VDI 4448-2006 Load sensing and weighting systems on cranes with trolleys.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURELasterfassung und Wgesystemean Kranen mit LaufkatzenLoad sensing and weighing systemson cranes with trolleysVDI 4448Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 1: KraneVDI-RICHTLINIENICS 17.100, 53.020.20Oktober 2006October 20

2、06Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Last erfassen und wgen . . . . . . . . . . 31.2 Genauigkeiten der Systeme. . . . . . . . . 31.3 Eichfhigkeit Fehlergrenzen . . . . . . . 41.4 Lasten und Gewichte . . . . . . .

3、. . . . . 52 Systembeschreibung . . . . . . . . . . . . . . 62.1 Lastsensoren . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2 Einbauarten und Einbauorte . . . . . . . . 83 Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . 173.1 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.2 Anzeige . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . 173.3 Ausgabe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.4 Datenbertragung. . . . . . . . . . . . . . 204 Vorschriften und Abnahme. . . . . . . . . . . 224.1 Vorschriften und Abnahme fr neue Krane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.2 Vorschriften und Abnahme fr im Betrieb befindl

5、iche Krane . . . . . . . . . . . . . . 224.3 Eichamtliche Abnahme . . . . . . . . . . . 225 Wartung/Instandhaltung . . . . . . . . . . . . 235.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 235.2 Prfen der Wgegenauigkeit . . . . . . . . 235.3 Prfen der berlast . . . . . . . . . . . . . 23Schrifttum

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. The German version o

7、f this guideline shall be taken asauthoritative. VDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialfluss LogistikFachbereich B1 KraneFrhere Ausgabe: 03.04 Entwurf,deutschFormer edition: 03/04 Draft, in German onlyZu beziehen durch / Available at Beuth VerlagGmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All right

8、s reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Load sensing and weighing . . . . . . . . 31.2 System accuracy . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Admissiblility for v

9、erification limits of error. . . . . . . . . . . . . . . . 41.4 Loads and weights . . . . . . . . . . . . . 52 System description. . . . . . . . . . . . . . . 62.1 Load sensors 62.2 Installation types and locations. . . . . . . 83 Signal processing . . . . . . . . . . . . . . . 173.1 Analysis . . .

10、. . . . . . . . . . . . . . . 173.2 Indicating device . . . . . . . . . . . . . . 173.3 Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.4 Data transmission . . . . . . . . . . . . . 204 Regulations and acceptance . . . . . . . . . 224.1 Regulations and acceptance for new cranes. . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . 224.2 Regulations and acceptance for operatingcranes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.3 Acceptance by the Weights and Measures Office . . . . . . . . . . . . . . 225 Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.2

12、 Checking of weighing accuracy . . . . . . 235.3 Overload detection . . . . . . . . . . . . . 23Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 2 VDI 4448Vo

13、rbemerkungDiese Richtlinie soll dem Anwender Hilfe bieten, diefr seinen Anwendungsfall am besten geeignetenKomponenten auszuwhlen. Dabei mssen eine Viel-zahl messtechnischer Parameter bercksichtigt wer-den.Bei Lasterfassung und Wgesystemen an Kranensind verschiedene Bereiche und Anwender zu unter-sc

14、heiden, die je nach Aufgabenstellung unterschied-liche Anforderungen an das gewnschte System stel-len: Kranhersteller, Kranbetreiber und Planer.Je nach Anwendungsfall mssen Lasten berwacht,gemessen, gewogen und ihr Messwert erfasst, verar-beitet oder ausgegeben werden.Dazu werden am Markt entspreche

15、nde Komponentenund Systeme angeboten, die sich in Ausfhrung, Ge-nauigkeit und Preis unterscheiden. Die Richtlinie be-rcksichtigt nur elektromechanische (keine rein me-chanischen) Systeme.Bereits bei der Auswahl der Sensoren muss unter-schieden werden, ob Lasten nur erfasst, weiterverar-beitet und au

16、sgewertet werden oder ob sie im Ge-schftsverkehr gewogen werden sollen.Im letzteren Fall wird empfohlen die Waage nachDIN EN 45501 auszulegen, die Hinweise auf diemetrologischen Aspekte fr nicht selbstttigeWaagen gibt.Wesentlich fr die korrekte Erfassung von Lasten istdie Auswahl des richtigen Senso

17、rs und des optimalenMessortes.Bei Neukranen sollte whrend der Planungsphase so-wohl die konstruktive Gestaltung des Lasttrgers frdie Messstellen bercksichtigt als auch daran gedachtwerden, dass ein Sensor (oder Vorverstrker) im Ser-vicefall leicht ausgetauscht werden kann, um un-ntige Folgekosten zu

18、 vermeiden.Bei Nachrstung sind des fteren mehr oder wenigerumfangreiche nderungen nicht zu vermeiden. Da-bei ist stets zu beachten, dass durch die eingebrachtenSensoren keine Schwachstellen in der Konstruktionentstehen.1 DefinitionElektromechanische Systeme sind Einrichtungen, beidenen die Erfassung

19、 der Gewichtskraft des Wge-gutes elektromechanisch erfolgt, wobei die Mess-gre Kraft“ durch einen geeigneten Messgren-umformer in ein darstellbares elektrisches Signal um-geformt und die so gewonnene Ausgangsgre ange-zeigt oder weiterverarbeitet wird.Preliminary noteThis guideline is intended as an

20、aid to the user in se-lecting the most suitable components for the applica-tion in question. This process requires the considera-tion of a multitude of metrological parameters.When dealing with load sensing and weighing systemson cranes, various fields and users such as crane man-ufacturers, crane u

21、sers and planners are to be distin-guished, whose requirements with respect to the de-sired system vary depending on the task to be fulfilled.Depending on the application, loads have to be mon-itored, measured, weighed, and the measured valueshave to be recorded, processed or output. Suitable compon

22、ents and systems are commerciallyavailable, which differ in design, accuracy and price.This guideline considers only electromechanical(rather than purely mechanical) systems.Already when selecting the sensors, a distinctionmust be made as to whether loads are just to besensed, processed and analysed

23、 or to be weighed forcommercial purposes. In the latter case, it is recommended that the weighinginstrument be designed in accordance withDIN EN 45501; this standard provides guidance onmetrological aspects of non-automatic weighing in-struments. The selection of the proper sensor and the optimalmea

24、suring point is essential to the correct sensing ofloads.At the very planning stage of new cranes, the measur-ing points should be taken into account in the designof the load receptor, and precautions should be takento allow easy replacement of a sensor (or preampli-fier) when servicing is required;

25、 this helps to avoidunnecessary consequential costs. Retrofitting often requires more or less expensivemodifications. Sensors retrofitted must always be in-stalled in such a manner as not to cause structuralweak points.1 DefinitionElectromechanical systems are devices with electro-mechanical sensing

26、 of the weight force of the productto be weighed, the measurand “force” being con-verted by a suitable measuring transducer into a rep-resentable electric signal and the output quantity thusobtained being displayed or made available for fur-ther processing.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8

27、6D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 VDI 4448 3 1.1 Last erfassen und wgen1.1.1 LasterfassungEinrichtungen zum Erfassen der an Kranen auftreten-den Lasten zur Lastberwachung, Hubkraftbegren-zung und groben Lastermittlung.1.1.2 WgesystemeEi

28、nrichtungen zum Wgen der an einem Kran hn-genden Last.Die Waage kann entweder am Kranhaken eingehngtsein oder sie ist Bestandteil des Kranes.1.2 Genauigkeiten der Systeme1.2.1 LasterfassungseinrichtungenLasterfassungseinrichtungen arbeiten im Genauig-keitsbereich von (1bis5)%.1.2.2 KranwaagenKranwaa

29、gen arbeiten typisch im Genauigkeitsbe-reich von (0,1 bis 1) % bzw. als eichfhige Systemeentsprechend den Genauigkeitsanforderungen derDIN EN 45501.Kranwaagen arbeiten meistens in Genauigkeitsklas-se III. Sie knnen wahlweise als Einbereichs-, Mehr-bereichs- oder Mehrteilungswaagen ausgefhrt wer-den.

30、Eichfhige Systeme unterscheiden folgende Klassen:Eichfhige Waage Handelsklasse III Einbe-reichswaageWaage mit einem Wgebereich und einem Tei-lungswertEichfhige Waage Handelsklasse III Mehrbe-reichswaageWaage mit zwei oder mehr Wgebereichen mitverschiedenen Hchstlasten und Teilungswerten,wobei jeder

31、Bereich sich von Null bis zu seiner je-weiligen Hchstlast erstreckt. Jeder Wgebereichhat seine eigene Mindestlast.Eichfhige Waage Handelsklasse III Mehrtei-lungswaageWaage mit einem Wgebereich, der in Teilberei-che aufgeteilt ist, von denen jeder einen anderenTeilungswert besitzt. Der Wgebereich wir

32、d auto-matisch in Abhngigkeit von der aufgebrachtenLast sowohl bei Belastung als auch Entlastungumgeschaltet. Sie gestattet es nach einer Tarie-rung mit kleiner Teilung zu arbeiten, unabhngigvom gerade aktiven Wgebereich.1.1 Load sensing and weighing1.1.1 Load sensing systemsEquipment for sensing th

33、e loads on cranes, servingfor load monitoring, overload detection and approxi-mate determination of the load.1.1.2 Weighing systemsEquipment for weighing the load suspended by acrane.The weighing instrument can either be suspended onthe crane hook or be part of the crane.1.2 System accuracy1.2.1 Loa

34、d sensing devicesLoad sensing devices work in the accuracy range of(1 to 5) %.1.2.2 Crane weighersCrane weighers typically work in the accuracy rangeof (0,1 to 1) % or, in the case of systems admissiblefor verification, in compliance with the accuracy re-quirements of DIN EN 45501.Crane weighers mos

35、tly belong to accuracy class III.They can be designed as single-range, multi-range ormulti-interval weighing instruments.The following classes are distinguished in systemsadmissible for verification:Class III weighing instrument admissible for veri-fication single-range weighing instrumentWeighing i

36、nstrument having one weighing rangeand one scale intervalClass III weighing instrument admissible forverification multi-range weighing instrumentWeighing instrument having two or more weigh-ing ranges with different maximum capacitiesand different scale intervals, each range extend-ing from zero to

37、its maximum capacity. Eachweighing range has a specific minimum capac-ity. Class III weighing instrument admissible for veri-fication multi-interval weighing instrumentWeighing instrument having one weighing rangewhich is divided into partial weighing ranges eachof which has a different scale interv

38、al. The weigh-ing range is automatically selected according tothe load applied both as the load increases and de-creases. After taring, such instruments allow touse a small scale interval irrespective of the activeweighing range.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All

39、 rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 4 VDI 4448DefinitionenEichfhigkeitEine Waage ist eichfhig, wenn sie den Anforderun-gen einer zur Eichung zugelassenen Bauart entsprichtund die eichrechtlichen Erfordernisse hinsichtlichihrer Aufstellung und Verwendung eingehalten wer-

40、den.EichfehlergrenzenGrte -Differenz“ bis zu der der einzelne Mess-wert bei der Eichung vom Normal- oder dem richti-gen Wert abweichen darf.DefinitionsAdmissibility for verificationA weighing instrument is admissible for verificationif it complies with the requirements applying to atype approved for

41、 verification and if, furthermore, therequirements pertaining to its installation and use, asdefined in the weights and measures regulation, areobserved. Limits of error on verificationMaximum “-difference” up to which an individualmeasured value may deviate from the standard orconventional true val

42、ue during verification.1.3 Eichfhigkeit Fehlergrenzen 1.3 Admissiblility for verification limits of errorBild 1. Fehlergrenzen Figure 1. Limits of errorBeispiel6 t Kranwaage (Einbereichswaage) (0 bis 3000) eAnzeigebereich: (0 bis 6000) kg (0 bis 3000) eWgebereich: (40 bis 6000) kg (20 bis 3000) eTei

43、lungswert: e = 2 kgMindestlast: 20 e = 40 kgEichfehlergrenze(n): (40 bis 1000) kg 1 kg(1000 bis 4000) kg 2 kg(4000 bis 6000) kg 3 kgVerkehrsfehlergrenzen: Die Verkehrsfehlergrenzen entsprechen dendoppelten Eichfehlergrenzen.Example6 t crane weigher (single-range weighing instrument) (0 to 3000) eInd

44、icating range: (0 to 6000) kg (0 to 3000) eWeighing range: (40 to 6000) kg (20 to 3000) eScale interval: e = 2 kgMinimum capacity: 20 e = 40 kg Limit(s) of error on verification: (40 to 1000) kg 1 kg(1000 to 4000) kg 2 kg(4000 to 6000) kg 3 kgMaximum permissible errors in service: The maximum permis

45、sible errors in service are twice the limits of error on verification.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 VDI 4448 5 VerkehrsfehlergrenzenFehlergrenzen, die eine geeichte Waage ber denZeitraum de

46、r Eichgltigkeit nicht berschreiten darf,wenn sie im eichpflichtigen Verkehr benutzbar blei-ben soll.Die Verkehrsfehlergrenzen betragen das Doppelteder Eichfehlergrenzen.MindestlastLast, bei deren Unterschreitung die Wgeergebnissemit einer zu hohen relativen Messabweichung behaf-tet sein knnen. Im ei

47、chpflichtigen Verkehr drfenWgungen unterhalb der Mindestlast nicht durchge-fhrt werden.1.4 Lasten und Gewichte1.4.1 TragfhigkeitDie Tragfhigkeit des Kranes ist die maximale Last,die im Betrieb am Lasttragmittel aufgenommen wer-den darf (DIN 15003 beachten).1.4.2 AnzeigebereichBereich, in dem die Waa

48、ge benutzt werden darf vonNull bis Hchstlast.1.4.3 WgebereichBereich von der Mindestlast (Min) bis zur Hchstlast(Max).Maximum permissible errors in serviceLimits of error not to be exceeded by a verifiedweighing instrument during the period of validity ofverification if use in trade subject to verif

49、ication is tobe ensured.Maximum permissible errors in service are twice thelimits of error on verification.Minimum capacityLoad below which the weighing results may be af-fected by an excessive relative error of measurement.In trade subject to verification, it is not permissible toweigh loads below the minimum capacity of theweighing instrument.1.4 Loads and weights1.4.1 Rated capacityThe rated capacity of a crane is the maximu