Indusign 行動控制器將港口起重機變成智慧型機器
Indusign 每年製造 10 至 14 台轉運起重機。它們以 E-Crane 為品牌名在全球銷售。
由於需求的提升和散貨船數量的增加，更快的船舶裝卸變得越來越重要。這意味著需要更大的轉運起重機來進行批量處理。然而，裝載機很難找到有經驗的起重機操作員。所以，該行業正在尋找更強大且盡可能易於操作的起重機。
一些令人印象深刻的數字：最大的起重機高度為 25 米，範圍為 45 米，每個週期可移動 45 噸，並配備 600 kW 的驅動電機。長期以來，這些巨型機械的使用已經變得很普遍。
就在 10 年前，轉運起重機的平均起重能力為 5 至 10 噸；而現在為 10 到 30 噸。這是加快港口物流流程的唯一可能選擇。這些起重機無法與升降起重機相比。後者實際上是為有限的每日移動次數而設計的，但轉運起重機可以永久使用。此外，這些機器預計將特別靈活，因為起重機必須能夠移動貨櫃、抬升船上的 Bobcat 等。
Indusign 在過去幾年中利用 E-Crane 整合了起重機的電子控制。第一個原因是考慮到液壓型號的使用越來越少，需用電子型號取代最初的液壓閥操縱桿。而後，控制器確保將電子控制轉換為對安裝在起重機上的液壓閥的控制。一旦控制器安裝到位，就新增越來越多的功能，因此就有了現在包含控制、可視化和現代診斷功能的智慧型機器。
平衡的計畫
E-Crane 中的字母 E 代表平衡 (Equilibrium)，與起重機的平衡概念相關。吊桿 (主臂) 是平行四邊形。它的次臂是連接前臂和起重機配重的連桿。透過液壓缸使配重擺動，然後透過連桿傳遞到前臂，即實現前臂的移動。結果：前臂向前移動時，配重向後擺動，使整個結構的重心保持在原位。
多虧這種平衡，可節能，因為電機的功率僅用於提昇實際負載，當然也用於移動起重機，但不用於補償不平衡。與纜索起重機相比，這種結構具有另一個優勢：負載不會擺動，因此可以更快地作業，並且對起重機操作員的經驗依賴更少。起重機透過兩個操縱桿進行操作。除了吊桿和前臂的移動之外，它們還可用於旋轉起重機以及開關或旋轉抓斗。所有這些移動都是液壓驅動的，因此起重機上有一個電動機和一個液壓泵。
改用電子控制是因為以前使用的帶有液壓閥的操縱桿不再可用。它們將被電子操縱桿和新的控制器取代，用於轉換電氣輸入信號以控制液壓閥。大家很快就發現，電子控制提供了許多額外的可能性，例如在工作區域端控制加速和減速。起重機的運行更加平穩，因此對安全性和耐用性有積極影響。
同時，可以將各種感測器連接到控制器，以使速度適應負載重量，並整合控制的過載保護。
另一個邏輯發展是起重機操作員現在有一個圖形介面，可以讀取起重機狀態的數值。起重機的負載對於操作員來說是最重要的參數，而且一系列錯誤訊息也以圖形方式顯示在介面上。該介面包含大量診斷螢幕，可供存取起重機的一系列狀態資料。圖形介面中的快速記憶卡大約每隔一秒保存大約 60 個變量的值。
所有這些都顯著改變了操作員和供應商維護人員的工作方法。例如，過去，起重機臂測力感測器 (荷重元) 的連接電纜老化，導致起重機出於安全原因而無法移動，而安全系統橋接在繼電器控制櫃中。
如今，這在軟體級完成，這意味著您可以與供應商一起決定暫時橋接安全系統。該程序被記錄下來，可以觸發警報等，從而允許暫時降低速度並進行維護干預程式設計。這種執行流程提高了機器的效率、可靠性和使用壽命。
Adegem 安裝的數據機可供與世界各地的所有起重機進行聯絡。
針對極端條件的行動控制器
經過仔細考慮，該應用選擇了 ifm electronic 的 R360 系列行動控制器。「移動」PLC 相對於「工業」控制器的一個典型優勢是堅固性提升。在這裡即是指，控制器具有 E1 級別抗震性；它們的工作溫度範圍為 -40 至 +85 °C，防護等級為 IP 67，並且具有很強的抗電磁干擾能力。該應用的另一個有趣的方面是低電源電壓，允許透過電池供電。因此，起重機可以獨立運行。
起重機製造商的另一個重要標準是系統的開放性。Indusign 具備工程設計專業知識，希望開發和掌握其機器的技術。ifm 的 PLC 透過 CodeSys 進行程式設計，CodeSys 是一種開放標準，針對它有完整的庫，其中包含用於安裝的不同組件的軟體模組。因此，該公司在感測器、閥門和其他組件方面不依賴於單一系統供應商。關於該專業知識，他們採用了一種完全自發但有效的方法，讓所有員工參與到電子控制的轉換中。測試安裝包含 PLC、人機介面和所有適用輸入/輸出模擬的測試裝置。每個操作員都有機會在空閒時間練習。此外，工程部門也有類似的裝置用於測試目的和執行客戶的需求。
起重機的自動化基於 CAN 總線，而行動 PLC 有針對它的標準介面。總線上有五個 I/O 連接埠：兩個位於帶有電機和液壓泵的「動力裝置」中，兩個位於駕駛室中，還有一個位於靠近閥門的起重機底盤上。甚至同樣由 ifm 開發的顯示器也連接到 CAN 總線並可供存取所有系統參數。介面級別亦有定期儲存在記憶卡上的所有變量。當涉及到在顯示級別再次對特定介面進行程式設計的診斷和維護時，此歷程記錄非常有用。
Indusign 選擇了 ifm electronics 的行動控制器。它們透過 CodeSys 進行程式設計。
遠端診斷
起重機的自動化還蘊含著另一種可能性：遠端診斷。為此，在 CAN 總線上，專門的 GSM 數據機整合至系統中。該數據機允許從 Adegem 設備呼叫世界各地的每台起重機。它是一種三頻數據機，可以適應其所在位置的網路。遠端連線在技術上並不困難。設備可存取總線上的變量，就像起重機上的顯示器一樣。因此，起重機操作員可使用類似的軟體，實時檢視同一台起重機。前面的感測器電纜故障示例可透過數據機與使用者和供應商一起解決。不同的使用者級別決定誰可以參與哪種干預。透過數據機接收到的資料也可以傳輸到工程部門的測試裝置。
CAN 總線這一概念帶來的一個問題是，PLC 對於起重機的運行將發揮核心而又關鍵的作用。過去，經驗豐富的維護人員進行各種單獨的調整，而如今，所有修改均透過軟體完成。就這些巨型機械來說，這是相當奇怪的情形，因為乍一看，就尺寸或投資而言，行動 PLC 似乎是整個系統中可以忽略不計的要素。Indusign 採用與選擇控制器相同的開放策略來解決此問題。換句話說，每個想要對控制進行調整的客戶都可向供應商索取源碼。實踐中，還沒有提出這樣的需求。起重機是該製造商熟知的市場的一部分，在市場上，系統的所有功能均是為了滿足行業需求而開發。最後一點：在起重機駕駛室，可利用使用者的其他軟體系統實現接口功能。
Indusign 具備紮實的工程設計專業知識，並希望繼續開發和管理有關其機器的所有專業知識。圖片：設備測試。