MapleSim hilft ABB Crane Systems dabei, die Entwicklungszeiten zu verkürzen, und deren Kunden, Geld zu sparen

Millionen von Containern werden jedes Jahr in den Seehäfen angelandet. Sie enthalten praktisch alles, von Maschinen und Autoteilen bis zu Schuhen, Spielzeug und Tiefkühlkost. In modernen Häfen werden die Container am Kai ausgeladen und anschließend in Lagerbereiche gebracht, wo automatische Kräne und Ladebrücken sie aufstapeln, bis sie auf LKW oder Eisenbahnwaggons verladen werden. Die Container müssen rasch und präzise bewegt werden, ohne andere Container, Kräne oder Fahrzeuge zu behindern. Verzögerungen in den Häfen verursachen Kosten. Dies gilt besonders für große Häfen, in denen täglich Tausende Container umgeschlagen werden.

ABB Crane Systems ist ein weltweit führender Anbieter automatischer und elektrischer Systeme für Kräne, die Container und Massengüter bewegen. Dazu gehören auch automatische Stapelkräne und Verladebrücken. Ihre Steuerung ist anerkannt schwierig, da sie mit langen Seilen arbeiten und schon kleine Störungen dazu führen können, dass die Container ins Schaukeln geraten. Selbst ohne äußere Störungen kann die Bewegung des Containers selbst zu Schwingungen führen. Diese Kräne müssen immer schwerere Lasten mit immer höheren Geschwindigkeiten und in immer größere Höhen befördern. Mit der Größe nimmt jedoch auch das Schwingungsproblem zu. Diese Schwingungen und ihre Unterdrückung sind allgemein als ein bedeutendes Hindernis bei der Effizienz des Umschlags in der Schifffahrt bekannt. ABB Crane Systems wollte verbesserte Steuerungen für automatische Kräne entwickeln, die in der Lage sind, die Schwingungen zu unterdrücken und damit die Sicherheit und die Rentabilität bei ihren Kunden zu verbessern.

ABB Crane Systems hat daraufhin die Fachleute bei Maplesoft Engineering Solutions damit beauftragt, ein neues, hochpräzises Modell des Containers und der Seile bei großen automatischen Kränen zu erstellen. Nach der Entwicklung in MapleSim, dem Werkzeug von Maplesoft zur physikalischen Modellierung auf Systemebene, wurde das Modell für die weiteren Versuche als Simulink^®* S-Funktion exportiert. Anhand des dynamischen Verhaltens der Seile und des Containers im Modell konnten die Ingenieure bei ABB Cranes ihre Steuerstrategien in einer Reihe von Szenarien und Lastzyklen testen. Da sich die Modellstruktur mit Hilfe von MapleSim schnell ändern und als neue S-Funktion exportieren lässt, konnten Änderungen als Reaktion auf das Feedback der Bediener leicht vorgenommen werden.

Das Team bei ABB Cranes setzt MapleSim-Modelle für mechanische Analysen, die Entwicklung von Steueralgorithmen und die Optimierung von Funktionen ein. So konnten die Ingenieure bei ABB Crane Systems die Leistung ihrer Kransteuerungen verbessern und damit den Containerdurchsatz bei Ihren Kunden erhöhen.

„Mit der Hilfe von Maplesoft Engineering Solutions konnten wir unseren Kunden eine Menge an Kosten ersparen und gleichzeitig unsere eigene Entwicklungszeit von Monaten auf Tage verkürzen“, erklärte hierzu Dr. Jonas Ohr, Technischer Manager für Bewegungssteuerung und Automatisierung bei ABB Crane Systems. „Mit MapleSim konnten wir unser Ausgangsmodell der Anlage sehr viel schneller entwickeln als nur in Simulink, und die Ergebnisse ließen sich einfach in unsere Abläufe integrieren. Das Team von Maplesoft Engineering Solutions hat das Fachwissen beigesteuert, das wir brauchten, um unsere Projektziele schnell und effizient zu erreichen.“

Das Ergebnis ist eine höhere Rentabilität für die Kunden von ABB Cranes, insbesondere in sehr großen Häfen, in denen täglich Tausende Container umgeschlagen werden.
* Simulink ist ein eingetragenes Warenzeichen von The MathWorks, Inc.

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