Lasttransportsystem, insbesondere für Container

Beschreibung

[0001] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lasttransportsystem (siehe FIG 1) welches semiautomatischen oder auch vollautomatischen Transport von Kranlasten ermöglicht und wie es beispielsweise im Gebrauchesmuster 299 21 246.7 vorgestellt ist, so zu ergänzen, dass es für den Bediener des Kranes (im Folgenden als Kranführer bezeichnet) leicht und in optimaler Wiese zu bedienen ist. Die Funktion wird am Beispiel des Containerkaikranes (Ship to Shore Kran) dargestellt, ist aber in etwas abgewandelter Form auch für andere Arten von Kranen anwendbar.

[0002] Das bisherige Kransteuerungssystem, bestehend aus der eigentlichen Kransteuerung (2) - in der Regel eine PLC-Steuerung - und dem Lasttransportsystem (1) wird um eine, besser aber um zwei Komponenten erweitert:

1) Das Zielvorgabegerät (3)

2) Die Beladungsprofilerfassung (4) [Optional]

1. Das Zielvorgabegerät

[0003] Das Lasttransportsystem (1) erlaubt es, Kranlasten in semi- und vollautomatischer Weise sicher, pendelungsfrei und in zeitoptimaler Weise zu einem frei wählbaren Ziel im Raum zu transportieren. Die Anwahl dieses Zieles wird für den Kranführer durch das vorgeschlagene Zielvorgabegerät wesentlich erleichtert und flexibler. Die Gefahr falscher Zielanwahl wird deutlich reduziert.

1.1 Stand der Technik

[0004] Bei herkömmlichen Verfahren verfügt der Kranführer zum Zwecke der Anwahl von Zielpositionen, z.B. auf dem Schiff, lediglich über Reihen von Knöpfen in einer Konsole des Kranführersessels oder in der Wandkonsole der Krankabine. Die Zuordnung zwischen den Konsolknöpfen und den zugehörigen Positionen auf dem Schiff muss er gedanklich selbst herstellen. Dies wird dadurch erschwert, dass die feste Anzahl der Konsolknöpfe und der tatsächlich auf dem Schiff vorhandenen Containerpositionen in der Regel nicht übereinstimmt. Bei einem weiteren bisher eingesetzten Verfahren, der so genannten "Selbstlernenden Automatik" trifft der Kranführer seine Zielanwahl, indem er die erste Fahrt auf das Schiff von Hand durchführt. Die Containeraufnahme- oder -absetzposition wird von der Kransteuerung als zukünftiges, festes Ziel für die folgenden Automatikfahrten vorgegeben.

[0005] Dieses Verfahren eignet sich natürlich nur, wenn immer die gleiche Zelle im Schiff angefahren werden soll, also im so genannten vertikalen Umschlagbetrieb. In einer weiteren Betriebsart kann die "Selbstlernende Automatik" noch eine zweite relativ häufig vorkommende Umschlagsart ausführen, den sogenannten "Horizontale Umschlagsbetrieb", also das lagenweise Abräumen oder Auflegen von Containern auf dem Schiff. Dabei gibt die Kransteuerung das nächste Ziel für die Automatikfahrt immer eine Containerbreite weiter Richtung Wasserseite oder Richtung Landseite vor als bei der vorherigen Automatikfahrt, je nachdem ob das Schiff entladen oder beladen wird.

[0006] Das Verfahren versagt, wenn die Positionen auf dem Schiff in unregelmäßiger Weise angefahren werden müssen. Zusätzliche Positionswechseltester sind hier zwar hilfreich, falsche Zielvorgaben durch die Kranführer erfolgen aber erfahrungsgemäß recht häufig.

[0007] Aus der Druckschrift DE 299 21 246 U1 ist eine Steuervorrichtung zur Überwachung und Regelung von Schwingungsbewegungen von Kranlasten bekannt. Dabei bringen ein Lastpositionsregelmodul und ein Pendelregelungsmodul die Kranlast in Horizontalrichtung, d. h. sowohl in Transportrichtung der Krankatze als auch in Transportrichtung des Kranfahrwerks, in die geforderte Position.

1.2 Die Erfindung

[0008] Die erfindungsgemäße Lösung dieser Problematik ergibt sich mit dem Lasttransportsystem aus Anspruch 1. Weiterbildungen dieses Systems sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0009] Eine spezielle Lösung ist ein Zielvorgabegerät (5) [siehe FIG 1], welche Kran (6), Schiff (7) und Schiffsbeladungsprofil (8) auf einem Touchscreen (9) [siehe FIG 2] darstellt. Dabei wird das aktuelle Schiffsbeladungsprofil (8) dem Zielvorgabegerät (5) von dem Beladungsprofilspeicher (10) nach jeder Fahrt frisch aktualisiert vorgegeben. Der Beladungsprofilspeicher ist in der Regel (aber nicht notwendig) Teil der Kransteuerung (2).

[0010] Die Touchscreen-Bedieneroberfläche (11) besitzt z.B. folgende Funktionen:

a) Die Darstellung des Kranes (6) und des Kais (19).

b) Die graphische Darstellung der aktuellen Position von Krankatze (17) und Last (18).

c) Die "Touch-Bereiche" (12) für die üblicherweise benötigten Ziele

• Schiffpositionen (13)
• Fahrspuren an Land (14)
• Absetzposition für die Schiffslukendeckel (15)
• Parkposition der Krankatze (16)

[0011] Die Positionen der Touch-Bereiche (12) für die Schiffsziele (13) passen sich dem aktuellen Beladungsprofil (8) an. Die Positionen sinken aber nicht unter die Schiffslukenhöhe, da Automatikfahrten unten in das Schiff hinein nicht stattfinden. Als Schiffslukenhöhe wird die Höhe der Schiffsreling (37) festgesetzt. Der Kranführer kann auch diese Höhe über Touch-Bereich verstellen.

[0012] Die Touch-Bereiche enthalten z.B. "Vorhalt Richtung Land" (20) und "Vorhalt Richtung Wasser" (21). Falls der Kranführer nach dem Drücken eines Ziel-Touch-Bereichs (14) noch einen der Vorhalt-Bereiche (20) oder (21) berührt, so wird die Horizontalkomponente des jeweils angewählten Zieles vorteilhaft um eine einstellbare Strecke (z.B. 0,5 m) Richtung Land oder Richtung Wasser verschoben. Die Kranführer benötigen diese Funktion beispielsweise, wenn sie einen auf das Schiff zu ladenden Container zum leichteren Absetzen an den Nachbarcontainer anlehnen wollen.

[0013] Meldeflächen (22) für aktuelle Daten, Zieldaten, Stör- und Warnmeldungen etc. sind weiterhin vorgesehen.

[0014] Falls der Kranführer die Vorgabe des nächsten Zieles bereits von einem Host-Rechner (23) [siehe FIG 1] bekommt und nicht wie bisher meist üblich von Tallimann auf dem Schiff über Funk und Handzeichen, so kann der Touchscreen (11) des Zielvorgabegeräts (5) diese Zielvorgabe, welche über die Kransteuerung (2) zum Zielvorgabegerät (5) transferiert wurde, z.B. durch Blinken des entsprechenden Touch-Bereichs (12) anzeigen.

[0015] Der Kranführerstand (24) besteht aus dem Kranführersessel (25) mit seiner linken Bedienerkonsole (26) und seiner rechten Bedienerkonsole (27). Der Kranführerstand (24) ist z.B. durch folgende Hauptfunktionen gekennzeichnet:

a) Den Meisterschalter Hubwerk (28) für manuellen Betrieb des Hubwerks.

b) Den Meisterschalter Katze "konventionell (29) für manuellen Betrieb des Katzfahrwerks und zwei im konventionellen Handbetrieb (ohne Pendelregelungsfunktion).

c) Den Meisterschalter Katze "Pendelgeregelt" (30) für pendelgeregelten Handbetrieb des Katzfahrwerks sowie ggf. zum Starten automatischer Bewegungsvorgänge.

d) Den Freigabetaster "Touchscreeneingabe" (31). Eingaben, z.B. Zielanwahlen, auf dem Touchscreen sind nur möglich, wenn gleichzeitig dieser Taster gedrückt wird, um unabsichtliche Eingaben zu vermeiden.

e) Den Schlüsselschalter "Trainingsbetrieb" (32). Mit ihm werden Funktionen, welche zur Ausbildung von Kranführern auf Automatikkranen erforderlich sind, freigeschaltet.

[0016] Die Verwendung von Meisterschaltern und Freigabetastern anstelle auch möglicher Eingaben in den PC ist für die Sicherheit des Kranbetriebs besonders vorteilhaft, da dem Kranführer das Umlegen oder Drücken eines Schalters besser im Gedächtnis bleibt, als eine Eingabe in den PC.

2. Die Beladungsprofilerfassung

[0017] Der Beladungsprofilspeicher (10) enthält das Beladungsprofil (8) der aktuell zu bearbeitenden Schiffsbay. Diese Daten dienen zwei Zwecken:

a) Das Profil (8) wird dem Lasttransportsystem (1) übergeben. Dieses berechnet dann aus den zwischen Startpunkt und Ziel einer Fahrt liegenden Hindernissen die optimale Raumkurve (33) der Bewegung der Last (18).

b) Das Profil (8) wird dem Zielvorgabegerät (5) übergeben und auf dessen Touchscreen (11) dargestellt.

2.1 Stand der Technik

[0018] Bis heute kennt man zwei Versionen:

a) Die Selbstlernende Automatik" (siehe oben) Dabei wird darauf verzichtet, einzelne Containerpositionen auf dem Schiff zum Zwecke der Gestaltung der Raumkurve (33) zu speichern. Es wird lediglich die Kurve der ersten Fahrt, welche - wie oben erläutert - rein manuell erfolgen muss, gespeichert und bei den folgenden Automatikfahrten von der Automatik "nachgefahren". Eine Darstellung eines Beladungsprofils (8) auf der Touchscreen (11) ist hier natürlich unmöglich.

b) Die Containerposition - Lernmethode
Hierbei wird bei jedem Containerverriegelungs- und/oder--entriegelungsvorgang die Position der Last im Beladungsprofilspeicher (10) gespeichert. Erst nachdem alle Schiffspositionen (13) einmal zum Aufnehmen oder Absetzen eines Containers angefahren wurden, ergibt sich das komplette Beladungsprofil (8).

2.2 Die Erfindung

[0019] Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel liefert ein Beladungsprofilerfassungsgerät (4) nach jeder Katzfahrt die aktuellen Horizontal- und Vertikalpositionen der obersten Container auf den Schiffspositionen (13) sowie von Hindernissen, wie z.B. der Schiffsreling (37) an den Beladungsprofilspeicher (10). Dieser übergibt die Daten an das Zielvorgabegerät (5) zum Zwecke der Darstellung auf dem Touchscreen (11) sowie an das Lasttransportsystem (1) als Hinderniskoordinaten.

[0020] Als Beladungsprofilerfassung kommt beispielsweise der "Stowage Profile Scanner" der Fa. Telerob, Kiel, Deutschland (siehe Anlage 3) in Betracht. Dieses Gerät wertet die Daten eines Distanzmesslasers (34) aus, welcher an der wasserseitigen Vorderseite der Krankatze (17) befestigt ist, von dieser mit über das Schiff bewegt wird, und senkrecht nach unten permanent Distanzmessungen bis zu den Oberflächen (Container [35], Schiffsboden [36] oder Schiffsreling [37]), auf welche der Laserstrahl trifft, durchführt. Das Beladungsprofilerfassungsgerät verfügt über eine Bildauswertung, welche aus den Laserdistanzmessdaten Container (35) und andere Objekte, z.B. die Schiffsreling (37) detektiert und als solche im Datensatz kennzeichnet.

[0021] Die Verwendung anderer Profilerfassungsgeräte ist natürlich möglich, so z.B. von Zeilenkameras, wie sie für das Andocken von Flugzeugen an die Gates verwendet werden.

Ansprüche

1. Lasttransportsystem (1), insbesondere für Container (18), mit

- einem Kran,

- einer Recheneinrichtung (23) mit Zielansteuerungsprogramm,

- einer Sensorik zur Lastpositionserfassung und

- einem Zielvorgabegerät (5),

dadurch gekennzeichnet, dass

- das Zielvorgabegerät (5) einen Touchscreen (9) aufweist, auf dem der Kran (6), eine Lastabsetzfläche (7, 14, 15, 36) und ein Beladungsprofil darstellbar sind, und

- ein Beladungsprofilspeicher (10) an das Zielvorgabegerät (5) angeschlossen ist, der nach jeder Fahrt aktualisierbar ist und mit dem dem Zielvorgabegerät (5) ein aktuelles Beladungsprofil vorgebbar ist.

2. Lasttransportsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zielvorgabegerät (5) einen indirekt ohne Schalter arbeitenden Touchscreen (9) aufweist.

3. Lasttransportsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2 mit weiterhin einer Beladungsprofilerfassungseinrichtung (4), mit der durch die Sensorik erfasste Lastpositionen (8) und etwaige Hindernisse (37) grafisch darstellbar sind.

4. Lasttransportsystem nach Anspruch 3, wobei die Sensorik an einer Krankatze (17) des Krans (6) befestigt ist.

Claims

1. Load transport system (1), especially for containers (18), with

- a crane,

- a computing device (23) with destination control program,

- a sensor arrangement for recording load positions and

- a destination specification device (5),

characterized in that

- the destination specification device (5) features a touchscreen (9) on which the crane (6), a load set-down surface (7, 14, 15, 36) and a loading profile can be displayed, and

- a loading profile memory (10) is connected to the destination specification device (5) which can be updated after each journey and with which a current loading profile can be predetermined for the destination specification device (5)

2. Load transport system in accordance with claim 1,
characterized in that,
the destination specification device (5) features a touchscreen (9) operating indirectly without switches.

3. Load transport system (1) in accordance with claim 1 or 2, also with a loading profile recording device (4), with which load positions (8) recorded by the sensor arrangement (8) and any obstacles (37) can be displayed graphically.

4. Load transport system in accordance with claim 3, with the sensor arrangement being attached to a trolley (17) of the crane (6).

Revendications

1. Système (1) de transport de charge, notamment de conteneurs (18), comprenant :

- une grue,

- un dispositif (23) informatique ayant un programme de commande de destination,

- un dispositif de détection de la position d'une charge, et

- un appareil (5) de prescription d'une destination,

caractérisé en ce que

- l'appareil (5) de prescription d'une destination comporte un écran (9) tactile sur lequel peuvent être représentées la grue (6), une surface (7, 14, 15, 36) de dépôt de charge et un profil de chargement, et

- une mémoire (10) de profil de chargement est raccordée à l'appareil (5) de prescription de destination, peut être mise à jour après chaque trajet et permet de prescrire un profil de chargement instantané à l'appareil (5) de prescription d'une destination.

2. Système de transport de charge suivant la revendication 1,
caractérisé
en ce que l'appareil (5) de prescription d'une destination comporte un écran (9) tactile fonctionnant indirectement sans interrupteur.

3. Système (1) de transport de charge suivant la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un dispositif (4) de détection d'un profil de chargement, par lequel des positions de charge détectées par le dispositif de détection et d'éventuels obstacles (37) peuvent être représentés graphiquement.

4. Système de transport de charge suivant la revendication 3, dans lequel le dispositif de détection est fixé au treuil (17) de la grue (6).

Zeichnung