JP2010083639A - Crane device and crane control method - Google Patents
Crane device and crane control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010083639A JP2010083639A JP2008256202A JP2008256202A JP2010083639A JP 2010083639 A JP2010083639 A JP 2010083639A JP 2008256202 A JP2008256202 A JP 2008256202A JP 2008256202 A JP2008256202 A JP 2008256202A JP 2010083639 A JP2010083639 A JP 2010083639A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- engine
- hoisting
- stored
- generated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジン発電制御技術に関し、特にクレーン装置などで用いる電動機に発電電力を供給するエンジン発電装置の省燃費技術に関する。 The present invention relates to an engine power generation control technique, and more particularly to a fuel saving technique of an engine power generation apparatus that supplies generated power to an electric motor used in a crane apparatus or the like.
港湾などのヤードにおいて、船舶やトレーラに対するコンテナなどの荷物の積み降ろしを行うクレーン装置では、複数の電動機を用いて、荷物の昇降、さらには架台の走行や横行などの動作を行う。これら電動機へ動作電力を供給するため、エンジン駆動発電方式では、ディーゼルエンジンを用いて発電機を駆動するエンジン発電装置を用いて必要な電力を各電動機へ供給する構成となっている。 In a yard such as a harbor, a crane apparatus that loads and unloads a cargo such as a container with respect to a ship or a trailer uses a plurality of electric motors to perform operations such as raising and lowering the cargo, and further running and traversing a gantry. In order to supply operating electric power to these electric motors, the engine-driven power generation system is configured to supply necessary electric power to each electric motor using an engine power generator that drives the electric generator using a diesel engine.
このようなクレーン装置では、荷物の巻き上げ時などは最大負荷となるが、荷物の巻き下げ時など電力をほとんど必要としない場合もあり、負荷変動が大きい。したがって、最大負荷時に見合った電力を発電機から供給するためにはディーゼルエンジンや発電機として大型のものが必要となるものの、平均負荷を上回る設備規模となるため、設備コストや運転コストの面で非効率であった。 In such a crane apparatus, the maximum load is applied when the load is wound up, but the load fluctuation is large in some cases because little electric power is required when the load is lowered. Therefore, a large-scale diesel engine or generator is required to supply the appropriate power from the generator at the maximum load, but the equipment scale exceeds the average load, so in terms of equipment costs and operating costs. It was inefficient.
従来、このようなクレーン装置に蓄電装置を設けて、常時、エンジン発電装置で発電するとともに、最大負荷時などに蓄電装置から並列的に電力を供給し、回生時に発生した余剰電力を蓄電装置へ蓄電するものが提案されている(例えば、特許文献1など参照)。これにより、蓄電装置から電動機に対して電力が一時的に供給されるため、ディーゼルエンジンや発電機の規模を縮小でき、設備コストや運転コストの面で効率を改善可能となる。 Conventionally, such a crane device is provided with a power storage device, and the engine power generator always generates power, and power is supplied in parallel from the power storage device at the time of maximum load, and surplus power generated during regeneration is supplied to the power storage device. An electric storage device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Thereby, since electric power is temporarily supplied from the power storage device to the electric motor, the scale of the diesel engine and the generator can be reduced, and the efficiency can be improved in terms of equipment cost and operation cost.
このようなクレーン装置では、電動機で荷物を巻き上げる際に、蓄電装置から一時的に蓄電電力を補充することができるものの、前もって蓄電装置に十分な蓄電電力を蓄電しておく必要がある。そのため大容量の蓄電装置が必要となったり、回生電力が発生しても蓄電量がいっぱいでそれ以上に蓄電できないため、熱として放出して無駄にすることがあった。
前述した従来のクレーン装置では、常時、エンジン発電装置を一定定格回転速度(例えば、1800rpm)で運転しているため、エンジン発電装置で発電した電力を蓄電装置の蓄電に常時用いることができる。しかし、常時、エンジン発電装置を一定定格回転速度で運転した場合、荷物の巻上動作、架台の走行や横行などのクレーン動作を行っていない待機時などの低負荷時には、発電電力が過剰となり、エンジン発電装置の燃費が悪くなるという問題点がある。
In such a crane device, when the load is wound up by the electric motor, the stored power can be temporarily supplemented from the power storage device, but it is necessary to store sufficient stored power in the power storage device in advance. For this reason, a large-capacity power storage device is required, or even if regenerative power is generated, the amount of power storage is full and power cannot be stored any more.
In the conventional crane apparatus described above, the engine power generator is always operated at a constant rated rotation speed (for example, 1800 rpm), and therefore, the electric power generated by the engine power generator can always be used for power storage of the power storage device. However, when the engine power generator is operated at a constant rated speed at all times, the generated power becomes excessive at low loads such as when the load is hoisting or when the crane is not moving, such as running the frame or traversing. There is a problem that the fuel efficiency of the engine power generation device is deteriorated.
一方、このようなエンジン発電装置の燃費を改善する方法として、待機時などの低負荷時にエンジン発電装置の回転速度を低減する方法が考えられ、回転速度を低くすればするほど、エンジン発電装置の燃費を削減することが可能となる。しかしながら、このような方法では、低回転速度に維持した場合は、蓄電装置への蓄電のための発電電力が低いため、必要な蓄電量を確保できなくなる。したがって、効果的な省燃費を実現するためには、必要な蓄電量を計算し、蓄電装置の蓄電に必要な期間だけエンジン発電装置のエンジン発電装置から発電電力を蓄電装置へ供給する必要がある。 On the other hand, as a method of improving the fuel efficiency of such an engine power generation device, a method of reducing the rotation speed of the engine power generation device at a low load such as standby can be considered, and the lower the rotation speed, It becomes possible to reduce fuel consumption. However, in such a method, when the rotation speed is kept low, the generated power for power storage in the power storage device is low, so that a necessary power storage amount cannot be secured. Therefore, in order to realize effective fuel saving, it is necessary to calculate the necessary amount of power storage and supply the generated power from the engine power generation device of the engine power generation device to the power storage device only during the period required for power storage of the power storage device. .
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、蓄電装置での蓄電要否に応じてエンジン発電装置の発電電力量を精度よく制御でき、効果的な省燃費を実現可能なクレーン装置およびクレーン制御方法を提供することを目的としている。 The present invention is to solve such problems, and can accurately control the amount of power generated by an engine power generator according to the necessity of power storage in the power storage device, and can realize effective fuel saving. And to provide a crane control method.
このような目的を達成するために、本発明にかかるクレーン装置は、エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給するエンジン発電装置と、発電電力を蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給する蓄電装置と、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を制御するコントローラとを備え、コントローラで、荷物巻き上げ高さと当該荷物の重量とから当該荷物の上限位置までの巻き上げに必要な巻上用電力を算出し、この巻上用電力と蓄電電力の残量との比較結果に基づいてエンジン発電装置の発電電力量を制御するようにしたものである。 In order to achieve such an object, a crane apparatus according to the present invention includes an engine power generator that supplies generated electric power obtained by driving a generator by an engine to an electric motor that loads and unloads luggage, and the generated power. A power storage device that stores power and supplies the stored power to the motor in an auxiliary manner during operation of the motor, and a controller that controls the engine rotation speed of the engine power generator according to the operation status of the crane device. The hoisting power required for hoisting to the upper limit position of the load is calculated from the hoisting height and the weight of the load, and based on the comparison result between the hoisting power and the remaining amount of stored power, The amount of generated power is controlled.
この際、コントローラで、当該巻上用電力が蓄電電力の残量より大きい場合は、エンジン発電装置の回転速度を上昇させることにより発電電力量を増やして蓄電電力を増やし、当該巻上用電力が蓄電電力の残量以下の場合は、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を低下させることにより発電電力量を抑制するようにしてもよい。 At this time, if the hoisting power is larger than the remaining amount of stored power, the controller increases the amount of generated power by increasing the rotational speed of the engine power generator to increase the stored power. In the case of less than the remaining amount of stored power, the amount of generated power may be suppressed by reducing the engine rotation speed of the engine power generator according to the operation status of the crane device.
また、本発明にかかるクレーン制御方法は、エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を電動機へ供給するエンジン発電装置と、発電電力を一時蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給する蓄電装置と、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置の発電電力量を制御するコントローラとを備えるクレーン装置で用いられるクレーン制御方法であって、コントローラにより、荷物巻き上げ高さと当該荷物の重量とから当該荷物の上限位置までの巻き上げに必要な巻上用電力を算出するステップと、コントローラにより、巻上用電力と蓄電電力の残量との比較結果に基づいてエンジン発電装置の発電電力量を制御するステップとを備えている。 In addition, the crane control method according to the present invention includes an engine power generation device that supplies generated electric power obtained by driving a generator with an engine to an electric motor, temporarily stores the generated electric power, and assists the stored electric power during operation of the electric motor. A crane control method used in a crane apparatus comprising a power storage device that is supplied to an electric motor and a controller that controls the amount of electric power generated by an engine power generator according to the operation status of the crane apparatus. Based on the comparison result between the hoisting power and the remaining amount of stored power by the controller, calculating the hoisting power necessary for hoisting from the height and the weight of the load to the upper limit position of the load. And a step of controlling the amount of power generated by the power generation device.
この際、コントローラにより、当該巻上用電力が蓄電電力の残量より大きい場合は、エンジン発電装置の回転速度を上昇させることにより発電電力量を増やして蓄電電力を増やすステップと、コントローラにより、当該巻上用電力が蓄電電力の残量以下の場合は、電動機の駆動状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を低下させることにより発電電力量を抑制するステップとをさらに備えてもよい。 At this time, if the hoisting power is larger than the remaining amount of stored power by the controller, increasing the amount of generated power by increasing the rotational speed of the engine power generation device to increase the stored power, If the hoisting power is less than or equal to the remaining amount of stored power, the method may further include a step of suppressing the amount of generated power by reducing the engine rotation speed of the engine power generation device according to the driving state of the electric motor.
本発明によれば、コントローラにより、荷物巻き上げ高さと当該荷物の重量とから当該荷物の上限位置までの巻き上げに必要な巻上用電力が算出され、この巻上用電力と蓄電電力の残量との比較結果に基づいてエンジン発電装置の発電電力量が制御されるため、荷物の巻き上げに必要な蓄電電力に応じた分だけエンジン発電装置の発電電力量を増やすことが可能となる。
これにより、蓄電装置での蓄電要否に応じてエンジン発電装置の発電電力量を精度よく制御できる。したがって、蓄電可能な電力を供給するために、エンジン発電装置を一定定格回転速度で、常時、運転しておく場合と比較して、エンジン発電装置の燃費を効果的に削減でき、環境への影響も削減することが可能となる。
According to the present invention, the controller calculates the hoisting power necessary for hoisting the baggage from the load hoisting height and the weight of the load to the upper limit position of the load, Since the amount of power generated by the engine power generation device is controlled based on the comparison result, it is possible to increase the amount of power generated by the engine power generation device by an amount corresponding to the stored power necessary for winding the luggage.
As a result, the amount of power generated by the engine power generator can be accurately controlled in accordance with the necessity of power storage in the power storage device. Therefore, compared with the case where the engine power generator is always operated at a constant rated rotation speed to supply the power that can be stored, the fuel efficiency of the engine power generator can be effectively reduced and the environmental impact can be reduced. Can also be reduced.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[クレーン装置の構成]
まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置について説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示す機能ブロック図である。
このクレーン装置は、エンジン駆動で発電した電力を共通母線に供給することにより、共通母線に接続された電動機を駆動して荷物の積み降ろしを行う装置であり、主な構成として、エンジン発電装置1、主巻電動機30、走行電動機31,32、横行電動機33、インバータ(INV)41〜44、蓄電装置6、コントローラ7、および共通母線9が設けられている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of crane device]
First, a crane apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a crane apparatus according to an embodiment of the present invention.
This crane apparatus is an apparatus that drives electric motors connected to a common bus by supplying electric power generated by driving an engine to the common bus, and loads and unloads luggage. ,
本実施の形態は、エンジン発電装置1により、エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給し、蓄電装置6により、発電電力を蓄電電力として蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給し、コントローラ7により、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を制御し、荷物巻き上げ高さと当該荷物の重量とから当該荷物の上限位置までの巻き上げに必要な巻上用電力を算出し、この巻上用電力と蓄電電力の残量との比較結果に基づいてエンジン発電装置の発電電力量を制御するようにしたものである。
In the present embodiment, the engine
以下、本実施の形態にかかるクレーン装置の構成について詳細に説明する。
エンジン発電装置1は、ディーゼルエンジン(DE)11と発電機(G)12を有し、ディーセルエンジン11で発電機12を駆動することにより交流電力を発電して出力する装置であり、エンジン回転速度を示すコントローラ7からの運転指示10Aに基づいて、ディーゼルエンジン11のエンジン回転速度を制御する機能を有している。
Hereinafter, the structure of the crane apparatus concerning this Embodiment is demonstrated in detail.
The
主巻電動機30は、荷物の昇降を行うための交流電動機である。走行電動機31,42は、架台の走行を行うための交流電動機である。横行電動機33は、架台の横行を行うための交流電動機である。
インバータ41は、共通母線9上の発電電力を交流電力に変換して主巻電動機30および走行電動機31へ供給するAC/DC/AC変換器である。
インバータ42は、共通母線9上の発電電力を交流電力に変換して主巻電動機30および走行電動機32へ供給するAC/DC/AC変換器である。
The main winding
The
The
インバータ43は、共通母線9上の発電電力を交流電力に変換して横行電動機33へ供給するAC/DC/AC変換器である。
インバータ44は、共通母線9上の発電電力を交流電力に変換して照明装置、空調装置、あるいはコントローラ7などの制御装置を含む各種補機設備の電源として供給するAC/DC/AC変換器である。
The
The
蓄電装置6は、電池やコンデンサなどの蓄電池を内蔵する回路装置であり、インバータ41のDC回路区間に出力された電力を蓄電池に蓄電する機能と、蓄電池に蓄電した蓄電電力をインバータ41から主巻電動機30へ供給する機能とを有している。インバータ41のDC回路区間に出力される電力としては、エンジン発電装置1からの発電電力のほかに、主巻電動機30から荷物の巻き下げ時に発生した回生電力があり、いずれか一方または両方が蓄電装置6へ蓄電される。
The
コントローラ7は、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、マイクロプロセッサまたは周辺回路に設けられたメモリからプログラムを読み込んで実行することにより、プログラムと上記ハードウェアとを協働させて、クレーン装置全体を制御するための各種機能を有している。
The
コントローラ7の主な機能としては、操作レバーや操作スイッチを介して検出した操作者の指令入力71に基づいて、各種コマンド4Aをやり取りすることによりインバータ41〜44を制御して、荷物の昇降、架台の走行や横行などの運転を制御するクレーン運転機能、共通母線9に対するエンジン発電装置1からの電力供給状況を確認する電力供給状況確認機能、および入力された各種指令や電力供給状況などから得られる当該クレーン装置の動作状況に基づいて新たなエンジン回転速度を算出し、そのエンジン回転速度を運転指示10Aによりエンジン発電装置1へ指示する回転速度制御機能がある。
The main function of the
共通母線9に対するエンジン発電装置1からの電力供給状況は、例えば共通母線9の供給電圧を監視すれば把握できる。指令入力に基づき荷物の巻き上げや、架台の走行や横行を行う場合、対応する電動機30〜33を駆動した時点で、共通母線9上の発電電力が使用されるため供給電圧が低下する。
したがって、電力供給状況確認機能により、例えばエンジン発電装置1から共通母線9への配線上に設けた検出器からの検出値15Aに基づいて共通母線9の供給電圧を検出し、予めメモリに保存しておいた下限しきい値や上限しきい値を読み出して比較することにより、電力供給状況の過不足を確認できる。
The power supply status from the
Therefore, the supply voltage of the common bus 9 is detected based on the
また、コントローラ7は、回転速度制御機能として、巻上用電力算出機能と蓄電用エンジン回転速度制御機能を有している。
巻上用電力算出機能は、エンジン発電装置1を所望の回転速度まで加速するのに必要な巻上用電力を算出する機能である。蓄電用エンジン回転速度制御機能は、巻上用電力と蓄電装置6の蓄電残量との比較結果に基づいてエンジン回転速度を制御することによりエンジン発電装置1での発電電力量する機能である。これら機能により、次の荷物巻き上げ動作に必要な蓄電電力に応じた分だけエンジン発電装置1を所定の蓄電回転速度で運転することが可能となる。
Further, the
The hoisting power calculation function is a function for calculating hoisting power necessary for accelerating the
[本実施の形態の動作]
次に、図2〜図5を参照して、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置の動作について説明する。図2は、荷物の巻上用電力を示す説明図である。図3は、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置の巻上用電力算出処理フロー図である。図4は、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置のエンジン回転速度制御処理を示すフローチャートである。図5は、エンジン発電装置の発電電力とエンジン回転速度の関係を示す動作特性である。
[Operation of this embodiment]
Next, with reference to FIGS. 2-5, operation | movement of the crane apparatus concerning one embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the power for hoisting the luggage. FIG. 3 is a flowchart of the hoisting power calculation process of the crane device according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing an engine rotation speed control process of the crane device according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is an operational characteristic showing the relationship between the power generated by the engine power generator and the engine speed.
[巻上用電力算出動作]
まず、図2および図3を参照して、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置における巻上用電力算出処理について説明する。
荷物巻上用電動機に対して蓄電装置6から蓄電電力を補助的に供給するクレーン装置において、荷物を所望の高さ位置まで巻き上げるのに必要な巻上仕事量を蓄電装置6の蓄電量とする場合、荷物の高さ位置と蓄電装置6の蓄電量は、図2のような関係で示すことができる。
[Winding power calculation operation]
First, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the hoisting power calculation process in the crane apparatus concerning one embodiment of this invention is demonstrated.
In the crane apparatus that auxiliaryly supplies the stored power from the
図2において、特性21は、定格重量の荷物を所定の荷物高さ位置Hから最高高さ位置Hmax(上限位置)まで巻き上げる際の、荷物高さ位置Hと蓄電量との関係を示し、特性22は、空荷(吊具のみ)の場合の荷物高さ位置Hと蓄電量との関係を示している。例えば、特性21によれば、定格重量の荷物を所定の荷物高さ位置Hから最高高さ位置Hmaxまで巻き上げる際、蓄電量はPhでよいことを示している。これは、荷物高さ位置Hと最高高さ位置Hmaxでの荷物の位置エネルギーの差に基づくものであり、HがHmaxに近いほど位置エネルギーの差は小さくなり、蓄電量も少なくて済む。 In FIG. 2, a characteristic 21 indicates a relationship between the load height position H and the charged amount when a load having a rated weight is rolled up from a predetermined load height position H to a maximum height position Hmax (upper limit position). 22 shows the relationship between the load height position H and the amount of stored electricity in the case of an empty load (only the hanging tool). For example, according to the characteristic 21, when a load having a rated weight is rolled up from a predetermined load height position H to a maximum height position Hmax, the amount of electricity stored may be Ph. This is based on the difference in the position energy of the load at the load height position H and the maximum height position Hmax. The closer the H is to Hmax, the smaller the difference in position energy is, and the less the amount of power is stored.
これに対して、従来のクレーン装置では、蓄電装置が最大蓄電容量まで蓄電された時点で初めて蓄電を停止するものとなっていたため、荷物高さ位置Hと最高高さ位置Hmaxの関係にかかわらず、常に、最大蓄電容量まで蓄電されていた。このため、特性21によれば、荷物高さ位置がHの場合は蓄電量Phで十分なのに最大蓄電量Pmaxまで蓄電していたことになり、Pmax−Phが余剰な蓄電量となる。したがって、この余剰蓄電量Pmax−Phの蓄電に相当するエンジン発電装置1の運転を停止すれば、省燃費を実現できる。
On the other hand, in the conventional crane device, the power storage is stopped only when the power storage device has been stored up to the maximum power storage capacity, so regardless of the relationship between the luggage height position H and the maximum height position Hmax. , Always stored up to the maximum storage capacity. For this reason, according to the characteristic 21, when the baggage height position is H, the power storage amount Ph is sufficient, but the maximum power storage amount Pmax has been stored, and Pmax−Ph is an excessive power storage amount. Therefore, if the operation of the engine
一般に、任意の高さ位置にある荷物を所望の高さ位置まで巻き上げるのに必要なエネルギーすなわち巻上用電力は、図3に示すように、現在の荷物高さ位置7Aと巻上終了時の荷物高さ位置7Bにおける当該荷物に関する位置エネルギーの差で求めることができる。
巻上用電力算出機能は、現在の荷物高さ位置7Aと巻上終了時の荷物高さ位置7Bの差を加算機200で求め、荷物重量7Cと吊具重量7Dの和を加算機201で求める。次に、高さ位置の差、重量の和、および重力加速度7Eを乗算器202,203で乗算することにより、巻き上げに必要なエネルギーすなわち巻上用電力を求める。
In general, as shown in FIG. 3, the energy required for hoisting a baggage at an arbitrary height position to a desired height position, that is, the hoisting power, is as shown in FIG. This can be obtained from the difference in positional energy related to the package at the
The hoisting power calculation function calculates the difference between the current baggage height position 7A and the
この際、巻上げ終了時の荷物高さ位置7Bおよび荷物重量7Cは、操作者からの指令入力から得ることができ、吊具重量7Dや重力加速度7Eは固有値として予めコントローラ7のメモリに設定しておけばよい。また現在の荷物高さ位置7Aは、例えば主巻電動機30での荷物の巻上速度と巻上時間から求めることができる。
At this time, the
[エンジン回転速度制御動作]
次に、図4および図5を参照して、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置のエンジン回転制御動作について説明する。
コントローラ7は、操作者によるクレーン装置の装置全体の起動操作に応じて、図4のエンジン回転速度制御処理を開始する。
[Engine speed control operation]
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the engine rotation control operation of the crane apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
The
コントローラ7は、まず、エンジン回転速度制御機能により、操作者からクレーン動作の開始/終了を示す指令入力71の有無を確認し(ステップ100)、指令入力71があった場合(ステップ100:YES)、その指令入力71で入力された荷重および指令速度に応じたエンジン回転速度Nを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し(ステップ101)、ステップ100へ戻る。
First, the
エンジン発電装置1は、発電電力Pとエンジン回転速度Nについて、図5に示すような動作特性を有している。この種の動作特性は、一般的に、エンジン回転速度Nの増加に応じて発電電力Pが単調増加し、所定の最大電力値に達した後に減衰する傾向がある。したがって、コントローラ7のメモリにこのような動作特性を関数や表形式で予め保存しておけば、所望の発電電力Pすなわち指令供給電力を供給するのに必要なエンジン回転速度Nを算出できる。
The
したがって、荷重および指令速度から指令供給電力(=荷重×指令速度)を算出できることから、上記動作特性を参照して、指令供給電力に対応するエンジン回転速度を算出し、運転指示10Aによりエンジン発電装置1へ指示すればよい。
これにより、エンジン発電装置1のディーゼルエンジン11がエンジン回転速度Nで運転され、操作者から指令入力された荷重および指令速度に対応する指令供給電力が発電機12で発電される。
Accordingly, since the command supply power (= load × command speed) can be calculated from the load and the command speed, the engine rotation speed corresponding to the command supply power is calculated with reference to the operation characteristics, and the engine power generation device is determined by the
As a result, the
一方、ステップ100において、操作者からの指令入力71がなかった場合(ステップ100:NO)、コントローラ7は、蓄電用エンジン回転速度制御機能により、前述した図3の巻上用電力算出処理を実行してエンジン発電装置1の巻上用電力を算出する(ステップ102)。この際、次回の荷物巻上動作を想定して、巻上終了時の荷物高さ位置7Bおよび荷物重量7Cを決定する。
On the other hand, when there is no
例えば、次回の荷物巻上動作の予定として、荷物を最高高さ位置まで巻上げる可能性がある場合には、巻上終了時の荷物高さ位置7Bとして最高高さ位置を用いればよい。特に、港湾などのヤードにおいて、トレーラに対するコンテナの積み降ろしを行うクレーン装置では、積み上げてあるコンテナの上を越えてトレーラに対するコンテナの積み降ろしが行われる。この際、コンテナの積み上げ可能数は、コンテナの強度に応じて制限されている。したがって、このような場合には、操作者からの指令入力71で入力された積み上げ可能数に対応する最高高さ位置を使用してもよい。
For example, if there is a possibility of hoisting the luggage to the maximum height position as a schedule for the next luggage hoisting operation, the highest height position may be used as the
コントローラ7は、このようにして算出したエンジン発電装置1の巻上用電力と、蓄電装置6の蓄電残量を比較する(ステップ103)。この際、蓄電残量については、例えば蓄電装置6から供給した電力の電流を累積し、蓄電容量から減算して蓄電残量を求める、などの公知の技術を用いればよい。
The
ここで、巻上用電力が蓄電残量より大きい場合には(ステップ103:YES)、蓄電が必要なことから、エンジン回転速度を所定の蓄電回転速度Ns以上に維持し(ステップ104)、ステップ100へ戻る。
蓄電回転速度Nsとは、蓄電装置6に対して蓄電を行うのに必要な電力をエンジン発電装置1で発電するためのエンジン回転速度であり、予めコントローラ7のメモリに設定しておけばよい。
Here, when the hoisting power is larger than the remaining amount of power storage (step 103: YES), since the power storage is necessary, the engine rotation speed is maintained at a predetermined power storage rotation speed Ns or more (step 104). Return to 100.
The power storage rotation speed Ns is an engine rotation speed for generating electric power necessary for storing power in the
ステップ104では、メモリに記憶しておいた直前の指令入力に応じたエンジン回転速度Nと蓄電回転速度Nsとを比較し、エンジン回転速度Nが蓄電回転速度Nsより低い場合にのみ、蓄電回転速度Nsを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し、エンジン回転速度Nが蓄電回転速度Ns以上の場合はエンジン回転速度Nを維持する。
通常、蓄電のための電力は、電動機の発電電力に比較して小さいため、エンジン発電装置1のエンジン回転速度Nが蓄電回転速度Ns以上に維持されている場合には、エンジン回転速度Nで蓄電に必要な電力を得ることができる。このため、上記判断処理を行うことにより、エンジン発電装置1に対するエンジン回転速度の指令を的確に実行できる。
In
Normally, the power for power storage is smaller than the power generated by the electric motor. Therefore, when the engine rotational speed N of the
一方、巻上用電力が蓄電残量以下の場合には(ステップ103:NO)、蓄電が必要ないことから、直前の指令入力に応じたエンジン回転速度Nを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し(ステップ105)、ステップ100へ戻る。
On the other hand, when the hoisting power is less than or equal to the remaining amount of power storage (step 103: NO), since power storage is not necessary, the engine
ステップ105では、メモリに記憶しておいた直前の指令入力に応じたエンジン回転速度Nと現エンジン回転速度Nnとを比較し、エンジン回転速度Nが現エンジン回転速度Nnより低い場合にのみ、現エンジン回転速度Nnを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力し、エンジン回転速度Nが現エンジン回転速度Nn以上の場合は現エンジン回転速度Nnを維持する。
In
これにより、蓄電終了時には、エンジン発電装置1のエンジン回転数を、現エンジン回転速度Nnすなわち蓄電回転速度Nsから、クレーン動作の終了時に指令されたより低いエンジン回転速度Nへ低下させることができる。したがって、エンジン発電装置1を一定回転速度に維持する場合と比較して、大幅に燃費を改善できる。この際、蓄電終了後から所定の待機期間だけ待機し、この待機期間中に新たな指令入力が入力されなかった場合にのみ、クレーン装置でいずれのクレーン動作を行っていないアイドリング状態における最低エンジン回転速度への変更を示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力してもよく、さらなる省燃費を実現できる。
Thereby, at the end of power storage, the engine speed of the
[本実施の形態の動作例]
次に、図6を参照して、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置の動作例について説明する。図6は、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置の動作例を示すタイミングチャートである。ここでは、荷物を高さ位置0(ゼロ=地面)から高さ位置Hbまで巻き上げた後、高さ位置0まで巻き下げを行う場合を例として説明する。
[Operation example of this embodiment]
Next, with reference to FIG. 6, the operation example of the crane apparatus concerning one embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a timing chart showing an operation example of the crane apparatus according to the embodiment of the present invention. Here, a case will be described as an example where a baggage is rolled up from a height position 0 (zero = ground) to a height position Hb and then lowered to a
時刻T0以前においては、クレーン動作は行われておらず、荷物は高さ位置0(ゼロ=地面)にあり、エンジン発電装置1のディーゼルエンジンは、エンジン回転速度Naで運転されている。このとき、エンジン発電装置1からは規定発電電力PMaが出力されている。また、蓄電装置6の蓄電電力61は、蓄電容量と等しいPBaまで蓄電されているものとする。この際、蓄電電力61はPBaであることから、高さ位置0からHbまでの巻き上げに必要なエンジン発電装置1の巻上用電力は、蓄電残量以下となるため、蓄電は行われない。
Before time T0, the crane operation is not performed, the load is at the height position 0 (zero = ground), and the diesel engine of the
次に、時刻T0において、荷物の巻き上げ指令を示す指令入力71が行われた場合、コントローラ7は、その操作指令に応じたエンジン回転速度Nbを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力する。これによりエンジン発電装置1のエンジン回転速度がNaからNbへ徐々に上昇し、エンジン発電装置1からの発電電力15が増加し、この発電電力15と蓄電装置6からの蓄電電力61がインバータ41,42を介して主巻電動機30へ供給される。
Next, when a
その後、時刻T1に、エンジン回転速度NがNbに到達して一定となり、発電電力15として最大発電電力PMbが出力される。この際、時刻T0〜T1の期間では、蓄電装置6から蓄電電力が徐々に放電されるものの、個々の時点における高さ位置Hbまでの巻き上げに必要な巻上用電力は、個々の時点における蓄電残量以下となることから、蓄電は行われない。一方、時刻T1〜T2の期間では、次回のクレーン動作として荷物の巻き下げが予想され、これ以上の巻き上げは必要ないことから高さ位置の差はゼロとなり、巻上用電力は蓄電電力以下となるため、蓄電は行われない。
Thereafter, at time T1, the engine rotation speed N reaches Nb and becomes constant, and the maximum generated power PMb is output as the generated
また、時刻T2に、荷物の巻き下げ指令を示す指令入力71が行われた場合、コントローラ7は、その操作指令に応じたエンジン回転速度Naを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力する。これによりエンジン発電装置1のエンジン回転速度がNbからNaへ徐々に低下し、エンジン発電装置1からの発電電力15が低減する。この際、時刻T2以降は、次回のクレーン動作として荷物の巻き上げすなわち高さ位置Hbへの巻き上げが予想されるため、巻上用電力が蓄電電力より大きくなる。したがって、エンジン発電装置1からの発電電力15がインバータ41を介して蓄電装置6へ供給されて蓄電が行われる。
When a
その後、時刻T3に、荷物が高さ位置0に到達して巻き下げが停止し、エンジン回転速度Nが蓄電回転速度Nsに到達して一定となり、発電電力15として規定発電電力PMsが出力される。この際、時刻T3以降も、時刻T2以降と同様に巻上用電力が蓄電電力より大きくなるため、蓄電が行われる。また、時刻T2から時刻T3までの期間には、荷物の巻き下げに応じて主巻電動機30で回生電力が発生し、インバータ41から蓄電装置6へ蓄電される。時刻T3に回生電力がなくなった後は、エンジン発電装置1は蓄電回転速度Nsで運転されるため、発電された発電電力15により蓄電装置6が蓄電される。
Thereafter, at time T3, the load reaches the
一方、時刻T4において、蓄電が進んで蓄電電力61がPBaまで達して巻上用電力と等しくなり、蓄電装置6の蓄電が完了した場合、コントローラ7は、時刻T2の荷物の巻き下げ指令に応じたエンジン回転速度Naを示す運転指示10Aをエンジン発電装置1へ出力する。これにより、エンジン発電装置1では、ディーゼルエンジン11の回転速度が低下して、エンジン回転速度Naとなり、発電電力15もPMaとなる。
On the other hand, when the storage proceeds at time T4 and the stored
[本実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、エンジン発電装置1により、エンジンにより発電機を駆動して得られた発電電力を荷物の積み降ろしを行う電動機へ供給し、蓄電装置6により、発電電力を蓄電電力として蓄電し、電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に電動機へ供給し、コントローラ7により、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を制御し、荷物巻き上げ高さと当該荷物の重量とから当該荷物の上限位置までの巻き上げに必要な巻上用電力を算出し、この巻上用電力と蓄電電力の残量との比較結果に基づいてエンジン発電装置の発電電力量を制御している。
[Effects of the present embodiment]
As described above, according to the present embodiment, the engine
具体的には、コントローラ7で、当該巻上用電力が蓄電電力の残量より大きい場合は、エンジン発電装置の回転速度を上昇させることにより発電電力量を増やして蓄電電力を増やし、当該巻上用電力が蓄電電力の残量以下の場合は、当該クレーン装置の動作状況に応じてエンジン発電装置のエンジン回転速度を低下させることにより発電電力量を抑制している。
Specifically, when the hoisting power is larger than the remaining amount of stored power, the
これにより、荷物の巻き上げを行う場合にのみ、その荷物の巻き上げに必要な蓄電電力に応じた分だけエンジン発電装置1の発電電力量を増やすことが可能となり、蓄電装置6での蓄電要否に応じてエンジン発電装置の発電電力量を精度よく制御できる。したがって、蓄電可能な電力を供給するために、エンジン発電装置1を一定定格回転速度で、常時、運転しておく場合と比較して、エンジン発電装置1の燃費を効果的に削減でき、環境への影響も削減することが可能となる。
As a result, the amount of power generated by the engine
[実施の形態の拡張]
上記実施の形態では、エンジン発電装置1で交流電力を発電して共通母線9へ供給する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、エンジン発電装置1で直流電力を発電して共通母線9へ供給してもよい。この場合、共通母線9には、直流電力が供給されるため、インバータ41〜44として、DC/AC変換器が用いられる。
[Extended embodiment]
In the above embodiment, the case where the
また、直流電力を共通母線9へ供給する場合、蓄電装置6を共通母線9へ接続して、エンジン発電装置1からの発電電力15やインバータ41を介した主巻電動機30からの回生電力を蓄電するようにしてもよい。これにより、蓄電電力を主巻電動機30だけでなく例えば補機設備の電源としても利用することができる。
Further, when supplying DC power to the common bus 9, the
また、上記実施の形態では、巻上用電力のすべてを蓄電装置6で補う場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、巻上用電力より小さい電力分を蓄電装置6で補うようにしてもよく、あるいは巻上用電力より大きい電力分を蓄電装置6で補うようにしてもよい。この場合、コントローラ7の蓄電用エンジン回転速度制御機能により、図4のステップ102において、巻上用電力算出処理(図3参照)で求めた巻上用電力に対して、差分電力を加減算し、あるいは負担比率を乗算することにより、巻上用電力を調整し、続くステップ103により、調整後の巻上用電力と蓄電残量とを比較すればよい。これにより、巻上用電力から所定の差分や比率で求められる電力を蓄電装置6で補う場合でも、上記実施の形態を適用でき、同様の作用効果が得られる。
Further, in the above-described embodiment, the case where all the hoisting power is supplemented by the
1…エンジン発電装置、10A…運転指示、11…ディーゼルエンジン、12…発電機、15…発電電力、30…主巻電動機、31,32…走行電動機、33…横行電動機、41〜44…インバータ、6…蓄電装置、7…コントローラ、71…指令入力、9…共通母線。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記発電電力を蓄電し、前記電動機の動作時に当該蓄電電力を補助的に前記電動機へ供給する蓄電装置と、
当該クレーン装置の動作状況に応じて前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、荷物巻き上げ高さと当該荷物の重量とから当該荷物の上限位置までの巻き上げに必要な巻上用電力を算出し、この巻上用電力と前記蓄電電力の残量との比較結果に基づいて前記エンジン発電装置の発電電力量を制御することを特徴とするクレーン装置。 An engine generator for supplying generated electric power obtained by driving the generator with an engine to an electric motor for loading and unloading luggage;
A power storage device that stores the generated power, and supplementarily supplies the stored power to the motor during operation of the motor;
A controller for controlling the engine rotation speed of the engine power generator according to the operation status of the crane device,
The controller calculates the hoisting power necessary for hoisting from the load hoisting height and the weight of the load to the upper limit position of the load and comparing the hoisting power with the remaining amount of the stored power. The crane apparatus characterized by controlling the electric power generation amount of the said engine electric power generator based on.
前記コントローラは、当該巻上用電力が前記蓄電電力の残量より大きい場合は、前記エンジン発電装置の回転速度を上昇させることにより発電電力量を増やして前記蓄電電力を増やし、当該巻上用電力が前記蓄電電力の残量以下の場合は、当該クレーン装置の動作状況に応じて前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を低下させることにより発電電力量を抑制することを特徴とするクレーン装置。 The crane apparatus according to claim 1,
When the hoisting power is larger than the remaining amount of the stored power, the controller increases the stored power by increasing the amount of generated power by increasing the rotational speed of the engine power generator, and the hoisting power Is less than the remaining amount of stored power, the crane apparatus is characterized in that the amount of generated electric power is suppressed by reducing the engine rotation speed of the engine power generator in accordance with the operation status of the crane apparatus.
前記コントローラにより、前記荷物巻き上げ高さと当該荷物の重量とから当該荷物の上限位置までの巻き上げに必要な巻上用電力を算出するステップと、
前記コントローラにより、前記巻上用電力と前記蓄電電力の残量との比較結果に基づいて前記エンジン発電装置の発電電力量を制御するステップと
を備えることを特徴とするクレーン制御方法。 An engine power generation device that supplies generated electric power obtained by driving a generator with an engine to an electric motor, and a power storage device that temporarily stores the generated electric power and supplementally supplies the stored electric power to the electric motor during operation of the electric motor And a crane control method used in a crane apparatus comprising a controller for controlling the amount of power generated by the engine power generator according to the operation status of the crane apparatus,
Calculating the hoisting power necessary for hoisting from the load hoisting height and the weight of the load to the upper limit position of the load by the controller;
A crane control method comprising: controlling, by the controller, a power generation amount of the engine power generator based on a comparison result between the hoisting power and the remaining amount of the stored power.
前記コントローラにより、当該巻上用電力が前記蓄電電力の残量より大きい場合は、前記エンジン発電装置の回転速度を上昇させることにより発電電力量を増やして前記蓄電電力を増やすステップと、
前記コントローラにより、当該巻上用電力が前記蓄電電力の残量以下の場合は、前記電動機の駆動状況に応じて前記エンジン発電装置のエンジン回転速度を低下させることにより発電電力量を抑制するステップと
をさらに備えることを特徴とするクレーン制御方法。 In the crane control method according to claim 3,
If the controller uses the hoisting power to be greater than the remaining amount of the stored power, increasing the stored power by increasing the amount of generated power by increasing the rotational speed of the engine power generator; and
A step of suppressing the amount of generated power by reducing the engine rotation speed of the engine power generation device according to the drive status of the electric motor when the hoisting power is less than or equal to the remaining amount of the stored power by the controller; A crane control method further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008256202A JP2010083639A (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Crane device and crane control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008256202A JP2010083639A (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Crane device and crane control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010083639A true JP2010083639A (en) | 2010-04-15 |
Family
ID=42247979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008256202A Pending JP2010083639A (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Crane device and crane control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010083639A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012012149A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Crane control device and crane device |
JP2014043354A (en) * | 2006-10-25 | 2014-03-13 | Yaskawa Electric Corp | Crane device and control method for the same |
CN107758510A (en) * | 2016-08-17 | 2018-03-06 | 富士电机株式会社 | Control device, driver of elevator, crane equipment, the storage medium and control method for storing program |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000289983A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-17 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | Crane |
WO2008050552A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Crane system and its control method |
-
2008
- 2008-10-01 JP JP2008256202A patent/JP2010083639A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000289983A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-17 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | Crane |
WO2008050552A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Crane system and its control method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014043354A (en) * | 2006-10-25 | 2014-03-13 | Yaskawa Electric Corp | Crane device and control method for the same |
JP2012012149A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Crane control device and crane device |
CN107758510A (en) * | 2016-08-17 | 2018-03-06 | 富士电机株式会社 | Control device, driver of elevator, crane equipment, the storage medium and control method for storing program |
CN107758510B (en) * | 2016-08-17 | 2020-10-16 | 富士电机株式会社 | Control device, crane drive device, crane device, storage medium storing program, and control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI469911B (en) | A hybrid power supply device for a crane and a control method of a hybrid power supply device for a crane | |
US20110112731A1 (en) | Crane apparatus | |
JP2014043354A (en) | Crane device and control method for the same | |
JP2009062178A (en) | Elevator | |
JP5751764B2 (en) | Crane control device and crane device | |
JP5384900B2 (en) | Crane equipment | |
JP3960555B1 (en) | Control method of harbor handling crane system | |
JP4787539B2 (en) | Load drive device | |
WO2012043479A1 (en) | Hybrid drive device, crane control device, and crane device | |
JP5274787B2 (en) | Crane equipment | |
JP2010083639A (en) | Crane device and crane control method | |
JP4897545B2 (en) | Crane apparatus and engine rotation speed control method | |
JP5173228B2 (en) | Crane equipment | |
JP5009668B2 (en) | Crane equipment | |
JP4909788B2 (en) | Crane equipment | |
JP2012171760A (en) | Crane system | |
JP5009666B2 (en) | Crane apparatus and crane control method | |
JP5196827B2 (en) | Crane equipment | |
JP4928718B2 (en) | Control method for crane with engine generator and crane with engine generator | |
JP5329899B2 (en) | Crane apparatus and crane control method | |
JP5009665B2 (en) | Crane equipment | |
JP5412842B2 (en) | Crane system and control method thereof | |
JP2008247589A (en) | Crane device | |
JP5700887B1 (en) | Crane apparatus and crane control method | |
JP2011105442A (en) | Crane control device, and crane apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20130129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130611 |