Aplikace energetického a technologického systému pro potlačení kývání břemene mostového a portálového jeřábu

Blokové schéma zařízení pro potlačení kývání břemene je uvedeno na následujícím obrázku:

Zařízení pro potlačení kývání břemene mostových a portálových jeřábů bylo navrženo na základě těchto požadavků:

• nahrazení mechanického způsobu tlumení kývání se speciálním uspořádáním nosných lan, které však nepřináší dostačující uklidnění kývání břemene a jehož účinnost s narůstající délkou lana klesá

• nahrazení zpětnovazebního řízení posunu břemene založené na tlumení kývání na základě zpětné vazby od měřené polohy břemene jeřábu, jehož nevýhodou je nutnost realizace měření výchylky břemene, které je obtížné a nákladné

• plné odstranění kývání břemene v celém rozsahu délky lana při pojezdech kočky a mostu

• plně elektronické zařízení bez nutnosti zásahů do samotné konstrukce jeřábu

• aplikace zařízení bez zpětné vazby a informace o poloze břemene

• zachování požadovaných dob rozjezdu a pojezdu kočky a mostu jeřábu bez existence rázů v pohonech jeřábu

• jednoduché měření délky lana s nutností minimálních konstrukčních úprav

• napojením požadovaných stavových signálů lze jednoduše využít instalované počítačové techniky pro sledování provozních stavů vytížení jeřábu, signalizace opotřebení brzd a dalších parametrů

• zajištění funkce antikývacího zařízení v kombinaci s dálkovým radiovým řízením

• požadovaný rozsah pracovních teplot -40°C až 60°C

Instalace počítačové techniky do vlastního řízení jeřábu umožní s výhodou aplikaci i dalších funkcí, které zajistí tzv. vlastní inteligenci jeřábu. Proto také řídící technika pro aplikaci antikývacího zařízení byla pečlivě volena s ohledem na možnosti postupného stavebnicového rozšiřování.

Mezi funkce tzv. vlastní inteligence jeřábu lze například zařadit:

• dálkové řízení jeřábu na základě nadřazeného technologického systému s možností funkce jeřábového robotu

• snímání všech poruchových a havarijních stavů na jeřábu a vybudování komplexního poruchového systému

• snímání provozních hodin jednotlivých částí jeřábu s jejich diagnostikou, což přináší snížení doby odstávek vlivem poruch a snížení nákladů na údržbu

• dálkové sledování všech provozních stavů jeřábu na počítači umístěném ve velínu daného střediska, případně servisního oddělení s vizualizací a archivací on-line nebo s možností dávkového stahování naměřených dat pomocí přenosného PC

Na základě předchozích požadavků byl navržen, testován a v praxi úspěšně aplikován následující systém potlačení kývání břemene. Řídící systém se skládá z řídícího počítače a čidla pro odměřování délky závěsného lana. K odměřování délky závěsného lana je použito indukční čidlo, které lze velmi snadno namontovat na kladkostroj jeřábu. V případě požadavku lze pro odměřování délky lana využít víceotáčkových potenciometrů a dalších technických řešení. Řídící počítač snímá signály od požadavku obsluhy na pojezdy kočky, portálu jeřábu a délky závěsného lana. Na základě těchto informací generuje takovou rozjezdovou a dojezdovou rampu, při které nedochází k rozkývání břemene. Tento signál je vstupním signálem pro frekvenční měniče příslušných pohonů.

Nabízené technické řešení antikývacího zařízení vychází z osvědčené koncepce aplikací systému AISYS pro řešení automatizace energetických a technologických celků.

Centrální částí antikývacího zařízení je řídicí počítač. Na základě podrobného průzkumu trhu a zkušeností s nasazováním řídících systémů byl pro hardware řídícího počítače zvolen stavebnicový systém MICRO-PC americké firmy Octagon Systems. Základním kriteriem výběru hardware byla výkonnost, spolehlivost a vysoká odolnost pro použití v náročném průmyslovém prostředí. Garantovaná spolehlivá funkce řídícího počítače je v rozsahu teplot -40°C až 80°C.

Výstupní signály pro modelování rozjezdových a dojezdových ramp ovládání frekvenčních měničů příslušných pohonů jsou 0-10 V, případně 0/4-20mA. Volba charakteru výstupního analogového signálu je závislá od vzdálenosti řídící jednotky a měničů, hladiny průmyslového rušení okolního prostředí a možnostech zvolených frekvenčních měničů.

Na základě zkušeností s nasazováním antikývacího zařízení doporučujeme použití frekvenčních měničů firem Danfoss, ABB, Lenze a Vonsch.

Základním a hlavním předpokladem správné funkce zařízení je aktuální měření délky závěsného lana, které je nutno měřit s přesností +/-15 cm. Délka lana je odměřována odměřovacím zařízením.

Na základě mechanických a konstrukčních možností jeřábu může být zvolena různá metoda. Jako nejjednodušší a přitom spolehlivá metoda je snímání otáček bubnu nosného lana pomocí indukčního čidla, které snímá jeho kovové žebra. Impulsy od indukčního čidla zpracovává řídící počítač spolu s informací směru otáčení od požadavků obsluhy, snímáním koncových poloh zdvihu a převádí jej na aktuální délku lana.

Funkce pro potlačení kývání břemene přináší tyto výhody:

• minimalizuje nutnost poměrně kvalifikované a zkušené obsluhy jeřábu vyžadující náročné školení

• potlačuje kývání břemene jeřábu po rozjezdu a dojezdu, čímž dochází ke zvýšení produktivity práce až o 80%

• dochází ke zvýšení bezpečnosti práce

• snižuje spotřebu elektrické energie a snižuje mechanického zatížení funkčních částí jeřábu

• umožňuje v rychlém sledu měnit zvolené místo dojezdu dle povelů obsluhy, aniž by docházelo ke zvýšení rozkyvu břemene

Konkrétní příklad byl testován ve firmě AUMUND-CONTEINERCRAME, kdy zkušený jeřábník pracoval na jeřábu bez vyvažováním a s mechanickým tlumením, jehož účinnost s narůstající délkou závěsu klesá.

Tento jeřábník s jeřábem bez vyvažování přeložil za 1 hodinu 7 kontejnerů a ten samý jeřábník s vyvažováním přeložil za 1 hodinu 12 kontejnerů. Tedy mechanické tlumení přineslo cca o 75% vyšší produktivitu.

Námi navrhované vyvažování si měří délku závěsného lana a podle toho modifikuje rozjezdovou a dojezdovou charakteristiku. Tímto zlepšením lze konstatovat zvýšení produktivity až o 80%.

Vlastnictví patentu a spolupůsobení na aplikaci uvedeného zařízení:

Součástí software řídícího počítače je aplikována část, ve které jsou zapracovány algoritmy pro generování rozjezdových a dojezdových ramp příslušných měničů. Tyto algoritmy jsou patentovány ČVUT Praha Prof. Ing. Michaelem Valáškem a kolektiv, DrSc - Patent PV 3661/96 "Způsob potlačení kývání břemene, zejména jeřábu a zařízení k provádění tohoto způsobu". Na tvorbě a oživování software se dále podílí firma Bastl zastoupená Ing. Rudolfem Bastlem.

Reference z aplikace antikývacího zařízení:

Antikývací zařízení již byly nasazeny pro řízení pěti mostových jeřábů v Nové Huti Ostrava - 3 x 32 tun a 2 x 10 tun. Tuto zakázku zajišťoval výrobce mostových jeřábů Královopolská strojírna, a.s. Brno. Kontaktní osobou za KPS Brno je Ing. Pavel Mičánek - projekce a konstrukce jeřábů.

Vyšší dodavatel zařízení pro potlačení kývání břemene:

Firma AISE-JME, s.r.o., Výpusta 400, 760 01 Zlín tel./fax/zázn.: 067/7220471-3, kontaktní osoba Ing. Martin Malaník, Ing. František Urbaník

AISE-JME s.r.o.
Výpusta 400,
76001 Zlín-Příluky

Tel/Fax:
067 / 7220471

e-mail:
aisejme@mbox.vol.cz

URL:
http://www.volweb.cz/aisejme nebo http://www.czech-web.cz/~aisejme

Návrat zpět na Hlavní stránku