EO

Inclinosensoren in rail-infra hoogwerker

22 november 2021 om 14:20 uur

Net als bij hijskranen hangt een veilig gebruik van hoogwerkers samen met het monitoren van het actuele koppel. Wanneer dit koppel de veilige grens overschrijdt, zal de hoogwerker omvallen met alle gevolgen van dien. Om dit te voorkomen, rust Koerts haar hoogwerkers uit met speciale dynamische inclinosensoren van DIS. Deze meten nauwkeurig en realtime de scheefstand van de hoogwerker en laten deze meting niet verstoren door externe invloeden door schokken en trillingen als gevolg van het rijden van de hoogwerker.

 

Door: Marjolein de Wit-Blok

 

Hoogwerkers worden in verschillende uitvoeringen ontworpen en gebouwd. Zo bestaan er zogenaamde schaarhoogwerkers die zich uitsluitend recht omhoog kunnen bewegen, maar ook uitvoeringen die werken met een arm waaraan een werkplatform (‘werkbakje') is gekoppeld dat ruimte biedt aan één of meer personen. Met dit type hoogwerker kunnen deze mensen op veilige manier werkzaamheden op hoogte uit te voeren. Bijvoorbeeld onderhoud aan hoge gebouwen, groenonderhoud (bomen) of werkzaamheden aan bovenleidingen in de railsector.

 

Koppel

Net als bij een hijskraan die een massa verplaatst, wordt bij hoogwerkers waar een werkplatform met mensen wordt verplaatst, een koppel geïntroduceerd. Dit koppel wordt bepaald door de massa in het bakje vermenigvuldigd met de horizontale afstand tot het zwaartepunt van de hoogwerker. Kracht maal arm. Wanneer het product van deze factoren een bepaalde waarde overschrijdt zal de stabiliteit van de hoogwerker zodanig reduceren worden dat de hoogwerker omvalt.

 

Veiligheid

Om deze gevaarlijke situaties te voorkomen is wet- en regelgeving ontwikkeld. Hoogwerkers vallen onder het warenwetbesluit machines en bijlage IV van de machinerichtlijn 2006/42/EG (gevaarlijke werktuigen). Verder dienen ze technisch te voldoen aan de Europese norm EN 280. Hoewel de wetgeving dus al langer bestaat, gebeuren er af en toe toch nog ongelukken met hoogwerkers die de aandacht van de handhavers aanwakkeren.

 

Inclinosensoren in rail-infra hoogwerkerDe arm van het rail-infra voertuig van Koerts voorziet onder meer in twee dynamische inclinosensoren die realtime de scheefstand van de arm meten.

 

Scheefstand bewaken

Koerts Techniek houdt zich sinds 2006 bezig met het multifunctioneel aanpassen van spoorkranen (Krol) als hijskraan, hoogwerkers en grondverzet machines. Daarnaast ontwikkelt en fabriceert het bedrijf haar eigen rail-infra machines waaronder hoogwerkers met de eerder genoemde werkplatforms. Om te voorkomen (dat het koppel dat het werkplatform uitoefent op de hoogwerker) de veilige grens overschrijft, past het bedrijf in haar hoogwerkers inclinosensoren van DIS toe. Deze sensoren - ook wel elektronische waterpas genoemd - worden industriebreed toegepast om de helling van een machineonderdeel of een oppervlak te meten. In het geval van de hoogwerkers gaat het om de scheefstand van de arm. De realtime metingen worden naar het besturingssysteem gestuurd dat hiermee in staat is de commando's van de machinebediener interpreteren en zo de veiligheid van het gebruik van de hoogwerker te borgen.

 

Inclinosensoren in rail-infra hoogwerkerDe redundant geplaatste inclinosensoren - elektronische waterpas - zijn ongevoelig voor
schok- en trillingsignalen. 

 

Dynamische inclinosensor

In traditionele oplossingen worden met behulp van conventionele inclinometers de zogenaamde vervuilingspieken in de metingen afgevlakt middels filteralgoritmes in het besturingssysteem. Daarnaast kunnen aanvullende sensoren een oplossing bieden. Gyroscopen of traagheidssensoren kunnen bijvoorbeeld informatie over de hoek geven maar hebben weer als nadeel dat zij uitsluitend werken in bewegende systemen. En hoewel gyroscopische metingen geschikt zijn om de verstoorde waarde van een inclinometer te compenseren, zijn er ook nadelen: iedere extra sensor en filter vertraagt het besturingssysteem en verhoogt de productie- en onderhoudskosten.Om die reden ontwikkelde DIS een nieuw hardware platform dat gebaseerd is op de MEMS chip. MEMS staat voor Micro-Electrical-Mechanical Systems en combineert een versnellingsmeter met een traagheidshoekmeting op drie assen tegelijk. Dit betekent dat de hoek die de sensor doorgeeft aan de besturing gyro-gecompenseerd is en hiermee vrij van de invloed van versnellingen en schokken die niets met de scheefstand te maken hebben. Het doorgeven gebeurt als afzonderlijk CANopen/J1939-object per as.

 

Bijzonder

Bert Koerts is samen met zijn broer Ed Koerts directeur eigenaar van het bedrijf en geeft aan: "Nu zijn inclinosensoren an sich niet nieuw, maar bijzonder aan deze dynamische varianten is het feit dat de metingen niet worden verstoord wanneer de hoogwerker tijdens de werkzaamheden ook rijdt. En dat is bij onze rail-infra hoogwerkers eigenlijk standaard. Veel andere sensoren reageren wel op de rijbeweging of andere externe factoren die trillingen of schokken veroorzaken en geven hierdoor foutieve meetwaarden af. Hierdoor heb je als bestuurder voortdurend te maken met onterechte alarmen en soms zelf een onterechte blokkering vanuit de besturing. Buiten het feit dat dit mensen stoort en werkzaamheden vertraagt, kan het ook leiden tot een soort ‘alarmmoeheid'. Wanneer je tien keer achter elkaar een alarm ontvangt dat achteraf niets betekent, hoe serieus neem je dan immers nog het elfde alarm?"

 

Loggen van gegevens

Bert Koerts: "De meetgegevens van deze sensoren worden samen met andere data - zoals de snelheid waarmee de hoogwerker rijdt, de hoogte van werkplatform, de wieldruk en de windbelasting - realtime door de besturing verwerkt. Op basis hiervan is bekend of de hoogwerker op dat moment veilig staat of niet. Een deel van de gegevens waarop de algoritmes zijn gebaseerd hebben we proefondervindelijk vastgesteld. Het uitgangspunt op het spoor is dat de wieldruk op de vier wielen hoog genoeg moet zijn om het sein ‘veilig' te geven. Door testen weten we inmiddels waar de grenzen liggen.

 

"Een ander deel van de informatie op basis waarvan de algoritmes werken, zijn ingegeven vanuit de wet- en regelgeving. In spoortoepassingen mag de hoogwerker bijvoorbeeld maximaal 7° scheef staan. Deze waarde wordt in de besturing gebruikt als grenswaarde voor een veilig gebruik maar tevens gecombineerd met andere metingen. Zo is 7° bijvoorbeeld niet veilig wanneer de wind er vol op staat vanuit een ongunstige positie en wil je bij een kleinere scheefstand al een alarm ontvangen. Maar ook wanneer je volledig vlak staat kun je niet zomaar met het werkplatform naar alle posities bewegen. Dit is bijvoorbeeld ook afhankelijk van de massa die op het platform heeft plaats genomen. Een andere eis is dat de hoogwerker tijdens werkzaamheden niet sneller rijdt dan 4 km/u. In ingeklapte toestand is de maximale snelheid 20 km/u; de typische snelheid waarmee de hoogwerker naar zijn specifieke locatie kan rijden."

 

Eindoplossing

De dynamische inclinosensoren zijn redundant toegepast in de hoogwerker waarmee een Performance Level d is behaald. Verder logt het bedrijf alle metingen en gegevens en zorgt ervoor dat deze van minimaal de afgelopen week beschikbaar zijn. Bert Koerts: "Met deze gegevens kun je in het geval van een calamiteit nauwkeurig zien wat de omstandigheden waren op het moment dat het incident plaatsvond. Je voorkomt dan ook veel discussies omdat je weet hoe snel er werd gereden, wat de stand van de verschillende onderdelen van de hoogwerker was enzovoorts. Juridisch gezien belangrijk en daarnaast belangrijke input voor mogelijke toekomstige verbeteringen aan de hoogwerker."

 

White papers

whitepapersDownload hier white papers over het thema Aandrijven, regelen en besturen

 

 

 

Strategische keuze: een PLC of embedded controller

In deze whotepaper legt Engineering Spirit uit wanneer het beter is om voor een PLC te kiezen en wanneer voor een embedded controller.
Download de whitepaper van Engineering Spirit 

 

Heeft uw machine het benauwd?

In deze whitepaper bespreekt Festo het belang van de filtratie van perslucht, zowel vanaf de compressor als bij het punt waarop de lucht de componenten van de applicatie in gaat.

Download de whitepaper van Festo

 

Draadloos Mobiel Besturingspaneel: TUV gecertificeerd 10.1" panel met OPC/UA en safety functies

Is een draadloze HMI een goede keuze voor mijn applicatie? We leggen u uit wat de specifieke voordelen zijn van een draadloos multi-touch bedieningspaneel en waar u rekening mee moet houden bij het koppelen van een HMI aan een machine.
Download de whitepaper van SigmaControl

 

Het eDrive systeem: een eenvoudige oplossing voor het testen van hybride aandrijvingen

Deze white paper behandelt alle variabelen die van belang zijn voor het meten en testen van hybride voertuigen en laat zien dat het eDrive systeem een geschikte  oplossing is; zelfs voor de meest complexe testbanken voor hybride aandrijvingen.

Download de white paper van HBM

 

Hoe machines en installaties worden voorbereid op verbinding met het IoT

De industriële-automatiseringswereld is versmolten met de eerste generatie IT-technologie. Dit was een voorwaarde voor de volgende stap naar Industrie 4.0: het netwerk van intelligente componenten in het Internet of Things.

 Download de white paper van Eaton 

  

13 veel voorkomende oorzaken van motorstoringen

Deze white paper laat zien hoe de 13 meest voorkomende oorzaken van het defect raken van de isolatie van wikkelingen en van lagers van tevoren kunnen worden vastgesteld.

Download de white paper van Fluke

  

Machineautomatiseringsconcepten die innovatie voor een gedigitaliseerde productie mogelijk maken

Om de uitdagingen van de gedigitaliseerde industriële toekomst het hoofd te kunnen bieden, automatiseren we machines met volledig schaalbare en naadloos herbruikbare technologieën.

Download de white paper van Omron

 

Push-In Plus-techniek

Bij het bouwen van een besturingspaneel is het aanbrengen van de bedrading bijna altijd een tijdrovende en kostbare klus. Met de gepatenteerde ‘Push-in Plus' techniek van Omron wordt die bedradingstijd met 60% gereduceerd.  

Download de white paper van Omron

 

Inspectiesystemen voor producttraceerbaarheid

De mogelijkheid om individuele producten in de toeleveringsketen naar de consument te traceren, wordt steeds belangrijker voor producenten van voedingsmiddelen, dranken, tabak en farmaceutische producten, geassocieerde machinebouwers en engineeringbedrijven. Het doel is om de immense markt van namaakproducten te bestrijden en/of te voldoen aan de vraag naar informatie door consumenten (van ‘boer tot bord').

Download de white paper van Omron

 

Van werkvloer tot directieniveau

Voor producenten zijn er steeds meer redenen om besturingssystemen voor afzonderlijke productielijnen en -apparatuur te integreren. De technologische ‘magie' om dit te realiseren is sneller, eenvoudiger en intelligenter dan ooit.

Download de white paper van Omron

   

Kosten verlagen door elektrische problemen en motorproblemen in fabrieken op te lossen

Simpele storingen kunnen hele productielijnen stilleggen. Zelfs het simpelweg vervangen van een zekering kan een half uur duren. Alleen al productieverlies kan in sommige industrieën wel 1000 euro per minuut kosten, en ergens anders kan een storing in zelfs een relatief klein onderdeel betekenen dat een hele partij tijdens de productie verloren gaat. 

Download de  white paper van Fluke

  

IXM: sneller uitrollen  van netwerken

De nieuwste trend in moderne industriële omgevingen is de snelle inzet en flexibiliteit van een netwerktopologie. het opwaarderen van de firmware en het instellen van de configuratie is een uitdagende taak, voor zowel IT'ers als system integrators. Advantech introduceert de eerste serie switches om het uitrollen en configureren van netwerken sneller en efficiënter te maken.

Download de white paper van Advantech

  

Selectie van proportionele regelventielen

Proportionele ventielen bieden een prijsgustige en compacte oplossing voor het regelen van flow of druk bij relatief lage flow-snelheden. Er zijn veel verschillende ontwerpen en stijlen voor uiteenlopende drukken en stroomsnelheden, met elektrische of elektropneumatische aansturing. Bij het kiezen van het juiste ventiel voor een toepassing is het belangrijk om de vereisten voor die toepassing De white paper leidt je door de belangrijkste overwegingen die van toepassing zijn voor de selectie van proportionele ventielen, om zo een weloverwogen keuze te kunnen maken.

Download de white paper van Asco

 

Motoren beveiligen voor de IE3 revolutie

Wat de ErP betekent voor schakel- en beveiligingssystemen en elektromotoren (white paper van Eaton)