Die CATS GmbH & Co. KG entwickelt und vertreibt das Pendelregelsystem OptiSway®.


Die Pendelregelung OptiSway® bietet Funktionen, welche weit über die von Pendeldämpfungen hinausgehen:

  • Perfekte Beherrschung der Lastpendelung in allen Fahrsituationen
  • Gleichzeitiges Fahren von Hubwerk, Katze, Kranfahrwerk und ggf. Drehwerk ohne jede Einschränkung
  • Höchste Präzision bei voller Fahrdynamik dank kurzer interner Zykluszeit (20 ms)
  • Restpendelung nach dem Anhalten praktisch Null
  • Last-Positioniergenauigkeiten im Millimeterbereich
  • Sehr einfaches Kranfahren manuell in der Basisfunktion "Pendelgeregelter Handbetrieb"
  • Noch einfacher im "Zustimmbetrieb", d.h. im Automatikbetrieb mit Totmanntaster
  • Führerloser Vollautomatikbetrieb mit geringem Aufwand zu realisieren
  • Automatisches Umfahren von Sperrbereichen
  • Schutz von Sperrbereichen bei manuellem Kranbetrieb
  • Sicherheitskategorie 3 nach DIN EN 954-1 bzw. EN ISO 13849 erreichbar ohne zusätzliche Hardware
  • Standardisiertes Interface zur Kran-SPS
  • Hohe Flexibilität bei den Schnittstellen zu Antrieben und Sensoren
  • Sensorauswahl je nach Aufgabenstellung

Der "Pendelgeregelte Handbetrieb" stellt die grundsätzlich vorhandene Basisfunktion von OptiSway® dar.

Optional kann diese um eine 3D- oder 2D-Automatik sowie diverse Zusatzfunktionen erweitert werden.

 

Handbetrieb

In der Betriebsart "Pendelgeregelter Handbetrieb" werden alle Kranantriebe von Hand gesteuert.

Dabei eliminiert OptiSway® die Pendelung der Last in Katz- und Kranfahrtrichtung weitestgehend, bei Einsatz eines Pendelwinkelsensors praktisch vollständig.

Das Hubwerk wird von OptiSway® in dieser Betriebsart nicht beeinflusst, kann aber vom Kranführer während der Katz-/ Kranfahrt beliebig betätigt werden.

Die Funktion der Pendelregelung wird dadurch in keinster Weise beeinträchtigt.

Beim Auslenken des Meisterschalters bringt OptiSway® die Last auf die vom Meisterschalter vorgegebene Geschwindigkeit.

Hierzu beschleunigt OptiSway® das Katz-/Kranfahrwerk mit einem optimierten Geschwindigkeitsverlauf, also nicht mit einer Rampe.

Oszillogramm

 

Am Ende der Beschleunigungsphase sind Last und Katze und/oder Kranfahrwerk auf gleicher Geschwindigkeit.

Die Last hängt dann ruhig, d.h. ohne Pendelbewegungen unter dem Kran.

Beim Loslassen des Meisterschalters bringt OptiSway® die Last pendelfrei zum Stillstand.

Sobald sie diesen erreicht hat, veranlasst OptiSway® das Abschalten der Antriebe.

3-D-Automatik

Bei OptiSway®-Systemen, welche die Betriebsart "3D-Automatikbetrieb" beinhalten, steuert OptiSway® Katz- und Kranfahrwerk sowie das Hubwerk.

OptiSway® hebt die Last sanft vom Boden an, bringt sie auf die erforderliche Transporthöhe, startet sodann Katze und Kranfahrwerk und bewegt diese Antriebe koordiniert mit der Hubwerksbewegung.

Sobald die horizontalen Zielkoordinaten erreicht sind, senkt OptiSway® die Last und setzt sie weich auf den Boden ab - oder bringt sie pendelungsfrei in der Luft zum Stillstand, je nach Vorwahl durch die Kran-SPS.

Bei Bedarf können OptiSway® Sperrbereiche vorgegeben werden, welche dann horizontal umfahren werden.

3-D-Automatikbetrieb

Das Hubwerk kann bei Bedarf in lastabhängiger Feldschwächung gefahren werden, d.h. bei geringen Lasten ist es möglich, den Hubantrieb oberhalb seiner Nenndrehzahl zu fahren.

OptiSway® berechnet dabei die jeweils zulässige Hubwerksgeschwindigkeit selbstständig.

2-D-Automatik

Bei OptiSway® - Systemen ohne Eingriff auf das Kranfahrwerk (Ship-to-Shore-Containerbrücken, Greiferschiffsentlader, Kabelkrane) wird die Last im Automatikbetrieb entlang einer gekrümmten und optimierten Raumkurve über die Hindernisse zwischen Start- und Zielpunkt bewegt.

 

 

Zusatzfunktionen

OptiSway® kann bei Bedarf um folgende Funktionen erweitert werden:

  • Drehwinkelregelung für Drehwerke im Lastaufnahmemittel
  • Gleichlaufregelung (Geradeauslaufregelung) für Kranfahrwerke
  • Parallellauf bei Doppelkatzbetrieb
  • Gleichlaufregelung für Doppelhubwerke


Die Drehwinkelregelung vermeidet die Drehschwingungen des Lastaufnahmemittels, welche ohne diese Regelung während und auch nach einer Betätigung des Drehwerkes auftreten. Sie erlaubt zügiges Einstellen der gewünschten Orientierung der Last.

CATS hat hierzu eine Schutzrechtsanmeldung durchgeführt.

 

Drehen von Presswerkzeugen in die gewünschte Orientierung

 

Die Drehwinkelregelung kann parallel zur Pendelregelung und auch zur OptiSway® - Automatik betrieben werden.

OptiSway® kann somit sämtliche Bewegungsrichtungen der Last gleichzeitig regeln:

  • Heben / Senken,
  • Katzfahrt,
  • Kranfahrt und
  • Rotation (um die Vertikalachse).

Interface OptiSway® <-> Kran-SPS:

Die Kran-SPS sendet über den DP/DP-Koppler u.a. Fahrbefehle, Sollwerte, Zielkoordinaten und Endschaltersignale an OptiSway®.

OptiSway® schickt Istwerte, Rückmeldungen, Störmeldungen etc. an die Kran-SPS.

Interface OptiSway® <-> Peripherie:

OptiSway® liest seine Istwerte über den eigenen Profibus ein.

Katz- und Kranposition können entweder über profibuskompatible Absolutmesssysteme oder über die ET200S mit Inkrementalgebern gemessen werden.

Die Antriebe erhalten ihre Drehzahlsollwerte von OptiSway® meist über Analog-Schnittstelle.

Bei Siemens Sinamics-FU's ist auch ProfiNET – Kopplung möglich, bei Masterdrive Profibus-Kopplung.

Interface

Basiskomponenten

Das Herzstück der Pendelregelung OptiSway® - oder besser deren "Gehirn" ist ein "Microbox" Industrie-PC von Siemens.

Dieser ermöglicht dank seiner hohen Rechenleistung auch bei komplexen Regelungsaufgaben kurze Zykluszeiten und damit höchste Präzision und Dynamik der Fahrvorgänge.

Ebenso ist der Siemens DP/DP - Koppler immer Bestandteil von OptiSway®. Er stellt das Interface zur Kran-SPS dar. Bei Profinet-Systemen kommt stattdessen der PN/PN-Koppler von Siemens zum Einsatz.

Zur Grundausstattung des Systems gehört außerdem eine eigene Stromversorgung.

Profinet

Erweiterungen

In der Regel verfügt OptiSway® über eigene Sensorik an einem systemeigenen Profibus.

Diese Sensorik wird anwendungsspezifisch ausgewählt. CATS berät Sie dabei.
Vorteile der direkt an OptiSway® angekoppelten Sensorik:

  • Vermeidung von Totzeiten in den Regelkreisen, verursacht durch SPS-Zykluszeiten und Buslaufzeiten =>Wesentlich höhere Regelungsqualität
  • Redundanz zur Sensorik der Kran-SPS => Maximale Sicherheit
  • (bis Steuerungskategorie 3 / Performance Level d nach DIN EN 954-1 bzw. EN ISO 13849)


Gleiches gilt für die Vorgabe der Drehzahlsollwerte an die Antriebe. Im Beispiel unten werden diese aus einer ET200S am OptiSway® - Profibus als Analogsignale an Katz und Kranfahrwerks - FU übertragen.

Peripherie

Um sicheren Kranbetrieb zu gewährleisten, verfügt das OptiSway® - System über eigene Softwareendschalter, welche das Anfahren von Puffern und das Einfahren in Sperrbereiche zuverlässig ausschließen.

Des Weiteren hat OptiSway® umfangreiche Überwachungen. Sie überprüfen unter anderem, ob:

  • Die Kommunikation zu allen OptiSway® - Profibus - Slaves arbeitet
  • der Prozessor der Kran-SPS arbeitet
  • der OptiSway® - Prozessor arbeitet. Dies wird durch einen mitgelieferten SPS-Programm-baustein in der Kran-SPS überwacht
  • die Antriebe den von OptiSway® vorgegebenen Drehzahlsollwerten folgen
  • die analogen Sollwertausgänge von OptiSway®, den richtigen Wert ausgeben, d.h. die Analogausgänge werden auf eventuelle Hardwarefehler überwacht
  • die OptiSway®-internen Positionserfassungen und diejenigen der Kran-SPS übereinstimmen. Durch diese Redundanz werden zu schnelles Anfahren der Endbegrenzungen sowie Fehlpositionierungen im Automatikbetrieb sicher ausgeschlossen.
  • die Pendelbewegung nicht zu große Werte angenommen hat. Dazu könnte es durch ein außergewöhnliches Ereignis, wie z.B. Kollision der Last mit einem Hindernis oder Not-Halt in voller Fahrt kommen.
  • das Pendelwinkelmeßsystem (sofern vorhanden) keinen Messwert liefert, z.B. infolge Verschmutzung der Optik. Vorübergehende Ausfälle beeinträchtigen den Betrieb nicht. Die Pendelwinkelmeßwerte werden in dieser Phase durch mathematische Modellrechnung ersetzt. Gleiches gilt für Systemvarianten ohne Pendelwinkelsensor.
  • das von der Kran-SPS bei Automatikbetrieb vorgegebene Ziel im erlaubten Fahrbereich des Kranes liegt

Eine unserer Stärken

Pendelregelung

OptiSway®

Mehr als nur Pendeldämpfung

Unser Image-Video

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       Die Kranautomatisierer

Videos zu OptiSway®

Videos

Hier sehen Sie Beispielvideos zur Kransteuerung mit und ohne OptiSway®.
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