DE102011050857B4 - Method for compensating a load moment - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Ausgleichen eines durch eine Last auf einen Schwimmkörper, insbesondere Schiff (1), einwirkenden Lastmoments um eine Drehachse des Schwimmkörpers, indem ein zum Ausgleich des Lastmoments erforderliches Ausgleichsmoment erzeugt wird, wobei die Last von einem, insbesondere um eine Achse schwenkbaren, Ausleger (5) einer auf dem Schwimmkörper (1) angeordneten Ladevorrichtung (2) getragen wird, wobei eine Position der Last (7) relativ zum Schwimmkörper (1) ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Position das Ausgleichsmoment bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem vorgegebenen Lastweg eine planmäßige zukünftige Position der Last ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit von der ermittelten zukünftigen Position das Ausgleichsmoment bestimmt wird, wobei die Position der Last durch eine Kamera in Verbindung mit einer Bildverarbeitung ermittelt wird.Method for compensating a load moment acting on a floating body, in particular a ship (1), about an axis of rotation of the floating body by generating a compensating moment required to compensate for the load moment, wherein the load is carried by a boom (5), in particular pivotable about an axis, of a loading device (2) arranged on the floating body (1), wherein a position of the load (7) relative to the floating body (1) is determined and the compensating moment is determined depending on the determined position, characterized in that a planned future position of the load is determined from a predetermined load path, wherein the compensating moment is determined depending on the determined future position, wherein the position of the load is determined by a camera in conjunction with image processing.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen eines durch eine Last auf einen Schwimmkörper, insbesondere Schiff, einwirkenden Lastmoments um eine Drehachse des Schwimmkörpers, mit den weiteren Merkmalen nach Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a method for compensating a load moment acting on a floating body, in particular a ship, about an axis of rotation of the floating body, with the further features according to the preamble of
Die Offenbarung betrifft eine nicht zur Erfindung gehörende Vorrichtung zum Ausgleichen eines durch eine Last auf einen Schwimmkörper, insbesondere Schiff, einwirkenden Lastmoments um eine Drehachse des Schwimmkörpers, wobei die Last von einem, insbesondere um eine Achse schwenkbaren, Ausleger einer auf dem Schwimmkörper angeordneten Ladevorrichtung getragen wird, umfassend
mindestens zwei paarweise gegenüberliegend angeordnete Ausgleichstanks,
eine die Ausgleichstanks paarweise verbindende Ausgleichsleitung,
Verschiebemittel zum Verschieben einer Ausgleichsflüssigkeit zwischen den Ausgleichstanks über die Ausgleichsleitung.The disclosure relates to a device not belonging to the invention for compensating a load moment acting on a floating body, in particular a ship, about an axis of rotation of the floating body, wherein the load is carried by a boom, in particular pivotable about an axis, of a loading device arranged on the floating body, comprising
at least two equalisation tanks arranged in pairs opposite each other,
a compensation line connecting the expansion tanks in pairs,
Displacement means for displacing a compensating fluid between the compensating tanks via the compensating line.
Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung ein nicht zu Erfindung gehörendes Verfahren zur Positionsbestimmung einer Last, wobei die Last insbesondere von einem, vorzugsweise um eine Achse schwenkbaren, Ausleger einer auf dem Schwimmkörper angeordneten Ladevorrichtung getragen wird.Furthermore, the present disclosure relates to a method not belonging to the invention for determining the position of a load, wherein the load is carried in particular by a boom, preferably pivotable about an axis, of a loading device arranged on the floating body.
Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung eine nicht beanspruchte Messausrüstung zur Durchführung eines Verfahrens, mindestens umfassend
einen schwimmkörperseitigen Referenzsensor zur Anordnung auf dem Schwimmkörper für die globale Positionsbestimmung eines schwimmkörperseitigen Referenzmesspunktes,
mindestens einen lastseitigen Lastsensor für die globale Positionsbestimmung des Lastortmesspunktes zur Anordnung im Bereich der Last,
Auswertemittel zum Auslesen der von den Sensoren bestimmten Positionsdaten und zur Ermittlung des Lastmoments in Abhängigkeit von den Positionsdaten.Furthermore, the present disclosure relates to a non-claimed measuring equipment for carrying out a method, at least comprising
a float-side reference sensor for placement on the float for the global positioning of a float-side reference measuring point,
at least one load-side load sensor for the global positioning of the load location measuring point for arrangement in the area of the load,
Evaluation means for reading the position data determined by the sensors and for determining the load torque depending on the position data.
Schließlich betrifft die vorliegende Offenbarung eine nicht zu Erfindung gehörende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mindestens umfassend
eine Vorrichtung zum Erzeugen eines zum Ausgleichen des durch die Last auf den Schwimmkörper, insbesondere Schiff, einwirkenden Lastmoments um eine Drehachse des Schwimmkörpers erforderlichen Ausgleichsmoments,
eine Messausrüstung zum Ermitteln einer Position der Last relativ zum Schwimmkörper.Finally, the present disclosure relates to a device not belonging to the invention for carrying out the method according to one of
a device for generating a balancing moment required to compensate for the load moment acting on the floating body, in particular a ship, about an axis of rotation of the floating body,
measuring equipment for determining a position of the load relative to the floating body.
Beim Be- und Entladen von Schwimmkörpern, von Schiffen, erfolgt die Be- oder Entladung üblicherweise über eine Längsseite, also von Backbord oder Steuerbord. Wenn dazu ein auf dem Schiff angeordneter Ladekran verwendet wird, besteht das Problem, dass die Masse der aufzunehmenden Last ein eine Krängungsänderung hervorrufendes Moment erzeugt. Diese Situation tritt insbesondere auf, wenn zum Beispiel Schiffe zur Verlegung von Offshore-Ausrüstungen auf See mit schweren Offshore-Konstruktionen beladen werden. Beispielsweise kann eine Offshore-Konstruktion eine Masse von mehreren Tausend metrischen Tonnen aufweisen. Beim Beladen eines Schiffs mit einer derartigen Offshore-Konstruktion über einen Kran mit einem Ausleger kann es ohne Gegenmaßnahmen je nach Schiffstyp zu einer gefährlichen Krängungsänderung von zum Beispiel 35 Grad oder mehr kommen.When loading and unloading floating bodies from ships, loading or unloading usually takes place from a longitudinal side, i.e. from port or starboard. If a loading crane mounted on the ship is used for this purpose, the problem arises that the mass of the load to be picked up creates a moment that causes a change in heel. This situation occurs in particular when, for example, ships are loaded with heavy offshore structures for the installation of offshore equipment at sea. For example, an offshore structure can have a mass of several thousand metric tons. When loading a ship with such an offshore structure using a crane with a boom, a dangerous change in heel of, for example, 35 degrees or more can occur without countermeasures, depending on the type of ship.
Aus diesem Grund ist es im Stand der Technik bekannt, bei dem Beladevorgang Mittel zum Ausgleichen der durch die Last hervorgerufenen Krängungsänderung und/oder Trimmänderung zu verwenden. Diese sind unter der angelsächsischen Bezeichnung Anti-Heeling-System bekannt und basieren im wesentlichen darauf, dass durch Verschieben einer Ballastflüssigkeit zwischen paarweise angeordneten Ausgleichstanks ein Gegenmoment erzeugt wird. Diese bekannte Maßnahme zur Stabilisierung von Schiffen während der Beladung ist jedoch bei extremen Verhältnissen wie zum Beispiel der beschriebenen Beladung mit einer mehrere Tausend Tonnen schweren Offshore-Konstruktion von Backbord oder Steuerbord nicht optimal. Denn insbesondere bei der üblichen Verwendung von Ladekränen mit schwenkbaren Auslegern treten während des Ladevorgangs, besonders jedoch während des Schwenkvorgangs, sehr starke Änderungen der Momente auf. Diese Änderungen sind mit herkömmlichen Anti-Heeling-Systemen nur unzureichend in den Griff zu bekommen. Der Beladungsvorgang wird daher in der Regel manuell und daher sehr langsam durchgeführt, um die auftretenden Momentenänderungen unter Berücksichtigung der Reaktionszeiten des Anti-Heeling-Systems sicherzustellen. Die Regelung der Schiffsneigung erfolgt dabei gemäß Stand der Technik in Reaktion auf messtechnisch festgestellte Neigungsänderungen, beispielsweise Änderungen der Krängung oder des Trimms des Schwimmkörpers, wenn diese zu einer Neigung außerhalb eines vorgegebenen Bereichs von beispielsweise 1 oder 2 Grad führen. Aufgrund der geschilderten Unzulänglichkeiten der bekannten Verfahren ist der Ladevorgang gemäß Stand der Technik unerwünscht zeitintensiv und unter ungünstigen Bedingungen möglicherweise auch unsicher.For this reason, it is known in the state of the art to use means to compensate for the change in heel and/or trim caused by the load during the loading process. These are known under the Anglo-Saxon term anti-heeling systems and are essentially based on the fact that a counter-moment is generated by moving a ballast liquid between equalization tanks arranged in pairs. However, this known measure for stabilizing ships during loading is not optimal in extreme conditions such as the loading of an offshore structure weighing several thousand tons from the port or starboard side described above. This is because, particularly when loading cranes with swiveling booms are normally used, very strong changes in the moments occur during the loading process, but especially during the swiveling process. These changes cannot be adequately controlled with conventional anti-heeling systems. The loading process is therefore usually carried out manually and very slowly in order to ensure that the occurring changes in moments are taken into account in the reaction times of the anti-heeling system. According to the state of the art, the ship's inclination is regulated in response to measured changes in inclination, for example changes in the heeling or trim of the floating body, if these lead to an inclination outside a specified range of, for example, 1 or 2 degrees. Due to the described inadequacies of the known methods, the loading process according to the state of the art is undesirably time-consuming and, under unfavorable conditions, possibly also unsafe.
Eine Vorrichtung zum Ausgleichen eines durch eine Last auf einen Schwimmkörper, insbesondere Schiff, einwirkenden Lastmoments der eingangs genannten Art ist bei den oben geschilderten Einsatzbereichen mit Nachteil nur mit erheblicher zeitlicher Verzögerung in der Lage, eine beim Be- oder Entladen, insbesondere beim Schwenken, auftretende Neigungsänderung zu kompensieren. Schon gar nicht ist es mit den bekannten Vorrichtungen möglich, eine Neigungsänderung von vornherein zu verhindern. Es besteht daher Bedarf an einer verbesserten Vorrichtung zum Ausgleichen hinsichtlich der Verkürzung der Reaktionszeiten sowie der Verbesserung der Sicherheit.A device for compensating a load moment acting on a floating body, in particular a ship, by a load, which The disadvantage of the type mentioned above is that it is only able to compensate for a change in inclination that occurs during loading or unloading, particularly during swiveling, with a considerable time delay in the areas of application described above. It is certainly not possible to prevent a change in inclination from the outset with the known devices. There is therefore a need for an improved device for compensating in order to shorten reaction times and improve safety.
Gattungsgemäße Verfahren zum Ermitteln eines Lastmoments basieren im Wesentlichen auf Daten, die durch Messsensoren am Ladekran geliefert werden. Insbesondere ist es bekannt, Winkelgeber zur Messung des Winkels zwischen Turm und Ausleger des Ladekrans zu verwenden. Diese Verfahren sind jedoch mit Nachteil ungenau. Häufig eignet sich ein mit den bekannten Verfahren ermitteltes Lastmoment daher nicht optimal zur Weiterverarbeitung durch Bordsysteme des Schiffes.Generic methods for determining a load moment are essentially based on data provided by measuring sensors on the loading crane. In particular, it is known to use angle sensors to measure the angle between the tower and boom of the loading crane. However, these methods have the disadvantage of being inaccurate. A load moment determined using the known methods is therefore often not ideal for further processing by the ship's on-board systems.
Entsprechendes gilt für die gattungsgemäße Messausrüstung zur Durchführung des Verfahrens zum Ermitteln eines Lastmoments.The same applies to the generic measuring equipment used to carry out the procedure for determining a load moment.
Die
Aus der
Die
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausgleichen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine Be- oder Entladung schneller und sicherer durchgeführt werden kann.The present invention is therefore based on the object of improving a method for balancing of the type mentioned at the outset so that loading or unloading can be carried out more quickly and safely.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, bei dem eine Position der Last relativ zum Schwimmkörper ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Position das Ausgleichsmoment bestimmt wird. Es ist also erfindungsgemäß mit Vorteil möglich, anhand der Bestimmung der Position der Last relativ zum Schwimmkörper einen verbesserten Momentenausgleich zu erzielen. Denn anstatt, wie im Stand der Technik üblich, erst auf eine bereits messtechnisch erfassbare Neigungsänderung durch die Erzeugung von Gegenmomenten zu reagieren, ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, mit der Kenntnis der Position der Last bereits die die Neigungsänderung verursachende Momentenänderung heranzuziehen, um frühzeitig das erforderliche Ausgleichsmoment zu erzeugen. Das Trägheitsmoment des Schwimmkörpers bei der Reaktion auf Änderungen des Lastmoments spielt somit erfindungsgemäß keine Rolle. Mittel zum Ausgleichen einer Neigungsänderung können auf diese Weise mit Vorteil frühzeitig aktiviert werden, so dass im günstigsten Fall der Ladevorgang schneller und sicherer ablaufen kann.The object underlying the invention is achieved according to the invention by a method with the features of
Nach der Erfindung wird die Position der Last durch eine Kamera in Verbindung mit einer Bildverarbeitung ermittelt.According to the invention, the position of the load is determined by a camera in conjunction with image processing.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Bestimmung des Lastmoments relativ zu einer Drehachse des Schwimmkörpers eine Masse der Last ermittelt wird und anschließend in Abhängigkeit von dem Lastmoment das Ausgleichsmoment bestimmt wird. Somit wird aus der Position und der Masse der Last ein Moment der Last relativ zu einer Drehachse des Schwimmkörpers errechnet, welches zur Aktivierung einer Anlage zur Erzeugung eines Ausgleichsmoments verwendet wird. Zur Ermittlung der Masse der Last kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise eine Änderung des Tiefgangs beim Aufnehmen der Last herangezogen werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, a mass of the load is determined to determine the load moment relative to a rotation axis of the floating body and then the balancing moment is determined as a function of the load moment. Thus, a moment of the load relative to a rotation axis of the floating body is calculated from the position and the mass of the load, which is used to activate a system for generating a balancing moment. Within the scope of the invention, a change in the draft when picking up the load can be used, for example, to determine the mass of the load.
Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zeitliche Änderungen der Position der Last und/oder des Lastmoments ermittelt werden, kann erfindungsgemäß ein zum Ausgleich der zu erwartenden Neigungsänderung erforderliches Ausgleichsmoment frühzeitig bestimmt werden, um die Reaktionszeit für die Neigungskompensation weiter zu vermindern.If, in a further advantageous embodiment of the invention, temporal changes in the position of the load and/or the load moment are determined, a compensating moment required to compensate for the expected change in inclination can be determined early according to the invention in order to further reduce the reaction time for the inclination compensation.
Insbesondere kann erfindungsgemäß zum Erzeugen des Ausgleichsmoments eine Ausgleichsflüssigkeit zwischen mindestens zwei paarweise gegenüberliegend angeordneten Ausgleichstanks durch eine die Ausgleichstanks paarweise verbindende Ausgleichsleitung verschoben werden. Die erforderliche Durchflussmenge der zu verschiebenden Ausgleichsflüssigkeit wird dabei erfindungsgemäß anhand der ermittelten Position der Last ermittelt.In particular, according to the invention, in order to generate the compensating moment, a compensating fluid can be displaced between at least two compensating tanks arranged opposite one another in pairs through a compensating line connecting the compensating tanks in pairs. The required flow rate of the compensating fluid to be displaced is determined according to the invention based on the determined position of the load.
Je nach Auslegung der Ausgleichstanks sowie der Masse der zu beladenden Last können im Rahmen der Erfindung auch mehrere Paare von Ausgleichstanks verwendet werden, um die nötige Durchflussmenge an Ausgleichsflüssigkeit zur Erzeugung eines Gegenmoments bereitzustellen.Depending on the design of the equalization tanks and the mass of the load to be loaded, several pairs of equalization tanks can be used within the scope of the invention in order to achieve the necessary To provide a flow rate of compensating fluid to generate a counter torque.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ausgleichsflüssigkeit mittels Druckluft verschoben. Dazu kann insbesondere Luft in die Ausgleichstanks geblasen werden, um deren Inhalt über die Ausgleichsleitung in den gegenüberliegenden Tank zu drücken. Die Verwendung von Druckluft ist in diesem Zusammenhang vorteilhaft, da eine schnelle Reaktion auf Laständerungen des Schwimmkörpers möglich ist. Zudem ist es vergleichsweise einfach möglich, den Druck der Druckluft zu variieren, um eine kontinuierliche Regelung der Durchflussmenge der Ausgleichsflüssigkeit zu erreichen. Darüber hinaus kann über Steuereinrichtungen im Druckluftsystem zum Beispiel auch ein Abbremsen eines Ausgleichsflüssigkeitsstroms in der Ausgleichsleitung bewirkt werden, um die Reaktionszeit der Regelung erfindungsgemäß insgesamt weiter zu reduzieren.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the compensating fluid is displaced using compressed air. For this purpose, air can be blown into the compensating tanks in particular in order to force their contents into the opposite tank via the compensating line. The use of compressed air is advantageous in this context because it enables a rapid response to load changes in the floating body. In addition, it is comparatively easy to vary the pressure of the compressed air in order to achieve continuous control of the flow rate of the compensating fluid. In addition, control devices in the compressed air system can also be used, for example, to slow down a compensating fluid flow in the compensating line in order to further reduce the overall response time of the control system according to the invention.
In anderer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ausgleichsflüssigkeit mittels eines Pumpvorgangs verschoben.In another advantageous embodiment of the method according to the invention, the compensating fluid is displaced by means of a pumping process.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn mit variablem Durchfluss gepumpt wird. Demgegenüber ist bei herkömmlichen Anti-Heeling-Systemen lediglich vorgesehen, dass die Pumpen eingeschaltet werden, anschließend mit einer bestimmten festen Drehzahl betrieben werden und bei Erreichen einer vorgegebenen Krängung in einem der Ausgleichstanks wieder abgeschaltet werden. Indem erfindungsgemäß am Betrieb mitvariablem Durchfluss vorgesehen ist, lässt sich der Ausgleich der Lastmomente beim Be- und Entladevorgang gleichermaßen verfeinern wie auch die Reaktionszeit verkürzen.In this context, it is advantageous to pump with a variable flow rate. In contrast, conventional anti-heeling systems only provide for the pumps to be switched on, then operated at a certain fixed speed and switched off again when a predetermined heeling in one of the equalization tanks is reached. By providing for operation with a variable flow rate, the balancing of the load moments during loading and unloading can be refined and the reaction time can be shortened.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird weiter verbessert, indem der Ausgleichsflüssigkeitsstrom verzögert wird, wobei Bremsenergie, vorzugsweise elektrisch, vernichtet und/oder rückgespeist wird. Dies kann im Rahmen der Erfindung vorzugsweise dadurch erfolgen, dass Pumpen im Turbinenbetrieb verwendet werden und dabei den Ausgleichsflüssigkeitsstrom verzögern.The method according to the invention is further improved by delaying the flow of compensating fluid, whereby braking energy, preferably electrical, is destroyed and/or fed back. Within the scope of the invention, this can preferably be done by using pumps in turbine operation and thereby delaying the flow of compensating fluid.
Die Pumpen können erfindungsgemäß insbesondere als Asynchronmaschinen ausgestaltet sein und über einen Frequenzumrichter angesteuert werden, wobei in einem Zwischenkreis ein elektrischer Bremswiderstand angeordnet ist, der nur im Turbinenbetrieb zugeschaltet wird. Die Pumpen sollten reversibel betreibbar sein und können im Rahmen der Erfindung vorzugsweise als Axialpumpe ausgestaltet sein.According to the invention, the pumps can be designed in particular as asynchronous machines and controlled via a frequency converter, with an electrical braking resistor being arranged in an intermediate circuit, which is only switched on in turbine operation. The pumps should be able to be operated reversibly and can preferably be designed as axial pumps within the scope of the invention.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine zur Erzeugung des Ausgleichsmoments erforderliche Durchflussmenge einer Ausgleichsflüssigkeit bestimmt.In a further development of the method according to the invention, a flow rate of a compensating fluid required to generate the compensating torque is determined.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zeitliche Änderungen des momentanen Füllstands mindestens eines Paares der Ausgleichstanks und/oder eine Durchflussmenge durch die Ausgleichsleitung gemessen. Diese können mit Vorteil bei der Erzeugung des Ausgleichsmoments berücksichtigt werden. Anhand der Füllstände lassen sich die momentanen Ausgleichsmomente bestimmen, um durch Vergleich mit der momentanen Position der Last relativ zu dem Schwimmkörper zu errechnen, welches zusätzliche Ausgleichsmoment benötigt wird, um die Neigung des Schiffs in einem vorgegebenen Winkelbereich zu halten.In a preferred embodiment of the method according to the invention, temporal changes in the current fill level of at least one pair of equalization tanks and/or a flow rate through the equalization line are measured. These can advantageously be taken into account when generating the equalization moment. The fill levels can be used to determine the current equalization moments in order to calculate, by comparing them with the current position of the load relative to the floating body, which additional equalization moment is required to keep the inclination of the ship within a predetermined angular range.
Wenn erfindungsgemäß das Ausgleichsmoment zusätzlich in Abhängigkeit mindestens eines den Tiefgang des Schwimmkörpers kennzeichnenden Wertes bestimmt wird, wird das erfindungsgemäße Verfahren weiter hinsichtlich einer sicheren und zügigen Beladung mit schweren Lasten verbessert. Denn die Erfassung von Änderungen des Tiefgangs während der Aufnahme einer Last ermöglicht die Bestimmung der Masse der Last, die wiederum zur Bestimmung des Lastmoments verwendet werden kann.If, according to the invention, the balancing moment is additionally determined as a function of at least one value characterizing the draught of the floating body, the method according to the invention is further improved with regard to safe and rapid loading with heavy loads. This is because the detection of changes in the draught during the picking up of a load enables the mass of the load to be determined, which in turn can be used to determine the load moment.
Um eine Plausibilitätskontrolle für das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausgleichen zu erhalten, kann das erfindungsgemäß ermittelte Ausgleichsmoment mit einem mittels eines Referenzverfahrens ermittelten Vergleichswert verglichen werden und im Falle einer Abweichung festgestellt werden, ob diese außerhalb eines gegebenen Toleranzintervalls liegt, wobei das Referenzverfahren vorzugsweise eine direkte Messung des Neigungswinkels des Schwimmkörpers um eine Drehachse umfasst. Dadurch, dass mit einem Referenzverfahren verglichen wird, lässt sich vermeiden, dass zum Beispiel bei einer Störung des zur Positionsbestimmung verwendeten Satellitensystems das dann fehlerhaft bestimmte Lastenmoment zur Ermittlung eines Ausgleichsmoments herangezogen wird. Falls als Referenzverfahren die Messung des Neigungswinkels des Schwimmkörpers verwendet wird, kann die Neigung insbesondere mit Vorteil mit einem initialen Winkelsensor gemessen werden. Wenn also beispielsweise bei einem Beladungsvorgang der Winkelsensor eine Änderung der Neigung des Schwimmkörpers feststellt, kann dies erfindungsgemäß als Hinweis interpretiert werden, dass ein falsches Ausgleichsmoment bestimmt worden ist.In order to obtain a plausibility check for the balancing method according to the invention, the balancing moment determined according to the invention can be compared with a comparison value determined using a reference method and, in the event of a deviation, it can be determined whether this is outside a given tolerance interval, wherein the reference method preferably comprises a direct measurement of the angle of inclination of the floating body about an axis of rotation. By comparing with a reference method, it can be avoided that, for example, in the event of a malfunction of the satellite system used to determine the position, the then incorrectly determined load moment is then used to determine a balancing moment. If the measurement of the angle of inclination of the floating body is used as the reference method, the inclination can be measured with particular advantage using an initial angle sensor. If, for example, the angle sensor detects a change in the inclination of the floating body during a loading process, this can be interpreted according to the invention as an indication that an incorrect balancing moment has been determined.
Gemäß der Erfindung wird aus einem vorgegebenen Lastweg eine planmäßige zukünftige Position der Last ermittelt, wobei in Abhängigkeit von der ermittelten zukünftigen Position das Ausgleichsmoment bestimmt wird. Beispielsweise kann im Rahmen der Erfindung der Lastweg einer Ladekran-Steuerung, in welcher besagter Lastweg als Vorgabe abgelegt ist, entnommen werden, nach welcher der Ladekran die Last zu bewegen hat. Die Orientierung an dem Lastweg ermöglicht eine vorzeitige Planung und rechtzeitige Erzeugung des Ausgleichsmoments.According to the invention, a planned future position of the load is determined from a predetermined load path, with the balancing moment being determined depending on the determined future position. For example, within the scope of the invention, the load path can be taken from a loading crane control system in which said load path is stored as a specification, according to which the loading crane has to move the load. Orientation on the load path enables early planning and timely generation of the balancing moment.
Bei der offenbarten Vorrichtung zum Ausgleichen eines Lastmoments der eingangs genannten Art sind die Verschiebemittel zum Erzeugen eines variablen Durchflusses durch die Ausgleichsleitung ausgebildet. Im Unterschied zu Anti-Heeling-Systemen, bei denen die Pumpen in einem 2-Punkt-Steuerungsbetrieb mit konstanter Drehzahl bis zum Erreichen eines Abschaltwertes betrieben werden, ermöglicht die offenbarte Ausgestaltung von Pumpen mit einer Betriebsart bei variablem Durchfluss eine präzisere Erzeugung eines Ausgleichsmoments bei kürzerer Reaktionszeit. Die Verschiebemittel können in diesem Sinne erfindungsgemäß auch ein Luftgebläse umfassen, welches ebenfalls durch Variation des erzeugten Luftdrucks oberhalb der Wasserlinie in den Ausgleichstanks zur Erzeugung eines variablen Durchflusses durch die Ausgleichsleitung geeignet sind.In the disclosed device for compensating a load moment of the type mentioned at the beginning, the displacement means are designed to generate a variable flow through the compensation line. In contrast to anti-heeling systems, in which the pumps are operated in a 2-point control mode with a constant speed until a switch-off value is reached, the disclosed design of pumps with an operating mode with variable flow enables a more precise generation of a compensation moment with a shorter reaction time. In this sense, the displacement means can also comprise an air blower according to the invention, which is also suitable for generating a variable flow through the compensation line by varying the air pressure generated above the water line in the compensation tanks.
In Ausgestaltung der offenbarten Vorrichtung sind die Verschiebemittel zum Abbremsen eines Ausgleichsflüssigkeitsstromes zwischen den Ausgleichstanks ausgebildet. Auch diese offenbarte Maßnahme ermöglicht eine schnellere Kompensation von veränderten Lastmomenten beim Ladevorgang, indem schneller und präziser ein Ausgleichsmoment angepasst werden kann.In an embodiment of the disclosed device, the displacement means are designed to slow down a flow of compensating fluid between the compensating tanks. This disclosed measure also enables faster compensation of changed load moments during the charging process, as a compensating moment can be adjusted more quickly and precisely.
In bevorzugter Ausgestaltung der offenbarten Vorrichtung umfassen die Verschiebemittel eine frequenzvariabel ansteuerbare, vorzugsweise in einem Vierquadrantenbetrieb betreibbare, Pumpe, insbesondere mit einem Bremswiderstand im Zwischenkreis und/oder mit Mitteln zum Rückspeisen in ein Bordnetz. Der Bremswiderstand kann gemäß der Offenbarung zuschaltbar sein, wenn die Pumpe im Turbinenbetrieb gefahren werden soll.In a preferred embodiment of the disclosed device, the displacement means comprise a pump that can be controlled at a variable frequency and is preferably operable in a four-quadrant mode, in particular with a braking resistor in the intermediate circuit and/or with means for feeding back into an on-board network. According to the disclosure, the braking resistor can be switched on when the pump is to be operated in turbine mode.
Das offenbarte Verfahren zur Positionsbestimmung einer Last der eingangs genannten Art umfasst, vorzugsweise unter Verwendung eines Satellitensystems, eine globale Positionsbestimmung eines auf dem Schwimmkörper angeordneten schwimmkörperseitigen Referenzmesspunktes sowie mindestens eines lastseitig angeordneten Lastortmesspunktes. Die Positionsbestimmung kann insbesondere mit GPS-Sensoren erfolgen. Dieses offenbarte Messverfahren ermöglicht eine derart zuverlässige Positionsbestimmung, dass die mit dem nicht zur Erfindung gehörenden Verfahren ermittelte Position der Last mit Vorteil als Eingang für unterschiedliche Regler verwendet werden kann.The disclosed method for determining the position of a load of the type mentioned at the beginning comprises, preferably using a satellite system, a global position determination of a reference measuring point arranged on the floating body and at least one load location measuring point arranged on the load side. The position determination can be carried out in particular with GPS sensors. This disclosed measuring method enables such a reliable position determination that the position of the load determined with the method not belonging to the invention can advantageously be used as an input for different controllers.
Die gleichzeitige globale Positionsbestimmung, also Positionsbestimmung der räumlichen Koordinaten relativ zur Erde, eines Referenzmesspunktes auf dem Schwimmkörper und eines Lastortmesspunktes im Bereich der Last ermöglicht bei Kenntnis der Lage der Messpunkte relativ zu dem Schwimmkörper bzw. relativ zur Last insbesondere die Bestimmung eines Hebelarms der Last und damit bei Kenntnis der Masse der Last eines Moments auf den Schwimmkörper. Die globale Positionsbestimmung kann insbesondere mittels GPS-Sensoren erfolgen. Sie liefert sehr präzise Werte, die die Berücksichtigung des Abstands der Last zu dem Referenzpunkt als Eingangsgröße beispielsweise eines Anti-Heeling-Systems zulässt.The simultaneous determination of global positioning, i.e. the determination of the position of the spatial coordinates relative to the earth, of a reference measuring point on the floating body and of a load location measuring point in the area of the load, enables the determination of a lever arm of the load when the position of the measuring points relative to the floating body or relative to the load is known and thus of a moment on the floating body when the mass of the load is known. Global positioning can be carried out in particular using GPS sensors. It provides very precise values that allow the distance of the load from the reference point to be taken into account as an input variable, for example of an anti-heeling system.
Vorzugsweise ist mindestens ein schwimmkörperseitiger Referenzmesspunkt auf einem sich mastartig von einer Ladefläche des Schwimmkörpers erstreckenden Turm der Ladevorrichtung angeordnet. Preferably, at least one reference measuring point on the floating body side is arranged on a tower of the loading device extending like a mast from a loading surface of the floating body.
Dabei ist es im Rahmen der Offenbarung vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen einem ersten und einem zweiten schwimmkörperseitigen Referenzmesspunkt möglichst groß ist. Entsprechend sollten ein schwimmkörperseitiger Referenzmesspunkt möglichst an der Turmspitze des Kranes und ein anderer möglichst an Deck des Schwimmkörpers angeordnet sein. Der relative Fehler, der bei der Lastmomentbestimmung auftritt, wird auf diese Weise minimiert.In the context of the disclosure, it is advantageous if the distance between a first and a second reference measuring point on the floating body side is as large as possible. Accordingly, one reference measuring point on the floating body side should be arranged at the top of the crane's tower and another should be arranged on the deck of the floating body. The relative error that occurs when determining the load moment is minimized in this way.
Besonders günstig ist es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des offenbarten Verfahrens zur Positionsbestimmung, wenn der Lastortmesspunkt an der Last selber und/oder am Ausleger angeordnet ist. Insbesondere die Anbringung eines Sensors für die globale Positionsbestimmung an der Last selber ermöglicht es auch festzustellen, ob die Last, beispielsweise aufgrund von Seegang, am Ladekran schwingt. Dier Erfassung der globalen Position des Punktes der Lastaufhängung ist vorteilhaft, da an diesem Punkt die Gewichtskraft der Last angreift und auf den Schwimmkörper einwirkt.In a further advantageous embodiment of the disclosed method for determining position, it is particularly advantageous if the load location measuring point is arranged on the load itself and/or on the boom. In particular, attaching a sensor for global position determination to the load itself also makes it possible to determine whether the load is swinging on the loading crane, for example due to waves. Detecting the global position of the point of load suspension is advantageous because the weight of the load acts at this point and acts on the floating body.
Das offenbarte nicht zur Erfindung gehörende Verfahren kann zum Ermitteln eines durch eine Last auf den Schwimmkörper einwirkenden Lastmoments um eine Drehachse des Schwimmkörpers verwendet werden. Das auf diese Weise nach dem nicht zur Erfindung gehörenden Verfahren ermittelte Lastmoment kann mit Vorteil zur Steuerung von Beladungsvorgängen angewendet werden.The disclosed method not belonging to the invention can be used to determine a load moment acting on the floating body by a load about an axis of rotation of the floating body. The load moment determined in this way according to the method not belonging to the invention can advantageously be used to control loading processes.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des offenbarten Verfahrens zur Positionsbestimmung wird zum Ermitteln des Lastmoments eine globale Positionsbestimmung eines in einem Abstand auf einer Referenzlinie angeordneten zweiten schwimmkörperseitigen Referenzmesspunktes vorgenommen, wobei vorzugsweise der Abstand des Lastortmesspunktes von der Referenzlinie berechnet wird. Diese Maßnahme ermöglicht es, Laständerungen aufgrund von Lageänderungen der Masse relativ zum Schwimmkörper unabhängig von einer daraus resultierenden Neigungsänderung des Schwimmkörpers zu bestimmen.In a further advantageous embodiment of the disclosed method for determining the position, a global position determination of a second reference measuring point on the floating body side arranged at a distance on a reference line is carried out to determine the load moment, wherein the distance of the load location measuring point from the reference line is preferably calculated. This measure makes it possible to determine load changes due to changes in the position of the mass relative to the floating body independently of a resulting change in the inclination of the floating body.
Wenn gemäß einer Variante der Offenbarung die aus der Positionsbestimmung gewonnenen Positionsdaten zur Steuerung der Ladevorrichtung verwendet werden, um einen gewünschten Lastweg, den die von dem schwenkbaren Ausleger getragene Last mittels der Ladevorrichtung zurücklegt, einzuhalten, kann der Ladevorgang optimiert werden. Insbesondere ermöglicht die hohe Qualität der mit dem nicht zur Erfindung gehörenden Verfahren ermittelten Positionsdaten der Last, besonders des Ortes der Lastaufhängung, eine Bewegung der Last mittels einer Steuerung entlang eines Lastweges zu, bei dem Änderungen des Lastmoments so gewählt sind, dass ein Be- oder Entladevorgang besonders sicher für den zu be- oder entladenden Schwimmkörper gestaltet werden kann.If, according to a variant of the disclosure, the position data obtained from the position determination are used to control the loading device in order to maintain a desired load path that the load carried by the pivoting boom travels by means of the loading device, the loading process can be optimized. In particular, the high quality of the position data of the load determined using the method not belonging to the invention, in particular the location of the load suspension, enables the load to be moved by means of a control along a load path in which changes in the load moment are selected such that a loading or unloading process can be designed to be particularly safe for the floating body to be loaded or unloaded.
Wenn die Last mittels der Ladevorrichtung horizontal und/oder vertikal bewegt wird, wobei insbesondere der Ausleger um eine senkrechte Achse geschwenkt und/oder um eine horizontale Achse verstellt wird, kann ein Lastweg insbesondere hinsichtlich Änderungen des Lastmoments optimiert werden.If the load is moved horizontally and/or vertically by means of the loading device, in particular the boom is pivoted about a vertical axis and/or adjusted about a horizontal axis, a load path can be optimized, in particular with regard to changes in the load moment.
Vorzugsweise wird nach der Offenbarung der Lastweg derart gewählt, dass das Lastmoment um eine Drehachse des Schwimmkörpers beim Bewegen der Last entlang des Lastwegs gleichmäßig variiert. Auf diese Weise werden die bei manueller Ausführung von Be- und Entladevorgängen in der Praxis auftretenden zickzackartigen Lastwege und die damit einhergehenden ungleichmäßigen Änderungen des Lastmoments vermieden. Dies vereinfacht den Ausgleich des Lastmoments mit Ausgleichsmomenten und verbessert so die Sicherheit von Be- und Entladevorgängen.According to the disclosure, the load path is preferably selected such that the load moment varies evenly around a rotation axis of the floating body when the load is moved along the load path. In this way, the zigzag load paths and the associated uneven changes in the load moment that occur in practice when loading and unloading processes are carried out manually are avoided. This simplifies the balancing of the load moment with compensating moments and thus improves the safety of loading and unloading processes.
Besonders günstig ist es, wenn der Lastweg nach der Offenbarung als kürzester Weg zwischen einer Position der Last beim Aufnehmen und einer Position beim Ablegen gewählt wird. Bei der Verwendung eines Kranes zur Bewegung der Last kommt es hierbei in erster Linie auf den Weg an, den der Ort der Lastaufhängung, an welchem die Gewichtskraft der Last angreift, zurücklegt. Änderungen der vertikalen Lage der Last selber durch Verändern der Seillänge haben hingegen geringeren Einfluss. Im Rahmen der Erfindung ist unter Lastweg daher insbesondere auch der Weg zu verstehen, den der Punkt, an dem die Gewichtskraft der Last angreift, zurücklegt. In vielen Fällen wird dies der Punkt eines Auslegers sein, an welchem das Seil zur Last führt. In diesem Sinne ist der kürzeste Lastweg in Bezug auf die Horizontale eine gerade Verbindungslinie zwischen der Position der Last beim Aufnehmen und jener beim Ablegen, sofern auf diesem Weg keine Hindernisse, wie zum Beispiel Schiffsaufbauten oder andere Ladung, entgegenstehen.It is particularly advantageous if the load path according to the disclosure is chosen as the shortest path between a position of the load when it is picked up and a position when it is put down. When using a crane to move the load, the path that the location of the load suspension, where the weight of the load acts, travels is of primary importance. Changes in the vertical position of the load itself by changing the length of the rope, on the other hand, have less influence. In the context of the invention, the load path is therefore also to be understood in particular as the path that the point at which the weight of the load acts travels. In many cases, this will be the point on a boom at which the rope leads to the load. In this sense, the shortest load path in relation to the horizontal is a straight connecting line between the position of the load when it is picked up and that when it is put down, provided that there are no obstacles on this path, such as ship superstructures or other cargo.
Die nicht beanspruchte Messausrüstung umfasst mindestens:
- einen schwimmkörperseitigen Referenzsensor zur Anordnung auf dem Schwimmkörper für die globale Positionsbestimmung eines schwimmkörperseitigen Referenzmesspunktes,
- einen lastseitigen Lastsensor für die globale Positionsbestimmung des Lastortmesspunktes zur Anordnung im Bereich der Last,
- Auswertemittel zum Auslesen der von den Sensoren bestimmten Positionsdaten.
- a float-side reference sensor for placement on the float for the global positioning of a float-side reference measuring point,
- a load-side load sensor for the global positioning of the load location measuring point for placement in the area of the load,
- Evaluation equipment for reading the position data determined by the sensors.
Die Sensoren können im Rahmen der Offenbarung insbesondere zum Empfangen und Auswerten von Signalen eines Satellitensystems, insbesondere GPS, ausgestaltet sein. Vorzugsweise sind sie als GPS-Sensoren ausgestaltet.Within the scope of the disclosure, the sensors can be designed in particular to receive and evaluate signals from a satellite system, in particular GPS. They are preferably designed as GPS sensors.
Die Auswertemittel können nach der Offenbarung insbesondere zur Ermittlung des Lastmoments in Abhängigkeit von den Positionsdaten ausgestaltet sein. Dazu wird die Masse der Last entweder als Parameter zugrundegelegt oder mit einem geeigneten Verfahren gemessen.According to the disclosure, the evaluation means can be designed in particular to determine the load moment as a function of the position data. For this purpose, the mass of the load is either used as a parameter or measured using a suitable method.
Die offenbarte Messausrüstung wird noch verbessert, wenn ein zweiter schwimmkörperseitiger Referenzsensor zur Anordnung in einem Abstand auf einer Referenzlinie zu dem ersten schwimmkörperseitigen Referenzsensor vorgesehen ist, wobei die Auswertemittel vorzugsweise zur Berechnung des Abstands des Lastortmesspunktes von der Referenzlinie ausgestaltet sind.The disclosed measuring equipment is further improved if a second float-side reference sensor is provided for arrangement at a distance on a reference line from the first float-side reference sensor, wherein the evaluation means are preferably designed to calculate the distance of the load location measuring point from the reference line.
Eine weitere Verbesserung der offenbarten Messausrüstung erhält man, wenn sie weitere Sensoren für die globale Positionsbestimmung zur Anordnung an weiteren schwimmkörperseitigen und/oder lastseitigen Messpunkten umfasst. Insbesondere können Sensoren für die Anbringung am äußeren Ende des Auslegers des Lastkrans und auf der Last selber vorgesehen sein. Anhand eines Sensors auf der Last selber ist es mit Vorteil möglich, festzustellen, ob die Last schwingt.A further improvement of the disclosed measuring equipment is obtained if it comprises further sensors for global positioning for arrangement at further measuring points on the float side and/or the load side. In particular, sensors can be provided for attachment to the outer end of the boom of the load crane and on the load itself. Using a sensor on the load itself, it is advantageously possible to determine whether the load is oscillating.
Wenn ein Weiterbildung der Offenbarung Mittel zum Übertragen von Daten der Positionsbestimmung an eine Steuerungseinrichtung einer Ladevorrichtung vorgesehen sind, kann die Ladevorrichtung den Ladevorgang anhand der der Positionsdaten automatisch abwickeln. Dabei kann insbesondere ein gewünschter Lastweg vorgegeben werden, welcher von der Steuerungseinrichtung eingehalten wird.If, in a further development of the disclosure, means are provided for transmitting position determination data to a control device of a charging device, the charging device can automatically carry out the charging process based on the position data. In particular, a desired load path can be specified, which is maintained by the control device.
Schließlich umfasst die nicht beanspruchte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mindestens:
- eine Vorrichtung zum Erzeugen eines zum Ausgleichen des Lastmoments erforderlichen Ausgleichsmoments,
- eine Messausrüstung zum Ermitteln einer Position der Last relativ zum Schwimmkörper.
- a device for generating a compensating torque required to compensate for the load torque,
- measuring equipment for determining a position of the load relative to the floating body.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.The invention is described by way of example in a preferred embodiment with reference to a drawing, wherein further advantageous details can be taken from the figures of the drawing.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.Functionally identical parts are provided with the same reference symbols.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
-
1 : schematische Darstellung eines Schiffes mit einem drehbaren Ladekran und einer an dem Ladekran hängenden Last (a) in einer Seitenansicht in Blickrichtung auf das Heck und (b) in Blickrichtung von oben zur Veranschaulichung der Messpunkte für die Durchführung einer Lagebestimmung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche erfindungsgemäß zur Neigungsregelung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird; -
2 : schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Ausgleichen einer durch eine schwere Last verursachten Krängungsänderung in Blickrichtung der Längsachse eines Schiffes.
-
1 : schematic representation of a ship with a rotating loading crane and a load hanging from the loading crane (a) in a side view looking towards the stern and (b) looking from above to illustrate the measuring points for carrying out a position determination according to a preferred embodiment of the method according to the invention, which is used according to the invention for inclination control according to the method according to the invention; -
2 : Schematic representation of a preferred embodiment of a device for compensating a change in heel caused by a heavy load in the direction of the longitudinal axis of a ship.
Die
In der in den
Im Bereich einer Spitze des Turms 3 ist ein erster GPS-Referenzsensor 12 angeordnet, der nur schematisch gezeigt ist. Weiter ist am äußeren Ende des Auslegers 5 ein weiterer GPS-Referenzsensor 14 im Bereich des Trageseils 6 angeordnet. Außerdem ist ein GPS-Lastsensor 15 direkt an der Last 7 befestigt. Zusätzlich sind, wie in
Nähe des Bugs ein dritter GPS-Referenzsensor 17 sowie ein vierter GPS-Referenzsensor 18 angebracht.A first
A third
Die
Der Frequenzumrichter 26 ist mit einer Steuer- und Regelungseinrichtung 29 verbunden, welche die Propellerpumpe 25 über den Frequenzumrichter 26 steuert. Die Steuer- und Regelungseinrichtung 29 ist zur Errechnung eines zum Ausgleich eines durch eine Last 7 erzeugten Lastmoments und zur Erzeugung eines dafür erforderlichen Steuerbefehls an die Propellerpumpe 25 ausgestaltet. Dazu greift die Steuer- und Regelungseinrichtung 29 auch auf Messdaten der GPS-Sensoren 12, 13, 14, 15, 17, 18 zu und errechnet aus diesen in geeigneter, dem Fachmann für sich genommen wohl bekannte Weise, ein Lastmoment der Last 7 am Ladekran 2 .The
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beladen kann in bevorzugter Ausgestaltung wie folgt vorgegangen werden. Zunächst wird das Schiff 1 mit Hilfe des Anti-Heeling-Systems 19 nach Backbord um einen Krängungswinkel 11 zwischen der Mittellinie 9 und der Vertikallinie 10 geneigt. Dazu werden keine Signale der GPS-Sensoren 12, 14, 15, 17, 18 benötigt. Im nächsten Schritt wird das Trageseil 6 an der Last 7 befestigt und gespannt. Zum Spannen wird die Seilmechanik des Ladekrans 2 solange betätigt, bis das Schiff 1 in etwa um den Betrag des Krängungswinkels 11 nach Steuerbord geneigt wird. Dabei befindet sich die Last 7 an Land oder auf einem Schwimmponton oder ähnlichem. Anschließend wird die Last mit Hilfe des Anti-Heeling-Systems 19 angehoben, indem das Anti-Heeling-System 19 ein entsprechendes Moment mit der Ausgleichslüssigkeit erzeugt. Während die Last 7 angehoben wird, werden Änderungen des Tiefgangs auf für sich genommen bekannte Weise gemessen. Aus der gemessenen Änderung des Tiefgangs wird die Masse der angehobenen Last 7 berechnet. Dieser Verfahrensschritt wird solange durchgeführt, bis die Last 7 vollständig an dem Trageseil 6 des Ladekrans 2 hängt. Die aus der Änderung des Tiefgangs bestimmte Masse der Last 7 wird der Regelungseinrichtung 29 für die Bestimmung des Lastmoments zugeleitet. In der Folge wird die Last mit der Seilmechanik des Ladekrans 2 weiter angehoben. Dabei ist im Prinzip eine Aktivierung der Anti-Heeling-Systems 19 nicht erforderlich, da sich das Lastmoment nicht ändert.To carry out the loading method according to the invention, the following procedure can be used in a preferred embodiment. First, the
Sowohl für das vorherige Neigen nach Backbord als auch für das Anheben der Last wird die Steuer- und Regelungseinrichtung 29 im Wesentlichen als Zweipunktsteuerung für die Propellerpumpe 25 betrieben, indem die Propellerpumpe 25 jeweils eingeschaltet wird, bis über die Füllstandsmesser 23 , 24 ein jeweils benötigter Füllstand erreicht worden ist.Both for the prior tilting to port and for lifting the load, the control and regulating
Im nächsten Schritt wird der Ladekran 2 um die Längsachse des Turms 3 geschwenkt. In dieser Phase wird die Steuer- und Regelungseinrichtung 29 im Lastmomentmodus betrieben. Im Lastmomentmodus bestimmt die Steuer- und Regelungseinrichtung 29 anhand der Messwerte von den GPS-Sensoren 12, 13, 14, 15, 17, 18 und der Masse der Last 7 das erforderliche Ausgleichsmoment und regelt über den Frequenzumrichter 26 die Propellerpumpe 25 entsprechend. Auf diese Weise vermag das Anti-Heeling-System 19 auf Änderungen des Lastmoments bereits zu reagieren, bevor das Schiff 1 mit einer Änderung des Krängungswinkels 11 reagiert hat.In the next step, the
Das Prinzip der Erfindung kann gleichermaßen für die Regelung und Steuerung der Neigung des Schiffs um die Querachse verwendet werden. In diesem Falle kann ebenfalls eine Auswertung des Lastmoments in Bezug auf die Querachse in vorteilhafter Weise verwendet werden, um ein Ausgleichsystem frühzeitig reagieren zu lassen.The principle of the invention can also be used to regulate and control the inclination of the ship around the transverse axis. In this case, an evaluation of the load moment in relation to the transverse axis can also be used advantageously to allow a compensation system to react early.
Bezugnehmend nochmals auf
Dies kann auf verschiedenen Wegen erfolgen. Beispielsweise könnte die Last entlang des in
Der Lastweg 30 ist jedoch nicht optimal. Zum Einen ist der Lastweg 30 bei der zeitlichen Entkopplung einer Schwenkbewegung und einer Bewegung radial auf die Schwenkachse zu länger als unbedingt erforderlich. Zum Anderen ändert sich das durch die Last 7 auf das Schiff 1 ausgeübte Lastmoment entlang dem Lastweg 30 ungleichmäßig. Dies erschwert die Erzeugung eines Ausgleichsmoments während des Beladevorgangs.However, the
In der Praxis wird daher bei manuellem Betrieb des Ladekrans 2 häufig ein Lastweg 32 gewählt. Bei dem Lastweg 32 sind die Schwenkbewegung und die Radialbewegung zwar ebenfalls entkoppelt, jedoch folgt stets einer Schwenkbewegung um einen kleinen Winkel eine Radialbewegung um einen kleinen Weg, sodass sich der Lastweg 32 gegenüber dem oben skizzierten Lastweg 30 deutlich verkürzt. Der Lastweg 32 ist somit zwar kürzer als der Lastweg 30. Jedoch ist die bei Bewegen der Last 7 entlang dem Lastweg 32 resultierende zeitliche Änderung des Lastmoments, welche die Last 7 auf das Schiff 1 ausübt, unregelmäßig. Dementsprechend ist der für einen sicheren Beladevorgang erforderliche Ausgleich des Lastmoments vergleichsweise schwer zu realisieren.In practice, a
Ein sowohl hinsichtlich der Weglänge als auch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit von zeitlichen Änderungen des Lastmoments optimierter Lastweg ist der Lastweg 31 gemäß
Lastwegs 31 vom Aufnahmeort 34 zum Ablageort 33 zu verbringen.A load path optimized both in terms of path length and in terms of uniformity of temporal changes of the load moment is the
load
Anhand der Figuren wurde somit ein Verfahren zum Beladen über eine Längsseite erläutert, bei dem eine Position der Last relativ zum Schwimmkörper ermittelt wird, um in Abhängigkeit von der ermittelten Position eine Sollgröße für ein Anti-Heeling-System zu bestimmen. Ebenfalls wurde eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausgleichen erläutert.Based on the figures, a method for loading via a long side was explained, in which a position of the load relative to the floating body is determined in order to determine a target size for an anti-heeling system depending on the determined position. A preferred embodiment of a device for balancing was also explained.
Schließlich wurden ein Verfahren zum Ermitteln eines Lastmoments relativ zu einem Schwimmkörper und eine zugehörige Messausrüstung zur Durchführung dieses Verfahrens erläutert. Durch die Einbeziehung des Lastmoments in die Regelung auf der einen Seite und durch die Fähigkeit des Ausgleichssystems zur Erzeugung eines variablen Durchflusses sowie zum Abbremsen des Durchflusses auf der anderen Seite kann mit Vorteil im bei der Beladung besonders kritischen Schwenkvorgang des Ladekrans die bei herkömmlichen Anti-Heeling-Systemen für diesen Einsatzbereich problematische Trägheit umgangen werden.Finally, a method for determining a load moment relative to a floating body and the associated measuring equipment for carrying out this method were explained. By incorporating the load moment into the control on the one hand and by the ability of the compensation system to generate a variable flow and to slow down the flow on the other hand, the inertia that is problematic in conventional anti-heeling systems for this area of application can be advantageously avoided in the swiveling process of the loading crane, which is particularly critical during loading.
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