜션 수단 검출부를 포함하고,
    상기 하물 서스펜션 수단 검출부는 하중 사이클 검출부를 기초로 하여 실행되고, 상기 하물 서스펜션 수단 검출부는, 활동적인 하중 사이클이 존재하지 않는 동안에 음의 하중 변화가 발생할 때 상기 하물 서스펜션 수단의 위치를 검출하고, 상기 음의 하중 변화는 상기 음의 하중 변화 후 상기 하물 서스펜션 수단이 저장된 위치로부터 미리 결정된 거리만큼 수평으로 이동하였는지에 대한 쿼리를 기초로 하여 더 가벼운 하물 서스펜션 수단에 대한 변화로서 평가되는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하물 서스펜션 수단의 교체를 위한 자동검출시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    적어도 수평 방향으로 상기 하물 서스펜션 수단의 위치를 검출하는 위치 검출부(position detection)를 포함하고,
    상기 하물 서스펜션 수단 검출부는 적어도 인양력측정장치와 상기 위치 검출부를 기초로 하여 상기 하물 서스펜션 수단의 변화를 자동으로 인식하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하물 서스펜션 수단의 교체를 위한 자동검출시스템.
  9. 삭제
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 하물 서스펜션 수단 검출부는 상위 등급의 제어 로직(higher-ranking control logic)에 의하여 상태를 점검하는 병렬 구동 중인 복수의 이산상태기계(discrete state machine)들을 기초로 하여 하물 서스펜션 수단의 교체를 검출하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하물 서스펜션 수단의 교체를 위한 자동검출시스템.
  11. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 하중 사이클 검출부는 모든 검출된 하중 사이클의 하중 사이클 데이터를 데이터베이스에 저장하고, 상기 데이터베이스는 상기 데이터의 이후 평가(later evaluation)를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하물 서스펜션 수단의 교체를 위한 자동검출시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 하중 사이클 데이터는 하중 무게, 하중 사이클 지속시간, 시작위치와 종료 위치, 시작시간과 종료 시간, 하물 서스펜션 수단의 무게, 하중 사이클 동안의 하중의 최소치 및 최대치, 이동 거리, 기계의 특징, 기계 구동에 대한 특징 중 하나 이상의 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하물 서스펜션 수단의 교체를 위한 자동검출시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 데이터의 평가는 에너지/연료 소비, 이송된 하물의 전체 무게, 평균 이송 성능, 전력/성능 지수 중 하나 이상의 데이터의 결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하물이송기계의 하물 서스펜션 수단의 교체를 위한 자동검출시스템.
  14. 제 1항 또는 제 2항에 따른 하중 사이클의 자동검출시스템을 포함하는 이송기계.
  15. 제 1항 또는 제 2항에 따른 시스템 중 하나의 운전 방법.
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