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Thema: Ideen gesucht zur Regeltechnik Obendreherkran

  1. #1
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    Hallo Leute.
    Bei meiner Frage geht es um eine etwas spezielle Anwendung.

    Wir sind Hersteller von Obendreherkränen. Das sind die grossen auf den Baustellen welche einen festen Turm haben, und sich der Kran nur oben dreht.

    Zurzeit sind wir an einem Prototypen mit neuer Steuerung.
    In dieser Steuerung versuchten wir alle Erkenntnisse aus den letzten 75 Jahre einfliessen zu lassen.
    Zudem war der Wunsch der Geschäftsleitung diverse Pendenzen einfliessen zu lassen.

    Grundsätzlich muss der Kran teilweise schnellere Antriebe bei gleicher Anschlussleistung haben.
    Er muss die Überschüssige Energie nicht vernichten, sondern zurück speisen.
    Die Verdrahtung auf dem Kran muss knapp und direkt erfolgen. Alles gesteckt natürlich.

    Bis hierhin war es noch kein Problem.
    Es konnten fast alle Forderungen erfüllt werden.
    Beim Hubantrieb kämpfen wir noch etwas mit der Leistung.

    Nun kommt aber unser Problem.
    Im Schwenken oder auch Drehen genannt sollten bei uns zum ersten mal Frequenzumrichter eingesetzt werden.
    Bis anhin wurde dies mit Turbokupplung oder Wirbelstromantrieben ausgeführt.

    Die Bewegung Schwenken ist sehr schwierig.
    Parameter dabei sind:
    Grosse lange Masse. (60m Ausleger, 15m Gegenausleger, Gesamtgewicht Drehender Teil ca. 35to, Turm 2x2m)
    Elastischer Turm mit nur 2x2m Grundriss
    Wind
    Last am Ausleger von bis zu 5to variabel auf den 60m.

    Variablem Sollwert durch Bediener
    Zur Verdeutlichung hänge ich eine Skizze an.

    Grundproblem ist:
    Wenn die Drehmotoren anschwenken bewegt sich zuerst nicht der Ausleger, sonder der Turm bewegt sich in der negativ Richtung, bis er genug vorgespannt ist.
    Erst wenn die Vorspannung im Turm genügend hoch ist, bewegt sich der Ausleger.

    Dies wäre im Grundsatz kein Problem, bei weichen Antrieben wie WSB und TK spielt dies keine Rolle. Jedoch wenn ein FU Regelt funktioniert dies nicht so einfach.
    Bei grosser Beschleunigung und anschliessendem Bremsen spielt dies auch keine Rolle.
    Bei kleiner Geschwindigkeit ist es jedoch so das der Ausleger Stopp an Go fährt.
    Durch Entlastung des Turms und der entgegenwirkenden Trägheit der Masse stoppt der Ausleger und bewegt sich erst wieder wenn der Turm wieder genügend vorgespannt ist.
    Dies ist eine so nicht brauchbare Anwendung.
    Ein weiteres Problem ist, dass beim leichten Bremsen am Schluss der FU sprich Motor zuwenig Kraft hat.
    Dadurch rutscht der Motor durch und der Turm springt zurück.
    Dies ergibt erhebliche Schwingungen auf den ganzen Kran.

    Wir haben bereits folgende Regelungsarten versucht:
    • Regelung mit U/F.
    • Regelung im Vektoriellen Drehzahlgesteuerten Betrieb Geberlos
    • Regelung mit Drehmomentregelung und PID Regler im FU und Rückmeldung Geschwindigkeit zwischen Turm und Drehendem Teil
    • Regelung mit Drehmomentsollwert jedoch PI Regler in der SPS mit Rückmeldung der Geschwindigkeit zwischen Turm und Drehendem Teil.
    • Regelung mit U/F mit freiem Auslauf und Einfangen (Suchbremsstrom) des Auslegers als Bremsung.

    Nun gehen uns langsam die Ideen aus.
    Deshalb dieser Betrag in Forum



    Wir haben folgendes aufgebaut:
    Obendreherkran mit Hackenhöhe 32m
    Ausleger 60m
    Turm 2x2m
    Drehkranz aussen Verzahnt
    2 Drehantriebe mit je 97Nm Motorleistung
    4.5kw bei 1440 U/min und 9.4A
    Siemens Sinamics G120 mit 15kw hoher Überlast.
    CU 240E-2DP Version 4.3

    So ich denke es ist alles erklärt.
    Ich hoffe auf eine Idee von Euch, dem intelligentesten Forum Europas.
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