66 Acta Electotechnica et Infomatica No Vol 4 4 DVIH ERIAVA S POOROVATE O HOTNOSTI BREENA (CRANE UPLIFTIN WITH BURDEN WEIHT OBSERVER) aek HI ÁR ateda elektických pohono a mechatoniky Fakulta elektotechniky a infomatiky Technická uniezita oiciach Letná 9/A 4 oice Sloenská epublika E-mail: hicam@honfeitukesk SUARY Cane uplifting with buden weight obsee is ey useful to use in combination with uplift cab and bidge motion with coopeated tansfe of thei paametes: buden weight ope length and cab and bidge position We use thee phase asynchonnous moto fed fom fequency coneto fot cane uplift We demand to design contol which will ensue stability equied acuacy and quality of contol system at woking and distubance Contolles ae designed by methode of state contols It equies full infomation about system at pesumption that state alues ae measuable Cuent speed and position contols ae PI type We need to ensue fo cab and bidge motion contol the obustness of system contols fo eal buden weight and length of hanging ope Contol system is upgaded with design fo obsee of system It is pefeable to set up distubance obsee which will hae function of identification buden weight as a distubance System will be woking at both modes at empty hook and also at maimim load: buden uplifting and dopping down eywods: cane uplifting buden weight ope length distubance obsee 1 ÚVOD dih eiaa yaduje úplnú eguláciu pe ioký ozsah hmotnosti bemena Fima P atin poskytla paamete pe simulácie na mostoom dojnosníkoom eiae kde bol pouitý pohon pe zdih s minimálnou hmotnos ou bemena 34 kg a maimálnou 34 kg pi om pázdny hák pedstauje kladnicu (34 kg): nosný hák pohon otá ania háku a záesné lano Ob Naíjací bubon Fig Winding dum Pohon zdihu je sú as ou ma ky eiaa ktoá sa pohybuje kolmom smee na pohyb mosta eiaa V pai sa pouía aj sníma oé meanie hmotnosti meania aak ná náh u í hmotnos bemena pozooaním pouchy [5 6] Ob 1 ladnica pe zdih eiaa Fig 1 Tackle block fo cane uplift Ob 3 dih eiaa - sú as ma ky eiaa Fig 3 Cane uplift - pat of cane cab alou dôleitou sú as ou pe zdih eiaa je naíjací bubon ednotlié eimy innosti pohonu zdihu u ujú momenty ktoé je nutné zoh adni pi náhu pohonu zdihu pod a obázku 4 [1]:
Acta Electotechnica et Infomatica No Vol 4 4 67 Pe ýpo et celkoého momentu zota nosti C potebujeme pepo íta diel ie momenty zota - nosti na hiade motoa Najskô pepo ítame posunú ýchlos bemena na uhloú ýchlos motoa j : D 4 () Pepo ítaný moment zota nosti bemena ychádza zo základného z ahu C kde potom: Legenda k obázku 4: Ob 4 dih eiaa Fig 4 Cane uplift - moment zota nosti motoa - ýchlos motoa p - moment zota nosti peodoky j - peod p - ú innos peodoky l b - d ka bubna D - onkají pieme bubna D 1 - nútoný pieme bubna - maimálna d ka lana a - ýchlos a zýchlenie zdihu bemena m l ma - hmotnos bemena SYSTÉOVÉ ROVNICE ákladná momentoá onica pe ozbo momentoých pomeo [ 3]: kde C bemena d dt - moment motoa (1) - moment Ob 5 omentoá onica pe ATLAB Simulink Fig 5 Toque fomula fo ATLAB Simulink kde 3 - ýchlos zdihu bemena 4 - púd a 5 - d ka lana C m D 3 j (3) Pepo ítaný moment zota nosti bubna: l D D bz bz Cb 1 3 j 1 (4) Potom píeme ýsledný z ah pe celkoý moment zota nosti: (5) C Cb C Pi náhu momentoých pomeo zoh ad ujeme ú innos peodoky p Potenciálny moment bemena pi zdihu ke m g potom: 1 1 m gd 4 j p a spú aní bemena: m gd 4 j (6) p (7) oto pacuje nasledujúcich eimoch: 1 Rozbeh pi zdihu bemena: 1 1 D1 Chod ustálenou ýchlos ou pi zdihu bemena: 1 3 Bzdenie pi zdihu bemena: 3 1 D1 4 Rozbeh pi spú aní bemena: 4 D 5 Chod ustálenou ýchlos ou pi spú aní bemena: 5 6 Bzdenie pi spú aní bemena: 6 D
68 dih eiaa s pozooate om hmotnosti bemena obazenie paconých diagamo: Pozooate pouchy s pozooate om hmotnosti bemena z p : ^ A bu h y y e z pm T y c z pm i y y (11) Po zaedení ozdielu dostáame ýslednú staoú onicu: h e e 3 3 1 j j z p z i z p (1) Ob 6 Veobecné paconé diagamy zdihu eiaa Fig 6 Wok diagams of cane uplift 3 ETÓDA RIADENIA paktických dôodo zdih eiaa uaujeme o doch hodnotách záesného lana: l = 4 alebo 8 m (s dopou ením fimy P atin) Pi l = 8 m pebieha naloenie a yloenie bemena pesu bemena za ína a po zodihnutí na l = 4 m Pe pohon zdihu je pouitý moto s paametami: P N = 37 kw; I N = 68 A; cos = 86; n = 98 min -1 ; = 361 Nm; N N p = 89 kgm ; 6 Ronice 9 1 a 1 sú ieené poonaním iadaného polynómu so chaakteistickým polynómom systému 4 VÝSLEDY SIULÁCIE Pi simuláciách po ítame s doma kajnými hmotnos ami bemena: Spú anie: m = 34 kg l = 4-8 m dih: m = 34 kg l = 8-4 m Staoým iadením nahneme PI egulátoy subsystémo polohy ýchlosti a púdu: A bu e z pm y c T (8) Pe iadenie ýchlosti pod a obázka 9 môeme písa : 3 3 3 4 4 4 4 4 33 4 34 4 34 4 4 3 3 3 3 a 1 1 d Staoá onica pe PI eguláto polohy: 5 5 j 5 5 5 5 a3 3 3 3 55 3 3d53 3 d54 3 1 53 4 4 4 4 d34 4 33 3 a3 3 kde staoé eli iny sú popísané obázkom 5 w (9) 3 w 4 (1) Ob 7 Simulácia spú ania bemena Fig 7 Simulation of buden dopping down Na obázkoch 7 8 pozoujeme pesné spustenie bemena s hmotnos ou 34 kg ( ob je hmotnos bemena tonách) Po dosiahnutí efeen enej polohy spú ania bemena nasleduje zmena hmotnosti a potom zdih bemena s hmotnos ou 34 kg Na obázku 8 sledujeme úplne pesnú identifikáciu hmotnosti bemena po as zdihu i spú ania bemena Týmto spôsobom ieme u i poadoanej pesnosti hmotnos bemena bez pouitia sníma o V simuláciách na obázkoch 1 11 budeme sledoa eguláciu zdihu a spú ania opa nom poadí: najskô spustíme bemeno a potom zdihneme pázdny hák
Acta Electotechnica et Infomatica No Vol 4 4 69 Poadoaný zdih je 5 [m] w 5 [m] a skuto ný zdih Spáne identifikoanú hmotnos pod a obázko 8 11 môeme poui pe pohon ma ky a mosta Epeiment pe oeenie náhu zdihu pipaujeme spolupáci s p uajom Ritókom ateda kontuoania dopay a logistiky Ob 8 Identifikácia hmotnosti bemena Fig 8 Buden weight identification Ob 1 Simulácia zdihu bemena Fig 1 Simulation of buden uplift Ob 9 Blokoá schéma zdihu eiaa ( w 1 3 - skuto ná a pozooaná ýchlos zdihu 4 a skuto ná d ka lana Fig 9 Block scheme of cane uplift ( w 1 1 - poadoaná a skuto ná tokotoná zloka púdu 3 - skuto ný momentotoný púd w 5 - pozooaná hmotnos nákladu) and obseed uplifting speed 4 - eal toque pat of cuent 5 5 - poadoaná 1 - efeence and eal magnetism pat of cuent 3 3 - eal w 5 - efeence and eal ope length - obseed load weight)
7 dih eiaa s pozooate om hmotnosti bemena o simuloaným piebeho môeme sledoa e odoza systému na zmenu hmotnosti bemena je e mi ýchla (ádoo ms) Náh zdihu a spú ania bemena pacuje pesne pod a efeen ného zdihu alebo spú ania pod a potieb obsluhy a to pi oboch kajných staoch: maimálna zá a a minimálna zá a Tento lánok je sú as ou pojektu -985 LITERATÚRA Ob 11 Identifikácia hmotnosti bemena Fig 11 Buden weight identification 5 ÁVER Aplikácia nahnutej egulácie zdihu bemena pe eia sa dá e mi ú elne poui súislosti pe pohon ma ky a most eiaa Po potnej identifikácii hmotnosti bemena po as zdihu eiaa (ma ka a most ete nepohybujú) získaný dôleitý údaj - hmotnos bemena môe by stupným pemenliým paametom pe ma ku a most a tak po spánej identifikácii budú môc ykonáa pohyby pod a pedpísaných poiadaiek obsluhy a tým aby nedolo ku nekontoloate ným ýkyom bemena Naye d ka lana je taktie neyhnutný údaj pe eguláciu ma ky a mosta Pa poaduje pemiest oanie bemena pi uboo nej d ke lana za ú elom pesného polohoania ôznych ýkach Systém neyaduje snímanie hmotnosti elektomechanickými sníma mi a tým sp a aj poiadaku jednoduchosti a pesnosti [1] Bandu in : Diploma Wok - State Contol Of Cane oice TU EP 1997 LeonhadW: Contol of electical dies Spinge Velag Belin 1997 [3] Ackemann : Robuste Regelung Spinge Vlg Belin 1993 [3] boay L: Contolled Dies ES VT oice 199 [4] boay L: State Contol of the electical dies Vienala oice 1995 [5] Bigo P Tebu a F Ritók Faltinoá E: ethods of judgement of possibility cane and the cane ail one-time oeloading In: EAN 97 Olomouc 1997 [6] Dzu ák P Ritók : Application of automated cane in the distibuted contol system In: icocad 99 Section iskolc 1999 BIORAPHY aek Hi á gaduated at the Faculty of Electical Engineeing and Infomatics Technical Uniesity of oice in Since that time he is busy as a pattime PhD student at the Depatment of Electical Dies and echatonics Technical Uniesity in oice His eseach actiity is focused to the obust contol of canes