DE3627580A1 - Verfahren zum steuern eines krans - Google Patents

Verfahren zum steuern eines krans

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DE3627580A1
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Seiji Yasunobu
Shoji Miyamoto
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Hitachi Ltd
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66C13/02—Devices for facilitating retrieval of floating objects, e.g. for recovering crafts from water
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Kransteuersystem, insbesondere ein Kransteuersystem, das zum Verschiffen von Erzeugnissen in Häfen und dergleichen geeignet ist und aufgehängte Frachtstücke zu vorbestimmten Stellen mit geringer Pendelbewegung transportieren kann.
Qualifizierte Techniken sind erforderlich, um einen Kran, wie zum Beispiel einen Containerkran, in Betriebsanlagen, die in Häfen oder dergleichen vorgesehen sind, so steuern zu können, daß die am Seil schwebenden Frachtstücke an den Zielpositionen exakt heruntergelassen werden können, und zwar unter Minimierung der Pendelbewegungen der schwebend gehaltenen Frachtstücke. An erfahrenen Kranbedienungspersonen und Ingenieuren besteht jedoch im Vergleich zum Umfang der Materialbehandlung und des Materialtransports bei Schiffsfrachten ein Mangel, so daß eine automatische Steuerung der Kräne immer mehr an Bedeutung gewinnt.
Bis jetzt sind als automatische Kransteuersysteme, bei denen der Kranbetrieb bei unterdrückter Pendelbewegung der schwebend gehaltenen Frachtstücke erfolgt, folgende Systeme bekannt.
Beim ersten System wird der Pendelwinkel des Seils, mit dem ein Frachtstück schwebend gehalten wird, erfaßt und das Seil in einer Rückkopplungsart so gesteuert, daß die Pendelbewegung des Frachtstücks verringert wird. Da es jedoch Schwierigkeiten bereitet, die Pendelwinkel zu erfassen, läßt sich dieses System in der Praxis nur schwer einsetzten.
Aus der JP-A 58-95 094 oder der JP-A 58-95 093 ist ein zweites System bekannt, bei dem die Pendelbewegung des von der Laufkatze schwebend gehaltenen Frachtstücks durch Ändern der Geschwindigkeit der Laufkatze entsprechend einem vorher berechneten Ziel- bzw. Sollgeschwindigkeitsmuster verringert wird. Bei desem System muß eine ausreichende Zugkraft der Laufkatze vorgesehen werden, um den Unterschied zwischen der Laufkatzen-Istgeschwindigkeit und einer Sollgeschwindigkeit, der durch das Pendeln des Frachtstücks oder durch Störungen infolge des Winds und dergleichen hervorgerufen wird, korrigieren zu können. Ferner darf die Laufkatze nicht innerhalb der kürzestmöglichen Zeit durch volle Ausschöpfung der Leistungsfähigkeit des Antriebsmotors zu einer gewünschten Position laufen, wodurch in nachteiliger Weise die Zykluszeit verlängert wird.
Aus der JP-A 55-1 30 480 ist ferner ein drittes System bekannt, bei dem die Beschleunigung und die Verzögerung der Laufkatze lediglich durch das Anlaufmoment beim Starten der Laufkatze und durch das Bremsmoment beim Anhalten der Laufkatze gesteuert werden, wodurch verhindert wird, daß das schwebend gehaltene Frachtstück pendelt, falls die Laufkatze in den stationären Geschwindigkeitsbetrieb eintritt oder an einer Zielposition anhält. In diesem Fall wird das Anlaufmoment nach dem Starten der Laufkatze in der folgenden Art und Weise erzeugt. Es wird eine Beschleunigungsperiode vorgesehen, die der durch die Seillänge bestimmten natürlichen Schwingungsdauer eines Pendels entspricht. Somit wird eine Beschleunigung erzielt, bei der die Geschwindigkeit der Laufkatze eine Sollgeschwindigkeit (stationäre Betriebsgeschwindigkeit) erreicht, falls die Laufkatze während dieser Beschleunigungsperiode auf ein vorbestimmtes Maß beschleunigt wurde. Das Anlaufmoment wird so erzeugt, daß diese Beschleunigung erreicht wird. Wird die Laufkatze angehalten, so wird eine Verzögerung zum Anhalten der Laufkatze aus der Seillänge und der stationären Betriebsgeschwindigkeit berechnet und das dieser Verzögerung entsprechende Bremsmoment ermittelt. Kurz gesagt, dieses dritte System wird unter den Bedingungen realisiert, daß beim Starten oder Bremsen der Laufkatze diese sich mit einer konstanten Beschleunigung oder Verzögerung bewegen kann, ohne dabei von dem schwebend gehaltenen Frachtstück beeinflußt zu werden, falls dieses schwingt und wendet. Wird die Laufkatze des Krans jedoch gestartet, wenn das schwebend gehaltene Frachtstück sich in Ruhelage befindet, so bewirkt die Trägheit des in der Schwebe gehaltenen Frachtstücks eine Hemmung der Beschleunigung der Laufkatze bis der Pendelwinkel des Seils den maximalen Wert erreicht. Bewegt sich anschließend das Frachtstück infolge der Pendelbewegung vorwärts, so fördert das Frachtstück die Beschleunigung der Laufkatze. Entsprechend dem dritten System muß zur Vermeidung des Pendelns bzw. Schwingens des Frachtstücks die Laufkatze mit einer berechneten, festen Beeschleunigung (oder Verzögerung) beschleunigt( oder verzögert) werden, und zwar ungeachtet der oben erwähnten Funktionen des frei schwebend aufgehängten Frachtstücks. Eine derartige Geschwindigkeitssteuerung der Laufkatze läßt sich in der Praxis bei einem Kran nur schwer realisieren.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Krans vorzuschlagen, mit dessen Hilfe frei schwebend aufgehängte Frachtstücke in einem geringeren Maße einem Pendeln ausgesetzt sind und das auf einfache Weise realisiert werden kann. Außerdem soll das aufgehängte Frachtstück schnell zu einer Zielposition herabgelassen werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich anhand der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.
Gemäß der Erfindung werden zur Beseitigung des Pendelns des herabhängenden Frachtstücks die Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden der Laufkatze auf der Grundlage der Masse der zum Transport des Frachtstücks dienenden Laufkatze und der Länge des das Frachtstück schwebend haltenden Seils bestimmt. Beim Starten der Laufkatze wirkt während der Beschleunigungsperiode eine vorbestimmte Zugkraft auf die Laufkatze ein, wodurch die Geschwindigkeit der Laufkatze den Sollwert erreicht. Wird die Laufkatze angehalten, so wird während der Verzögerungsperiode eine vorbestimmte Bremskraft auf die Laufkatze ausgeübt, wodurch diese angehalten wird.
Bestimmt man die Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden der Laufkatze unter Berücksichtigung der Masse (Gewicht) des schwebend gehaltenen Frachtstücks sowie der Masse (Gewicht) der Laufkatze, wie oben beschrieben, so kann, selbst wenn die Geschwindigkeit der Laufkatze infolge des Einflusses des Hin- und Herschwingens des schwebenden Frachtstücks während der Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden sich ändert, die Geschwindigkeit des schwebenden Frachtstücks die Betriebs-Sollgeschwindigkeit erreichen oder auf Null gesetzt werden, ohne daß irgendein Pendeln des Frachtstücks hervorgerufen wird, nachdem jene Perioden abgelaufen sind. Dies wird durch die folgenden Formeln bzw. Gleichungen bewiesen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden bei einem Kran, an dem ein Frachtstück mit einer Masse m (kg) an dem Kranseil mit einer Länge ℓ(m) aufgehängt ist und bei dem dieses Frachtstück mit Hilfe einer Laufkatze mit der Masse m (kg) transportiert wird, die Funktion A für die kinetische Energie und die Funktion U für die potentielle Energie durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) bestimmt. wobei gilt:
X: Laufkatzenposition (m)
: Laufkatzengeschwindigkeit (m/s)
: Laufkatzenbeschleunigung (m/s2)
l: Seilgeschwindigkeit (m/s)
l: Seilbeschleunigung (m/s2)
R: Pendelwinkel (rad)
⊏ ≴≎≯≉≄≰≉⊈≮≸↖≴≎≁≴≰≯≉≴∉ ≩∻≁⇆⊈∁ ⇆℩ ‴ ℩⌀‴⊲≺⊲ ⊲≯⊲ ⇆ ℩⌀‴⊏ ≴≎≯≉≄⊰≉⊈≮≸≄≉∪≎≴≰∪≎≰ ≩∻≁⇆⊈ ‴ ⇆ ‴∁ ⇆℩ ‴ ≡ ∲‴≰ ⇆≡ ∲‴⊏ ≮≸↖≉≩≯≩∻≢∉⊰≉⊈≮≸≄≉∪≎≴≰∪≎≰ ↕ ≇⇆⊈ ‴ ⇆ ‴∁ ∲ ‴―≉≸∉ ≇∻≎ ≁∻⊂≱≎ ∻∪⊈↕ ≁∻⊇ ≁≴≉ ⊈∉∻≎≁∻≩≁≴⊈≴≉≩∉≉≎ ≱≱≩≁≴≎∻∉≉≎ ∻∪≢ ≡ ∲‴≵ ⇆≡ ∲‴ ⊹ ≡ ∲‴↙ ⇆≡ ∲‴↕ ℓ, R)′ festgesetzt werden (wobei "′" ein Transpositionssymbol darstellt), so ergeben sich für die Zugkraft F x der Laufkatze, die Hubkraft F ℓ des Seils und den Pendelwinkel R des Seils infolge der Lagrange-schen Bewegungsgleichung die folgenden Ausdrücke:
Aus den Gleichungen (3) werden die folgenden Ausdrücke abgeleitet: und aus Gleichung (6) ergibt sich:
2 &/UDF
  • Setzt man die Gleichung (5) in die Gleichung (8) ein, so erhält man
  • Wird jede Seite der Gleichung (7) mit (m/M)cosR multipliziert und dann die sich ergebende Gleichung von der Gleichung (9) abgezogen, so erhält man:
  • Aus dieser Gleichung folgt:
  • Jede Seite der Gleichung (11) wird mit cosR/(m+M) multipliziert, um den Wert von cos R zu erhalten, und dieser Wert wird in die Gleichung (7) eingesetzt. Damit erhält man
  • Wird nun angenommen, daß R = 0, sinR = 0 und cosR = 1 ist, so wird die Gleichung (12) vereinfacht, und werden gleiche Ausdrücke umgeordnet, so erhält man
  • Schließlich erhält man:
  • Wird nun davon ausgegangen, daß eine Änderung der Seillänge ℓ gering ist und die Ausdrücke, die l bzw. l betreffen, auf Null gesetzt werden, und daß außerdem 2 auf Null gesetzt wird, so vereinfacht sich die Gleichung (14) wie folgt:
  • Aus der Gleichung (15) ergibt sich unter der Annahme, daß F x konstant ist, die Schwingungsdauer des aufgehängten Frachtstücks zu:
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden die Beschleunigungsperiode T 1 und die Verzögerungsperiode T 2 aus der Gleichung (16) auf der Grundlage der Masse m des aufgehängten, zu transportierenden Frachtstücks, der Masse M der Laufkatze und der Länge ℓ des Seils bestimmt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips der Kransteuerung gemäß der Erfindung,
  • Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Kransteuervorrichtung zur Ausführung der Erfindung,
  • Fig. 3 ein Diagramm, das den Aufbau einer Laufkatze darstellt,
  • Fig. 4A und 4B Flußdiagramme eines Steuerprogramms zur Ausführung der Kransteuerung gemäß der Erfindung,
  • Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung des Steuervorgangs der Seillänge,
  • Fig. 6A bis 6D Diagramme, die die zeitabhängigen Änderungen der Seillänge ℓ(t), des Laufkatzenzugstromes I m (t), der Laufkatzengeschwindigkeit V(t) bzw. des Seilpendelwinkels R(t) bei der erfindungsgemäßen Kransteuerung darstellen, und
  • Fig. 7 ein Phasenflächendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Seilpendelwinkel R und der Winkelgeschwindigkeit darstellt.
  • Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Kransteuervorrichtung zur Ausführung der Erfindung. Bei diesem Diagramm bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Vorrichtung zum Messen der momentanen Position X(t) einer Laufkatze 11, das Bezugszeichen 2 eine Vorrichtung zum Messen der Seillänge ℓ(t), das Bezugszeichen 7 eine Vorrichtung zum Erfassen der Masse m eines aufgehängten Frachtstücks 10 und das Bezugszeichen 3 einen Mikrocomputer, der auf der Grundlage der Meßwerte Steuerbefehle berechnet und ausgibt, die die Sollgeschwindigkeit V T (t) der Laufkatze 11, den Grenzwert I m (t) des Beschleunigungs/Verzögerungsstroms des Laufkatzenzugmotors und die Sollgeschwindigkeit V ℓ(t) des Seils einschließen. Eine Laufkatzensteuer- bzw. -Regeleinheit 4 empfängt die Sollwerte V T (t) und I m (t) und erzeugt die Zugkraft F T für die Laufkatze. Eine Seilsteuer- bzw- -Regeleinheit 5 empfängt den Sollwert V ℓ(t) und erzeugt die Seilhubkraft F ℓ. Ein Kran 6 bewirkt ein Transportieren sowie ein Hochziehen und ein Hinablassen des aufgehängten Frachtstücks durch die Zug- und Hebekräfte F T und F ℓ. Über eine Tastatur 8 werden verschiedene Arten von Parametern und Steuersignalen in den Mikrocomputer 3 eingegeben.
  • Fig. 3 zeigt eine Laufkatze 60 als wesentlichen Teil des Krans. Die Laufkatze 60 ist ausgestattet mit einem Motor 40, der die Laufkatzensteuereinheit 4 darstellt, einer Winde 51 zum Aufwickeln eines Seils 50, einem Motor 52 zum Antrieb der Winde 51, einer Meßdose 53 zum Bestimmen der Masse m aus der Seilspannung und einem Markendetektor 61 zum Erfassen einer auf der Schiene befindlichen Positionsmarke 62. Die Masse m stellt die Summe aus dem Gewicht eines Frachtstücks 10 B, z. B. eines Containers oder dergleichen, und dem Gewicht eines Hebegeschirrs 10 A zum Halten des Frachtstücks 10 B dar.
  • Die Vorrichtung 1 zum Messen der Laufkatzenposition zählt die Impulse, die von einem Tachometer (nicht gezeigt) erzeugt werden, der mit den vom Motor 40 angetriebenen Rädern 63 verbunden ist. Auf diese Weise wird die momentane Position X(t) auf der Basis der Fahrstrecke der Laufkatze von der mit Hilfe des Markensensors 61 erfaßten Ausgangsmarke erhalten. In gleicher Weise zählt auch die Vorrichtung 2 zum Messen der Seillänge die Ausgangsimpulse des Tachometers (nicht dargestellt), der sich mit der Winde 51 verblockt dreht, um somit die momentane Seillänge ℓ(t) zu erhalten.
  • Mit Bezug auf die Fig. 4A und 4B wird nachfolgend das Steuerprogramm beschrieben, das von dem Mikrocomputer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Kransteuerverfahrens ausgeführt wird. Drückt man einen auf der Tastatur 8 vorgesehenen Startknopf, so wird die Ausführung des Steuerprogramms gestartet. Anschließend wird dieses Programm nach jeder konstanten Zeitperiode wiederholt ausgeführt.
  • Vor dem Drücken des Startknopfs werden verschiedene Daten, die, wie aus Fig. 5 ersichtlich, auf den Ort und die Länge des Seils hinweisen, über die Tastatur 8 eingegeben: nämlich, die Sollposition X T des Transports der Laufkatze, die Seillänge L s als Anfangszustand des Beschleunigungsvorgangs der Laufkatze die kürzeste Seillänge L ℓ, die auf den Grenzwert beim Seilaufwickelvorgang hinweist, die letzte Seillänge L T , die auf den Sollwert bei dem Seilherablaßvorgang an der Sollposition X T hinweist, Koordinatenwerte (0 bis X U ), die auf den zulässigen Bereich des Seilaufwickelvorgangs hinweisen, und Koordinatenwerte (X D bis X T + 5,0), die den zulässigen Bereich des Seilherablaßvorganges wiedergeben. Außerdem wird der auf den Zustand der Laufkatze hinweisende Status-Parameter ST auf die Anfangsstellung "0" gebracht.
  • Wird das Steuerprogramm gestartet, so werden zuerst beim Schritt 50 die Meßwerte X(t), ℓ(t) und m eingelesen, die von den Meßvorrichtungen 1, 2 und 7 erhalten werden. Anschließend wird der Statusparameter ST unterschieden (Schritt 100) und die Programmfolge entsprechend dem Zustand der Laufkatze ausgewählt.
  • Hat der Statusparameter ST den Anfangswert "0", so befindet sich die Laufkatze im Beschleunigungs-Bereitschaftsmodus, so daß die Seillänge ℓ(t) mit L s beim Schritt 101 verglichen wird. Ist ℓ(t) länger als L s , so wird die Sollgeschwindigkeit V T der Laufkatze auf Null gesetzt, um die Laufkatze anzuhalten (Schritt 102). Anschließend folgt die in Fig. 4B gezeigte Seilsteuerfolge. Ist die Seillänge ℓ(t) gleich L s oder kürzer, so folgt Schritt 103 und die Beschleunigungsperiode T 1 und die Beschleunigungskraft F 1 werden als Parameter für den Beschleunigungsvorgang mit Hilfe der folgenden Gleichungen berechnet: wobei 1 die mittlere Beschleunigung (m/s2) der Laufkatze darstellt, die durch V c /T 1 berechnet wird. Aus der Beschleunigungszeit T 1, die durch die Gleichung (21) erhalten wird und der momentanen Zeit t kann die Endzeit T A des Beschleunigungsvorgangs wie folgt berechnet werden:
  • Der Beschleunigungsstrom I m1, der dem Laufkatzenzugmotor 40 zugeführt wird, ergibt sich zu:
  • K M stellt einen Proportionalitätskoeffizienten zwischen dem Ankerstrom und dem Drehmoment des Motors 40 dar. Beim nächsten Schritt 104 wird der Statusparameter ST auf den Wert "1" gesetzt und der durch die Gleichung (24) abgeleitete Stromwert wird zur Beschleunigung der Laufkatze als Stromsollwert I m (t) ausgegeben. Andererseits wird ein positiver großer Wert, der z. B. etwa doppelt so groß wie der Sollwert V c des Vorgangs mit konstanter Geschwindigkeit ist, als Sollgeschwindigkeit V T (t) der Laufkatze ausgegeben, um den Geschwindigkeitsregler in der Laufkatzensteuereinheit 4 zu sättigen, wobei die Drehmomentsteuerung mit konstanter Beschleunigung im strombegrenzenden Steuerzustand ausgeführt werden kann.
  • Hat der Statusparameter ST beim Schritt 100 den Wert "1", so folgt Schritt 105 und eine Überprüfung wird vorgenommen, um festzustellen, ob die momentane Zeit t den Beschleunigungsendzeitpunkt T A erreicht hat oder nicht. Lautet die Antwort beim Schritt 105 NEIN, so wird die Laufkatze beim Schritt 104 kontinuierlich beschleunigt. Lautet die Antwort hingegen JA, so wird der Sollwert V c des Vorgangs mit konstanter Geschwindigkeit als Sollgeschwindigkeit V T (t) der Laufkatze beim Schritt 106 ausgegeben und der Statusparameter ST wird auf den Wert "2" gesetzt.
  • Hat der Statusparameter ST beim Schritt 100 den Wert "2", so folgt der Schritt 107 und es werden die Verzögerungszeit T 2, die Verzögerungskraft F 2, die Endzeit T D des Verzögerungsvorgangs und der Verzögerungsstrom I m2 als Parameter für den Verzögerungsvorgang durch die folgenden Gleichungen berechnet: wobei 2 eine mittlere Verzögerung (m/s2) darstellt, die durch V c /T 2 berechnet wird.
  • Beim nächsten Schritt 108 wird aus der momentanen Position X(t) der Laufkatze, der Sollgeschwindigkeit V c und der mittleren Verzögerung 2 die Voraussage-Halteposition X s für den Fall, daß der Verzögerungsvorgang zu diesem Zeitpunkt begonnen wurde, wie folgt berechnet:
  • Die Voraussage-Halteposition X s wird beim Schritt 109 mit der gewünschten Halteposition X T verglichen. Liegt die Position X s vor der Position X T , so wird mit der mit konstanter Geschwindigkeit erfolgenden Bewegung beim Schritt 106 fortgefahren. Hat X s jedoch den Wert X T erreicht, so wird der Verzögerungsstrom I m2 als Stromsollwert I m (t) beim Schritt 110 abgegeben. Außerdem wird ein negativer großer Wert als Sollgeschwindigkeit V(t) der Laufkatze im Gegensatz zum Fall des Beschleunigungsvorganges ausgegeben. Anschließend wird der Statusparameter ST der Laufkatze auf den Wert "3" gesetzt.
  • Hat der Statusparameter ST den Wert "3", so folgt nach dem Schritt 100 der Schritt 111 und es wird eine Überprüfung vorgenommen, um festzustellen, ob die momentane Zeit den beim Schritt 107 erhaltenen Endzeitpunkt T D des Verzögerungsvorgangs erreicht hat oder nicht. Lautet die Antwort beim Schritt 111 NEIN, so wird beim Schritt 110 der Verzögerungsvorgang fortgeführt. Lautet die Antwort hingegen JA, so wird die Sollgeschwindigkeit V T (t) der Laufkatze beim Schritt 112 auf Null gesetzt und der Statusparameter ST wird auf den Wert "4" gesetzt, der auf den Haltezustand der Laufkatze hinweist.
  • Hat der Statusparameter ST beim Schritt 100 den Wert "4", so wird der oben erwähnte Schritt 112 zum Anhalten der Laufkatze ausgeführt.
  • Nach der Steuerfolge für die Bewegung der Laufkatze wird die in Fig. 4B gezeigte Steuerfolge für das Seil ausgeführt. Bei dieser Folge wird beim Schritt 200 die momentane Position X(t) der Laufkatze unterschieden. Befindet sich die Laufkatze in dem Seilaufwickelbereich (0 ≦ X(t) ≦ X u ), so wird die momentane Seillänge ℓ(t) mit der kürzesten Seillänge L 1 beim Schritt 202 verglichen. Ist ℓ(t) länger als L 1, so wird der Aufwickel-Sollwert, z. B. 0,6 m/s, als Sollgeschwindigkeit V ℓ(t) des Seils beim Schritt 203 bestimmt und diese Routine beendet. Liegt X(t) im Abwickel- bzw. Absetzbereich (X D ≦ X(t) ≦ X T + 5,0) der Laufkatze, so wird der momentane Wert ℓ(t) des Seils mit der letzten Seillänge L T beim Schritt 204 verglichen. Ist ℓ(t) kürzer als L T , so wird der Absetz-Sollwert, z. B. -0,6 m/s, als Sollgeschwindigkeit V ℓ(t) des Seils beim Schritt 205 vorgegeben. Liegt X(t) außerhalb dieser beiden Bereiche, das heißt hat ℓ(t) den Wert L 1 im Aufwickelbereich erreicht oder hat ℓ(t) den Wert L T in dem Abwickelbereich erreicht, so wird die momentane Seillänge beim Schritt 201 beibehalten.
  • Obwohl die Masse bzw. das Gewicht m der Laufkatze bei diesem Ausführungsbeispiel durch den Meßwert der Meßeinrichtung 7 erhalten wurde, kann der Wert des Gewichts auch über die Tastatur 8 eingegeben werden, falls dieser Wert vorher bekannt ist.
  • Andererseits wurde der Aufwickel- oder Abwickelvorgang des Seils bei diesem Ausführungsbeispiel parallel während des Bewegungsvorganges der Laufkatze ausgeführt. Für den Fall, daß der Transport der Laufkatze zu der Zielposition mit ungeänderter Seillänge L s erfolgt, kann jedoch der Wert T 2 mit T 1 gleichgesetzt werden.
  • Die Fig. 6A bis 6D zeigen die Simulationsergebnisse durch den Computer, die die erfindungsgemäße Kransteuerung betreffen. Fig. 6A stellt eine Änderung der Seillänge ℓ(t) dar. Fig. 6B zeigt eine Änderung des Strom- Sollwerts I m (t) für die Laufkransteuerung. Fig. 6C gibt eine Änderung der Laufkatzengeschwindigkeit V(t) wieder. Fig. 6D verdeutlicht eine Änderung des Seilpendelwinkels R(t). In den Fig. 6A bis 6D ist auf der Abszissenachse die Zeit aufgetragen.
  • Fig. 7 stellt eine Kurve dar, bei der der Seilpendelwinkel R(t) in Draufsicht darstellt ist. In der Fig. 7 ist auf der Abszissenachse die Winkelgeschwindigkeit und auf der Ordinatenachse der Pendelwinkel R aufgetragen. stellt den zeitdifferenzierten Wert (rad/s) des Pendelwinkels dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel pendelt das herabhängende Frachtstück in einem Bereich von -0,06 bis 0,06 rad innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs von -0,045 bis 0,045 rad/s.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, werden bei der Erfindung die Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten T 1 und T 2 der Laufkatze unter Berücksichtigung nicht nur der Seillänge, sondern auch des Gewichts des herabhängenden Frachtstücks und des Gewichts der Laufkatze erhalten, wobei die Zeiten T 1 und T 2 verringert werden, sowie das Gewicht des herabhängenden Frachtstücks zunimmt. Durch Ändern der Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten der Laufkatze entsprechend dem Gewicht des herabhängenden Frachtstücks kann das Frachtstück gemäß der Erfindung zu dem Zielort mit geringerem Pendeln in kurzer Zeit transportiert werden. Andererseits kann während des Betriebs der Laufkatze die Startzeit der Laufkatze und die Startzeit zum Absetzen des Frachtstücks verringert werden, indem parallel dazu die Seillänge gesteuert wird, so daß die zum Transport des Frachtstücks erforderliche Zeit weiter verringert werden kann.

    • Claims (7)

    1. Verfahren zum Steuern eines Krans, bei dem ein an einem Seil aufgehängtes Frachtstück mit Hilfe einer Laufkatze seitlich bewegt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - man bestimmt eine Beschleunigungszeit (T 1) der Laufkatze auf der Grundlage der Masse der Laufkatze, der Masse des aufgehängten Frachtstücks einschließlich einer Aufhängevorrichtung und einer Länge des Seils nach dem Starten der Laufkatze,
    - man bestimmt eine Beschleunigungskraft (F 1) der Laufkatze, die erforderlich ist, daß die Geschwindigkeiten der Laufkatze und des aufgehängten Frachtstücks während der Beschleunigungszeit Sollgeschwindigkeiten erreichen,
    - man übt die Beschleunigungskraft (F 1) während der Beschleunigungszeit (T 1) auf die Laufkatze aus und
    - man läßt nach Ablauf der Beschleunigungszeit die Laufkatze gleichförmig mit der Sollgeschwindigkeit (V T ) laufen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil aufgewickelt wird, während die Seillänge gemessen wird, daß, wenn die Seillänge einen ersten Sollwert erreicht, die Laufkatze gestartet wird, und daß nach der Inbetriebsetzung der Laufkatze das Seil kontinuierlich aufgewickelt wird, bis die Seillänge einen zweiten Sollwert erreicht.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungszeit (T 1) der Laufkatze auf der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet wird: wobei M die Masse der Laufkatze, m die Masse des aufgehängten Frachtstücks, g die Schwerkraft und ℓ(t) die Seillänge ist.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verzögerungszeit (T 2) der Laufkatze auf der Grundlage der Masse der Laufkatze, der Masse des aufgehängten Frachtstücks und der momentanen Seillänge der Laufkatze bestimmt, daß man eine Verzögerungskraft (F 2) der Laufkatze bestimmt, die erforderlich ist, um die Laufkatze und das aufgehängte Frachtstück aus den Sollgeschwindigkeiten während der Verzögerungszeit (T 2) anhalten zu können, und daß man Verzögerungskraft (F 2) während der Verzögerungszeit (T 2) auf die Laufkatze ausübt.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Halteposition der Laufkatze auf der Grundlage der Fahrstrecke der Laufkatze für den Fall, daß die Verzögerungskraft (F 2) während der Verzögerungszeit (T 2) auf die Laufkatze ausgeübt wurde, und auf der Grundlage der momentanen Position der Laufkatze voraussagt, und daß, wenn die vorausgesagte Halteposition der Laufkatze eine vorbestimmte Soll- bzw. Zielposition erreicht, die Laufkatze durch die Verzögerungskraft verzögert wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die Laufkatze eine vorbestimmte Position durchlaufen hat, das Seil parallel zum Bewegungsvorgang der Laufkatze herabgelassen wird, bis die Seillänge einen dritten Sollwert erreicht.
    7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungszeit (T 2) der Laufkatze auf der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet wird: wobei M die Masse der Laufkatze, m die Masse des aufgehängten Frachtstücks, g die Schwerkraft und ℓ(t) die Seillänge darstellt.
    DE19863627580 1985-08-16 1986-08-14 Verfahren zum steuern eines krans Withdrawn DE3627580A1 (de)

    Applications Claiming Priority (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    JP60180249A JPS6241189A (ja) 1985-08-16 1985-08-16 クレ−ン制御方式

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    DE3627580A1 true DE3627580A1 (de) 1987-03-05

    Family

    ID=16079968

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    DE19863627580 Withdrawn DE3627580A1 (de) 1985-08-16 1986-08-14 Verfahren zum steuern eines krans

    Country Status (4)

    Country Link
    US (1) US4717029A (de)
    JP (1) JPS6241189A (de)
    KR (1) KR960004623B1 (de)
    DE (1) DE3627580A1 (de)

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