Ewolucja sposobów sterowania suwnicami hutniczymi w kierunku ich automatyzacji

• Autorzy: Smoczek J. , Szpytko J.

Warianty tytułu

EN

Evolution of crane control techniques in metallurgical works towards their automation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Integralną częścią procesu technologicznego realizowanego w przemyśle metalurgicznym jest system transportu technologicznego, w którym istotną rolę odgrywają suwnice realizujące nie tylko zadania transportowe ale także, w przypadku suwnic specjalistycznych, operacje technologiczne. W artykule przedstawiono proces ewolucji układów sterowania suwnicami oraz perspektywy i trendy rozwoju w kierunku automatyzacji i poprawy bezpiecznej eksploatacji dźwignic, wynikające z rosnących oczekiwań w zakresie wydajności i dokładności operacji transportowych. Dokonano przeglądu rozwiązań zarówno aplikacyjnych, jak i proponowanych w pracach naukowo-badawczych dotyczących problematyki sterowania mechanizmami ruchu suwnic, jak również analizy możliwości ich zastosowania w praktyce przemysłowej. Przedstawiono także własne propozycje rozwiązań systemów sterowania nadrzędnego i proaktywnego w zakresie utrzymania ruchu suwnic.

EN

The material handling systems play significant role in metallurgical processes, especially cranes which not only realize transportation operations, but very often perform important manufacturing operations. The paper describes the evolution of crane control techniques towards their automation determined by rising requirements of efficiency, safety and exploitation quality improvement of cranes. A survey of crane control applications and solutions proposed in scientific works are presented, with discussion about possibility of their implementation in industrial practice. The application of higher level of crane control system used to support the proactive/predictive maintenance is also proposed by Authors.

Słowa kluczowe

PL

suwnice; sterowanie; eksploatacja; system nadzorowania; proaktywne utrzymanie ruchu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 79, nr 6
• Strony: 413--419
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys.

Twórcy

autor

Smoczek J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Szpytko J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Acosta L., Méndez J. A, Torres S., Moreno L., Marichal G. N.: On the design and implementation of a neuromorphic self-tuning controller. Neural Processing Letters 9, 1999, pp. 229÷242
• 2. Al.-Garni A. Z., Moustafa K. A. F., Nizami J. S. S. A. K.: Optimal control of overhead cranes. Control Engineering Practice, vol. 3, 1995, no. 9, pp. 1277÷1284
• 3. Auernig J. W., Troger H.: Time optimal control of overhead cranes with hoisting of the load. Automatica, vol. 23, No. 4, 1987, pp. 437÷447
• 4. Bartolini G., Pisano A., Usai E.: Second-order sliding- mode control of container cranes. Automatica 38, 2002, pp. 1783÷1790
• 5. Benhidjeb A., Gissinger G. L.: Fuzzy control of an overhead crane performance comparison with classic control. Control Engineering Practice, vol. 3, 1995, no. 12, pp. 1687÷1696
• 6. Boustany F., d’Andrea-Novel B.: Adaptive control of an overhead crane using dynamic feedback linearization and estimation design. Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, Nice, France 1992, pp. 1963÷1968
• 7. Cheng C. C., Chen C. Y.: Controller design for an over- -head crane system with uncertainty. Control Engineering Practice, vol. 4, 1996, no. 5, pp. 645÷653
• 8. Cho S. K., Lee H. H.: A fuzzy-logic antiswing controller for three-dimensional overhead cranes. ISA Transactions vol. 41, 2002, pp. 235÷243
• 9. Corriga G., Giua A., Usai G.: An implicit gain-scheduling controller for cranes. IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 6, 1998, no. 1, pp. 15÷20
• 10. Filipic B., Urbancic T., Krizman V.: A combined machine learning and genetic algorithm approach to controller design. Engineering Applications of Artificial Intelligence vol. 12, 1999, pp. 401÷409
• 11. Giua A., Seatzu C. and Usai G.: Observer-controller design for cranes via Lyapunov equivalence. Automatica, vol. 35, 1999, no. 4, pp. 669÷678
• 12. Hamalainen J. J., Marttinen A., Baharova L., Virkkunen J.: Optimal path planning for a trolley crane: fast and smooth transfer of load. IEE Proceedings D: Control Theory Applications, vol. 142, 1995, no. 1, pp. 51÷57
• 13. Henriksen S. J., Wang L., Goodwin G. C., Shook A.: Application of a genetic algorithm in crane movement scheduling. Proceedings of IFAC World Congress, Beijing, 1999.
• 14. Hicar M., Ritok J.: Robust crane control. Acta Polytechnica Hungarica, vol. 3, 2006, no. 2, pp. 91÷101
• 15. Ishide T., Uchida H., Miyakawa S.: Application of a fuzzy neural network in the automation of roof crane system. Proceedings of the 9th Fuzzy System Symposium, 1993, pp. 29÷32
• 16. Itoh O., Migita H., Itoh J., Irie Y.: Application of fuzzy control to automatic crane operation. Proceedings of IECON 1, 1993, pp. 161÷164
• 17. Kang Z., Fujii S., Zhou C., Ogata K.: Adaptive control of a planar gantry crane by the switching of controllers. Transactions of Society of Instrument and Control Engineers, vol. 35, 1999, no. 2, s. 253÷261
• 18. Lew J.Y. and Halder B.: Experimental study of anti-swing crane control for a varying load. Proceedings of American Control Conference, vol. 2, 2003, s. 1434÷1439
• 19. Mahfouf M., Kee C. H., Abbod M. F., Linkens D. A.: Fuzzy logic-based anti-sway control design for overhead cranes. Neural Computating and Applications, 2000, no. 9, pp. 38÷43
• 20. Marttinen A.: Pole-placement control of a pilot gantry. Amer. Contr. Conf., ACC’89, Pittsburgh, PA, 1989
• 21. Marttinen A., Virkkunen J., T.S. Riku: Control study with a pilot crane. IEEE Transactions on Education, vol. 33, 1990, no. 3, pp. 298÷305
• 22. Mendez J. A., Acosta L., Moreno L., Torres S., Marichal G.N.: An application of a neural self controller to an overhead crane. Neural Computing and Applications vol. 8, 1999, s. 143÷150
• 23. Moon M.S., VanLandingham H.F., Beliveau Y.J.: Fuzzy time optimal control of crane load. Proceedings of the 35th Conference on Decision and Control, Kobe, Japan, 1996, pp. 1127÷1132
• 24. Moreno L., Mendez J.A., Acosta L., Torres S., Hamilton A., Marichal G.N.: A self-tuning neuromorphic controller: application to the crane problem. Control Engineering Practice vol. 6, 1998, pp. 1475÷1483
• 25. Nakazono K., Ohnisihit K., Kinjot H.: Load swing suppression in jib crane systems using a genetic algorithm-trained neuro-controller. Proceedings of International Conference on Mechatronics, Kumamoto Japan, 2007
• 26. Nalley M., Trabia M.: Control of overhead crane using a fuzzy logic controller. Journal of Intelligent and Fuzzy Systems, vol. 8, 2000, no. 1, pp. 1÷18
• 27. Smoczek J.: Intelligent crane control systems. Publishing House of Sustainable Technologies – National Research Institute, Library of Maintenance Problems Kraków-Radom 2010
• 28. Smoczek J., Szpytko J.: A mechatronics approach in intelligent control systems of the overhead traveling cranes prototyping. Information Technology and Control, vol. 37, 2008, no. 2, s. 154÷158
• 29. Smoczek J., Szpytko J.: Self-learning fuzzy predictor of exploitation system operating time. Journal of KONES : Powertrain and transport, vol. 18, 2011, no. 4, pp. 463÷469
• 30. Smoczek J., Szpytko J.: A genetic fuzzy approach to estimate operation time of transport device. Journal of KONES : Powertrain and transport, vol. 18, 2011, no. 4, pp. 601÷608
• 31. Szpytko J.: Kształtowanie procesu eksploatacji środków transportu bliskiego. Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji, Kraków-Radom 2004
• 32. Yi J., Yubazaki N., Hirota K.: Anti-swing fuzzy control of overhead traveling crane. Proceedings of IEEE International Conference on Fuzzy Systems, 2002, pp. 1298÷1303
• 33. Yi J., Yubazaki N., Hirota K.: Anti-swing and positioning control of overhead traveling crane. Information Sciences 155, 2003, pp. 19-42
• 34. http://www.hetronic.co.uk - maj 2012
• 35. http://www.konecranesamericas.com - maj 2012
• 36. http://www.rimagroup.com - maj 2012
• 37. http://www.smartcrane.com - maj 2012