Rizika v nových technológiách – príklad mechatronické systémy

Zdvíhacie zariadenia ako mechatronický systém

Zdvíhacie zariadenia ako mechatronický systém

Jedným z predstaviteľov mechatronického systému v štruktúre logistických systémov je mostový žeriav ako typický predstaviteľ zdvíhacieho stroja a to tak v klasickom, ako aj v automatizovanom vyhotovení. Mostový žeriav ako mechatronický systém je možné za účelom analýzy rizík v jednotlivých oblastiach rozčleniť na funkčné štruktúry podľa [4] – obr. 3.

Obr.: 2 Funkčné štruktúry mostového žeriava

Konštrukcia mostového žeriava ako mechatronického systému predpokladá, že viac samostatných funkčných štruktúr je zjednotených do jedného strojového celku na zabezpečenie manipulácie s materiálom ako finálnej činnosti zdvíhacieho stroja. K týmto štruktúram možno zaradiť napr.:

Požiadavky kladené v zmysle smernice na jednotlivé štruktúry sú rozsiahle a rozdielne napr. redundancia pre riadiace systémy - elektronický princíp, technická diagnostika pre pohony a nosnú oceľovú konštrukciu - mechanický ale aj elektronický princíp, koncové vypínače pre obmedzenie pracovných pohybov – elektronický princíp. Mostový žeriav sa vyznačuje rizikami, ktoré boli analyzované v práci [4], kde ako typické riziká vznikajúce pri jeho nasadení v logistickom systéme je možné definovať:

• kývanie bremena na závesnom prostriedku, šikmý ťah,
• manipulácia na závesnom prostriedku,
• porucha lán,
• pád zo žeriava,
• kolízia dvoch žeriavov
• porucha na oceľovej konštrukcii-preťažovanie žeriava,

pričom, mimo „pádu zo žeriava“ a „manipulácii na závesnom prostriedku“ je možné všetky ostatné riziká charakterizovať mechatronickým princípom.

Kývanie bremena na závesnom prostriedku + šikmý ťah:

Vzniká v dôsledku riadenia pohybu žeriava alebo mačky teda aplikácii riadiacich elektronických systémov. Minimalizácia tohto rizika sa realizuje aktiváciou elektronického riadiaceho systému pojazdových mechanizmov mostu a mačky teda PFŠ. Zabránenie šikmému ťahu je tiež možné začlenením elektronického zariadenia podľa obr. 3 do systému riadenia zdvihového mechanizmu, kde dochádza pri výslednom pracovnom pohybe k prepojeniu mechanických a elektronických prvkov.

Obr. 3 Bloková schéma integrovaného obmedzovača nosnosti mostového žeriava.

Porucha lán –ZFŠ + porucha oceľovej konštrukcie – PFŠ:

Jednou z podstatných príčin tohto druhu rizika je preťažovanie žeriava na závesnom prostriedku, pričom výsledný typ rizika je možné priradiť mechanickej poruche oceľovej konštrukcie. Na kontrolu tohto stavu preťaženia mostového žeriava sa efektívne používa obmedzovač nosnosti, v ktorom je integrované aj zariadenie na definovanie zaťažovacích kolektívov t.j. snímače hmotnosti bremena na závesnom prostriedku a polohy mačky a mosta zdvíhacieho zariadenia. Princíp činnosti tohto zariadenie vychádza z elektronických prvkov, pričom pri realizácii identifikácie dynamického preťaženia sú použite aj prostriedky IT techník pre naprogramovanie porovnávacej hodnoty v elektronickom obmedzovači nosnosti – obr. 3. Porucha tohto zariadenia má za následok stratu kontroly skutočného zaťaženia oceľovej konštrukcie mosta ako aj mačky spolu so závesným prostriedkom – najčastejšie oceľovým lanom a tým aj definovanie zostatkovej životnosti pevnostnej funkčnej štruktúry – oceľovej konštrukcie, čím dochádza k nesprávnemu definovaniu pravdepodobnosti vzniku tohto  negatívneho javu a tým aj zvýšeniu rizika.

Kolízia dvoch žeriavov:

Tento typ rizika je priamo závislý na funkčnosti elektronického zariadenia na kontrolu približovaní sa jedného mostového žeriava k druhému. Nefunkčnosť tohto zariadenia zvyšuje pravdepodobnosť stretu dvoch žeriavov. Kolízia žeriavov môže mať za následok nielen funkčnú poruchu systému zdvíhacích strojov ale aj úrazy, spôsobené prípadným vypadnutím mostového žeriava z vodiacej funkčnej štruktúry – VFŠ.