项目挑战
为了提高起重机的操作安全性和港机设备赢利能力,ABB起重机系统需要改进用于抑制起重机在运作过程中出现危险摇摆,从而影响自动起重机控制器的性能。
解决方案
与Maplesoft工程解决方案合作,ABB起重系统使用MapleSim开发了大型自动起重机的集装箱和绳索的高保真模型。该模型可以轻松导出为Simulink® S-函数,并用于机械分析、控制算法开发以及优化起重机操作。
结果
据ABB起重系统称,使用MapleSim开发工厂模型有助于将开发时间从几个月缩短到几天,并在此过程中节省了大量资金。
每年有数百万个集装箱通过海港,装载着机械、汽车零部件、鞋子、玩具和冷冻食品等各种商品。在现代港口,集装箱需要卸载到码头上,然后再移动到堆场,那里的自动堆垛起重机和岸边起重机将它们堆放起来,直到最后装载到卡车或火车上。集装箱必须快速准确地移动,不受其他集装箱、起重机或车辆的干扰。任何作业过程的延误都会降低港口的盈利能力,特别是对于每天都需要移动吊装成千上万个集装箱的大型港口。
ABB起重机是全球领先的集装箱、散装装卸起重机自动化设备以及电气系统的供应商,包括自动堆垛起重机和岸桥起重机。由于这些设备都城要使用长的绳索,因此作业过程非常难以控制,一个小的干扰就会导致集装箱不停摇摆。即使没有外部干扰,集装箱本身的运动也会产生振荡。如今,这些起重机,由于经济活动的频繁,以及货物的运输增长都需要让起重设备比以往任何时候都要以更高的速度和更大的高度提升更重的货物;然而,这种尺寸增加正在使振荡问题变得更加严重。这些振荡及其抑制已被航运业广泛认识为主要的效率瓶颈。ABB起重系统希望开发改进的自动起重机控制器,能够抑制摇摆运动,从而提高客户的操作安全性和盈利能力。
ABB起重系统请求Maplesoft工程解决方案专家开发一种新的高保真度模型,用于大型自动起重机的集装箱和绳索。一旦在Maplesoft提供的系统级物理建模工具MapleSim中开发完成,该模型便导出Simulink®* S-函数,以用于测试。在模型中捕捉到绳索和集装箱的动态行为后,ABB起重机的工程师们能够在各种情景和工作循环下测试他们的控制策略。由于MapleSim允许模型结构迅速更改并重新生成S-函数,因此可以根据操作员的反馈轻松进行更改。
使用MapleSim开发基础设备工厂模型比仅使用Simulink开发快得多,并且结果很容易集成到我们的工具中
- Jonas Ohr 博士,动力控制与自动化技术经理,来自ABB起重系统
ABB起重系统团队使用MapleSim模型进行机械分析、控制算法开发和操作优化。因此,ABB起重系统的工程师能够改善其起重机控制系统的性能,为客户提高集装箱吞吐量。
“通过使用Maplesoft工程解决方案,我们为客户节省了大量研发资金,同时将我们自己的开发时间从几个月缩短到几天,”ABB起重系统动力控制与自动化技术经理 Jonas Ohr 博士表示。“使用MapleSim开发初始工厂模型比仅使用Simulink®开发快得多,并且结果很容易集成到我们的工具链中。Maplesoft工程解决方案团队为我们提供了实现项目目标所需的专业知识,快速而有效地达成目标。”
这些结果增加了ABB起重机客户的盈利能力,特别是在每天移动数千个集装箱的大型港口。