Sistema anticolisión para grúas torre

Abstract

[SPA]En la actualidad el método más común para el desplazamiento de cargas pesadas en la industria es, sin duda alguna, la grúa. Uno de los tipos de grúas más usuales, principalmente como herramienta básica en la construcción de edificios, son las conocidas “grúas torre fijas”. Las grúas torre son máquinas con emplazamiento fijo que actúan sobre la superficie que describe la circunferencia que forma su radio de acción, delimitado por la longitud de su brazo. Usualmente se instalan dos grúas torre de manera que las zonas de trabajo delimitadas por esta circunferencia puedan superponerse y ocasionar accidentes. El objetivo de este proyecto es desarrollar un sistema de seguridad que evite esos posibles conflictos que se puedan producir en una grúa torre debido a su situación. El mecanismo está basado en un conjunto de sensores y actuadores controlados por un autómata programable que toma las decisiones apropiadas para que se pueda trabajar de manera segura. Este proyecto reinterpreta información de sistemas diferentes pero que comparten finalidad. Los principales equipos de referencia han sido “anticolisión de puentes de grúa” y “anticolisión para grúas torre”, de las empresas IED Electronics y AGS respectivamente. La fase experimental se ha dividido en tres etapas: sensorización, comunicaciones inalámbricas y procesamiento de datos. Mediante el asesoramiento de la empresa Electromain y a través de los requisitos de cada componente se han escogido los encoder EIL580 de la marca Baumer junto con el cable del tipo M12 de Phoenix Contact para la sensorización; los módulos de E/S Wireless Radionline de Phoenix Contact para la comunicación inalámbrica y el autómata CP1L-EM junto con el transformador DIN S8VK-S, ambos de la marca Omron, para el procesamiento de los datos. Mediante distintos cálculos se ha establecido la mejor manera de delimitar las posibles situaciones de peligro. En principio se evaluó la posibilidad de medir mediante ecuaciones matemáticas la distancia entre las grúas y actuar sobre esta. Debido a la complejidad de estas ecuaciones se llegó a la conclusión de que no era factible implementarlas en el autómata. Como resultado del proyecto y resolución a los planteamientos anteriores, se deduce que la estrategia más eficaz es dividir la zona de peligro en tres subzonas, evitando así que ambas grúas coincidan en la misma área prefijada. A través del software TIA Portal se ha llevado a cabo la programación del diagrama de contactos, el cual el PLC usará para regir su funcionamiento. Este diagrama se ha basado en unas constantes que serán modificadas según la situación en la que se instale el sistema, es decir, se refieren a las características de cada grúa y los datos sobre la situación entre ellas. La conclusión final de este trabajo experimental muestra un sistema anticolisión sencillo y eficaz, sirviendo a su vez de base para futuros proyectos en el mismo campo. Es importante considerar que será necesario un proceso de depuración para poder llegar a un sistema competitivo en el mercado y que solvente un problema a la orden del día. [ENG]Today, the most common method for moving heavy loads in industry is undoubtedly the crane. One of the most common types of cranes, mainly as a basic tool in building construction, are the so-called "fixed tower cranes". Tower cranes are a machine with a fixed location, which acts on the surface that describes the circumference that forms its radius of action, delimited by the length of its arm. Two tower cranes are usually installed so that the working areas bordered by this circumference can overlap and cause accidents. The objective of this project is to develop a safety system that avoids those possible problems that may occur in a tower crane due to its situation. The mechanism is based on a set of sensors and actuators controlled by a programmable automaton that makes the appropriate decisions so that it can work safely. This project reinterprets information from different but shared purpose systems. The main reference equipment has been "crane bridge anticollision" and "anticollision for tower cranes", from IED Electronics and AGS respectively. The experimental phase has been divided into three stages: sensorization, wireless communications and data processing. With the advice of Electromain and the requirements of each component, the EIL580 encoders from Baumer have been chosen together with the M12 type cable from Phoenix Contact for sensor technology, the Wireless Radionline I/O modules from Phoenix Contact for wireless communication and the CP1L-EM controller together with the DIN S8VK-S transformer, both from Omron, for data processing. Different calculations have been used to determine the best way to identify possible dangerous situations. First of all, the possibility of measuring by means of mathematical equations the distance between cranes and act on it. Due to the complexity of these equations it was concluded that it was not feasible to implement them in the automaton. As a result of the project and resolution to the previous approaches, it can be deduced that the most effective strategy is to divide the danger area into three subzones, avoiding in this way that both cranes coincide in the same predetermined area. Through the TIA Portal system, the programming of the ladder diagram, which the PLC will use to govern the operation, has been effected. This diagram has been relied on constants that will be modified according to the situation in which the system is installed. In other words, they are referred to the characteristics of each crane and the data on the situation among them. The final conclusion of this experimental work shows a simple and effective anticollision system, which also serves as a basis for future mechanical projects in the same field. It is important to consider that a purification process will be necessary in order to achieve a competitive system in the market that solves a problem in the following areas on the agenda.