[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kollisionsfreien Bewegung einer Last mit
einem Kran in einem Raum mit mindestens einem Hindernis.
[0002] Die Erfindung betrifft ferner einen Controller zur Durchführung eines derartigen
Verfahrens.
[0003] Überdies betrifft die Erfindung ein autarkes, sicheres Beobachter-Modul zur Kollisionserkennung,
welches einen derartigen Controller aufweist.
[0004] Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein System mit einem Kran zur Bewegung einer
Last, welcher ein derartiges Beobachter-Modul umfasst.
[0005] Im Kranumfeld, beispielsweise im Hafenbereich, kann es bei einer Be- und Entladung
von Lasten, beispielweise von Containern, immer wieder zu Kollisionen einer, insbesondere
seilgeführten, Last mit einem Hindernis, auch Objekt genannt, kommen. Bei einem manuell
betriebenen Kran liegt die volle Verantwortung für den Kran und die von ihm geführte
Last beim Kranfahrer. Er muss sicherstellen, dass es zu keiner Kollision mit einem
anderen Objekt kommt.
[0006] Bei einem automatisiert betriebenen Kran wird bei einer Automatikfahrt die, insbesondere
seilgeführte, Last sensorgestützt durch einen 2D oder 3D Raum mit zumindest einem
Hindernis geführt, wobei durch Hardware- und Softwarelösungen sichergestellt sein
muss, dass es zu keiner Kollision kommt. Beispielsweise kommen Systeme wie eine Pendeldämpfung,
auch "Sway-Control" genannt, Bahnberechnung im 2D oder 3D Raum und Systeme zur Erfassung
von Hindernissen und Störgrößen zur Anwendung.
[0007] Eine derartige Lösung mit mehreren Systemen vollständig sicherheitstechnisch zu zertifizieren
stellt einen erheblichen Aufwand dar, da jedes der Teilsysteme einzeln sicherheitstechnisch
zertifiziert werden muss. Eine sichere Funktion des Gesamtsystems ist nur gewährleistet,
wenn alle Teilsysteme die sicherheitsrelevanten Anforderungen erfüllen.
[0008] Beispielsweise beschreibt die Offenlegungsschrift
WO 2005/049285 A1 ein System zur Schwingsteuerung. Das System umfasst eine erste Vorrichtung, die dazu
angeschlossen ist, eine Beschleunigung eines ersten Objekts zu messen, das von einem
zweiten Objekt herabhängt, wobei die erste Vorrichtung ein erstes Signal erzeugt,
das die Beschleunigung des ersten Objekts darstellt; eine zweite Vorrichtung, die
dazu angeschlossen ist, eine Beschleunigung eines zweiten Objekts zu messen, wobei
die zweite Vorrichtung ein zweites Signal erzeugt, das die Beschleunigung des zweiten
Objekts darstellt; einen Prozessor in Verbindung mit den ersten und zweiten Vorrichtungen,
der dazu eingerichtet ist, ein Schwingen des ersten Objekts gegenüber des zweiten
Objekts auf der Grundlage wenigstens teilweise der ersten und zweiten Signale zu ermitteln,
wobei das Schwingen eine relative Verstellung des ersten Objekts gegenüber dem zweiten
Objekt darstellt.
[0009] Bei einer Routenplanung in Echtzeit, einer sogenannten "Realtime Routenplanung",
im 2D/3D Raum würde man Vereinfachungen in den Algorithmen benötigen, die für eine
Sicherheitszertifizierung einen erheblichen Aufwand hinsichtlich einer Beweisführung
einer sicheren Funktion darstellen. Bei Systemen wie "Sway-Control" wird versucht,
eine Sicherheitszertifizierung durch Redundanz zu erreichen.
[0010] Die Offenlegungsschrift
WO 2018/007203 A1 beschreibt ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision einer Last eines Krans mit
einem Hindernis. Um eine Lösung zur Kollisionsvermeidung anzugeben, die einen Sicherheitslevel
erfüllt, wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der die Last entlang einer Trajektorie
bewegt wird, wobei mittels zumindest zweier Sensoren zur Entfernungsmessung ein Höhenprofil
zumindest entlang der Trajektorie erfasst wird, wobei Signale der Sensoren über zumindest
zwei Kommunikationskanäle an einen Controller mit zumindest zwei Betriebssystemen
gesendet werden, von denen zumindest eines ein Sicherheitsprogramm in einem sicheren
Bereich aufweist, wobei ein Hindernis entlang der Trajektorie anhand des Höhenprofils
erkannt wird. Der Controller weist weiter eine sichere Kommunikationsschnittstelle
zur Übertragung von Signalen vom Controller an eine Kransteuerung auf.
[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kollisionsfreien Bewegung
einer Last mit einem Kran anzugeben, das auf möglichst einfache Weise einen Sicherheitslevel
erfüllt.
[0012] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur kollisionsfreien Bewegung
einer Last mit einem Verfahren zur kollisionsfreien Bewegung einer Last mit einem
Kran in einem Raum mit mindestens einem Hindernis gelöst, wobei eine Position des
Hindernisses bereitgestellt wird, wobei zumindest eine sichere Zustandsgröße der Last
bereitgestellt wird, wobei aus der sicheren Zustandsgröße eine die Last umgebende
Sicherheitszone ermittelt wird, wobei die Sicherheitszone in Relation zur Position
des Hindernisses dynamisch überwacht wird.
[0013] Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Controller zur Durchführung
eines derartigen Verfahrens, welcher ein Sicherheitsprogramm in einem sicheren Bereich
umfasst.
[0014] Überdies wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein autarkes, sicheres Beobachter-Modul
zur Kollisionserkennung, welches einen derartigen Controller aufweist.
[0015] Darüber hinaus wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein System mit einem
Kran zur Bewegung einer Last, welcher ein derartiges Beobachter-Modul umfasst.
[0016] Die in Bezug auf das Verfahren nachstehend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen
lassen sich sinngemäß auf den Controller, das Beobachter-Modul und das System übertragen.
[0017] Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, ein autarkes, sicheres Beobachter-Modul
zur Kollisionserkennung bereitzustellen, um eine sensorgestützte Lastbewegung durch
eine automatisiert betriebene Krananlage, die an sich eine hohe Zuverlässigkeit aufweist,
jedoch nicht sicherheitstechnisch zertifiziert ist, zu ergänzen. Durch eine derartige
Kollisionserkennung ist ein Sicherheitslevel nach SIL und/oder PL, z.B. zumindest
SIL3 und/oder PLe, erreichbar, ohne die eigentliche Krananlage sicherheitstechnisch
zertifizieren zu müssen.
[0018] Es wird eine Position eines Hindernisses bereitgestellt. Beispielsweise wird eine
Lastposition über geeignete Sensorik, insbesondere Laser-Entfernungs-Sensorik, bereitgestellt.
Darüber hinaus wird zumindest eine sichere Zustandsgröße der Last, welche durch den
Kran bewegt wird, bereitgestellt. Eine Zustandsgröße ist beispielsweise eine Position
mindestens einer Bewegungsachse, eine Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung. Eine
sichere Zustandsgröße der Last wird beispielsweise durch sichere, insbesondere zumindest
nach SIL- und/oder PL-zertifizierte, Gebersysteme und/oder durch redundante Gebersysteme
bereitgestellt. Auf Basis der zumindest einen sicheren Zustandsgröße der Last wird
ein Sicherheitsraum berechnet, der in Relation zur ermittelten Positionsinformationen
des Hindernissen überwacht wird. Beispielsweise ist der Sicherheitsraum kugelförmig
oder ellipsoid ausgebildet und umgibt die Last zumindest teilweise. Bei einer Verletzung
dieses Sicherheitsraumes wird beispielsweise eine Gegenmaßnahme eingeleitet, um eine
Kollision zu verhindern.
[0019] Ein solches Verfahren kann mit einem sehr einfachen mathematischen Modell beschrieben
und mit geringem Rechenaufwand realisiert werden. Eine oben beschriebene Sicherheitszertifizierung
wird enorm vereinfacht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die für die sensorgestützte
Lastbewegung im automatisierten Kranbetrieb verwendeten Systeme, wie "Sway Control"
und Bahnberechnung, als ein nicht sicheres System für die Bewegungsführung weiterhin
verwendbar sind. Der autarke, sichere Beobachter zur sicheren Kollisionserkennung,
der insbesondere als zumindest ein Modul ausgeführt ist, ergänzt ein System mit hoher
Zuverlässigkeit, welches jedoch als nicht sicher eingestuft ist, zu einem sicheren
Gesamtsystem. Das autarke, sichere Beobachter-Modul, welches nach oben beschriebenem
Verfahren arbeitet, gewährleistet einen sicheren automatisierten Kranbetrieb unabhängig
von den für den automatisierten Kranbetrieb verwendeten Systemen.
[0020] In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine sichere Position des Hindernisses, insbesondere
mittels Sensoren zur Entfernungsmessung, erfasst. Sensoren zur Entfernungsmessung
sind beispielsweise Laser- oder Radarsensoren. Eine sichere Positionserfassung wird
beispielsweise mit Hilfe von sicheren, insbesondere nach SIL und/oder nach PL zertifizierten,
Sensoren zur Entfernungsmessung erreicht. Eine sichere Positionserfassung des Hindernisses
erhöht die Zuverlässigkeit des Verfahrens.
[0021] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die zumindest eine sichere
Zustandsgröße der Last aus einer sicheren Zustandsgröße zumindest eines Fahrwerks,
eines Hubwerks und/oder einer Laufkatze des Krans ermittelt. Entsprechende sichere
Gebersysteme, die beispielsweise nach SIL und/oder nach PL zertifiziert sind, sind
kommerziell erhältlich.
[0022] Besonders vorteilhaft wird ein Stoppsignal an eine Kransteuerung gesendet, wenn das
Hindernis in der die Last umgebenden Sicherheitszone erfasst wird. Durch einen durch
ein Stoppsignal ausgelösten Kranstopp wird eine Kollision einfach und zuverlässig
verhindert.
[0023] In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Größe der Sicherheitszone an die sichere
Zustandsgröße der Last angepasst. Die Größe der Sicherheitszone wird insbesondere
durch ein Volumen definiert. Beispielsweise wird das Volumen der Sicherheitszone vergrößert,
wenn sich die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung der Last erhöht, um eine höhere
Verzögerungszeit im Falle einer Gegenmaßnahme zu kompensieren. Auf diese Weise wird
eine Kollision noch zuverlässiger verhindert.
[0024] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Sicherheitszone mit einem
Controller ermittelt, der ein Sicherheitsprogramm in einem sicheren Bereich umfasst.
Das Sicherheitsprogramm im sicheren Bereich ist beispielsweise durch Redundanz, Mehrkanaligkeit
und/oder interne Prüf- und Test-Algorithmen realisierbar, wodurch eine Sicherheitszertifizierung,
z.B. nach SIL und/oder PL, realisierbar ist.
[0025] Besonders vorteilhaft wird vom Sicherheitsprogramm ein sicheres Stoppsignal an eine
Kransteuerung gesendet wird, wenn das Hindernis in der die Last umgebenden Sicherheitszone
erfasst wird. Hierdurch wird ein die Last umgebender Sicherheitsbereich definiert,
innerhalb dessen bei Auftreten eines Hindernisses der Kran umgehend und sicher gestoppt
wird.
[0026] In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die sichere Zustandsgröße der Last eine
Position und eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung. Beispielsweise wird
eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung durch Differentiation aus einer
Änderung der Position ermittelt. Durch Kenntnis der Position und der Geschwindigkeit
und/oder der Beschleunigung der Last wird die Zuverlässigkeit der Überwachung der
Last optimiert.
[0027] Besonders vorteilhaft wird die Sicherheitszone in Echtzeit ermittelt. Eine Ermittlung
in Echtzeit wird durch einfache mathematische Modelle erreicht, was eine zuverlässige
Reaktion auf Änderungen der Position des Hindernisses ermöglicht. In einer bevorzugten
Ausgestaltung wird die Sicherheitszone periodisch in von der sicheren Zustandsgröße
der Last abhängigen zeitlichen Abständen ermittelt. Beispielsweise werden die zeitlichen
Abstände bei einer höheren Geschwindigkeit der Last geringer, um auf einen verlängerten
Bremsweg zu reagieren. Derartige zustandsgrößenabhängige Intervalle ermöglichen eine
zuverlässige Reaktion auf Änderungen im System.
[0028] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Sicherheitszone mit einem
Pendelmodell ermittelt. Das Pendelmodell modelliert beispielsweise ein Ausschwingen
der Last bei einer abrupten Verzögerung, sodass in einem solchen Fall beispielsweise
die Sicherheitszone vergrößert wird, um eine Kollision zu verhindern.
[0029] Besonders vorteilhaft ist das Verfahren unabhängig von der Bewegung einer Last durchführbar.
Somit wird das Verfahren vom Kranbetrieb, beispielsweise durch auftretende Fehler
während des Betriebes, nicht beeinflusst, was zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit
führt.
[0030] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird mit Hilfe von Sensoren zur Entfernungsmessung
ein Höhenprofil zur Ermittlung der Position des Hindernisses erstellt. Handelt es
sich bei dem Kran z.B. um einen Containerkran, der als Lasten Container in einem Container-Terminal
entlädt, so ergeben die Stapelhöhen der Container als Höhenprofil gewissermaßen ein
Containergebirge. Durch ein derartiges Höhenprofil wird die Berechnung der Trajektorie
zur automatisierten Bewegung der Last mittels des Krans erleichtert.
[0031] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
näher beschrieben und erläutert.
- FIG 1
- eine perspektivische schematische Darstellung eines Krans,
- FIG 2
- eine vergrößerte schematische Darstellung eines Krans im Bereich einer Last,
- FIG 3
- eine schematische Darstellung einer kollisionsfreien Bewegung einer Last von einem
Startpunkt zu einem Zielpunkt und
- FIG 4
- ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur kollisionsfreien Bewegung einer Last.
[0032] Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen
Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende
Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander
weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination
als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen
Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung
ergänzbar.
[0033] Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
[0034] FIG 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Krans 2, die beispielhaft als
Brückenkran ausgeführt ist. Eine Last 4, beispielhaft ein Container, die an einem
Containergeschirr 6, auch "Spreader" genannt, befestigt ist, wird mittels einer Laufkatze
8, auch "Trolley" genannt, mittels eines Fahrwerks 10 und/oder mittels eines Hubwerks
12 entlang einer, insbesondere dreidimensional ausgeführten, Trajektorie 14 bewegt.
Die Bewegung der Last 4 mittels des Krans 2 erfolgt insbesondere automatisiert. Durch
mindestens einen Sensor 16 zur Entfernungsmessung wird eine sichere Position eines
Hindernisses 18, in FIG 1 ein "Containergebirge", erfasst indem ein Höhenprofil erstellt
wird. Alternativ wird eine bekannte Position des Hindernisses 18 bereitgestellt. Insbesondere
wird eine sichere Position des Hindernisses 18 durch zumindest SIL-und/oder PL-zertifizierte
Sensorik ermittelt. Derartige zumindest SIL- und/oder PL-zertifizierte Sensoren 16
zur Entfernungsmessung arbeiten beispielsweise mit Radar- und/oder Laserverfahren.
Insbesondere sind die Sensoren 16 zur Entfernungsmessung redundant ausgeführt. Die
sichere Positionserfassung des Hindernisses 18 erfolgt insbesondere dynamisch, indem
beispielsweise das Höhenprofil periodisch aktualisiert wird. Das Hindernis 18 verhindert,
dass die Last 4 auf direktem, das heißt geradem, Wege an ihr Ziel transportierbar
ist. Daher wird anhand des Höhenprofils eine Trajektorie 14 berechnet, um das Hindernis
18, beispielswiese in einer parabolischen Bewegung, zu überwinden. Ein Schwingen der
Last 4, während diese entlang der Trajektorie 14 bewegt wird, wird durch Pendeldämpfung,
auch "Sway Control" genannt, minimiert, um Kollisionen oder Beschädigung der Last
zu vermeiden und/oder eine Lasttransporteffizienz zu steigern.
[0035] FIG 2 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung eines Krans 2 im Bereich einer
Last 4, die über ein Hindernis 18 hinwegbewegt wird. Um eine kollisionsfreie Bewegung
der Last 4 sicher zu gewährleisten, umfasst der Kran 2 ein autarkes, sicheres Beobachter-Modul
zur Kollisionserkennung, an welches eine sichere Zustandsgröße der Last 4 übermittelt
wird, wobei die sichere Zustandsgröße eine Position, eine Geschwindigkeit oder eine
Beschleunigung der Last 4 umfasst. Beispielsweise wird eine sichere Position der Last
4 über ein sicheres, insbesondere zumindest nach SIL- und/oder PL-zertifiziertes,
Gebersystem an der Laufkatze 8, am Fahrwerk 10 und am Hubwerk 12 ermittelt, wobei
eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung der Last 4 direkt aus einer Änderung
der sicheren Position berechenbar sind.
[0036] Das autarke, sichere Beobachter-Modul berechnet in einem sicheren Controller in Echtzeit
aus mindestens einer sicheren Zustandsgröße, beispielsweise aus einer Position und
einer Geschwindigkeit, eine die Last 4 umgebende Sicherheitszone 20. Beispielswiese
wird die Sicherheitszone 20 periodisch in von der sicheren Zustandsgröße der Last
4 anhängigen zeitlichen Abständen berechnet. Ein sicherer Controller umfasst ein Sicherheitsprogramm
in einem sicheren Bereich. Die Sicherheitszone 20 ist beispielsweise, wie in FIG 2
zu sehen, kugelförmig oder ellipsoid ausgebildet. Insbesondere wird eine Größe der
Sicherheitszone 20 an eine sichere Zustandsgröße der Last 4, beispielsweise an eine
Geschwindigkeit oder eine Beschleunigung, angepasst. Beispielsweise wird das Volumen
der Sicherheitszone 20 vergrößert, wenn die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung
der Last 4 erhöht wird. Optional wird ein Pendelmodell bei der Berechnung der Sicherheitszone
20 mit einbezogen, um beispielsweise ein Ausschwingen der Last 4 bei einer abrupten
Verzögerung mit zu berücksichtigen.
[0037] Die sichere Positionserfassung des Hindernisses 18 erfolgt wie in FIG 1 beschrieben.
Das autarke, sichere Beobachter-Modul überwacht die Sicherheitszone 20 in Relation
zur Position des Hindernisses 18 dynamisch. Beispielsweise wird ein Stoppsignal an
eine Kransteuerung gesendet, wenn das Hindernis 18 in der die Last 4 umgebenden Sicherheitszone
20 erfasst wird. Die weitere Ausführung des Krans 2 in FIG 2 entspricht der in FIG
1.
[0038] FIG 3 zeigt eine schematische Darstellung einer kollisionsfreien Bewegung einer Last
4 von einem Startpunkt 22 zu einem Zielpunkt 24, wobei die Lastbewegung mit Hilfe
eines Krans 2 insbesondere automatisiert, erfolgt. Beispielhaft ist die Lastbewegung
von einem Containerschiff 26 als Startpunkt 22 zu einem Lastkraftwagen 28 als Zielpunkt
24 dargestellt, wobei das Hindernis 18, welches als "Containergebirge" ausgeführt
ist, wie in FIG 1 beschrieben, in einer parabolischen Bewegung entlang einer, insbesondere
vorberechneten, Trajektorie 14 überwunden wird. Um eine kollisionsfreie Bewegung sicher
zu gewährleisten, umfasst der Kran 2 ein autarkes, sicheres Beobachter-Modul 19 zur
Kollisionserkennung, das, wie in FIG 2, in einem sicheren Controller 19a die die Last
4 umgebende Sicherheitszone 20 in Echtzeit berechnet. Die Größe der Sicherheitszone
20, welche die Last 4 umgibt, wird beispielsweise an eine Geschwindigkeit und/oder
eine Beschleunigung, angepasst. Die zeitliche Änderung des Volumens der, exemplarisch
kugelförmig dargestellten, Sicherheitszone 20 ist schematisch in FIG 2 für ein gegebenes
Hindernis 18 dargestellt, wobei die Trajektorie 14, wie in FIG 1, anhand des ermittelten
Höhenprofils des Hindernisses 18 berechnet wird. Die weitere Ausführung des Krans
2, insbesondere des autarken, sicheren Beobachter-Moduls, in FIG 3 entspricht der
in FIG 2.
[0039] FIG 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur kollisionsfreien Bewegung einer
Last 4. Die automatisierte Bewegung 28 der Last 4 erfolgt durch mit hoher Zuverlässigkeit
durch Pendeldämpfung 30, geometrische Berechnung 32 der Trajektorie 14, Störgrößenüberwachung
34 und, insbesondere dynamische, Objekterfassung 36. Die Objekterfassung 36, also
die Erfassung der Position des Hindernisses 18, erfolgt, wie in FIG 1 beschrieben,
sicher, insbesondere anhand eines Höhenprofils durch zumindest SIL und/oder PL-zertifizierte
Sensorik.
[0040] Eine sichere Zustandsgrößenerfassung 38 der Last 4 erfolgt parallel wie in FIG 2
beschrieben, beispielsweise durch ein beispielsweise nach SIL und/oder nach PL, sicherheitszertifiziertes
Gebersystem an der Laufkatze 8, am Fahrwerk 10 und am Hubwerk 12. Ein autarkes, sicheres
Beobachter-Modul 40 führt eine Sicherheitszonenberechnung 42 anhand der ermittelten
sicheren Zustandsgröße durch. Eine dynamische Raumüberwachung 44 erfolgt, indem die
sicher erfasste Sicherheitszone 20 in Relation zur sicher erfassten Position des Hindernisses
18 überwacht wird. Ein sicherer Halt 46, beispielsweise durch Senden eines Stoppsignals
an eine Kransteuerung, wird vom autarken, sicheren Beobachter-Modul 40 initiiert,
wenn das Hindernis 18 in der Sicherheitszone 20 der Last 4 detektiert wird.
[0041] Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur kollisionsfreien Bewegung
einer Last 4 mit einem Kran 2 in einem Raum mit mindestens einem Hindernis 18. Um
auf möglichst einfache Weise einen Sicherheitslevel zu erfüllen, wird vorgeschlagen,
dass eine Position des Hindernisses 18 erfasst wird, wobei zumindest eine sichere
Zustandsgröße der Last 4 ermittelt wird, wobei aus der sicheren Zustandsgröße eine
die Last 4 umgebende Sicherheitszone 20 ermittelt wird, wobei die Sicherheitszone
20 in Relation zur Position des Hindernisses 18 dynamisch überwacht wird.
1. Verfahren zur kollisionsfreien Bewegung einer Last (4) mit einem Kran (2) in einem
Raum mit mindestens einem Hindernis (18),
wobei eine Position des Hindernisses (18) bereitgestellt wird,
wobei zumindest eine sichere Zustandsgröße der Last (4) bereitgestellt wird,
wobei aus der sicheren Zustandsgröße eine die Last (4) umgebende Sicherheitszone (20)
ermittelt wird,
wobei die Sicherheitszone (20) in Relation zur Position des Hindernisses (18) dynamisch
überwacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei eine sichere Position des Hindernisses (18), insbesondere mittels Sensoren (16)
zur Entfernungsmessung, erfasst wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
wobei die zumindest eine sichere Zustandsgröße der Last (4) aus einer sicheren Zustandsgröße
zumindest eines Fahrwerks (10), eines Hubwerks (12) und/oder einer Laufkatze (8) des
Krans (2) ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen,
wobei ein Stoppsignal an eine Kransteuerung gesendet wird, wenn das Hindernis (18)
in der die Last (4) umgebenden Sicherheitszone (20) erfasst wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei eine Größe der Sicherheitszone (20) an die sichere Zustandsgröße der Last (4)
angepasst wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Sicherheitszone (20) mit einem Controller (9a) ermittelt wird, der ein Sicherheitsprogramm
in einem sicheren Bereich umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
wobei vom Sicherheitsprogramm ein Stoppsignal an eine Kransteuerung gesendet wird,
wenn das Hindernis (18) in der die Last (4) umgebenden Sicherheitszone (20) erfasst
wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die sichere Zustandsgröße der Last (4) eine Position und eine Geschwindigkeit
und/oder eine Beschleunigung umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Sicherheitszone (20) in Echtzeit ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Sicherheitszone (20) periodisch in von der sicheren Zustandsgröße der Last
(4) anhängigen zeitlichen Abständen ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Sicherheitszone (20) mit einem Pendelmodell ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
welches unabhängig von der Bewegung einer Last (4) durchführbar ist.
13. Controller (19a) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
12, welcher ein Sicherheitsprogramm in einem sicheren Bereich umfasst.
14. Autarkes, sicheres Beobachter-Modul (19, 40) zur Kollisionserkennung, welches einen
Controller (19a) nach Anspruch 13 aufweist.
15. System mit einem Kran (2) zur Bewegung einer Last (4), welcher ein Beobachter-Modul
(19, 40) nach Anspruch 14 umfasst.