nieuws

Synchroon heffen met digitale hydrauliek

bouwbreed

den haag – Het computergestuurde ‘synchrone hefsysteem’ van Enerpac combineert digitaal schakelen met digitaal aansturen en beperkt zo de inwendige spanningen in het object. De gebruiker hoeft alleen de tolerantie en het doel op te geven en de installatie aan te zetten. De installatie verplaatst en positioneert elk punt van de last automatisch synchroon met een nauwkeurigheid van tienden van millimeters. Wereldwijd zijn zo’n 25 systemen in gebruik. Enerpac kreeg er een European Engineering Award voor.

Het aansturen en controleren van de beweging bij het hydraulisch heffen of richten van zeer zware objecten gebeurt nog veelvuldig met de hand. Daarbij ontstaat altijd verschil tussen de hefpunten en dus spanning in de constructie van het object. Zo komen in gewapend beton haarscheurtjes. Een nauwkeurige hef- of daalbeweging vermindert deze spanningen. Maar hoe kleiner de tolerantie, hoe langzamer het van heffen of dalen. Een hefbeweging van 200 millimeter kan soms wel één tot twee dagen vergen. Het ‘Enerpac Synchrone Hefsysteem’ ontvangt signalen van bewegingssensoren die nabij de hefcilinders aan de last zijn bevestigd. Aan de hand daarvan schakelt de computer de hydraulische stuurkleppen in en uit. In theorie kunnen de cilinderbewegingen ook worden geregeld via de hydraulische flow, waarbij elke cilinder dezelfde hoeveelheid olie krijgt. In de praktijk ontstaan echter problemen met de hydrauliek, omdat geen rekening wordt gehouden met krachtverschillen. Een last reageert immers niet homogeen en geeft op verschillende hefpunten verschillende krachten. Ook is het regelen en controleren van de flow bij een druk van 700 bar niet eenvoudig en bovendien vrij kostbaar. Deze methode vereist namelijk speciale proportionele kleppen met een zeer nauwkeurig binnenwerk.

Puls

Het computerprogramma van Enerpac stuurt de cilinderbewegingen aan via het in- en uitschakelen van de kleppen. De snelheid van de gebruikte pc wordt gebruikt om zeer snel een kortdurende puls naar de kleppen door te geven. Hierdoor kunnen de bewegingsstappen veel kleiner blijven dan met een handmatige besturing mogelijk is. Elk hefpunt moet zijn aangesloten op ‘eigen’ kleppen en elk circuit moet onafhankelijk van de andere circuits kunnen werken. Enerpac gebruikt hiervoor 2/2-wegkleppen en een gelijkrichter. De gelijkrichter zorgt ervoor dat de olie één kant opstroomt. Daarmee kan elk circuit onafhankelijk worden aangestuurd, zonder interactie tussen het ene hefpunt en het andere. Op deze manier kunnen cilinders met verschillende capaciteiten worden toegepast en kan op elk hefpunt, onafhankelijk van de kracht, met verschillende drukken worden gewerkt. Na 18 milliseconden is een flow aanwezig en na 30 milliseconden is de klep geheel open.

Cilinderbeweging

Een meetsysteem meet de lastbeweging onafhankelijk van de cilinderbeweging. In eerste instantie gaat de last niet omhoog, maar de basis van de cilinder gaat iets omlaag. De computer geeft dat als een positieve, maar onjuiste waarde weer die vanaf het beeldscherm niet is te reguleren. Het meetsysteem bestaat uit een dun kabeltje dat uit een wegsensor komt. Het uiteinde ervan wordt vastgemaakt aan de last en de sensor wordt op een onbeweeglijk vlak naast de cilinder gemonteerd. De wegsensor geeft de absolute waarde van de kabelbeweging door en daarmee wordt de werkelijke beweging van de last tot op eentiende millimeter gemeten. De computer vertaalt het analoge elektronische signaal uit de sensor naar een digitale waarde. Met het meetsysteem kan telkens een nieuw nulniveau worden ingesteld. Dit is van belang bij het heffen in stappen, afhankelijk van de slaglengte van de cilinders. Tevens kan een object bijvoorbeeld eerst worden rechtgezet om daarna vanuit het nieuwe nulniveau te worden geheven. Behalve de werkelijke lastbeweging meet een sensor per hefpunt tevens de druk van de hydraulische olie. Dit biedt extra controle op de beweging van de last. Bovendien kan het gewicht en daarmee het zwaartepunt worden berekend.

Doel

Vóór het heffen, dalen of richten of van een stap in het proces en voordat de automatische stand wordt ingeschakeld, wordt op de pc het doel ingegeven. Dat is de afstand vanaf het (eventueel tussentijds ingestelde) nulniveau tot het doelniveau. Vervolgens wordt met een protocolfile ingegeven hoe vaak de gemeten waarden moeten worden geactualiseerd. Daarna wordt in elk circuit de cilinder eerst met een bepaalde kracht tegen de last aangezet, vervolgens kan de automatische mode worden ingeschakeld. Als het eerste (hoogste) hefpunt het doelniveau heeft bereikt, wordt dat hefpunt uitgeschakeld. Vervolgens worden de andere hefpunten bijgesteld. Tijdens het heffen volgt de software elk hefpunt en elke cilinder en controleert welke hefpunten het hoogst en welke het laagst staan en of dit nog binnen de ingestelde toleranties valt. Voor correcties gaat de 2/2-wegklep een korte tijd open en krijgt de betreffende (laagste) cilinder een korte hydraulische impuls. Daarna wordt wederom gemeten. Het verloop van het hefproces is per hefpunt op het beeldscherm te volgen.

Controle

Een extra controlefunctie in de software laat het systeem met de hand (tijdelijk) stoppen en corrigeren. Mocht zich een calamiteit voordoen, dan stopt het systeem automatisch en blokkeert het alle oplegpunten. Standaard wordt gewerkt met een veelvoud van acht hefpunten. De benodigde hydraulische componenten voor deze hefpunten zijn ondergebracht op één trolley. Bij zestien hefpunten worden twee trollies gebruikt, bij 24 is dat aantal drie. Het proces boekt ook bij een lage hef- of daalsnelheid een aanzienlijke tijdwinst. Die winst is afhankelijk van de applicatie en varieert van 10 procent tot meer dan 60 procent. Tijdwinst is tevens te behalen bij het wegen van zware objecten waarvan de verplaatsing per ton wordt betaald. Het systeem kan op basis van de gemeten druk, met een tolerantie van 1 procent van de absolute waarde ook in één keer het gewicht bepalen. Alle waarden worden in het geheugen van de computer opgeslagen. Cilinderbewegingen aangestuurd via in- en uitschakelen van kleppen

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels