DE102005023252A1 - Verfahren zur Bestimmung des Schädigungsgrades und der Restlebensdauer von sicherheitsrelevanten Anlagenteilen an Großanlagen - Google Patents

Abstract

Verfahrensgemäß werden die mechanischen Spannungen "sigma¶SIGMAit¶" von sicherheitsrelevanten Anlagenteilen (3...14) der Großanlage (1) nicht direkt gemessen, sondern über Messergebnisse an sich bekannter geräteüblicher und in der Großanlage (1) standardmäßig vorhandener Sensoren (15) abgeschätzt. Mittels allgemein bekannter mechanischer Statikberechnungsprogramme werden "grobmaschige" Spannungsstütztabellen erzeugt, die die mechanischen Spannungen "sigma¶SIGMAit¶" an kritischen Stellen der Anlagenteile (3...14) in Abhängigkeit von deren Positionen, Gewichten und Nennlasten darstellen. Die tatsächlichen mechanischen Spannungen werden auf Basis besagter Stütztabellen sowie der gemessenen Positionen, Gewichte und Lasten unter Berücksichtigung von Beschleunigungen und Bremsungen einzelner Antriebe ermittelt. Werden die Stützzahlen aus der jeweiligen Tabelle mittels linearer Interpolation verfeinert, entstehen schließlich am Ausgang realitätsnahe mechanische Spannungen "sigma¶SIGMAit¶", die nach der an sich bekannten "Rainflow-Methode" analysiert werden und zu einem verwertbaren Ergebnis in Form eines bestimmten Schädigungsgrades und/oder einer ermittelten Restlebensdauer führen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Schädigungsgrades und der Restlebensdauer von sicherheitsrelevanten Anlagenteilen an Großanlagen zyklischer Funktionsweise unter Verwendung von einem oder mehreren anlagenüblichen Sensoren.
• Aus der Praxis ist es bekannt, dass Großanlagen zyklischer Funktionsweise, wie beispielsweise Krananlagen, einer intensiven Beobachtung bzw. Überwachung hinsichtlich etwaiger Schädigungen an kritischen Stellen sicherheitsrelevanter Anlagenteile, beispielsweise an Schweißstellen, bedürfen. Überwiegend werden besagte kritische Stellen entweder nach bestimmten Arbeitszeiten innerhalb von Inspektionen und/oder Wartungen einer intensiven Überprüfung durch visuelle Prüfung und/oder mittels geeigneter Prüfmethoden, wie beispielsweise einer Ultraschallprüfung, unterzogen. Eine solche Überprüfung kann naturgemäß jedoch nur in bestimmten Abständen durchgeführt werden. Eine kontinuierliche Prüfung über die gesamte Arbeitszeit der Großanlage ist in diesem Fall unzweckmäßig bzw. mit erheblichem Aufwand verbunden. Obwohl bei solchen Überprüfungen größte Sorgfalt geübt wird, kann der aktuelle Zustand, in dem sich die Großanlage befindet, niemals genau bestimmt werden.
• Um diesem Umstand zu begegnen, ist es ferner aus der Praxis bekannt, vermittels an sich bekannter Sensorik, beispielsweise mittels Dehnmessstreifen, unmittelbar an kritischen Stellen sicherheitsrelevanter Anlagenteile die mechanischen Spannungen zu messen und in Auswertung derselben auf etwaige Schäden oder sich anbahnende Schäden zu schließen. Diese Maßnahme führt aufgrund der zu anlagenüblichen Sensoren, wie beispielsweise Drehwinkel-, Weg-, Geschwindigkeits-, Kraft-, Drehzahl- und/oder anderer geeigneter Sensoren, zusätzlichen Sensorik zu erhöhten anlagen- und rechentechnischen Aufwendungen und demgemäß zu erhöhten Kosten.
• Darüber hinaus ist es bekannt, laufend den Betrieb von Antriebsmaschinen vermittels vorgenannter anlagenüblicher Sensoren zu überwachen und bei sensierten Fehlfunktionen zur Vermeidung größerer Schäden die betreffende Maschine und ggf. die Gesamtanlage abzuschalten. Dabei ist es auch bekannt, die zeitliche Abfolge des Auftretens solcher Fehler abzuspeichern und dem Bedien- oder Servicepersonal mitzuteilen.
• All den vorgenannten Maßnahmen bzw. Verfahren ist jedoch gemein, dass die von ihnen verursachten Effekte, wie beispielsweise der Austausch eines Anlagenteils oder das Abschalten eines Antriebs, nur durch den augenblicklichen Betriebszustand veranlasst sind. So findet ein Austausch besagten Anlagenteils nur statt, wenn das Servicepersonal aufgrund eigener Beurteilung zum Zeitpunkt des selbst erkannten Schädigungsgrades oder der Fehlerhistorie sich ein Bild vom aktuellen Zustand des Anlagenteils gemacht hat, welches somit stark von subjektiven Überlegungen und Erfahrungen abhängig ist. Fernerhin findet das Abschalten beispielsweise eines Antriebs nur dann statt, wenn ein bestimmter voreingestellter Grenzwert überschritten wird.
• Aufgrund vorstehender Überlegungen ist demgemäß eine Überwachung wünschenswert, welche geeignet ist, einen Schaden bzw. einen bestimmten Schädigungsgrad und die daraus resultierende Restlebensdauer von sicherheitsrelevanten Anlagenteilen frühzeitig anzuzeigen. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
• Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein weiter verbessertes Verfahren der genannten Art anzugeben, welches bei geringstem maschinen- bzw. anlagentechnischen Aufwand und vertretbarem Investitionsaufwand einfach und zuverlässig Rückschlüsse auf den Schädigungsgrad und die Restlebensdauer sicherheitsrelevanter Anlagenteile an Großanlagen zyklischer Funktionsweise zulässt.
• Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
• Das vorgeschlagene Verfahren hat im Hinblick auf herkömmliche mehrere Vorteile. Zum einen handelt es sich hierbei im Wesentlichen um eine statistische Methode zur Bestimmung des Schädigungsgrades sowie der Restlebensdauer und verlangt demgemäß keine hohe Messpräzision. Es werden die mechanischen Spannungen "σ_Σit" im jeweiligen sicherheitsrelevanten Anlagenteil nicht direkt gemessen, sondern erfindungsgemäß über Messergebnisse an sich bekannter geräteüblicher Sensoren, die in den betreffenden Anlagen standardmäßig vorhanden sind, abgeschätzt. Zusätzliche Sensorik ist somit entbehrlich. Mittels allgemein bekannter mechanischer Statikberechnungsprogramme werden in diesem Zusammenhang "grobmaschige" Spannungsstütztabellen erzeugt, die ihrerseits die mechanischen Spannungen "σ_Σit" an kritischen Stellen der sicherheitsrelevanten Anlagenteile in Abhängigkeit von deren Positionen, Gewichten und Nennlasten darstellen. Die tatsächlichen mechanischen Spannungen können dann auf der Basis besagter Stütztabellen sowie der unmittelbar an der Anlage gemessenen Positionen, Gewichte und Lasten unter Berücksichtigung von Beschleunigungen und Bremsungen einzelner Antriebe ermittelt werden. Werden die Stützzahlen aus der jeweiligen Tabelle mittels linearer Interpolation verfeinert, entstehen schließlich am Ausgang realitätsnahe mechanischen Spannungen "σ_Σit", die weiterhin nach der an sich bekannten "Rainflow-Methode" analysiert werden und zu einem verwertbaren Ergebnis in Form eines bestimmten Schädigungsgrades und/oder einer ermittelten Restlebensdauer führen. Dieses Verfahren lässt sich in Lösung der gestellten Aufgabe mit geringstem Aufwand durchführen, da "lediglich" geeignete Rechentechnik und Software erforderlich wird und standardmäßig vorhandene Sensoren zur Anwendung kommen. Dennoch lässt dieses weitestgehend auf Schätzung beruhende Verfahren zuverlässige Rückschlüsse auf den Schädigungsgrad und die Restlebensdauer sicherheitsrelevanter Anlagenteile an Großanlagen zyklischer Funktionsweise zu. Zum anderen können herkömmliche Wartungsintervalle und demgemäß Stillstandszeiten bzw. Ausfallzeiten der Großanlage wesentlich minimiert werden, woraus wiederum Kostenvorteile resultieren, da diese nunmehr erst erforderlich werden, wenn bestimmte durch Berechnung ermittelte kritische Werte mitgeteilt werden.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
• 1 schematisch den Aufbau einer Großanlage zyklischer Funktionsweise in Form eines Doppellenker-Wippdrehkranes zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
• 2 schematisch ein Flussdiagramm der erfindungsgemäß durchzuführenden Verfahrensschritte an einem Doppellenker-Wippdrehkran nach 1.
• 1 zeigt eine Großanlage 1 zyklischer Funktionsweise in Form eines hinlänglich bekannten Doppellenker-Wippdrehkranes. Dieser umfasst im Wesentlichen einen auf einem Fahrplanum 2 sich vermittels einer Feststütze 3 und einer Pendelstütze 4 abstützenden Portalriegel 5, der seinerseits einen Portalturm 6 mit Plattform 7 trägt.
• An der Plattform 7 ist ein Auslegersystem, mit einem Ausleger 8, einem Zuglenker 9, einem Drucklenker 10, einem Gegenmasse-Zugstab 11, einem Gegenmasse-Hebel 12, einer Gerüst-Vorderwand 13 und einem Gerüst-Zugstab 14 angelenkt.
• Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gilt es zunächst den Betriebszustand eines oder mehrerer sicherheitsrelevanter Anlagenteile des Doppellenker-Wippdrehkranes zu überwachen, deren Schädigungsgrad und Restlebensdauer bestimmt werden soll. Als Anlagenteile werden beispielsweise eines oder mehrere der vorstehenden Elemente 3 bis 14 des besagten Doppellenker-Wippdrehkranes definiert.
• Zur Überwachung an sich werden vorzugsweise ein oder mehrere bereits vorhandene anlagenübliche Sensoren 15 verwendet, die ihrerseits beispielsweise durch an sich bekannte Drehwinkel-, Weg-, Geschwindigkeits-, Kraft-, Drehzahl- und/oder andere geeignete Sensoren 15 gebildet und deren Anordnung an der Großanlage 1 respektive am Doppellenker-Wippdrehkran äußerst schematisch der 2 zu entnehmen ist.
• Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren weiter anhand besagter 2 erläutert, die ihrerseits ein Flussdiagramm der erfindungsgemäß durchzuführenden Verfahrensschritte an dem Doppellenker-Wippdrehkran darstellt.
• Danach besteht der erste Verfahrensschritt a) nunmehr darin, dass ein oder mehrere Betriebsparameter des Doppellenker-Wippdrehkranes mit Hilfe der vorgenannten anlagenüblichen Sensoren 15 kontinuierlich über die gesamte Arbeitszeit desselben erfasst und in eine speicherprogrammierbare Steuereinheit (SPS) 16, auch als Anlagen-SPS bezeichnet, eingelesen werden.
• Als Betriebsparameter werden insbesondere Positionen, Traglasten, Nennlasten, Beschleunigungen und Bremsungen von Antrieben und/oder jegliche anderen denkbaren Betriebsparameter und Anlageninformationen angesehen, die geeignet sind, im Sinne der Erfindung Verwendung zu finden.
• In umfangreichen Versuchen haben sich dabei die Ausladung "a_t" des Auslegers 8, der Drehwinkel "φ_t" desselben und/oder das Lastsignal "F_t" aus zumindest einem nicht näher dargestellten, jedoch an sich bekannten Lastachsenauswertgerät besonders bewährt.
• Besagtes Lastachsenauswertgerät ist im Wesentlichen durch eine Sensorik mit Zusatzauswertung am Ende der elektrischen Kette "Sensor-Verstärkung-Umwandlung-Auswertung" gebildet und liefert insbesondere Informationen über die Greifer-Last eines Doppellenker-Wippdrehkranes.
• Neben besagten Betriebsparametern werden kontinuierlich weitere Anlageninformationen erfasst, die ihrerseits die Antriebseinheiten, wie Drehwerke, Wippwerke, Hubwerke, Schließ- und Haltewerke, Fahrwerke und/oder andere betreffen.
• Diese weiteren Anlageninformationen setzen sich demgemäß im Wesentlichen aus Wippwerks- und Drehwerkszustandsignalen, wie Motordrehrichtung (drehen links/rechts; wippen vor/zurück), Beschleunigung und Bremsen des jeweiligen Antriebsmotors (Drehbewegung beschleunigen/bremsen; Wippen beschleunigen/bremsen), Schließ- und Haltewerkszustandssignale, Fahrwerkszustandssignale und/oder Hubwerkszustandssignale zusammen, wobei der bei der Statikberechnung zum in Rede stehenden Doppellenker-Wippdrehkran mit einbezogene Massenbeiwert ebenfalls Berücksichtigung findet.
• Im Anschluss daran werden die Betriebsparameter und die weiteren Anlageninformationen in einem zweiten Verfahrensschritt b) an eine externe oder in die Anlage des Doppellenker-Wippdrehkranes integrierte Rechnereinheit 17 weitergeleitet, die ihrerseits durch jedweden geeigneten Personalrechner bzw. Industrie-PC gebildet sein kann und mit der Anlagen-SPS 16 über ein vorhandenes Netz bzw. ein Buss-System vernetzt ist.
• Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, die Rohdatenaufnahme der Betriebsparameter und weiteren Anlageninformationen im Echtzeitmodus alle 200 bis 500 ms von der Rechnereinheit 17 aus der Anlagen-SPS 16 auszulesen.
• Nachfolgend kann nach einem dritten Verfahrensschrittes c) mittels der Rechnereinheit 17 die Ermittlung der momentanen mechanischen Spannungen "σ_Σit" an kritischen Stellen der ausgewählten sicherheitsrelevanten Anlagenteile in einem indirekten und plausiblen Verfahren auf Basis der erfassten Signale sowie vorab erstellter ein- und zweidimensionaler Stützzahlen-Tabellen durchgeführt werden. Als sogenannte kritischen Stellen werden dabei vorzugsweise durch bruchmechanische Zusammenhänge gefährdete Querschnitte und Schweißstellen definiert. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Stützzahlen aus der jeweiligen Stützzahlen-Tabelle mittels linearer Interpolation zu verfeinern.
• Die Berechnungsformel für die momentane Spannung "σ_Σit" eines jeden zu überwachenden sicherheitsrelevanten Anlagenteils "i" zum Zeitpunkt "t" für einen Kran, gemäß vorliegendem Ausführungsbeispiel im speziellen für einen Doppellenker-Wippdrehkran 1, wird vorzugsweise nach folgendem Gleichungssystem ermittelt: σΣit = σTit (at, φt) + σHit (at, φt)·Ft/FNENN + σWDit (at, φt)·βWit + σDDit (at, φt)·βDit,wobei

σ_Tit (a_t, φ_t)

den Spannungsbestandteil, verursacht durch die Wirkung einer Tot-Last,

σ_Hit(a_t, φ_t)

den Spannungsbestandteil, verursacht durch die Wirkung einer Nenn-Hublast,

σ_WDit (a_t, φ_t)

den Spannungsbestandteil, verursacht durch eine dynamische Wirkung der Wippbewegung,

σ_DDit(a_t, φ_t)

den Spannungsbestandteil, verursacht durch die dynamische Wirkung einer Drehbewegung darstellt,

"a_t" für Ausladung und "φ_t" für Drehwinkel eines Auslegers 8 stehen,
F_t/F_NENN einen Überlastfaktor darstellt, wobei "F_t" für die momentan gemessene Last und "F_NENN" für die Nennlast steht, und
"β_Wit" sowie "β_Dit" Faktoren darstellen, die durch die Mechanik vorgegeben sind.
• Mit dieser Formel können somit die Spannungsablaufkurven für jedes ausgewählte sicherheitsrelevante Anlagenteil 3 bis 14 zu jedem Zeitpunkt bzw. über jeden Zeitabschnitt berechnet werden.
• Gemäß einem vierten Verfahrensschritt d) findet nun ein an sich bekanntes Zähl- bzw. Klassierverfahren, vorliegend die an sich bekannte "Rainflow-Methode", Anwendung, vermittels derer die Anzahl der mechanischen Lastspiele in der einen oder anderen Klasse der Spannungsschwingbreite auf Basis der indirekt ermittelten momentanen mechanischen Spannungen "σ_Σit" (Teilbeanspruchungskollektiv) ermittelt werden.
• Die ermittelte Anzahl der mechanischen Lastspiele (Teilbeanspruchungskollektive) ist nachfolgend ausfallsicher zu protokollieren, wobei als Protokollierungsverfahren sich ein "save-on-event-Verfahren" – speichern auf Ereignis – anbietet. Als Ereignisse können beispielsweise ein Netzausfall, interne Zeitimpulse, wie einmal am Tag/in der Woche o. dgl., eine Störung der Verbindung zwischen der Rechnereinheit 17 und der Anlagen-SPS 16 und/oder andere gelten. Das Netzausfallsignal wird vorzugsweise von einer unterbrechungsfreien Versorgungsquelle bereitgestellt, welche das System bei Netzausfall weiter über eine bestimmte Zeiteinheit versorgt, die für die Datenspeicherung ausreichend ist.
• Die berechneten Lastspielzahlen der protokollierten Teilbeanspruchungskollektive werden gemäß einem Verfahrensschritt f) nach einem bestimmten Zeitraum regelmäßig in eine Maskentabelle eingelesen und zu etwaigen bereits eingelesenen Lastspielzahlen des Gesamtbeanspruchungskollektivs entsprechend der an sich bekannten Schadensakkumulationshypothese (Miner-Regel) hinzuaddiert.
• Ist dies geschehen, erfolgt schließlich gemäß einem Verfahrensschritt g) die Berechnung des Schädigungsgrades und/oder der Restlebensdauer der sicherheitsrelevanten Anlagenteile durch Vergleich der kumulativ summierten ermittelten Anzahl der mechanischen Lastspiele (Gesamtbeanspruchungskollektiv) an besagten kritischen Stellen der sicherheitsrelevanten Anlagenteile in verschiedenen Klassen mit der maximal zulässigen Anzahl der Lastspiele in der jeweiligen Klasse (definiert nach an sich bekannter Wöhler-Funktion). Unter einer Klasse wird dabei ein Amplitudenbereich der Schwankung der mechanischen Spannungen "σ_Σit" verstanden. Je größer die Amplitude ist, desto weniger Lastspiele sind in der jeweiligen Klasse zulässig.
• Erreicht ein Schädigungsgrad eines bestimmten Anlagenteils einen kritischen Wert von beispielsweise 50–80 %, kann ein optisches und/oder akustisches Signal auf diesen Umstand hinweisen.
• In der Folge ist es angezeigt, im Rahmen eines weiteren Verfahrensschrittes h) besagtes Anlagenteil mittels herkömmlicher Prüfmethoden zu prüfen und bei Bedarf zu reparieren oder auszutauschen. Als herkömmliche Prüfmethoden bieten sich, wie oben bereits dargetan, insbesondere eine visuelle Prüfung und/oder eine Ultraschallprüfung durch versiertes Servicepersonal an.
• Das vorstehende Ausführungsbeispiel stellt im Wesentlichen auf ein Verfahren zur Bestimmung des Schädigungsgrades und der Restlebensdauer von sicherheitsrelevanten Anlagenteilen eines Doppellenker-Wippdrehkranes ab.
• Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf einen derartigen Kran, sondern umfasst jegliche an sich bekannten Großanlagen 1 mit zyklischer Funktionsweise. Denkbar ist es demnach auch, das erfindungsgemäße Verfahren für einen Greiferschiffsent- und -belader, für jeglichen anderen bekannten Kran, für einen Bagger und/oder dgl. mehr in Anwendung zu bringen, wobei dann, für den Fachmann sicherlich leicht nachvollziehbar, die Berechnungsformel für die momentane Spannung "σ_Σit" eines jeden zu überwachenden sicherheitsrelevanten Anlagenteils der betreffenden Großanlage 1 in an sich bekannter Weise anzupassen ist.

1

Großanlage

2

Fahrplanum

3

Feststütze

4

Pendelstütze

5

Portalriegel

6

Portalturm

7

Plattform

8

Ausleger

9

Zuglenker

10

Drucklenker

11

Gegenmasse-Zugstab

12

Gegenmasse-Hebel

13

Gerüst-Vorderwand

14

Gerüst-Zugstab

15

Sensoren

16

speicherprogrammierbare Steuereinheit (SPS; Anlagen-SPS)

17

Rechnereinheit

Claims (14)

1. Verfahren zur Bestimmung des Schädigungsgrades und der Restlebensdauer von einem oder mehreren sicherheitsrelevanten Anlagenteilen (3...14) an Großanlagen (1) zyklischer Funktionsweise unter Verwendung von einem oder mehreren anlagenüblichen Sensoren (15), gekennzeichnet durch folgende nacheinander durchzuführenden Schritte: a) kontinuierliche Erfassung von einem oder mehreren Betriebsparametern der Großanlage (1) mit Hilfe der anlagenüblichen Sensoren (15) über die gesamte Arbeitszeit der Großanlage (1) und Einlesen dieser in eine speicherprogrammierbare Steuereinheit – Anlagen-SPS – (16) der Großanlage (1); b) Weiterleitung der erfassten Betriebsparameter sowie weiterer Anlageninformationen einzelner Antriebseinheiten der Großanlage (1), wie Drehwerken, Wippwerken, Hubwerken, Schließ- und Haltewerken, Fahrwerken und/oder anderen, an eine externe oder integrierte Rechnereinheit (17), die mit der Anlagen-SPS (16) vernetzt ist; c) Ermittlung der momentanen mechanischen Spannungen "σ_Σit" an kritischen Stellen der sicherheitsrelevanten Anlagenteile (3...14) in einem indirekten und plausiblen Verfahren auf Basis der erfassten Signale sowie vorab erstellter ein- und zweidimensionalen Stützzahlen-Tabellen mittels der Rechnereinheit (17); d) Anwendung eines an sich bekannten Zähl- bzw. Klassierverfahrens, wie der an sich bekannten "Rainflow-Methode", zur Ermittlung der Anzahl der mechanischen Lastspiele in der einen oder der anderen Klasse der Spannungsschwingbreite auf Basis der indirekt ermittelten momentanen mechanischen Spannungen "σ_Σit" (Teilbeanspruchungskollektiv); e) kontinuierliche lückenlose Protokollierung der ermittelten Anzahl der mechanischen Lastspiele (Teilbeanspruchungskollektive) durch ein ausfallsicheres Protokollierungsverfahren; f) regelmäßiges Einlesen der berechneten Lastspielzahlen der protokollierten Teilbeanspruchungskollektive nach einem bestimmten Zeitraum in eine Maskentabelle und Addierung derselben zu etwaigen bereits eingelesenen Lastspielzahlen des Gesamtbeanspruchungskollektivs entsprechend einer an sich bekannten Schadensakkumulationshypothese (Miner-Regel); g) Berechnung des Schädigungsgrades und/oder der Restlebensdauer der sicherheitsrelevanten Anlagenteile (3...14) durch Vergleich der kumulativ summierten ermittelten Anzahl der mechanischen Lastspiele (Gesamtbeanspruchungskollektiv) an besagten kritischen Stellen der sicherheitsrelevanten Anlagenteile (3...14) in verschiedenen Klassen mit der maximal zulässigen Anzahl der Lastspiele in der jeweiligen Klasse (definiert nach an sich bekannter Wöhler-Funktion).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur indirekten Ermittlung besagter mechanischer Spannungen "σ_Σit" als Sensoren (15) anlagenübliche und an sich bekannte Drehwinkel-, Weg-, Geschwindigkeits-, Kraft-, Drehzahl- und/oder andere geeignete anlagenübliche Sensoren (15) verwendet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf die Schritte a) und b) als Betriebsparameter Positionen, Traglasten, Nennlasten, Beschleunigungen und Bremsungen von Antrieben und/oder andere Betriebsparameter und Anlageninformationen Berücksichtigung finden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf den Schritt a) folgende Betriebsparameter kontinuierlich erfasst werden: – Ausladung "a_t" eines oder mehrerer Ausleger (8), – Drehwinkel "φ_t" eines oder mehrerer Ausleger (8) und/oder – Lastsignal "F_t" aus einem Lastachsenauswertgerät.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf den Schritt b) folgende weiteren Anlageninformationen kontinuierlich erfasst werden: – Wippwerks- und Drehwerkszustandsignale, wie Motordrehrichtung (drehen links/rechts; wippen vor/zurück), Beschleunigung und Bremsen des jeweiligen Antriebsmotors (Drehbewegung beschleunigen/bremsen; Wippen beschleunigen/bremsen), – Schließ- und Haltewerkszustandssignale, – Fahrwerkszustandssignale und/oder – Hubwerkszustandssignale, wobei der bei der Statikberechnung zur Großanlage (1) mit einbezogene Massenbeiwert berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf den Schritt b) die Betriebsparameter und weiteren Anlageninformationen im Echtzeitmodus alle 200 bis 500 ms von der Rechnereinheit (17) aus der Anlagen-SPS (16) ausgelesen werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf den Schritt c) als kritische Stellen vorzugsweise durch bruchmechanische Zusammenhänge gefährdete Querschnitte und Schweißstellen definiert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf den Schritt c) die Stützzahlen aus der jeweiligen Stützzahlen-Tabelle mittels linearer Interpolation verfeinert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf den Schritt e) als Protokollierungsverfahren ein "save-on-event-Verfahren" – speichern auf Ereignis – verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Ereignisse gelten: – Netzausfall, interne Zeitimpulse, wie einmal am Tag/in der Woche o. dgl, – Störung der Verbindung zwischen der Rechnereinheit (17) und der Anlagen-SPS (16) und/oder andere.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzausfallsignal von einer unterbrechungsfreien Versorgungsquelle bereitgestellt wird, welche das System beim Netzausfall weiter über eine bestimmte Zeiteinheit versorgt, die für die Datenspeicherung ausreichend ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt h), indem bei Berechnung eines bestimmten kritischen Wertes der Schädigung, das betreffende Anlagenteil (3...14) mittels herkömmlicher Prüfmethoden, wie visueller Prüfung, Ultraschallprüfung o. a., geprüft und bei Bedarf repariert oder ausgetauscht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe zur Bestimmung des Schädigungsgrades und der Restlebensdauer von sicherheitsrelevanten Anlagenteilen (3...14) einer an sich bekannten Großanlage (1) in Form eines Greiferschiffsent- und -beladers, eines Kranes, wie eines Doppellenker-Wippdrehkranes o. a., eines Baggers und/oder dgl. mehr verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf den Schritt c) die momentane Spannung "σ_Σit" eines jeden zu überwachenden sicherheitsrelevanten Anlagenteils "i" (3...14) zum Zeitpunkt "t" für einen Kran nach folgendem Gleichungssystem ermittelt wird: σΣit = σTit (at, φt) + σHit (at, φt)·Ft/FNENN + σWDit (at, φt)·βWit + σDDit (at, φt)·βDit,wobei σ_Tit (a_t, φ_t) den Spannungsbestandteil, verursacht durch die Wirkung einer Tot-Last, σ_Hit (a_t, φ_t) den Spannungsbestandteil, verursacht durch die Wirkung einer Nenn-Hublast, σ_WDit (a_t, φ_t) den Spannungsbestandteil, verursacht durch eine dynamische Wirkung der Wippbewegung, σ_DDit (a_t, φ_t) den Spannungsbestandteil, verursacht durch die dynamische Wirkung einer Drehbewegung darstellt, "a_t" für Ausladung und "φ_t" für Drehwinkel eines Auslegers (8) stehen, F_t/F_NENN einen Überlastfaktor darstellt, wobei "F_t" für die momentan gemessene Last und "F_NENN" für die Nennlast steht, und "β_Wit" sowie "β_Dit" Faktoren darstellen, die durch die Mechanik vorgegeben sind.