<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.