RU2309112C1 - Method of and device to control load-lifting crane - Google Patents
Method of and device to control load-lifting crane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309112C1 RU2309112C1 RU2006106630/11A RU2006106630A RU2309112C1 RU 2309112 C1 RU2309112 C1 RU 2309112C1 RU 2006106630/11 A RU2006106630/11 A RU 2006106630/11A RU 2006106630 A RU2006106630 A RU 2006106630A RU 2309112 C1 RU2309112 C1 RU 2309112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- input
- output
- unit
- crane
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к устройствам управления и защиты грузоподъемных кранов.The invention relates to hoisting and transport engineering, and in particular to control devices and protection of hoisting cranes.
Известны способ и устройство управления и защиты грузоподъемных механизмов, в котором инициирование и останов движения оборудования производится оператором (крановщиком), который производит учет динамики перемещающегося груза интуитивно в соответствии со своей квалификацией. Остановка движения оборудования при срабатывании систем защиты от перегрузки или столкновений с препятствиями производится путем автоматического отключения приводов механизмов либо непосредственно, либо с незначительной выдержкой времени, предназначенной для исключения влияния помех на момент срабатывания систем защиты (Патент Российской федерации 2116240 с приоритетом от 31.03.1997 г.).There is a known method and device for controlling and protecting hoisting mechanisms, in which the equipment is initiated and stopped by an operator (crane operator), who takes into account the dynamics of a moving load intuitively in accordance with his qualifications. The movement of equipment when the protection systems against overload or collisions with obstacles are triggered is done by automatically turning off the drives of the mechanisms, either directly or with a short time delay, designed to eliminate the influence of interference on the moment the protection systems are triggered (Patent of the Russian Federation 2116240 with priority dated 03/31/1997 .).
Недостатком этих способов и устройств является то, что во время управления краном не учитывается динамика перемещающегося груза и в зависимости от установленного режима и скорости движения могут возникать колебания груза довольно низкой частоты. В отличие от помех отфильтровать эти колебания невозможно, так как для них постоянная времени фильтра имеет значительный уровень (несколько секунд), что недопустимо для срабатывания устройств защиты. Наличие же колебаний груза связано со снижением производительности, энергетическими потерями, а в некоторых случаях со столкновениями и поломкой оборудования.The disadvantage of these methods and devices is that during the crane control the dynamics of the moving load is not taken into account and, depending on the established mode and speed of movement, fluctuations in the load of a rather low frequency may occur. Unlike interference, it is impossible to filter out these oscillations, since for them the filter time constant has a significant level (several seconds), which is unacceptable for the protection devices to operate. The presence of cargo fluctuations is associated with a decrease in productivity, energy losses, and in some cases with collisions and equipment breakdowns.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа управления и защиты грузоподъемных кранов за счет создания такого режима управления приводами механизмов крана, при котором обеспечивается гашение колебаний груза как при начале, так и при останове перемещения груза, что приводит к сокращению рабочего цикла.The aim of the invention is to expand the functionality of the method of control and protection of hoisting cranes by creating a control mode for the actuators of the crane mechanisms, which ensures damping of the load oscillations both at the beginning and at the stop of the movement of the load, which leads to a reduction in the duty cycle.
Цель достигается тем, что в способе управления грузоподъемным краном, заключающемся в том, что путем воздействия на органы управления краном производится запуск и отключение приводов механизмов, перемещающих оборудование крана, путем обработки сигналов датчиков, контролирующих положение подвижного оборудования, производится отключение приводов механизмов по фактору ограничения перемещений, а путем обработки сигналов датчиков, контролирующих положение подвижного оборудования крана и его нагрузку, производится отключение приводов механизмов по фактору перегрузки, для снижения уровня раскачивания груза, вызванного инерционными силами в начале движения и при останове, предусмотреныThe goal is achieved by the fact that in the method of controlling a crane, namely, by acting on the crane controls, the drives of the mechanisms moving the crane equipment are started and turned off by processing the signals of sensors monitoring the position of the moving equipment, the drives of the mechanisms are turned off by the restriction factor displacements, and by processing the signals of sensors monitoring the position of the mobile equipment of the crane and its load, the drives are m mechanisms for the factor of overload, to reduce the level of swinging of the load caused by inertial forces at the beginning of movement and at a stop, are provided
установка дополнительного датчика длины каната и переключателя кратности полиспаста, сигналы которых используются для определения высоты подвеса груза и периода раскачивания подвешенного груза;the installation of an additional rope length sensor and a chain hoist, whose signals are used to determine the height of the load suspension and the period of swinging of the suspended load;
создание режима и сигналов выбора допустимой скорости движения в зависимости от нагрузки на кран;the creation of the mode and signals for selecting the permissible speed depending on the load on the crane;
создание режима и сигналов предварительного ограничения перемещения по результатам вычисления ограничений по факторам перегрузки и ограничения перемещений, а также по результату вычисления поправки к расстоянию в зависимости от периода раскачивания подвешенного груза;creation of a mode and signals of preliminary restriction of movement based on the results of calculating restrictions on the factors of overload and movement restrictions, as well as on the result of calculating the correction to the distance depending on the period of swinging of the suspended load;
вычисление по сигналам датчиков, контролирующих положение подвижного оборудования крана, инерционных показателей оборудования, фактических скоростей и ускорений оборудования при запуске и отключении приводов для определения моментов отключения и включения приводов механизмов и создания автоматического режима импульсного управления, зависящего от периода и фазы раскачивания подвешенного груза;the calculation of the signals of the sensors that control the position of the mobile equipment of the crane, the inertial parameters of the equipment, the actual speeds and accelerations of the equipment when starting and stopping the drives to determine the moments of switching off and on the drive mechanisms and create an automatic pulse control mode, depending on the period and phase of swinging of the suspended load;
создание режима логической обработки данных, объединения сигналов запуска и сигналов отключения приводов механизмов и подключения их к усилителям, включающим исполнительные механизмы.creating a logical data processing mode, combining start signals and trip signals of drive mechanisms and connecting them to amplifiers, including actuators.
Другой целью изобретения является создание надежного устройства оптимального управления для снижения уровня раскачивания груза.Another objective of the invention is to provide a reliable optimal control device to reduce the level of load swing.
Цель достигается тем, что устройство управления грузоподъемным краном, содержащее блок органов управления движениями, блок усилителей для включения исполнительных механизмов крана и датчики нагрузки, длины стрелы и угла наклона стрелы, выходы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока ограничения нагрузки, при этом выходы датчиков длины стрелы и угла наклона стрелы, а также датчика поворота платформы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока ограничения перемещения, дополнительно содержит датчик длины каната, выход которого подключен к первому входу блока определения высоты подвеса груза, ко второму входу которого подключен переключатель кратности полиспаста, а выход блока определения высоты подвеса груза подключен к входу блока определения периода раскачивания подвешенного груза;The goal is achieved by the fact that the crane control device containing a block of motion controls, an amplifier block for activating crane actuators and load sensors, boom lengths and boom angles, the outputs of which are connected respectively to the first, second and third inputs of the load limiting unit, when the outputs of the boom length and boom angle sensors, as well as the platform rotation sensor, are connected respectively to the first, second and third inputs of the movement restriction unit, add it contains a rope length sensor, the output of which is connected to the first input of the unit for determining the height of the load suspension, the second input of which is connected to the gear pulley, and the output of the unit for determining the height of the load suspension is connected to the input of the unit for determining the period of swinging of the suspended load;
выходы датчиков длины стрелы и угла наклона стрелы и датчика поворота платформы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока определения фактических скоростей оборудования, выход которого подключен к входу блока вычисления ускорений, выход которого подключен к первому входу блока задержек при начале движения оборудования крана, ко второму входу которого подключен выход блока определения периода раскачивания подвешенного груза;the outputs of the boom length and boom angle sensors and the platform rotation sensors are connected respectively to the first, second and third inputs of the actual equipment speed determination unit, the output of which is connected to the input of the acceleration calculation unit, the output of which is connected to the first input of the delay unit when the crane equipment starts to move, to the second input of which the output of the unit for determining the period of swinging of the suspended load is connected;
выход блока ограничения перемещения подключен к первому входу блока предварительного ограничения, ко второму входу которого подключен выход блока ограничения нагрузки, а к третьему входу подключен выход блока вычисления поправки к расстоянию предварительного ограничения перемещения, вход которого подключен к выходу блока определения периода раскачивания подвешенного груза;the output of the movement restriction unit is connected to the first input of the preliminary restriction unit, to the second input of which the output of the load restriction unit is connected, and the output of the unit for calculating the correction to the distance of preliminary movement restriction, the input of which is connected to the output of the unit for determining the swing period of the suspended load, is connected to the third input;
выходы датчиков длины стрелы, угла наклона стрелы и датчика поворота платформы также подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока вычисления инерционных показателей оборудования, выход которого подключен к первому входу блока задержек при останове оборудования крана, ко второму входу которого подключен выход блока определения периода раскачивания подвешенного груза;the outputs of the sensors for the length of the boom, the angle of the boom and the sensor of rotation of the platform are also connected respectively to the first, second and third inputs of the unit for calculating the inertial parameters of the equipment, the output of which is connected to the first input of the delay unit when the crane equipment is stopped, to the second input of which the output of the period determining unit is connected swinging the suspended load;
выход блока задержек при останове оборудования крана подключен к первому входу блока временного отключения привода при торможении, ко второму входу которого подключен выход блока предварительного ограничения, а выход блока временного отключения привода при торможении подключен к первому входу логической схемы «ИЛИ-НЕ», ко второму входу которой подключен выход блока ограничения нагрузки, а к третьему входу подключен выход блока ограничения перемещения;the output of the delay block when the crane equipment is stopped is connected to the first input of the temporary shutdown block of the drive during braking, the second input of which is connected to the output of the preliminary restriction block, and the output of the temporary shutdown block of the drive when braking is connected to the first input of the OR-NOT logic circuit, to the second the input of which the output of the load limiting unit is connected, and the output of the movement limiting unit is connected to the third input;
при этом выход логической схемы «ИЛИ-НЕ» подключен к первому входу логической схемы «И», ко второму входу которой подключен выход блока временного отключения привода при разгоне, первый вход которого подключен к выходу блока задержек при начале движения оборудования крана, второй вход подключен к выходу блока задержек при останове оборудования крана, а третий вход подключен к выходу блока выбора допустимой скорости движения, первый вход которого подключен к выходу датчика нагрузки, а второй вход подключен к выходу блока органов управления движениями, аthe output of the “OR-NOT” logic circuit is connected to the first input of the “AND” logic circuit, the second input of which is connected to the output of the drive temporary shutdown unit during acceleration, the first input of which is connected to the output of the delay unit when the crane equipment starts to move, the second input is connected to the output of the delay unit when the crane equipment is stopped, and the third input is connected to the output of the unit for selecting the permissible speed, the first input of which is connected to the output of the load sensor, and the second input is connected to the output of the control unit Ia movements and
выход логической схемы «И» подключен к входу блоку усилителей, выход которого является выходом устройства и предназначен для включения исполнительных механизмов крана.the output of the logic circuit “AND” is connected to the input of the amplifier block, the output of which is the output of the device and is designed to turn on the crane actuators.
Дополнительной целью изобретения является расширение области применения устройства для использования его на различных типах кранов.An additional objective of the invention is to expand the scope of the device for use on various types of cranes.
Цель достигается тем, что устройство содержит датчик пути, датчик выдвижения тележки и датчик поворота платформы в качестве датчиков, контролирующих положение подвижного оборудования башенных кранов.The goal is achieved in that the device comprises a path sensor, a truck extension sensor and a platform rotation sensor as sensors monitoring the position of the movable equipment of the tower cranes.
На чертеже представлена функциональная схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.
Предлагаемый способ предназначен для обеспечения возможности автоматического управления и защиты крана и груза от столкновений с препятствиями при заданной производительности. Способ предполагает силовое управление (включение в рабочий цикл на этапах разгона и торможения периода временной остановки), обеспечивающее активные меры по снижению динамической погрешности системы (гашению колебаний груза), снижению динамических нагрузок на кран, повышающих безопасность и производительность работ.The proposed method is designed to provide automatic control and protection of the crane and cargo from collisions with obstacles at a given performance. The method involves power control (inclusion in the work cycle at the stages of acceleration and deceleration of the period of temporary stop), which provides active measures to reduce the dynamic error of the system (damping load fluctuations), reduce dynamic loads on the crane, which increase safety and productivity.
После того как оператор начнет инициировать движение крановых механизмов в соответствии с требуемой траекторией перемещения груза, запускается подпрограмма разгона по каждому движению. В рамках этой программы по сигналам датчиков, контролирующих положение оборудования и нагрузку на кран, производится вычисление параметров движения (скорости, ускорения, инерционные показатели) оборудования и осуществляется оптимальное управление с целью минимизации амплитуды раскачивания груза после выхода крана (точки подвеса груза) в режим установившегося движения.After the operator begins to initiate the movement of crane mechanisms in accordance with the desired trajectory of the movement of cargo, the acceleration subroutine for each movement is launched. In the framework of this program, the signals of the sensors that monitor the position of the equipment and the load on the crane calculate the parameters of movement (speed, acceleration, inertia) of the equipment and perform optimal control to minimize the amplitude of the load swing after the crane (point of suspension of the load) in the steady-state mode movement.
При торможении (в результате воздействия оператора, либо при срабатывании устройств защиты) на базе вычисленных параметров движения осуществляется силовое оптимальное управление также с целью минимизации амплитуды раскачивания груза.During braking (as a result of the operator’s action, or when the protective devices are triggered), optimal optimal power control is also carried out based on the calculated motion parameters to also minimize the amplitude of the load swinging.
Устройство управления, реализующая описанный способ (фиг.1), содержит группу датчиков, контролирующих положение оборудования крана: для стрелового самоходного крана с телескопической стрелой это датчик длины стрелы 1, угла наклона стрелы 2, угла поворота платформы 3. Для других кранов, например для башенного крана, это соответственно датчик пути, угла наклона стрелы (или перемещения тележки) и угла поворота платформы, что не изменяет сути предлагаемого устройства. Для контроля нагрузки на кран включен датчик нагрузки 4.A control device that implements the described method (Fig. 1) contains a group of sensors that monitor the position of the crane equipment: for a self-propelled crane with a telescopic boom, it is a sensor for the length of the arrow 1, the angle of the arrow 2, the angle of rotation of the platform 3. For other cranes, for example, tower crane, it is, respectively, a sensor of the path, the angle of the boom (or moving the cart) and the angle of rotation of the platform, which does not change the essence of the proposed device. To control the load on the crane, a load sensor 4 is included.
Датчики длины стрелы 1, угла наклона стрелы 2 и нагрузки 4 подключены к блоку ограничения нагрузки 5, образуя ограничитель грузоподъемности крана, а датчики длины стрелы 1, угла наклона стрелы 2 и угла поворота платформы 3 подключены к блоку ограничения перемещения 6, образуя систему координатной защиты.The sensors for the length of the boom 1, the angle of the boom 2 and the load 4 are connected to the load limiting unit 5, forming a crane load limiter, and the sensors for the length of the arrow 1, the angle of the boom 2 and the angle of rotation of the platform 3 are connected to the movement limitation block 6, forming a coordinate protection system .
Блок ограничения перемещения 6 подключен к первому входу блока предварительного ограничения 7, предназначенного для создания предварительного сигнала на заданном расстоянии до границы допустимого перемещения. К второму входу блока предварительного ограничения 7 подключен также блок ограничения нагрузки 5 для создания сигнала, предваряющего увеличение вылета (выдвижения тележки) при перегрузке.The block of movement restriction 6 is connected to the first input of the block of preliminary restriction 7, designed to create a preliminary signal at a given distance to the border of permissible movement. A load limiting unit 5 is also connected to the second input of the preliminary restriction unit 7 to create a signal that anticipates an increase in the outreach (extension of the trolley) during overload.
Датчики длины стрелы 1, угла наклона стрелы 2 и угла поворота платформы 3 подключены к также к первому, второму и третьему входам блока вычисления инерционных показателей оборудования 8 и первому, второму и третьему входам блока определения фактических скоростей оборудования 9, выход которого подключен к блоку вычисления ускорений 10.The sensors for the length of the boom 1, the angle of the boom 2 and the angle of rotation of the platform 3 are also connected to the first, second and third inputs of the unit for calculating the inertial parameters of the equipment 8 and the first, second and third inputs of the unit for determining the actual speeds of the equipment 9, the output of which is connected to the calculation unit accelerations 10.
Устройство дополнительно содержит датчик длины каната 11 и переключатель кратности полиспаста 12, подключенные соответственно к первому входу и второму входам блока определения высоты подвеса груза 13, выход которого подключен к блоку определения периода раскачивания подвешенного груза 14. Блок 14 подключен к блоку задержек при начале движения оборудования крана 15 и к блоку задержек при останове оборудования крана 16. Кроме того, блок 14 подключен также к блоку вычисления поправки к расстоянию предварительного ограничения перемещения 17, выход которого подключен к третьему входу блока предварительного ограничения 7.The device further comprises a rope length sensor 11 and a chain-link multiplier 12, connected respectively to the first input and second inputs of the load suspension height determination unit 13, the output of which is connected to the suspension load swing period determination unit 14. Unit 14 is connected to the delay unit when the equipment starts to move of the crane 15 and to the delay unit during shutdown of the equipment of the crane 16. In addition, the block 14 is also connected to the block for calculating the correction to the distance of the preliminary restriction of movement 17, exit for which it is connected to the third input of the preliminary restriction block 7.
Блок задержек при останове оборудования крана 16 подключен ко первому входу блока временного отключения привода при торможении 22, ко второму входу которого подключен выход блока предварительного ограничения 7, а выход блока 22 подключен к первому входу логической схемы «ИЛИ-НЕ» 23, ко второму входу которого подключен выход блока ограничения нагрузки 5, а к третьему входу подключен выход блока ограничения перемещения 6. Выход схемы «ИЛИ-НЕ» 23 подключен к первому входу схемы «И» 21, выход которой подключен блоку усилителей 24 для включения исполнительных механизмов крана.The block of delays during the shutdown of the equipment of the crane 16 is connected to the first input of the temporary shutdown block of the drive during braking 22, to the second input of which the output of the preliminary restriction block 7 is connected, and the output of block 22 is connected to the first input of the OR-NOT 23 circuit, to the second input which the output of the load limiting unit 5 is connected, and the output of the movement limiting unit 6 is connected to the third input. The output of the OR-NOT circuit 23 is connected to the first input of the AND circuit 21, the output of which is connected to the amplifier unit 24 to enable Itelny mechanisms of the crane.
Датчик нагрузки 4 подключен к первому входу блока выбора допустимой скорости движения 19, ко второму входу которого подключен блок органов управления движениями 18.The load sensor 4 is connected to the first input of the unit for selecting the permissible speed 19, to the second input of which is connected the block of motion control elements 18.
К первому входу блока временного отключения привода при разгоне 20 подключен блок задержек при начале движения оборудования крана 15, ко второму входу подключен блок задержек при останове оборудования крана 16, а к третьему входу подключен выход блока выбора допустимой скорости движения 19, а выход блока 20 подключен к второму входу логической схемы «И» 21.A block of delays at the start of movement of the crane equipment 15 is connected to the first input of the drive temporary shutdown block during acceleration 20, a delay block is connected to the second input when the crane equipment is stopped 16, and the output of the block for selecting the permissible speed of 19 is connected to the third input, and the output of block 20 is connected to the second input of the logical circuit "And" 21.
Датчики длины стрелы (или пути перемещения крана) 1, угла наклона стрелы (или перемещения тележки по стреле) 2, угла поворота платформы 3 представляют собой датчики перемещения, которые могут быть выполнены на базе контактных потенциометрических преобразователей или на базе индуктивных, кодовых или иных бесконтактных преобразователей.Sensors of the length of the boom (or the path of movement of the crane) 1, the angle of the boom (or the cart on the arrow) 2, the angle of rotation of the platform 3 are displacement sensors that can be made on the basis of contact potentiometric transducers or on the basis of inductive, code or other non-contact converters.
Датчик нагрузки 4 представляют собой датчик усилия, устанавливаемый в механизм подъема стрелы или в механизм передачи усилия в грузовом канате, или датчики давления, подключаемые к полостям гидроцилиндра подъема стрелы.The load sensor 4 is a force sensor installed in the boom lifting mechanism or in the force transmission mechanism in the cargo cable, or pressure sensors connected to the cavities of the boom lifting hydraulic cylinder.
Блок ограничения нагрузки 5 и блок ограничения перемещения 6 представляют собой функциональные блоки вычислительного устройства, реализующие функции ограничителя грузоподъемности и устройства координатной защиты соответственно.The load limiting block 5 and the displacement limiting block 6 are functional blocks of a computing device that implement the functions of a load limiter and coordinate protection device, respectively.
В качестве этих датчиков 1, 2, 3, 4 и блоков 5, 6 могут использоваться датчики и блоки комбинированных приборов безопасности: ограничителей грузоподъемности с координатной защитой.As these sensors 1, 2, 3, 4 and blocks 5, 6, sensors and blocks of combined safety devices can be used: load limiters with coordinate protection.
Датчик длины каната 11 представляет собой датчик перемещения, аналогичный датчику длины стрелы 1 и устанавливаемый через редуктор на грузовой лебедке для контроля длины сматывания каната.The rope length sensor 11 is a displacement sensor similar to the length sensor of the boom 1 and mounted through a gearbox on a cargo winch to control the length of the rope winding.
Переключатель кратности полиспаста 12 - галетный или электронный переключатель, посредством которого оператор устанавливает значение кратности грузового полиспаста.Pulley Multiplier 12 - biscuit or electronic switch, through which the operator sets the value of the multiplicity of the pulley.
Блок органов управления движениями 18 - штатные командоконтроллеры крана, предназначенные для управления движениями.The block of motion control 18 - staff crane controllers designed to control movements.
Блок предварительного ограничения 7 - функциональный блок вычислительного устройства, создающий выходной сигнал отключения при возникновении одного из неравенств:The preliminary restriction block 7 is a functional block of a computing device that generates an output trip signal when one of the inequalities occurs:
Qф≥K1Qдоп-δQ илиQ f ≥K 1 Q extra -δ Q or
Rф≥К2Rдоп-δR, гдеR f ≥K 2 R add- δ R , where
Qф и Qдоп - соответственно фактическое и допустимое значение грузоподъемности, определяемые блоком 5;Q f and Q add - respectively, the actual and permissible value of the load capacity, determined by block 5;
Rф и Rдоп - соответственно фактическое и допустимое значение вылета, определяемые блоком 6;R f and R add - respectively, the actual and allowable value of departure, determined by block 6;
K1<1 и К2<1 - коэффициенты, устанавливаемые для смещения момента отключения с целью учета погрешности устройства;K 1 <1 and K 2 <1 - coefficients set to offset the moment of shutdown in order to take into account the error of the device;
δQ и δR - поправки к расстоянию предварительного отключения, определяемые блоком 17.δ Q and δ R are the corrections to the pre-trip distance, determined by block 17.
Блок 17 - функциональный блок вычислительного устройства, предназначенный для вычисления поправки к расстоянию предварительного ограничения перемещения и который вычисляет поправку к расстоянию через скорость оборудования и время, выраженное через доли периода раскачивания.Block 17 is a functional block of a computing device for calculating a correction to a distance of a preliminary displacement restriction and which calculates a correction to a distance in terms of equipment speed and time, expressed in fractions of the swing period.
Блоки 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 19, 20... функциональные блоки вычислительного устройства.Blocks 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 19, 20 ... functional blocks of the computing device.
Блок 8 - предназначен для вычисления инерционных показателей оборудования (момента сопротивления).Block 8 - is designed to calculate the inertial parameters of the equipment (moment of resistance).
Блок 9 - предназначен для вычисления фактических скоростей оборудования (по каждому из движений).Block 9 - designed to calculate the actual speeds of the equipment (for each of the movements).
Блок 10 - предназначен для вычисления ускорений (по каждому из движений).Block 10 - is designed to calculate accelerations (for each of the movements).
Блок 13 - предназначен для вычисления высоты подвеса груза (расстояния от точки подвеса до центра тяжести груза) h по формулеBlock 13 - is designed to calculate the height of the cargo suspension (distance from the suspension point to the center of gravity of the cargo) h by the formula
h=L/n+С, гдеh = L / n + C, where
L - длина каната, определяемая датчиком 11,L is the rope length determined by the sensor 11,
n - значение кратности полиспаста, установленное переключателем 12,n is the value of the multiplicity of the pulley set by the switch 12,
c - поправка, учитывающая высоту строп и груза.c - correction taking into account the height of the lines and the load.
Блок 14 - предназначен для вычисления периода Т раскачивания подвешенного груза по формуле 
Блоки 15 и 16 предназначены для вычисления задержек соответственно при начале при останове движения оборудования крана.Blocks 15 and 16 are designed to calculate delays, respectively, at the start when the movement of the crane equipment stops.
Блок 19 предназначен для вычисления в зависимости от сигнала датчика нагрузки 4 допустимой скорости по каждому из движений.Block 19 is designed to calculate, depending on the signal of the load sensor 4, the permissible speed for each of the movements.
Блоки 20 и 22 предназначены для создания сигналов на временное отключение приводов соответственно при разгоне и при торможении.Blocks 20 and 22 are designed to generate signals for temporary shutdown of drives during acceleration and during braking, respectively.
Логическая схема «И» 21 и логическая схема «ИЛИ-НЕ» 23 предназначены для создания сигналов управления в соответствии с указанными функциями.The logic circuit “AND” 21 and the logic circuit “OR-NOT” 23 are designed to create control signals in accordance with the specified functions.
Блок усилителей 24 предназначен для включения штатных исполнительных механизмов крана.The block of amplifiers 24 is designed to enable full-time actuators of the crane.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
После подъема груза оператор через блок органов управления 18 дает команду на перемещение груза. При этом по сигналу датчика нагрузки 4 блоком выбора допустимой скорости движения 19 определяется указанная скорость по каждому из выбранных движений. Сигнал блока 19 поступает на вход блока временного отключения привода при разгоне 20, на другом входе которого запрещающий сигнал блока задержек при начале движения оборудования крана 15 отсутствует. Таким образом, сигнал блока 20 поступает на вход логической схемы «И» 21, запуская через блок усилителей 24 соответствующие приводы.After lifting the load, the operator through the block of controls 18 gives a command to move the load. Moreover, according to the signal of the load sensor 4, the indicated speed for each of the selected movements is determined by the block for selecting the permissible speed of movement 19. The signal of block 19 is fed to the input of the drive temporary shutdown block during acceleration 20, at the other input of which there is no inhibit signal from the delay block when the equipment of the crane 15 starts moving. Thus, the signal of the block 20 is fed to the input of the logic circuit “AND” 21, starting the corresponding drives through the block of amplifiers 24.
С началом движения сигналы датчиков положения оборудования 1, 2, 3 поступают в блок определения фактических скоростей оборудования 9, с выхода которого сигнал поступает в блок вычисления ускорений 10. Во время разгона, когда ускорение а>0, канат отклоняется от вертикального положения в сторону, противоположную движению, а блок вычисления ускорений 10 не создает сигнала, запрещающего разгон.With the beginning of the movement, the signals of the position sensors of equipment 1, 2, 3 enter the unit for determining the actual speeds of equipment 9, from the output of which the signal enters the unit for calculating accelerations 10. During acceleration, when the acceleration is a> 0, the rope deviates from the vertical position to the side, opposite to the movement, and the acceleration calculation unit 10 does not create a signal prohibiting acceleration.
В момент, когда ускорение становится равным 0 (а=0), блок вычисления ускорений 10. создает сигнал в блок задержек 15 на временное отключение привода. Время отключения определяется по сигналу блока определения периода раскачивания подвешенного груза 14, получающего сигнал блока определения высоты подвеса груза 13, которая определяется по сигналу датчика длины каната 11 и переключателя кратности полиспаста 12.At the moment when the acceleration becomes equal to 0 (a = 0), the acceleration calculation unit 10. generates a signal to the delay unit 15 to temporarily disable the drive. The shut-off time is determined by the signal of the unit for determining the period of swinging of the suspended load 14, which receives the signal of the unit for determining the height of the suspension of the load 13, which is determined by the signal of the rope length sensor 11 and the pulley switch 12.
Через время τ1=k1T (где Т - период раскачивания, k1 - установленный для а=0 коэффициент) канат примет вертикальное положение и в этот момент блокируется сигнал на отключение привода. Движение точки подвеса каната и груза продолжится при вертикальном положении каната (без раскачивания), так как скорость груза в точке равновесия (нижней точке подвеса) равна достигнутой при разгоне скорости точки подвеса каната.After a time τ 1 = k 1 T (where T is the swinging period, k 1 is the coefficient set for a = 0), the rope will take a vertical position and at this moment the signal to turn off the drive will be blocked. The movement of the suspension point of the rope and the load will continue with the vertical position of the rope (without swinging), since the speed of the load at the equilibrium point (lower suspension point) is equal to that achieved during acceleration of the speed of the suspension point of the rope.
Останов движения может происходить без участия оператора в результате срабатывания блока ограничения нагрузки 5 или блока ограничения перемещения 6, сигналы которых с передаются на вход логической схемы «ИЛИ-НЕ» 23 и в виде логического «0» поступают на вход логической схемы «И» 21, которая блокирует сигнал движения от органов управления 18.Stopping the movement can occur without the participation of the operator as a result of the operation of the load limiting unit 5 or the movement limiting unit 6, the signals of which are transmitted to the input of the logic circuit “OR-NOT” 23 and in the form of a logical “0” are fed to the input of the logic circuit “AND” 21 , which blocks the motion signal from the controls 18.
Для того чтобы избежать раскачивания груза, сигналы блоков 5 и 6 подаются соответственно на первый и второй входы блока предварительного ограничения 7, который создает сигнал отключения на некотором расстоянии до границы допустимого перемещения или допустимого вылета, т.е. ранее сигналов блоков 5 и 6. Кроме того, на третий вход блока 7 подается также сигнал блока вычисления поправки к расстоянию предварительного ограничения перемещения 17. Блок 17 вычисляет поправку к расстоянию через скорость оборудования и время, выраженное через доли периода раскачивания.In order to avoid the load swinging, the signals of blocks 5 and 6 are supplied respectively to the first and second inputs of the preliminary restriction block 7, which creates a trip signal at a certain distance to the boundary of the permissible movement or permissible departure, i.e. previously, the signals of blocks 5 and 6. In addition, the signal of the block for calculating the correction to the distance of the preliminary restriction of movement 17 is also supplied to the third input of block 7. Block 17 calculates the correction to the distance in terms of the speed of the equipment and the time expressed in fractions of the swing period.
Сигнал блока 7 поступает на второй вход блока временного отключения привода при торможении 22, к первому входу которого подключен блок задержек при останове оборудования крана 16. Время задержки определяется как τ2=k2T, где Т - период раскачивания, a k2 - коэффициент по сигналу блока вычисления инерционных показателей оборудования 8, который, в свою очередь, определяется по положению оборудования и сигналам датчиков 1, 2, 3. Отключающий сигнал блока 22 поступает на первый вход логической схемы «ИЛИ-НЕ» 23, с выхода которой сигнал (в виде логического «0») передается на вход логической схемы «И» 21, которая блокирует работу блока усилителей 24.The signal of block 7 is fed to the second input of the temporary shutdown block of the drive during braking 22, the first input of which is connected to a delay block when the crane equipment is stopped 16. The delay time is defined as τ 2 = k 2 T, where T is the swing period, ak 2 is the coefficient of the signal of the unit for calculating the inertial parameters of the equipment 8, which, in turn, is determined by the position of the equipment and the signals of the sensors 1, 2, 3. The disconnecting signal of the block 22 is fed to the first input of the logic circuit "OR-NOT" 23, from the output of which the signal (in logical 0 ") is transmitted to the input of logic" AND "21 which blocks the amplifier unit 24.
Таким образом, на расчетном расстоянии блоком 7 создается предварительный сигнал на отключение, действие которого продолжается расчетное время τ2, определяемое блоком задержек при останове оборудования крана 16. Через время τ2, когда груз отклонится вперед по движению, сигнал блока 22 прекращается, включается привод механизмов и точка подвеса каната начинает «догонять» груз, уменьшая расстояние между вертикалью, проходящей через точку подвеса каната, и грузом, запас потенциальной энергии груза и уменьшая тем самым амплитуду раскачивания. Прекращение движения происходит после поступления сигналов блоков 5 или 6.Thus, at the estimated distance, block 7 creates a preliminary shutdown signal, the action of which continues to the estimated time τ 2 , determined by the delay unit when the equipment of the crane 16 is stopped. After time τ 2 , when the load deviates forward in motion, the signal of block 22 stops, the drive turns on mechanisms and the rope suspension point begins to “catch up” with the load, reducing the distance between the vertical passing through the rope suspension point and the cargo, the potential energy reserve of the cargo and thereby reducing the swinging amplitude . The cessation of movement occurs after the arrival of signals of blocks 5 or 6.
В случае остановки движения оператором, последний совершает манипуляции блоком органов управления 18, алгоритм которых аналогичен алгоритму автоматической остановки, по сигналу блока предварительного ограничения 7. Оператор воздействует на органы управления 18, предварительно останавливая движение, а затем его возобновляя. Для того чтобы возобновление движения не происходило преждевременно, на вход блока временного отключения привода при разгоне 20 подается сигнал блока задержек при останове оборудования крана 16.If the operator stops the movement, the latter makes manipulations by the control unit 18, the algorithm of which is similar to the automatic stop algorithm, according to the signal of the preliminary restriction unit 7. The operator acts on the control elements 18, first stopping the movement and then resuming it. In order to prevent the resumption of movement prematurely, a signal of the delay unit when the equipment of the crane 16 is stopped is inputted to the drive temporary shutdown block during acceleration 20.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106630/11A RU2309112C1 (en) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | Method of and device to control load-lifting crane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106630/11A RU2309112C1 (en) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | Method of and device to control load-lifting crane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006106630A RU2006106630A (en) | 2007-10-10 |
| RU2309112C1 true RU2309112C1 (en) | 2007-10-27 |
Family
ID=38952254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006106630/11A RU2309112C1 (en) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | Method of and device to control load-lifting crane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2309112C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457170C1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" | Lifting crane control method and system for its realisation |
-
2006
- 2006-03-03 RU RU2006106630/11A patent/RU2309112C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457170C1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" | Lifting crane control method and system for its realisation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006106630A (en) | 2007-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200361751A1 (en) | Method for raising and/or lowering a load-handling element of a lifting device, in particular of a crane, an dlifting device therefor | |
| WO2012149704A1 (en) | Torque control method for crawler crane installation, device therefor and crawler crane | |
| KR940009050A (en) | Cable Crane Control System | |
| JP5543741B2 (en) | Crane overturn prevention device | |
| CN102689836B (en) | Control equipment, method, system, and engineering machinery for brake failure protection of crane | |
| CN112093672A (en) | Stroke limiting control system and method based on speed control and tower crane | |
| RU2309112C1 (en) | Method of and device to control load-lifting crane | |
| RU2440924C1 (en) | Method of crane operation control | |
| JPH11139770A (en) | Revolving deceleration control device of crane and controlling method thereof | |
| JP6822603B2 (en) | crane | |
| JPH01256496A (en) | Load vibration preventer at time of ungrounding of slinging load of crane with boom | |
| RU2312814C1 (en) | Method of and device to prevent swinging of load lifted by load-lifting crane | |
| JP2744110B2 (en) | Vertical cutoff control device for suspended load in crane | |
| EP4163245A1 (en) | Dynamic lift-off control device, and crane | |
| RU2396201C1 (en) | Method of increasing safety (versions) and safety system of jib hoisting crane (versions) | |
| RU58110U1 (en) | CRANE CONTROL DEVICE | |
| RU2457170C1 (en) | Lifting crane control method and system for its realisation | |
| RU2267458C1 (en) | System for checking load stability of mobile load-lifting machine | |
| JPH11139771A (en) | Revolving deceleration control device of crane and controlling method thereof | |
| RU2325317C1 (en) | Method of lifting crane control and device for its implementation | |
| JPH0228493A (en) | Control for swing suppressing operation for suspended load | |
| JPH09216786A (en) | Boom extension/contraction stop retaining device for hydraulic crane | |
| CN114132853B (en) | Safety control method and system for hoisting equipment | |
| RU2700312C1 (en) | Method of increasing safety and safety system of boom hoisting crane | |
| Red’kin et al. | Comprehensive mobile crane control and safety system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20181008 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190304 |