Geschwindigkeitssteuerung für Drehwerks- oder Hubwerksantriebe einer Transporteinrichtung, insbesondere eines Schiffskrans

Abstract

 Eine Transportvorrichtung, insbesondere ein Knickgelenkkran für Schiffe, besizt zur Vorgabe einer Transportgeschwindigkeit einen mit einem Steuerhebel (23) versehenen Sollwertgeber (48), der einen Signalumformer (76) speist, welcher ein nach einer vorgegebenen Funktion sich zeitlich änderndes Signal (± v.t) bildet, das einem Rechner (77) zugeführt wird, in dem der zeitliche Verlauf des Drehwinkelsollwertes (soll) des Innenholms (4) in Abhängigkeitvon Parametern (yo) des Transportweges gebildetwird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

[0002] In der DE-OS 27 54 698 ist eine Steuerung für Drehwerks- oder Hubwerksantriebe eines Krans, insbesondere für Schiffe, beschrieben, bei dem am Ende eines um ein Drehgelenk drehbaren Innenholms ein um ein Drehgelenk drehbarer Außenholm mit einem Ladegeschirr angeordnet ist. Die Antriebe des Innenholms und des Außenholms besitzen Drehwinkelregler. Dem Drehwinkelregler des Innenholms wird ein Drehwinkelsollwert über einen Sollwertgeber mittels eines manuell einstellbaren Steuerhebels zugeführt. Der Drehwinkelregler für den Winkel zwischen Innenholm und Außenholm kann wahlweise von einem manuell einstellbaren Sollwertgeber oder von dem Sollwertgeber für den Drehwinkel des Innenholms über einen Funktionsgenerator beeinflußt werden.

[0003] Bei dieser bekannten Ausführung ist der Drehwinkelregelung eine Geschwindigkeitssteuerung derart unterlagert, daß eine vorgebbare Transportgeschwindigkeit, insbesondere eine außerhalb des Anfahr_- und Bremsbereiches zumindest annähernd konstante Transportgeschwindigkeit eingehalten werden kann. Dabei ist für die Einstellung der Geschwindigkeit zusätzlich zum Steuerhebel des Drehwinkelsollwertgebers ein Steuerhebel für die Transportgeschwindigkeit erforderlich.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung anzugeben, bei der man ohne unterlagerte Geschwindigkeitsregelung eine Last auf einem wählbaren Weg mit einstellbarer Geschwindigkeit transportieren kann und für den Transportvorgang nur einen einzigen Steuerhebel benötigt.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Steuerung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

[0006] Mit der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitssteuerung kann ein Stapelvorgang zeit- und personalsparend durchgeführt werden. Die Transportgeschwindigkeit ist proportional zur Auslenkung des Steuerhebels.

[0007] Drei schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht und Draufsicht eines bekannten Krans,

Fig. 3 das Prinzip einer Schaltungsanordnung für eine Geschwindigkeitssteüerung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine Ausbildung des in Fig.3 als Block 30 dargestellten Funktionsgenerators,

Fig. 5 eine Schemazeichnung zur Ermittlung von Parameterwerten,

Fig. 6 den schaltungsmäßigen Aufbau eines Geschwindigkeitsstellers mit Signalumformer und eines Rechners zur Ermittlung des Drehwinkelsollwertes γ_soll,

Fig. 7 den schaltungsmäßigen Aufbau einer Einrichtung zum Bilden von Parameterwerten gemäß Fig. 3,

Fig. 8 eine andere Ausbildung eines Geschwindigkeitsstellers und

Fig. 9 eine Geschwindigkeitssteuerung mittels Prozeßrechner.

[0008] In Fig. 1 ist auf einer Konsole 1 eine Säule 2 angeordnet, an der an einem festen senkrechten Drehzapfen eines Drehgelenks 3 das eine Ende eines Innenholms 4 drehbar gelagert ist. Zum Drehen des Innenholms 4 dient ein Drehwerksantrieb, der aus einem Motor 5 und einem Getriebe mit Ritzel 6 sowie Zahnkranz 7 besteht. Ein Winkelgeber 8 dient zum Erfassen des Drehwinkels /, den der Innenholm 4 gegenüber einer Bezugslinie (Fig.2) einnimmt. Am anderen Ende des Innenholms 4 ist ein weiteres Drehgelenk 10 für einen Außenholm 11 mit einem weiteren Winkelgeber 12 angeordnet, der den Winkel zwischen dem Innenholm 4 und dem Außenholm 11 erfaßt. Zum Drehen des Außenholms 11 gegenüber dem Innenholm 4 dient ein weiterer Drehwerksantrieb, der aus einem Motor 13 und Getriebe mit Ritzel 14 sowie Zankranz 15 besteht. Am Außenholm 11 ist eine durch einen Motor angetriebene Winde 16 angeordnet, deren Seil 17 über eine Laufrolle 18 am freien Ende des Außenholms 11 ein Ladegeschirr 19 für die Aufnahme einer Last 20 trägt.

[0009] Den beiden Drehwerksantrieben 5, 6, 7 und 13, 14, 15 ist - wie Fig. 3 zeigt - eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung 22 zugeordnet, die einen Geschwindigkeitssteller 24 besitzt, der aus einem mit einem Steuerhebel 23 versehenen Sollwertgeber 48 und einem Signalumformer 76 besteht, an dessen Ausgang 28a ein Wegsignal + v.t ansteht. Darin bedeutet v die Transportgeschwindigkeit, t die Zeit und das Vorzeichen die Fahrtrichtung. Das Wegsignal ± v.t wird an einen Rechner 77 gegeben, der mit Hilfe der in einer Einrichtung 91 gebildeten Parameterwerte nach einer weiter unten angegebenen Beziehung (2) den Drehwinkelsollwert γ_soll errechnet und am Ausgang 34a zur Verfügung stellt. Der Einrichtung 91 zum Erzeugen der Parameterwerte werden später noch erläuterte Winkelsignale γ_sollE, (γ+ε) sollE und ein Winkelsignal λ zugeführt. Der Einrichtung 91 ist dabei ein Winkeleinstellglied G zugeordnet.

[0010] Das Signal γ soll am Ausgang 34a des Rechners 77 wird zur Einstellung des Drehwinkels des Innenholms 4 einem Drehwinkelregler 25 für den Drehwerksantrieb 5, 6, 7 des Innenholms zugeführt.

[0011] Dieser Drehwinkelregler 25 besitzt einen Soll-Istwertvergleicher 26, und einen Regelverstärker 27 mit Steuersatz für ein im Ankerkreis des Motors 5 angeordnetes, über den Verknüpfungspunkt 120 verbundenes elektronisches Stellglied 29. Der mit dem Motor 5 über das Getriebe 6, 7 in Verbindung stehende Winkelgeber 8 liefert ein Signal, das als Istwert γ ist über den Ausgang 121 dem Soll-Istwertvergleicher 26 zugeführt wird.

[0012] Andererseits wird das Ausgangssignal γ soll des Rechners 77 zur Errechnung des Winkels ε des Außenholms gegenüber dem Innenholm über den Eingang 34b einem Funktionsgenerator 30 zum Bilden eines vom Drehwinkel γ und Verlauf des Transportweges abhängigen Winkelsollwertes ε_soll zugeführt, der zur Vorgabe des Winkels ε zwischen Innenholm 4 und Außenholm 11 vom Ausgang 51a einem Drehwinkelregler 31 für den Drehwerksantrieb 13, 14, 15 des Außenholms zugeführt ist. Der Drehwinkelregler 31 besitzt einen Soll-Istwertvergleicher 32 und einen Regelverstärker 33 mit Steuersatz für ein im Ankerkreis des Motors 13 angeordnetes über den Verknüpfungspunkt 122 verbundenes elektronisches Stellglied 35. Der mit dem Motor 13 verbundene weitere Winkelgeber 12 liefert den Istwert ε_ist, der über den Ausgang 123 dem Soll-Istwertvergleicher 32 zugeführt wird. Der vom Ausgang 51a automatisch vorgegebene Sollwert für den Drehwinkelregler 31 kann über einen von einem Hebel 50 betätigbaren Kontakt 51c abgekoppelt und durch den von Hand über den Hebel 50 eingebbaren Sollwert aus der Einrichtung 49 am Eingang 51b ersetzt werden. Dadurch ist es möglich, den Innenholm 4 und den Außenholm 11 getrennt voneinander beliebig zu verstellen. Dies ist unter anderem bei der Festlegung eines gewünschten Transportweges erforderlich.

[0013] Mit dem Steuerhebel 23 wird vom Kranführer die Transportgeschwindigkeit v vorgegeben. Abhängig von dem am Ausgang des Rechners 77 anstehenden Drehwinkelsollwert γ_soll wird im Funktionsgenerator 30 für den Drehwerksantrieb des Außenholms 11 am Ausgang 51a ein Sollwert Esoll von solcher Größe gebildet, daß das Ladegeschirr 19 mit der Last 20 auf einem vorgegebenen Transportweg bewegt wird. Hierzu ist der Funktionsgenerator 30 derart ausgebildet, daß sein Ausgangssignal nach der mathematischen Beziehung

vom Eingangssignal γ_soll abhängt. Dabei ist y_o ein Parameter des Transportweges und R die Länge des Innenholms 4, die im vorliegenden Fall gleich der Länge des Außenholms 11 ist.

[0014] Für einen geradlinigen Transportweg gilt:

[0015] Der Wert y_o kann für jeden gewünschten Transportweg zu Beginn der Ladetätigkeit gewonnen werden. Er ist hier der senkrechte Abstand des Transportweges von der inneren Drehachse 3 des Innenholms 4 (Fig.2 und 5). Ist - wie die Fig. 1 und 2 zeigen - am Ende des Außenholms 11 für das Ladegeschirr 19 eine in einem Drehgelenk 21 gelagerte mit einem Zahnkranz versehene Drehscheibe 55 mit Getriebe57 und Drehwerksmotor 56 angeordnet (siehe auch Fig. 3), so kann die Last 20 entlang des Transportweges parallel zu ihrer Querachse bewegt werden. Hierzu wird der Winkel æ zwischen Außenholm 11 und Querachse der Last 20 (parallel zum Transportweg) abhängig vom Drehwinkel γ und dem Winkel ε zwischen Innenholm und Außenholm nach der Beziehung:

mittels eines Konstantwertgebers 66, eines Addierers 64 und eines Subtrahierers 65 ermittelt und als Sollwert æ soll vom Ausgang 63 an einen Drehwinkelregler 59 gegeben. Dieser Drehwinkelregler 59 enthält einen Soll-Istwertvergleicher 60 und einen Regelverstärker 61 mit Steuersatz, welcher ein über den Verknüpfungspunkt 124 verbundenes elektronisches Stellglied 62 für den Ankerstrom des Drehwerksmotors 56 beaufschlagt. Der mit dem Drehgelenk 21 der Drehscheibe 55 verbundene Geber 58 liefert ein Signal æ_ist, das über den Ausgang 125 dem Soll-Istwertgeber 60 zugeführt wird.

[0016] Gemäß der mathematischen Beziehung (3) wird der Addierer 64 von den Sollwerten γ soll und ε_soll gespeist und der Subtrahierer 65 von dem Konstantwertgeber 66, in dem der konstante Signalwert

gebildet wird.

[0017] Diese Regelung für die Drehscheibe 55 ist für die Verladetechnik vorteilhaft, da auf diese Weise Personal für das Ausrichten der Lastachse am Lastaufsetzpunkt nicht erforderlich ist.

[0018] Wie Fig. 4 zeigt, befinden sich im Funktionsgenerator 30 zur Berechnung des Sollwertes ε_soll entsprechend der oben angegebenen Beziehung (2) mehrere Rechnerbausteine. Der am Eingang 34b des Funktionsgenerators 30 anstehende Sollwert γ_soll wird einem Cosinus-Bildner 37 zugeführt und dessen Ausgangssignal cos γ_soll im Subtrahierer 38 von dem in der Einrichtung 91 gebildeten und am Eingang 36b zugeführten Signalwert ^Yo subtrahiert. R

[0019] Das Ausgangssignal

- _cos γ_soll des Subtrahierers 38 wird in einem Multiplizierer 40 quadriert. Vom Ausgang 39a der Einrichtung 91 wird über den Eingang 39b der Konstantwert 1 und der Ausgangswert des Multiplizierers 40 wird an den Subtrahierer 41 gegeben. Die Differenz am Ausgang des Subtrahierers 41 wird dem Radizierer 42 zugeführt, dessen Ausgangssignal im _Multi- plizierer 43 mit dem Ausgangssignal des Sinus-Bildners 44, der den Wert sin γ_soll bildet, multipliziert wird. Der so gebildete Wert wird einem Eingang eines Subtrahierers 45 zugeführt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Multiplizierers 46 verbunden ist. Dessen Eingänge sind einerseits an den Ausgang des Cosinus-Bildners 37 und an den Ausgang des Subtrahierers 38 angeschlossen. Der Ausgang des Subtrahierers 45 liefert das Signal cos ε_soll, welches im Baustein 47 invertiert wird, d.h. es wird am Ausgang 51 der arc cos von cos ε_soll und damit ε_soll gebildet.

[0020] Zur Ermittlung des Parameters y_o (Fig. 3 und 5) ist in einer Steuerkabine 52 (Fig. 1) ein in den Lagern 54c, 54d verstellbares Winkeleinstellglied G angeordnet, das nach Art eines Winkelgebers aus einem Ständer 54a mit Einstellhebel 54b und einem Läufer 53a mit Einstellhebel 53b besteht. Am Ausgang 53c des Winkeleinstellgliedes liegt ein später erläuterter elektrischer Signalwert λ.

[0021] Im folgenden wird angenommen, daß sich der Kranführer in einer auf der Drehscheibe 55 angeordneten Steuerkabine 52 befindet (Fig. 1). Zu Beginn eines Transportvorganges steuert der Kranführer mittels der Hebel 23 und/oder 50 (Fi^g. 3) das Ende des Außenholms 11 (Fig.5 in Verbindung mit Fig. 2) z.B. vom Punkt P_e alt auf einem Transportweg (alt) zu einem neuen Wegendpunkt P_e eines gewünschten Transportweges (neu), so daß der diesem Wegendpunkt zugeordnete Winkel ε_o zwischen Innen-und Außenholm gegeben ist. Hierauf wird der Ständer 54a (Fig. 3) mittels seines Einstellhebels 54b so gedreht, daß der Einstellhebel 54b parallel zum Transportweg (neu) ist. Dann wird der Läufer 53a mittels seines Einstellhebels 53b bei festgehaltenem Ständer 54a derart gedreht, daß der Einstellhebel 53b zum Drehgelenk 3 gerichtet ist. Damit schließen die beiden Einstellhebel 54b und 53b den WinkelA ein und am Ausgang des Winkeleinstellgliedes G wird ein entsprechendes elektrisches Signal abgegeben. Mittels des Winkelgebers 12 wird der Winkel ε_o zwischen Innenholm und Außenholm erfaßt. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, läßt sich nach der geometrischen Beziehung:

die senkrechte Strecke y für den Transportweg (neu) ermitteln. Die hierzu erforderliche Rechenschaltung wird in Verbindung mit Fig. 7 noch näher beschrieben.

[0022] Wie in Fig. 6 dargestellt ist, besitzt der Sollwertgeber 48 des Geschwindigkeitsstellers 24 einen Steuerhebel 23 für ein Potentiometer 68a, das an einer Batterie 67 mit konstanter Spannung liegt. Die ausgangsseitig an den Klemmen 68c und 68d des Sollwertgebers 48 anstehende Spannung wird dem Anker eines Stellmotors 69 mit konstantem Fluß zugeführt, so daß sich die Drehzahl linear zu der am Abgriff 68b anstehenden Spannung verhält. Der Stellmotor 69 verstellt mit seiner Welle 70 über ein Getriebe 71 einen Abgriff 72 eines weiteren Potentiometers 73 derart, daß in Abhängigkeit von der Zeit t ein nach einer vorgegebenen Funktion, insbesondere linearen Funktion, sich änderndes Ausgangssignal gebildet wird.

[0023] Anstelle des Stellmotors 69 kann auch ein Uhrwerk treten, dessen Laufgeschwindigkeit durch den Steuerhebel verstellbar ist.

[0024] Die am Potentiometer 73 liegende Spannung der Batterie 74 kann zur Änderung des Vorzeichens des Signals am Ausgang 28a mittels eines Kreuzschalters 75 je nach Fahrtrichtung umgepolt werden. Der Stellmotor 69 mit Welle 70 und Getriebe 71 bilden zusammen mit dem Potentiometer 73 und dessen Abgriff 72,der Batterie 74 und Kreuzschalter 75 einen linear wirkenden Signalumformer 76.

[0025] Die Berechnung des Drehwi_nkelsollwertes γ_soll erfolgt abhängig von der Zeit t für einen geradlinigen Transportweg unter Berücksichtigung der Längen R des Innen-und Außenholms zwischen den Drehpunkten, des Abstandes y₀ des Transportweges vom inneren Drehpunkt des Innenholms 4 und des senkrechten Abstandes x der Last 20 von der jeweiligen Parameterlinie y_o zu Beginn jedes Transportvorganges sowie abhängig von der Stellung des Steuerhebels 23, welche die Transportgeschwindigkeit v bestimmt, nach der mathematischen Beziehung

[0026] 

[0027] Darin ist x'(t) die zeitabhängige La^gekoordinate der Last, die sich auf ein rechtwinkeliges Koordinatensystem bezieht (Fig. 5), bei dem der Lastweg die Abszisse und der Parameterwert y_o die Ordinate bildet, so daß x der jeweilige Abstand des Drehgelenks 21 (des Außenholms) von dem Nullpunkt des Koordinatensystems ist. Dabei gilt für eine konstante Transportgeschwindigkeit v längs einer Geraden die Beziehung:

x_a ist dabei der Abstand des Lastaufnähme- oder -absetzpunktes P_e vom Koordinaten-Nullpunkt. Erreicht der Betrag x einen vorgegebenen Wert, so ist der jeweilige Transportvorgang beendet.

[0028] Mit dem Ausgang 28a (Fig. 6) des Signalumformers 76 im Geschwindigkeitssteller 24 ist über den Eingang 28b des Rechners 77 ein Additionsglied 78 verbunden, dem der der Position des Steuerhebels 23 entsprechende Signalwert + v.t zugeführt wird. Der zweite Eingang des Additionsgliedes 78 ist über den Eingang 79b des Rechners 77 an einen Ausgang 79a der Einrichtung 91 angeschlossen, im dem der Wert x_a gebildet wird. Das Differenzsignal x (t) = x_a ± v.t wird an einen Eingang eines Divisors 80 geführt, dessen anderer Eingang vom Ausgang 81a der Einrichtung 91 über einen Eingang 81b des Rechners 77 mit dem Signal y_o gespeist wird.

[0029] Am Ausgang des Divisors 80 entsteht der Signalwert

. Im Arcustangens-Bildner 82 wirdder Wert arctg

gebildet und dem Summierglied 83 zugeführt. Der andere Eingang des Summiergliedes 83 ist mit einer Rechnerkette verbunden, in der zu Beginn durch einen Multiplizierer 84 der Signalwert x² und in einem weiteren Multiplizierer 85 der Signalwert y_o² gebildet werden. Beide Werte werden an den Eingang eines Summiergliedes 86 gegeben, dessen Ausgang einen Radizierer 87 speist. Sein Ausgangssignal wird an einen Eingang eines Divisors 88 weitergeleitet. Der andere Eingang des Divisors 88 erhält über den Eingang 89b, der mit dem Ausgang 89a der Einrichtung 91 verbunden ist, einen Signalwert 2 R. Dadurch wird dem Eingang eines Arcus-Cosinus-Bildners 90 der Wert

zuge-führt. Der Ausgang des Arcus-Cosinus-Bildners 90 ist - wie bereits gesagt - an den Eingang des Summierers 83 gelegt. Damit steht am Ausgang des Summierers 83 bzw. am Ausgang 34a des Rechners 77 entsprechend der Beziehung (5) der gewünschte Sollwert γ_soll an, der gemäß Fig. 3 dem Funktionsgenerator 30, dem Drehwinkelregler 25, dem Addierer 64 und der Einrichtung 91 über den Geschwindigkeitsgeber 24 zugeführt wird.

[0030] In der Einrichtung 91 (Fig. 7) werden die Parameterwerte erzeugt, die für die Sollwertbildung erforderlich sind. Die Werte γ_soll vom Ausgarig 34a und (γ+ε)_soll vom Ausgang des Addierers.64 werden über einen Schalter 92 des Geschwindigkeitsstellers 24 geführt, so daß immer nur zu Ende eines Transportvorganges, d.h. wenn der Kran eine der Endlagen erreicht hat, die Signale an die Eingänge 93 und 94 gelangen. Dann steht nämlich der Hebel 23 des Geschwindigkeitsstellers 24 auf Null und die Kontakte des Schalters 92 werden geschlossen, so _daß jeweils nur Endwerte γ_sollE und (γ + ε)_sollE Bausteinen der Einrichtung 91 zugeführt werden. Die Einrichtung 91 dient u.a. zur Berechnung der mathematischen Beziehung:

[0031] Darin bedeutet der Index E den jeweiligen Endwert bei einem Bewegungsvorgang. Die Werte γ_sollE und (γ+ε)_sollE werden jeweils über einen Cosinus-Bildner 95 und 97 und Sinus-Bildner 96 und 98 geiührt. Die Ausgänge dieser Bausteine 95 und 97 sowie 96 und 98 werden an die Eingänge von Subtrahierern 99 bzw. 100 gelegt, deren Ausgangssignale auf den Divisor 101 gegeben werden. Der Ausgang des Divisors 101 liefert ein Signal, das dem in der Gleichung (7) angegebenen Bruch entspricht und im Multiplizierer 102 mit dem Signalwert y aus einem Rechnerteil multipliziert den Ausgangswert x_a ergibt, der im Gedächtnis 103 so lange gespeichert wird, bis bei Erreichen einer neuen Endposition des Innen- und Außenholms ein neuer Signalwert x eingegeben wird.

[0032] Der Signalwert y_o wird in der Einrichtung 91 auf folgende Weise gebildet:

An einem Differenzbildner 104 werden die Signalwerte γ_sollE und (γ_sollE + ε_sollE) angelegt, so daß an dessen Ausgang das Signal ε_sollE entsteht, das durch eine Teilerschaltung 105 halbiert und einem Sinusbildner 106 zugeführt wird. Parallel zu dem Sinusbildner 106 wird ein weiterer Sinusbildner 107 von dem Signal λ des Winkeleinstellgliedes G (Fig. 3) beaufschlagt. Die Ausgänge der Bausteine 106 und 107 sind an die Eingänge eines Multiplizierers 108 gelegt. Ein weiterer Eingang des Multiplizierers 108 wird von dem Signal 2R gespeist, so daß an dem Ausgang des Multiplizierers 108 entsprechend der Beziehung (4) der Wert y₀ entsteht, der mittels des Gedächtnisses 109 so lange festgehalten wird und am Ausgang 81a der Einrichtung 91 zur Verfügung steht, bis eine neue Lastwegeinstellung verlangt wird. An einer Batterie 110 liegt ein Potentiometer 111, an dessen Abgriff ein der Länge R des Außenholms und Innenholms entsprechender Spannungswert ansteht. Durch ein Summierglied 112 wird die Größe 2R gebildet und zum Ausgang 89a geführt.

[0033] Ein Divisor 113 wird eingangsseitig vom Ausgang des Gedächtnisses 109 und vom Abgriff des Potentiometers 111 gespeist, so daß am Ausgang 36a der Wert y_o/R zur Verfügung steht.

[0034] Mittels eines weiteren Divisors 114 wird der Konstantwert 1 dadurch erzeugt, daß an die Eingänge gleichzeitig jeweils der vom Potentiometer 111 abgegriffene Spannungswert R geführt wird. Am Ausgang 39a liegt somit der Signalwert 1 an. Damit sind die Bausteine für die in Fig. 3 gezeigte Geschwindigkeitssteuerung beschrieben.

[0035] Eine andere Art zum Erzielen einer konstanten Transportgeschwindigkeit,die nur abhängig ist von der Position des Stellhebels 23, ist in Fig. 8 dargestellt. Ein Verstärker 115 bildet zusammen mit dem Potentiometer 68a mit Abgriff 68b einen Integrator 118, der im Zusammenwirken mit der Batterie 74, dem Kreuzschalter 75 und dem Relais 117 sowie den Schaltkontakten 116a, 116b positive oder negative Ausgangswerte liefern kann. Der Verstärker 115 ist dabei über den Kreuzschalter 75 an die Versorgungsspannung der Batterie 74 angeschlossen. Wird der Steuerhebel 23 von -seiner Null-Lage in die eine Richtung ausgelenkt, so wird über den Kontakt 116a und das Relais 117 der Kreuzschalter 75 in eine solche Lage gebracht, daß ein positives Ausgangssignal am Integrator 118 bzw. am Ausgang 28a des Geschwindigkeitsstellers 24 ansteht, während bei einer Auslenkung des Steuerhebels 23 in die ent- gegengesetzte Seite über den Kontakt 116b die Erregerspule den Kreuzschalter 75 in eine solche Stellung bringt, daß ein negatives Ausgangssignal am Ausgang 28a entsteht. Nach Beendigung eines Bewegungsrvorganges des Krans wird der Integrator 118 selbsttätig auf Null gestellt. Das Potentiometer 68a mit Abgriff 68b ist in der Rückführung des Verstärkers 115 angeordnet und bildet zugleich einen Rückkopplungswiderstand und gestattet im Zusammenwirken mit einem Kondensator 119 das Hochlaufverhalten einzustellen.

[0036] Bei dieser Art der Geschwindigkeitsvorgabe werden mechanisch bewegte Teile im Signalumformer vermieden.

[0037] Unter Beibehaltung des prinzipiellen Lösungsweges kann die Geschwindigkeitssteuerung - wie Fig. 9 zeigt - in vorteilhafter Weise auch mittels eines Prozeßrechners 126 realisiert werden, der die Aufgabe der Sollwert-und Parameterbildung nach Maßgabe der erfindungsgemäßen Lösung übernimmt und bei dem die erforderlichen mechanischen Kontakte durch elektronische Schalter ersetzt sind. Hierbei ist das Potentiometer 68a mit Abgriff 68b und Steuerhebel 23 des Geschwindigkeitsstellers über die Aüsgänge 68c, 68d an den Prozeßrechner 126 angeschlossen. Der für die manuelle Einstellung des Winkels ε_soll dienende Sollwertgeber 49 mit Steuerhebel 50 ist über seinen Ausgang 51b an den Prozeßrechner 126 gelegt. Der Geber G ist mit dem Prozeßrechner 126 über seinen Ausgang 53c verbunden. Andererseits sind die elektronischen Stellglieder 29, 35 und 62 der Drehwerksantriebe und die zugeordneten Winkelgeber 8, 12, 58 an den Verknüpfungspunkten 120, 122, 124 bzw. den Ausgängen 121, 123, 125 mit dem Prozeßrechner 126 verbunden.

[0038] Die bekannte unterlagerte Geschwindigkeitsregelung verwendet eine Messung der Drehwinkelgeschwindigkeit mit bestimmten funktionellen Zuordnungen über dem Transportweg (grobe Annäherungen). Mit der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitssteuerung ist es möglich, eine konstante Transportgeschwindigkeit zu garantieren, ohne daß eine Messung der Transportgeschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeiten vorgenommen werden muß. Dadurch ergibt sich eine größere Genauigkeit und Einfachheit.

1 Konsole

2 Säule

3 Drehgelenk

4 Innenholm

5 Motor

6 Ritzel

7 Zahnkranz

8 Winkelgeber

9 Bezugslinie

10 weiteres Drehgelenk

11 Außenholm

12 weiterer Winkelgeber

13 Motor

14 Ritzel

15 Zahnkranz

16 Winde

17 Seil

18 Laufrolle

19 Ladegeschirr

20 Last

21 Drehgelenk

22 Geschwindigkeitssteuereinrichtung

23 Steuerhebel

24 Geschwindigkeitssteller

25 Drehwinkelregler

26 Soll-Istwertvergleicher

27 Regelverstärker mit Steuersatz

28a Ausgang

28b Eingang

29 elektronisches Stellglied

30.Funktionsgenerator

31 Drehwinkelregler

32 Soll-Istwertvergleicher

33 Regelverstärker mit Steuersatz

34a Ausgang

34b Eingang

35 elektronisches Stellglied

36a Ausgang

36b Eingang

37 Cosinusbildner

38 Subtrahierer

39a Ausgang

39b Eingang

40 Multiplizierer

41 Subtrahierer

42 Radizierer

43 Multiplizierer

44 Sinus-Bildner

45 Subtrahierer

46 weiterer Multiplizierer

47 Baustein

48 Sollwertgeber

49 Sollwertgeber

50 Steuerhebel

51a Ausgang , 51b Eingang, 51c Kontakt

52 Steuerkabine

53a Läufer

53b Einstellhebel

53c Ausgang

54a Ständer

54b Einstellhebel

54c Lager

54d Lager

55 Drehscheibe

56 Drehwerksmotor

57 Getriebe

58 Winkelgeber

59 Drehwinkelregler

60 Soll-Istwertvergleicher

61 Regelverstärker mit Steuersatz

62 Stellglied

63 Ausgang

64 Addierer

65 Subtrahierer

66 Konstantwertgeber

67 Batterie

68a Potentiometer

68b Abgriff

68c Klemme

68d Klemme

69 Stellmotor

70 Welle

71 Getriebe

72 Abgriff

73 Potentiometer

74 Batterie

75 Kreuzschalter

76 Signalumformer

77 Rechner

78 Additionsglied

79a Ausgang

79b Eingang

80 Divisor

81a Ausgang

81b Eingang

82 Arcustangens-Bildner

83 Summierer

84 Multiplizierer

85 Multiplizierer

86 Summierglied

87 Radizierer

88 Divisor

89a Ausgang

89b Eingang

90 Arcus-Cosinus-Bildner

91 Einrichtung zum Bilden von Parameterwerten

92 Schalter

93 Eingang

94 Eingang

95 Cosinus-Bildner

96 Sinus-Bildner

97 Cosinus-Bildner

98 Sinus-Bildner

99 Subtrahierer

100 Subtrahierer

101 Divisor

102 Multiplizierer

103 Gedächtnis

104 Differenzbildner

105 Teilerschaltung

106 Sinusbildner

107 weiterer Sinusbildner

108 Multiplizierer

109 Gedächtnis

110 Batterie

111 Potentiometer

112 Summierer

113 Divisor

114 weiterer Divisor

115 Verstärker

116a Kontakt

116b Kontakt

117 Relais

118 Integrator

119 Kondensator

120 Verknüpfungspunkt

121 Ausgang

122 Verknüpfungspunkt

123 Ausgang

124 Verknüpfungspunkt

125 Ausgang

126 Prozeßrechner (PR)

Drehwinkel des Innenholms

Winkel zwischen Innen- und Außenholm

v Transportgeschwindigkeit

t Zeit

x Transportweg

γ_soll Drehwinkel-Sollwert

ε_soll Wlinkel-Sollwert

ist Drehwinkel-Istwert

ist Winkel-Istwert

y_o Parameter

R Länge des Innenholms und Außenholms

æ Winkel der Drehscheibe

æ_soll Sollwert

P_ealt Punkt auf einem Transportweg (alt)

G Winkeleinstellglied

P_e Wegendpunkt

Ansprüche

1. Steuerung für Drehwerks- oder Hubwerksantriebe einer Transporteinrichtung, insbesondere eines Schiffskrans, bei dem am Ende eines um ein Drehgelenk drehbaren Innenholms ein um ein Drehgelenk drehbarer Außenholm mit einem Ladegeschirr angeordnet ist und die Antriebe des Innenholms und des Außenholms Drehwinkelregler besitzen, denen Drehwinkelsollwerte über Sollwertgeber zugeführt werden, die über Steuerhebel manuell einstellbar sind, wobei der Sollwertgeber für den Drehwinkel des Außenholms von dem zugehörigen Drehwinkelregler abkuppelbar . und auf diesen Drehwinkelregler ein von dem Sollwertgeber für den Drehwinkel des Innenholms ansteuerbarer Funktionsgenerator schaltbar ist, der zur Erzielung eines vorgegebenen Transportweges abhängig vom Winkel des Innenholms einen Winkels.ollwert für die Einstellung des Winkels zwischen Innenholm und Außenholm bildet, dadurch gekennzeichnet , daß der mit dem Steuerhebel (23) versehene Sollwertgeber (48) zur Vorgabe einer Transportgeschwindigkeit (v) einen Signalumformer (76) steuert, der ein nach einer vorgegebenen Funktion sich zeitlich änderndes Ausgangssignal (± v·t) bildet, das einem Rechner(77) zur Berechnung des zeitlichen Verlaufes des Drehwinkelsollwertes (γ_soll) in Abhängigkeit von den für den Transportweg charakteristischen Parameterwerten zugeführt wird.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumformer (76) ein von einem Antriebsmotor (69) oder Uhrwerk angetriebenes Potentiometer (73) ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumformer (76) ein beschaltbarer Verstärker (115); insbesondere ein aus elektronischen Bauelementen aufgebauter Integrator, ist.

4. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der dem Signalumformer (76) nachgeschaltete Rechner (77) den zeitlichen Verlauf des Drehwinkelsollwertes (γ_soll) in Abhängigkeit von den Parameterwerten y_o, x_a und R ermittelt, wobei y_o der senkrechte Abstand des Lastweges von der inneren Drehachse (3) des Innenholms (4), x_a der Abstand des Lastaufnahme- oder -absetzpunktes (P_e) von der durch die innere Drehachse (3) errichteten Normalen zum Lastweg (in der y_o liegt) und R die gleichen Längen des Innen- und Außenholms zwischen ihren Drehachsen sind.

5. Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Geschwindigkeitssteller (24), dem Funktionsgenerator (30) und dem Rechner (77) zugeordnete Einrichtung (91) zum Bilden der Parameterwerte y_o, x_a und R sowie von Konstantwerten vorgesehen ist, welche die Charakteristik der Transportwege und Winkelverläufe darstellen.

6. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehwinkelregler (25, 31, 59), der Signalumformer (76) des Geschwindigkeitsstellers (24) mit dem nachgeschalteten Rechner (77), die Einrichtung (91) zum Bilden von Parameterwerten, der Funktionsgenerator (30) und der Sollwertbildner (64, 65, 66) durch einen Prozeßrechner (126) gebildet sind.

Zeichnung