<Desc/Clms Page number 1>
"Werkwijze en inrichting voor het laten luiden van een door een motor aangedreven klok"
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het laten luiden van ten minsten een door een motor aangedreven klok waarbij voor een omwenteling van de motoras een reeks posities worden vastgelegd en telkens als de motoras een van de posities uitgenoemde reeks bereikt een eerste stuursignaal wordt gegenereerd en onder besturing van elk eerste stuursignaal een draairichtingsparameter van de motoras wordt bepaald.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.
Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bekend uit het octrooi DE-3714465. Hierbij wordt de klok door de motor aangedreven waardoor de klokbeweging een zekere amplitude vertoont.
Bij de bekende werkwijze wordt voor deze amplitude een "sollwert" vastgeslegd. Deze "sollwert" is een critische waarde waarop voortdurend wordt toegezien. Verder wordt de motor gestuurd in functie van deze critische waarde. Dit gebeurt op een zodanige manier dat de klok in elke bewegingsrichting deze critische waarde rechtstreeks bereikt of deze op continue wijze benadert.
Een nadeel van de bekende werkwijze is dat deze nogal omslachtig is. De opglegde waarde van de amplitude dient immers nauwkeurig en rechtstreeks of continue bereikt te worden. Hierdoor wordt ook de sturing van de motor critisch. Verder geschiedt de sturing tussen beide draairichtingen van de klok afzonderlijk wat de sturing eveneens omslachtiger maakt.
De uitvinding heeft tot doel een werkwijze voor te schrijven welke minder direct afhangt van een critische waarde.
Een werkwijze volgens de uitvinding heeft hiertoe het kenmerk dat onder besturing van elke eerste stuursignaal verder een klokbewegingsparameter die een momentane bewegingsrichting
<Desc/Clms Page number 2>
van de klokbeweging aangeeft wordt bepaald, en waarbij de draairichtings- resp. klokbewegingsparameter ten minste tijdelijk worden opgeslagen en er uit die opgeslagen draairichtingsparameter nagegaan wordt of de motoras haar draairichting nagenoeg behouden heeft gedurende een periode waarin een voorafbepaald aantal opeenvolgende eerste stuursignalen gegenereerd werden en bij vaststelling dat deze nagenoeg behouden blijft gedurende genoemde periode een met die nagenoeg behouden draairichting corresponderende klokbewegingsparameter wordt bepaald en er nagegaan wordt of genoemde corresponderende klokbewegingsparameter correspondeert met de kloksbewegingsparameter bepaald bij
laatst gegenereerde eerste stuursignaal, en bij niet correspondentie daarvan een tweede stuursignaal gegenereerd wordt voor het bepalen van een energietoevoer aan de motor. Het genereren van eerste en tweede stuursignalen maakt het bewaken van de klok-en motorbeweging mogelijk en geeft dus de mogelijkheid om deze bij te sturen in het geval er een afwijking wordt vastgesteld. Hierdoor is het niet langer meer noodzakelijk deze critische waarde aan te houden.
Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt telkens na verloop van voorafbepaalde tijdsintervallen een derde stuursignaal gegenereerd en wordt onder besturing van het derde stuursignaal ten minste een motorfunctie onderzocht. Hierdoor wordt eveneens een tijdsbewaking geïntroduceerd.
Volgens een tweede uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt bij genoemde niet correspondentie een eerste amplitude behorende bij een eerste bewegingsrichting van de klok bepaald. Hierdoor is het mogelijk om een door de omstandigheden zoals bijvoorbeeld klimatologische of andere de opgelegde waarde voor de ingestelde amplitude telkens in te stellen.
Volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt onder besturing van het tweede stuursignaal het tijdstip van de richtingsverandering van de klok telkens opgeslagen.
Volgens een vierde uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt onder besturing van het tweede stuursignaal een hoeveelheid toe te voeren energie alsook een uitwijking van de
<Desc/Clms Page number 3>
klokbeweging waarop de energie dient te worden toegevoerd bepaald op basis van ten minste een der parameters, klokbewegingsparameter waarop de niet-correspondentie werd vastgesteld, het aantal richtingsveranderingen, een instelparameter. Hiermee kan genoemde energietoevoer telkens bepaald worden in de opeenvolgende stadia van de klokbeweging.
Volgens een vijfde voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij het luiden een opstartfase, een regimefase en een remfase bevat en waarbij elke fase een eigen instelparameter bevat, wordt voor elk der fasen hierbij genoemde toe te voeren energie en uitwijking op basis van de bij die fase behorende instelparameter bepaald.
Volgens een zesde voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een tweede amplitude van de klokbeweging bepaald volgens een tweede klokbeweging tegenovergesteld aan genoemde eerste klokbeweging, en wordt het verschil bepaald tussen ten minste twee opeenvolgende eerste en tweede amplituden, wordt er nagegaan of dit verschil een ingestelde waarde overschrijdt en waarbij bij het vaststellen hiervan een gemiddelde wordt bepaald dat als evenwichtsstand van de klokbeweging wordt ingesteld. Hiermee kan het evenwichtspunt van de klokbeweging steeds bepaald worden en hiermee ook de absolute amplitude van de klok op elk ogenblik van haar beweging.
Volgens een zevende voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een correctie op de motorsturing uitgevoerd in functie van de ingestelde evenwichtsstand.
Volgens een achtste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt aan ten minste een der motorwerkingsparameters, toerental en motorstroom, respectievelijk klokbewegingsparameters, een eerste respectievelijk een tweede paar grenswaarden opgelegd, en wordt verder onder besturing van genoemd eerste stuursignaal nagegaan of genoemde motorwerkingsparameters binnen genoemde eerste paar grenswaarden ligt en onder besturing van genoemde tweede stuursignaal of de uitwijking van de klokbeweging binnen genoemd tweede paar grenswaarden valt en wordt verder bij het niet vaststellen hiervan een alarmsignaal gegenereerd. Dankzij deze maatregel worden eventuele
<Desc/Clms Page number 4>
gevaarlijke toestanden vermeden waarbij de klokbeweging, bijvoorbeeld door storingen in het net, buitengewoon hoge amplituden zou kunnen bereiken.
Dit laatste kan een akoestisch storend effect veroorzaken of zou kunnen leiden tot een beschadiging of zelfs breuk van mechanische onderdelen zoals klepel, ophanging van de klok of de klok zelf.
Volgens een negende voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden de tijdsstippen waarop het tweede, respectievelijk derde stuursignaal gegenereerd wordt, telkens bepaald worden, en waarbij het verschil tussen het tijdsstip waarop het derde signaal gegenereerd werd en een daaraan voorafgaand tweede signaal gegenereerd werd, bepaald en wordt er nagegaan of genoemd verschil een ingestelde waarde overschrijdt en bij het vaststellen hiervan een alarmsignaal gegenereerd.
Volgens een tiende voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt onder besturing van genoemd alarmsignaal de motor gedeactiveerd.
Andere bijzonderheden en details zullen blijken uit de hierna volgende beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld van een werkwijze en een inrichting volgens de uitvinding.
De hierna volgende verwijzingscijfers hebben betrekking op de bijgevoegde tekeningen.
Figuur 1 geeft een schematische weergave ven een inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 2 stelt een detailaanzicht voor van een sensor gebruikt in de inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 3 stelt een flowchart voor van een programma voor het genereren van een tweede stuursignaal onder besturing van een eerste stuursignaal.
Figuren 4, respectievelijk 5 stellen elk een flowchart voor van het programma voor het opstarten en het regimeluiden, respectievelijk het remmen van de klok.
Figuur 6 stelt een flowchart voor van het programma dat uitgevoerd wordt onder besturing van een derde stuursignaal.
<Desc/Clms Page number 5>
Figuur 1 laat een principeschema zien van een klok 11 met klepel 19 welke klok door een motor 3 aangedreven wordt, bijvoorbeeld een asynchrone elektrische motor. De klok is gemonteerd
EMI5.1
in een klokstoe 16, welke het gestel vormt en middels een as 15 is opgehangen. Op genoemde as 15 is een loopwiel 17 gemonteerd dat via een overbrengingsorgaan, bijvoorbeeld een aandrijfketting 18 met de motoras 30 verbonden is.
De klok wordt middels het overbrengingsorgaan in beweging gebracht door de motor. De motor is verbonden met een schakeleenheid. De schakeleenheid is voorzien van een ingang voor de aansluiting op een voedingsbron, bijvoorbeeld het net.
De inrichting bevat verder een sensor 24 voor het detecteren van de motorbeweging. Deze sensor heeft een uitgang verbonden met een eerste ingang van een verwerkingseenheid 25, welke een tweede ingang heeft voor het aansluiten van een bedieningsorgaan 20, bijvoorbeeld een toetsenbord 28 voorzien van een weergavescherm, bijvoorbeeld een LCD. Een uitgang van de verwerkingseenheid 25 is verbonden met de schakeleenheid tH1 waardoor een gesloten regellus gevormd wordt welke de motor, de sensor, de schakeleenheid en de verwerkingseenheid bevat. Door deze gesloten regellus is het mogelijk om de beweging van de motor en dus van de daarmee verbonden klok te bewaken en bij te sturen zoals hieronder zal worden beschreven.
Figuur 2 laat een uitvoeringsvoorbeeld zien van de sensor. Deze bevat een getande schijf 5 welke op de motoras gemonteerd is nagenoeg loodrecht op het vlak van de schijf 5 en ter hoogte van de tanden in de schijf stralen twee nagenoeg parallelle lichtbundels 32. De tanden corresponderen met een reeks posities in de
<Desc/Clms Page number 6>
beweging van de motoras. De rotatie van de motoras zal de schijf in beweging brengen waardoor de lichtbundels opeenvolgend onderbroken en doorgelaten worden. Fotodiode detecteren dit onderbreken en doorlaten van de lichtbundels. De schijf is zodanig gekozen dat er om de 7030'een verandering optreedt in het gedetecteerde signaal.
Door het gebruik van twee lichtbundels is het tevens mogelijk om naast de grootte van de rotatieverandering eveneens de verandering in draairichting vast te stellen, namelijk door de volgorde vast te stellen waarin de bundels worden onderbroken.
De door de fotodiodes gevormde detectoren zullen nu een blokgolf genereren wanneer de motor draait. Elke flank van deze blokgolf vormt een eerste stuursignaal dat aan de verwerkingseenheid wordt af gegeven.
De verwerkingseenheid 2 bevat een data verwerkende eenheid, bijvoorbeeld een microprocessor, die op de bekende wijze voorzien is van een geheugen alsook van een ingangs/uitgangs interface.
De data verwerkende eenheid verzorgt het sturen van de motor en zodoende van de klokbeweging.
Het eerste stuursignaal wordt door de verwerking- eenheid verder verwerkt en zal een programma starten (STR) dat voorgesteld is door een flowchart uit figuur 3. De verschillende st4Dpen van dit programma zullen nu worden beschreven.
LRI : Hier wordt onderzocht of de motoras in wijzerszin of in tegenwijzerszin draait. Dit gebeurt middels de sensor zoals hoger beschreven.
N : = N + l : Indien vastgesteld is dat de motoras in wijzerszin draait, wordt een teller met een eenheid verhoogd.
N : = N-l : Bij draaien in tegenwijzerszin wordt de teller met een eenheid verlaagd.
DB : Er wordt onderzocht of de motor bij de motorhoek zoals gegeven door de tellerstand N afgeschakeld moet worden. Onder motorhoek dient hierbij verstaan te worden de hoek bereikt door de motoras t. o. v. een initiële rustpositie van de motoras, waarbij genoemde hoek bijvoorbeeld
<Desc/Clms Page number 7>
positief gemeten wordt in tegenwijzerszin.
STM : de motor wordt gedeactiveerd.
EN : Indien in DB echter vastgesteld wordt dat de motor niet moet afgeschakeld worden, wordt onderzocht of de motor bij de motorhoek N aangeschakeld moet worden.
RVl : Indien de motor dient te worden aangeschakeld, wordt er onderzocht of de aan de motor geleverde stoom van richting omgekeerd is.
S/SHR : in Naargelang de motor in wijzerszin (L) respectievelijk'tegenwijzerszin (H) draait, wordt de hoek van de motoras waarop het starten dient plaats te vinden in wijzerszin respectievelijk tegenwijzerszin verschoven.
MON : Indien echter in R V 1 geen richtingsverandering in de stroom vastgesteld werd, wordt de motor aangeschakeld.
SEC : Indien bij EN vastgesteld werd dat de motor niet moet worden aangeschakeld, wordt er onderzocht of een motorparameter zoals bijvoorbeeld toerental, motorstroom binnen een interval van vooraf ingestelde grenswaarden valt.
Verder verloopt de werkwijze volgens de uitvinding op nagenoeg identieke wijze naargelang respectievelijk vastgesteld wordt dat de motoras in wijzerszin, respectievelijk tegenwijzerszin draait en zal bij wijze van voorbeeld enkel het geval van rotatie van de motoras in wijzerszin hierna beschreven worden.
CSL : Hier wordt nagegaan of de motoras haar draairichting nagenoeg behouden heeft gedurende een periode waarin een vooraf bepaald aantal opeenvolgende genoemde eerste stuursignalen gegenereerd worden. Dit wordt bijvoorbeeld gerealiseerd door de stand van de teller N te onderzoeken en na te gaan of deze een waarde aangeeft die hoger is dan een vooraf bepaald getal.
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
RMI :
De draairichting van de motoras wordt bepaald, bijvoorbeeld uit het sensor signaal en opgeslagen in een geheugenelement.
CCM :
Bij vaststelling dat de draairichting van de motoras nagenoeg behouden blijft gedurende genoemde periode wordt een met die nagenoeg behouden draairichting corresponderende klokbewegingsparameter bepaald.
DCM :
De momentane klokbewegingsparameter wordt nu bepaald, bijvoorbeeld door middel van een verdere sensor opgesteld langs het door de klok beschreven traject.
CLL :
Hier wordt nagegaan of genoemde corresponderende klokbewegingsparameter correspondeert met de momentane klokbewegingsparameter.
CPL :
Bij het vaststellen van een niet-correspondentie daarvan wordt een tweede stuursignaal gegenereerd.
Dit dient voor het bepalen van een energietoevoer van de motor zoals verderop zal beschreven worden.
CCL :
De teller N wordt op nul gezet.
ACL :
Een eerste respectievelijk een tweede amplitude in een eerste . respectievelijk tweede richting van de klokbeweging worden berekend.
DAL : het verschil wordt bepaald tussen de eerste en de tweede amplitude.
TAL :
Hier wordt er nagegaan of genoemd verschil een ingestelde waarde overschrijdt.
ZRL :
Bij het vaststellen hiervan wordt een gemiddelde bepaald uit beide genoemde eerste en tweede amplituden. Dit gemiddelde wordt dan als evenwichtsstand van de klokbeweging gekozen.
<Desc/Clms Page number 9>
Verder wordt dan een correctie uitgevoerd op de motorsturing in functie van de ingestelde evenwichtsstand.
STP : Het programma is afgehandeld.
De bepaling van de energietoevoer aan de motor wordt eveneens onder besturing van de verwerkingseenheid uitgevoerd. Hiertoe zijn in het geheugen stuurprogramma's opgeslagen.
Figuren 5, 6 laten een stroomdiagram zien van de verschillende stappen hoe volgens de uitvinding de energietoevoer aan de motor wordt bepaald. De hier weergegeven programma's worden gestart (STR) onder besturing van het tweede stuursignaal.
Figuur 5 laat de opeenvolgende stappen zien voor het opstarten en het luiden van de klok.
TRA : Wanneer de klok moet luiden wordt de motor omgepoold voor tractie.
<Desc/Clms Page number 10>
Onder "tractie" wordt de toestand verstaan waarbij energie aan de klokbeweging moet worden toegevoerd, ten einde de klokbeweging in een regime fase te brengen of te houden.
TAT : Hier wordt onderzocht of genoemde eerste klokamplitude een ingestelde waarde overschrijdt, bijvoorbeeld 60 .
TOS : Hier wordt onderzocht of het aantal slingeringen per minuut een ingestelde waarde overschrijdt.
STA : Dit is een startfase waarbij een impulsgrootte wordt bepaald in functie van het door de motor te leveren koppel. De motor wordt dan bekrachtigd ten einde het koppel af te leveren en de klok in beweging te brengen.
RUN : Dit is een aanloopfase. Hierbij wordt volgens een lineair verband tussen de impulsgrootte en een actuele amplitude van de klok, de motor bekrachtigd over een hoek welke evenredig is met de actuele amplitude van de klok. Het evenredig deel is instelbaar door de parame- ter "aanlopen". De bekrachtigingshoek wordt eveneens als gecentreerd rond genoemde evenwichtsstand van de klok beschouwd. Hierbij wordt dan de impulsgrootte bepaald als het produkt van de instelbare parameter "aanlopen", tot tussen 0 en 100, en de procentuele actuele amplitude.
De grootheid impulsstart wordt dan bepaald als de halve impulsgrootte.
ST 1/6 : Dit is een regime toestand. De bekrachtigingsduur van de motor en het moment in functie van de uitwijking van de klokbeweging wordt er bepaald, bijvoorbeeld door middel van een digitale PI-regelaar.
In ST 1 wordt een afwijking bepaald tussen actuele en ingestelde klokamplitude. Verder wordt in ST 1 nagegaan of genoemde afwijking kleiner is dan een ingestelde waarde, bijvoorbeeld -600. Indien dit vastgesteld wordt, wordt aan de afwijking deze ingestelde waarde toegeschreven.
Verder wordt in ST2 een incrementele grootheid "hoekint" bepaald, waarbij deze laatste telkens gerncrementeerd wordt
<Desc/Clms Page number 11>
met het produkt van de in ST1 bepaalde afwijking met de I parameter van de PI-regelaar, zijnde de geaccumuleerde afwijking tussen de actuele amplitude en de ingestelde amplitude. Dit geaccumuleerd deel kan enerzijds nooit negatief worden, en anderzijds nooit groter worden dan de ingestelde amplitude, waarmee een niet-lineaire begrenzing op de PI-regelaar gevormd wordt.
In ST2 wordt verder nagegaan als de grootheid"hoekint" strict negatief is. Indien dit vastgesteld wordt wordt aan de grootheid "hoekint"de waarde nul toegeschreven. Indien echter vasgesteld wordt
EMI11.1
dat de grootheid"hoekint"positief is, wordt nagegaan of de grootheid "hoekint"groter is dan de actuele amplitude. Wordt dit vastgesteld dan wordt aan de grootheid"hoekint"de waarde van genoemde amplitude toegeschreven. Verder wordt in ST3 de grootheid impulsgrootte bepaald als de som van de zonet bepaalde grootheid"hoekint"met het produkt van de hoger bepaalde afwijking met de P-parameter van de PI-regelaar.
Deze laatste vormt een correctie welke evenredig is met de afwijking tussen ingestelde en actuele amplitude. De totale bekrachtigingsduur van de motor is dan de som van de respectievelijke hoger bepaalde P- en I gedeelten, wat volgt uit de opeenvolgende uitvoering van de stappen ST2 en ST3 resp. Deze bekrachtingsduur wordt dan in ST4, resp. ST5 verdeeld over de beweging in een eerste en resp. een tweede bewegingsrichting, tegengesteld aan de eerste, van de klok volgens de instelparameter "asymmetrie".
De bekrachtigingsduur in genoemde eerste richting wordt in ST4 bepaald als het produkt van de hoger bepaalde grootheid impulsgrootte met genoemde procentuele instelparameter asymmetrie.
In ST4 sordt verder nog nagegaan of de impulsgrootte negatief is.
Wordt dit vastgesteld dan wordt aan deze de waarde nul toegeschreven.
Vervolgens wordt de bekrachtiginsduur in genoemde tweede richting in ST5 bepaald als het produkt van de hoger bepaalde impulsgrootte met een factor instelparameter procentuele asymmetrie afgetrokken van de eenheid. Verder wordt in ST5 nagegaan of de impulsgrootte negatief is. Wordt dit vastgesteld, dan wordt aan genoemde impulsgrootte de waarde nul toegeschreven. Hiermee heeft men opnieuw een niet-lineair begrenzing van de regelaar. De positie voor het bekrach-
<Desc/Clms Page number 12>
tigen van de motor kan worden ingesteld met de parameter instelwaarde in ST6.
Figuur 6 laat dan het geval zien waarbij de klok tot stilstand gebracht moet worden.
BRK : De motor wordt omgepoold voor remmen van de klokbeweging.
THB : Hier wordt onderzocht of genoemde eerste klokamplitude een eerste ingestelde waarde overschrijdt.
BR1 : Voor het remmen wordt de'motor bekrachtigd voor een evenredig deel van de actuele amplitude. De grootte van dit evenredig deel is instelbaar met de parameter "remmen". De bekrachtiging heeft plaats onmiddellijk na een verandering van bewegingsrichting van de klok. De impulsgrootte wordt hierbij bepaald als het produkt van genoemde parameter remmen met de procentuele actuele eerste amplitude. De grootheid impulsstart wordt ingesteld op genoemde actuele eerste amplitude.
TSB ? : Hier wordt onderzocht of genoemde eerste klokamplitude een tweede ingestelde waarde overschrijdt welke kleiner is dan genoemde eerste ingestelde waarde.
BRL : Ten einde verder te remmen wordt de motor bekrachtigd voor een verder evenredig deel van de actuele amplitude dat duidelijk kleiner is dan genoemd evenredig deel uit BRI, bijvoorbeeld een vierde.
OFF : Aan de grootheid impulsgrootte, resp. impulsstart, wordt de waarde nul toegekend. Hierbij is de motor dus niet meer bekrachtigd en het luiden van de klok is over.
Voor het bewaken van de klokbeweging voorziet de werkwijze volgens de uitvinding nog een tijdsbewaking welk gerealiseerd wordt door de verwerkingseenheid die daartoe het in figuur 6 weergegeven stroomdiagramme doorloopt. Het aldaar weergegeven programma wordt gestart (STR) telkens als de klok in beweging wordt
<Desc/Clms Page number 13>
gebracht door de motor.
SCT : Een teller wordt geinitialiseerd en gaat de tijd tellen, bijvoorbeeld in seconden.
TE ? : Er wordt nagegaan of de teller een veelvoud van een voorafbepaald telgetal bereikt. Bijvoorbeeld na 5,10, 15,... seconden.
G3 : Telkens als de teller zo een veelvoud bereikt heeft wordt een derde stuursignaal gegenereerd.
DT, T3 : Het tijdstip T3 waarop het derde stuursignaal gegenereerd werd wordt bepaald.
DT. Tl : Het tijdstip Tl waarop het laatste eerste stuursignaal werd gegenereerd wordt opgehaald.
AT = TI-T3 : Het verschil AT tussen T. en T-wordt bepaald.
EMI13.1
aT Er wordt nagegaan of het verschil een voorafbepaalde waarde overschrijdt.
ALM : Een alarmsignaal wordt gegenereerd en de motor wordt gedeactiveerd.
CH : Verdere motorparameters, zoals het stroomverbruik en klokparameters worden onderzocht.
OFF ? : Er wordt nagegaan of de motor uitgeschakeld werd.
<Desc / Clms Page number 1>
"Method and device for sounding a motor-driven bell"
The invention relates to a method for sounding at least one motor-driven clock, in which a series of positions are fixed for a revolution of the motor shaft and a first control signal is generated each time the motor shaft reaches one of the positions called out of the position and a direction of rotation parameter of the motor shaft is determined under the control of each first control signal.
The invention also relates to an apparatus for carrying out the method.
Such a method and device are known from patent DE-3714465. The clock is driven by the motor, so that the clock movement has a certain amplitude.
In the known method a "sollwert" is fixed for this amplitude. This "sollwert" is a critical value that is constantly monitored. Furthermore, the motor is controlled in function of this critical value. This is done in such a way that the clock in any direction of movement directly reaches this critical value or approaches it continuously.
A drawback of the known method is that it is rather laborious. After all, the imposed value of the amplitude must be accurately and directly or continuously achieved. This also makes the control of the engine critical. Furthermore, the control takes place separately between the two directions of rotation of the clock, which also makes the control more cumbersome.
The object of the invention is to prescribe a method which depends less directly on a critical value.
To this end, a method according to the invention is characterized in that under the control of each first control signal, a clock movement parameter which has a momentary direction of movement
<Desc / Clms Page number 2>
of the clock movement is determined, and in which the direction of rotation resp. clock movement parameter are stored at least temporarily and it is checked from that stored direction of rotation parameter whether the motor shaft has substantially retained its direction of rotation during a period in which a predetermined number of consecutive first control signals were generated and when it is determined that it is substantially retained during said period one with that substantially retained direction of rotation corresponding clock movement parameter is determined and it is checked whether said corresponding clock movement parameter corresponds to the clock movement parameter determined at
last generated first control signal, and in case of non-correspondence thereof, a second control signal is generated for determining an energy supply to the motor. The generation of first and second control signals makes it possible to monitor the clock and motor movement and thus gives the possibility to adjust them in case a deviation is detected. As a result, it is no longer necessary to maintain this critical value.
According to a first embodiment of the invention, a third control signal is generated after predetermined time intervals and at least one motor function is examined under the control of the third control signal. This also introduces time monitoring.
According to a second embodiment of a method according to the invention, in said non-correspondence, a first amplitude associated with a first direction of movement of the clock is determined. This makes it possible to set the imposed value for the set amplitude due to circumstances such as climatic or other.
According to a third embodiment of the invention, the time of the change of direction of the clock is stored under the control of the second control signal.
According to a fourth embodiment of a method according to the invention, under the control of the second control signal, an amount of energy to be supplied as well as an excursion of the
<Desc / Clms Page number 3>
clock movement to which the energy is to be supplied determined on the basis of at least one of the parameters, clock movement parameter on which the non-correspondence has been determined, the number of direction changes, a setting parameter. The said energy supply can hereby always be determined in the successive stages of the clock movement.
According to a fifth preferred embodiment of the invention, in which the ringing contains a start-up phase, a regime phase and a braking phase and wherein each phase contains its own setting parameter, for each of the phases the energy to be supplied and deviation are mentioned here, on the basis of the setting parameter associated with that phase. determined.
According to a sixth preferred embodiment of the invention, a second amplitude of the clock movement is determined according to a second clock movement opposite to said first clock movement, and the difference is determined between at least two consecutive first and second amplitudes, whether this difference exceeds a set value and wherein in determining this an average is determined which is set as the equilibrium position of the clock movement. This allows the equilibrium point of the clock movement to be determined at any time and thus also the absolute amplitude of the clock at any moment of its movement.
According to a seventh preferred embodiment of the invention, a correction on the motor control is performed in function of the adjusted equilibrium position.
According to an eighth preferred embodiment of the invention, a first and a second pair of limit values are imposed on at least one of the motor operating parameters, speed and motor current, respectively clock movement parameters, and it is further checked under control of said first control signal whether said motor operating parameters lie within said first pair of limit values. and under the control of said second control signal whether the deviation of the clock movement falls within said second pair of limit values and an alarm signal is further generated if this is not determined. Thanks to this measure, any
<Desc / Clms Page number 4>
avoid dangerous situations in which the clock movement, for example due to disturbances in the network, could reach extraordinarily high amplitudes.
The latter can cause an acoustic disturbing effect or could lead to damage or even breakage of mechanical parts such as clapper, suspension of the clock or the clock itself.
According to a ninth preferred embodiment of the invention, the times at which the second or third control signal is generated are determined in each case, and the difference between the time at which the third signal was generated and a second signal generated before it is determined and checking whether said difference exceeds a set value and, when determining this, generates an alarm signal.
According to a tenth preferred embodiment of the invention, the motor is deactivated under the control of said alarm signal.
Other details and details will become apparent from the following description of an exemplary embodiment of a method and an apparatus according to the invention.
The following reference numbers refer to the attached drawings.
Figure 1 shows a schematic representation of a device according to the invention.
Figure 2 represents a detail view of a sensor used in the device according to the invention.
Figure 3 represents a flowchart of a program for generating a second control signal under control of a first control signal.
Figures 4 and 5, respectively, represent a flowchart of the startup program and the regime sounds and clock braking, respectively.
Figure 6 represents a flowchart of the program executed under the control of a third control signal.
<Desc / Clms Page number 5>
Figure 1 shows a basic diagram of a clock 11 with clapper 19, which clock is driven by a motor 3, for example an asynchronous electric motor. The clock is mounted
EMI5.1
in a bell-shaped chair 16, which forms the frame and is suspended by means of an axis 15. A running wheel 17 is mounted on said shaft 15 and is connected to the motor shaft 30 via a transmission element, for example a drive chain 18.
The clock is moved by the motor by means of the transmission member. The motor is connected to a switching unit. The switching unit is provided with an input for connection to a power source, for example the mains.
The device further includes a sensor 24 for detecting the motor movement. This sensor has an output connected to a first input of a processing unit 25, which has a second input for connecting an operating member 20, for example a keyboard 28, provided with a display screen, for example an LCD. An output of the processing unit 25 is connected to the switching unit tH1, thereby forming a closed control loop containing the motor, the sensor, the switching unit and the processing unit. This closed control loop makes it possible to monitor and adjust the movement of the motor and thus of the associated clock as will be described below.
Figure 2 shows an embodiment of the sensor. It contains a toothed disc 5 mounted on the motor shaft substantially perpendicular to the plane of the disc 5 and at the position of the teeth in the disc two substantially parallel beams of light 32 radiate. The teeth correspond to a series of positions in the
<Desc / Clms Page number 6>
movement of the motor shaft. The rotation of the motor shaft will move the disc, causing the beams to be successively interrupted and transmitted. Photodiode detect this interrupting and transmitting the light beams. The disk is selected so that there is a change in the detected signal every 7030.
By using two light beams, it is also possible to determine the change in direction of rotation in addition to the magnitude of the rotation change, namely by determining the order in which the beams are interrupted.
The detectors formed by the photodiodes will now generate a square wave when the motor is running. Each edge of this square wave forms a first control signal which is delivered to the processing unit.
The processing unit 2 contains a data processing unit, for example a microprocessor, which in the known manner is provided with a memory as well as with an input / output interface.
The data processing unit controls the motor and thus the clock movement.
The first control signal is further processed by the processing unit and will start a program (STR) represented by a flowchart of Figure 3. The different st4Dpen of this program will now be described.
LRI: Here it is examined whether the motor shaft turns clockwise or counterclockwise. This is done using the sensor as described above.
N: = N + 1: If it is determined that the motor shaft rotates clockwise, a counter is incremented by one unit.
N: = N-1: Turning counterclockwise decreases the counter by one unit.
DB: It is being investigated whether the motor should be switched off at the motor angle as given by the counter reading N. Motor angle should be understood to mean the angle reached by the motor shaft t. o. v. an initial resting position of the motor shaft, whereby said angle is, for example
<Desc / Clms Page number 7>
is measured positively counterclockwise.
STM: the motor is deactivated.
AND: If it is determined in DB that the motor should not be switched off, it is examined whether the motor should be switched on at the motor angle N.
RVl: If the engine is to be turned on, it is examined whether the steam supplied to the engine is reversed.
S / SHR: in As the motor turns clockwise (L) and counterclockwise (H), the angle of the motor shaft at which starting is to be done is shifted clockwise or counterclockwise.
MON: However, if no change in direction of current is detected in R V 1, the motor is switched on.
SEC: If it was determined at EN that the motor should not be switched on, it is investigated whether a motor parameter such as speed, motor current falls within an interval of preset limit values.
Furthermore, the method according to the invention proceeds in an almost identical manner, depending on whether the motor shaft is rotated clockwise or counterclockwise, respectively, and, for example, only the case of rotation of the motor shaft in the clockwise direction will be described below.
CSL: Here it is checked whether the motor shaft has substantially retained its direction of rotation during a period in which a predetermined number of consecutive said first control signals are generated. This is achieved, for example, by examining the position of the counter N and checking whether it indicates a value higher than a predetermined number.
<Desc / Clms Page number 8>
EMI8.1
RMI:
The direction of rotation of the motor shaft is determined, for example from the sensor signal and stored in a memory element.
CCM:
When it is determined that the direction of rotation of the motor shaft is substantially retained during said period, a clock movement parameter corresponding to that substantially retained direction of rotation is determined.
DCM:
The instantaneous clock movement parameter is now determined, for example by means of a further sensor arranged along the path described by the clock.
CLL:
Here it is checked whether said corresponding clock movement parameter corresponds to the current clock movement parameter.
CPL:
When a non-correspondence thereof is determined, a second control signal is generated.
This serves to determine an energy supply to the motor as will be described below.
CCL:
The counter N is set to zero.
ACL:
A first and a second amplitude in a first. second direction of clock movement are calculated, respectively.
DAL: The difference is determined between the first and the second amplitude.
TAL:
Here it is checked whether said difference exceeds a set value.
ZRL:
In determining this, an average is determined from both said first and second amplitudes. This average is then chosen as the equilibrium position of the clock movement.
<Desc / Clms Page number 9>
A correction is then made to the motor control in function of the set balance position.
STP: The program has been completed.
The determination of the energy supply to the motor is also carried out under the control of the processing unit. Drivers are stored in memory for this purpose.
Figures 5, 6 show a flow chart of the various steps according to which the energy supply to the motor is determined according to the invention. The programs shown here are started (STR) under the control of the second control signal.
Figure 5 shows the successive steps for starting up and ringing the bell.
TRA: When the clock has to ring, the motor is reversed for traction.
<Desc / Clms Page number 10>
"Traction" means the condition in which energy must be applied to the clock movement in order to bring or keep the clock movement in a regime phase.
TAT: Here it is examined whether said first clock amplitude exceeds a set value, for example 60.
TOS: Here it is investigated whether the number of oscillations per minute exceeds a set value.
STA: This is a starting phase in which an impulse size is determined in function of the torque to be supplied by the motor. The motor is then energized to deliver the torque and set the clock in motion.
RUN: This is a start-up phase. Here, according to a linear relationship between the pulse size and a current amplitude of the clock, the motor is energized over an angle which is proportional to the current amplitude of the clock. The proportional part is adjustable by the "ramp-up" parameter. The excitation angle is also considered to be centered around said equilibrium position of the clock. The pulse size is then determined as the product of the adjustable parameter "ramp-up", between 0 and 100, and the percentage actual amplitude.
The impulse start quantity is then determined as half the impulse size.
ST 1/6: This is a regime state. The excitation time of the motor and the moment as a function of the deflection of the clock movement are determined, for example by means of a digital PI controller.
In ST 1, a deviation is determined between actual and set clock amplitude. Furthermore, ST 1 checks whether said deviation is less than a set value, for example -600. If this is determined, the deviation is assigned this set value.
Furthermore, an incremental quantity "corner int" is determined in ST2, the latter being incremented each time
<Desc / Clms Page number 11>
with the product of the deviation determined in ST1 with the I parameter of the PI-controller, being the accumulated deviation between the actual amplitude and the set amplitude. On the one hand, this accumulated part can never become negative and, on the other hand, never exceed the set amplitude, thereby forming a non-linear limitation on the PI controller.
In ST2 it is further investigated if the quantity "corner int" is strictly negative. If this is determined, the value "angle int" is assigned the value zero. However, if established
EMI11.1
that the "corner int" quantity is positive, it is checked whether the "corner int" quantity is greater than the current amplitude. If this is determined, the value of said amplitude is attributed to the quantity "angular int". Furthermore, in ST3 the magnitude of pulse size is determined as the sum of the just determined "angular int" with the product of the above-determined deviation with the P parameter of the PI controller.
The latter forms a correction that is proportional to the deviation between set and actual amplitude. The total excitation time of the motor is then the sum of the respective higher determined P and I parts, which follows from the successive execution of steps ST2 and ST3, respectively. This energization time is then set in ST4, resp. ST5 distributed over the movement in a first and resp. a second direction of movement, opposite to the first, of the clock according to the setting parameter "asymmetry".
The energization time in said first direction is determined in ST4 as the product of the above-determined magnitude of pulse size with said percent setting parameter asymmetry.
In ST4 it is further checked whether the pulse size is negative.
If this is determined, the value zero is attributed to it.
Then, the energizing time in said second direction in ST5 is determined as the product of the above determined pulse size subtracted from the unit by a factor setting parameter percent asymmetry. ST5 also checks whether the pulse size is negative. If this is determined, the value zero is assigned to said pulse size. This again provides a non-linear limitation of the controller. The position for the energizing
<Desc / Clms Page number 12>
The motor can be set with the parameter set value in ST6.
Figure 6 then shows the case where the clock has to be stopped.
BRK: The motor is reversed for clockwise braking.
THB: Here it is examined whether said first clock amplitude exceeds a first set value.
BR1: Before braking, the motor is energized for a proportional part of the actual amplitude. The size of this proportional part is adjustable with the parameter "brakes". The actuation takes place immediately after a change in the direction of movement of the clock. The pulse size is hereby determined as the product of said parameter braking with the percent actual first amplitude. The pulse start quantity is set to said current first amplitude.
TSB? : Here it is examined whether said first clock amplitude exceeds a second set value which is smaller than said first set value.
BRL: In order to brake further, the motor is energized for a further proportional part of the actual amplitude which is clearly smaller than said proportional part from BRI, for example a fourth.
OFF: The pulse size resp. impulse start, the value zero is assigned. The motor is thus no longer energized and the ringing of the clock is over.
For monitoring the clock movement, the method according to the invention provides a time monitoring which is realized by the processing unit, which for that purpose runs through the flowchart shown in figure 6. The program displayed there is started (STR) every time the clock starts to move
<Desc / Clms Page number 13>
brought by the engine.
SCT: A counter is initialized and starts counting the time, for example in seconds.
TE? : It is checked whether the counter reaches a multiple of a predetermined count number. For example, after 5.10, 15, ... seconds.
G3: Whenever the counter has reached such a multiple, a third control signal is generated.
DT, T3: The time T3 at which the third control signal was generated is determined.
DT. Tl: The time Tl at which the last first control signal was generated is retrieved.
AT = TI-T3: The difference AT between T. and T-is determined.
EMI13.1
aT It is checked whether the difference exceeds a predetermined value.
ALM: An alarm signal is generated and the motor is deactivated.
CH: Further motor parameters such as power consumption and clock parameters are being investigated.
OFF? : It is checked whether the engine has been switched off.