DD259386A1 - Anordnung zur betriebsueberwachung von dieselmotorenanlagen an bord von schiffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft den Schiffsantrieb mittels Dieselmotoren und bezieht sich besonders auf fernbedienbare automatisierte Anlagen mit Drehrichtungsumkehr. Nach der Erfindung ist eine Verknuepfung einer Einrichtung zur Betriebsbereitschaftskontrolle mit einer Steuereinheit vorgesehen, die von fuer den ungestoerten Betriebsablauf repraesentativen Signalen ueber eine logische Konfiguration beaufschlagt wird. Neben der Diagnose des fehlerfreien Betriebes gestattet die Erfindung eine Ueberwachung der Drehzahlmesseinrichtungen.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Gebiet des Schiffsantriebes mittels Dieselmotoren. Sie bezieht sich im besonderen auf fernbediente automatisierte Anlagen mit Drehrichtungsumschaltgetriebe.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei fernbedienten automatisierten Schiffsantrieben mit Drehrichtungsumkehr ist es von Bedeutung, umfassende Auskünfte über den Betriebszustand der Anlage zu erlangen. Das ist besonders auch dann wichtig, wenn Manöver gefahren werden. Das wird augenscheinlich beim Starten, Stillsetzen und einer Drehrichtungsumkehr des Dieselmotors. Es ist bekannt, die Betriebsvorgänge in einzelne Teilfunktionen aufzugliedern, dieselben zu überwachen und sie nach einem vorgegebenen Ablauf miteinander zu verknüpfen. Das erfordert einen hohen technischen-apparativen Aufwand. Eine umfassende Erfassung des Betriebsablaufes ist ökonomisch nicht immer vertretbar. Daher wurden auch Lösungen entwickelt, die sich auf bestimmte Kennwerte beschränkten. Nach der DE-OS 3141016 ist eine Einrichtung zum Diagnostizieren der Funktionsweise von Anlagen bekannt. Sie arbeitet nach dem System der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Damit sollen zu erwartende Fehler vorausbestimmt werden. Darauf aufbauend sollen dann entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Obwohl damit eine umfassende Fehlervorschau möglich wird, ist die bekannte Einrichtung nicht an Bord von Schiffen einsetzbar. Der Aufwand für die Signalerfassung und deren Auswertung stellt sehr hohe Anforderungen an die Technik.

Automatisierte ferngesteuerte Anlagen mit Drehrichtungsumsshaltgetriebe stellen eine relativ leicht überschaubare Anlage dar. Bei solchen Anlagen erscheint der Einsatz einer so umfangreichen Einrichtung zum Diagnostizieren, wie sie nach der DE-OS 3141016 bekannt ist, ökonomisch nicht vertretbar. Darüber hinaus ist der Betrieb einer derartigen Einrichtung an die Erfüllung bestimmter technischer Voraussetzungen gebunden. Das ist beispielsweise der Fall hinsichtlich der verwendeten Sensortechnik. Für diese sind ebenfalls noch weitere Überwachungsanordnungen notwendig und deshalb auch vorgesehen. Die irn allgemeinen bekannten Einrichtungen zur Kontrolle der Betriebsbereitschaft sind nicht ausreichend, um eine gesicherte Überwachung der Dieselmotorenanlage während des Betriebes zu ermöglichen.

Ziel der Erfindungt

Mit der Erfindung soll eine umfassend aussagefähige Anordnung zur Betriebesdiagnose unter ökonomisch vorteilhaften Bedingungen ermöglicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in Verbindung mit einer an sich bekannten Einrichtung zur Kontrolle der Betriebsbereitschaft eine Anordnung zur Überwachung des ungestörten Betriebsablaufes zu schaffen. Erfindungsgemäß ist der von den Betriebsbereitschaftswerten beaufschlagten Steuereinheit einer Dieselmotorfernbedingungsanordnung ein ODER-Glied vorgeschaltet, welches von zwei UND-Gliedern beaufschlagt ist, an deren Eingängen Signale repräsentativer Baugruppen anliegen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das erste UND-Glied belegt mit Signalen eines Notstoppgebers, eines Dieselmotordrehzahlgebers, eines Schmieröldruckgebers, eines Vorschmierpumpenschalters und eines Stoppstellungsgebers, während am zweiten UND-Glied Signale von dem Notstoppgeber des Dieselmotordrehzahlgebers, des Stoppstellungsgebers eines Umsteuerpositionsgebers und eines Propellerdrehzahlgebers anliegen.

Mit der Erfindung wird eine spürbare Gebrauchswerterhöhung der bisherigen Einrichtungen zur Kontrolle der >

Betriebsbereitschaft erreicht. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine Überwachung des laufenden Betriebes von Dieselmotorenanlagen möglich. Darüber hinaus ergibt sich eine laufende Überwachung der Drehzahlmeßeinrichtungen auf ihre Funktionstüchtigkeit. . ,

Diese Vorteile werden besonders dann wirksam, wenn die Antriebe im Umkehrbetrieb gefahren werden. An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist ein Prinzipschaltbild dargestellt. .

Im Ausführungsbeispiel sind in vereinfachter Darstellung einige notwendige Bauelemente einer Dieselmotorfernbedienungsanlage skizziert.

Mit dem Steuerhebel 1 ist ein Sollwertgeber 2 mechanisch gekoppelt, dessen Signal auf eine speicherprogrammierte Steuereinheit 4 geführt ist, an deren Ausgang ein Stellmotor 5 angeschlossen ist, der programmgemäß Verstellungen des Fahrhebels 7 und der Dieselmotorsteuerwelle zur Steuerung des Dieselmotors ausführt. Zu* Erreichung eines folgerichtigen Programmablaufes und genauen Positionierung des Fahrhebels 7 mit der Dieselmotorsteuerwelle, werden der Steuereinheit 4 die Signale des Dieselmotordrehzahlgebers 9, des Propellerwellendrehzahlgebers 10 und des Istwertgebers 3 gemäß vorgegebenen Betriebszustand zugeführt.

Besonders beim Umsteuern des Dieselmotors bzw. bei nicht umsteuerbaren Dieselmotoren beim Schalten des Drehrichtungsumschaltgetriebes müssen beim automatisierten Ablauf, um Schaden zu vermeiden, bestimmte Drehzahlen des Dieselmotors bzw. der Propellerwelle eingehalten werden. Diese Aufgaben werden durch die Steuereinheit 4 realisiert. Bei Ausfall von Drehzahlmeßeinrichtungen ist ein Eingriff in die Steuereinheit 4 notwendig.

An die Eingänge des UND-Gliedes 16 sind die digitalen Signale des Notstoppgebers 13, des Dieselmotordrehzahlgebers 9, des Schmieröldruckgebers 14, desVorschmierpumpenschalters 15 und des Stoppstellungsgebers 11 vom Steuerhebel 1 zur Dieselmotorendrehzahlmesserüberwachung geführt, wobei die Signale des Dieselmotordrehzahlgebers 9, des Notstoppgebers 13 und desVorschmierpumpenschalters 15 an negierte Eingänge geführt sind.

An die Eingänge des zweiten UND-Gliedes 17 sind die digitalen Signale des Notstoppgebers 13, des Dieselmotordrehzahlgebers 9, des Stoppstellungsgebers 11, des Umsteuerpositionsgebers 12 und des Propellerwellendrehzahlgebers 10 zur Propellerwellendrehzahlmesserüberwachung geführt, wobei 10 und 13 an negierte Eingänge angeschlossen sind. Von den einzelnen Gebern wird „1 "-Signal gegeben, wenn die jeweilige technische Größe erfüllt ist. Ein Überwachungssignal wird über das ODER-Glied 19 auf die Steuereinheit 4 mit bereits beschriebenen Eingriff bzw. Beeinflussung gegeben, wenn die Eingangsbedingungen für das erste UND-Glied 16 oder das zweite UND-Glied 17 erfüllt werden.

Während die UND-Glieder 16; 17 mit repräsentativen Größen beaufschlagt sind, ermöglicht ihre Verknüpfung über ein ODER-Glied 19 mit der Steuereinheit 4 eine Drehzahlmesserüberwachung.

Die zusätzliche Funktionsweise und Effekte der Drehzahlmesserüberwachung hinsichtlich der Störungsmeldung und der Fehlauslösungsunterdrückung wird für die einzelnen Betriebsarten durch die Kombination der UND-Glieder-Eingänge festgelegt.

Zum Beispiel beim Startvorgang eines nicht umsteuerbaren Dieselmotors mit Drehrichtungsumschaltgetriebe wird zunächst der Steuerhebel 1 in die Stellung gelegt. Der Stoppstellungsgeber gibt „1 "-Signal. Die übrigen Eingangssignale, die am ersten UND-Glied 16 anliegen, sind 0.In diesem Zustand verhindert das 0-Signal des Schmieröldruckgebers 14 eine Fehlauslösung. Mit dem Signal des Sollwertgebers 2 wird mittels der Steuereinheit 4 der Startvorgang ausgelöst. In der Zeichnung nicht dargestellt, läuft zunächst die Vorschmierpumpe an und der Vorschmierpumpenschalter 15 gibt 1-Signal. Mit Ansteigen des Schmieröldruckes schaltet der Schmieröldruckgeber ebenfalls auf 1. Da jedoch vorher der Vorschmierpumpenschalter 15 mit 1-Signal dieUND-Bedingung unterbrochen hat, kommt es zu keiner Fehlauslösung über UND-Glied 16. Mit Abschluß des Startvorganges läuft der Dieselmotor im Leerlauf und die motoreigene Schmierölpumpe übernimmt die Schmierölversorgung. Durch die Steuereinheit 4 wird die Vorschmierpumpe verzögert abgeschaltet und der Vorschmierpumpenschalter 15 zeigt 0-Signal. Durch die motoreigene Schmierölversorgung zeigt der Schmieröldruckgeber 14 weiter 1-Signal und bildet somit ein Vergleichssignal zum Dieselmotordrehzahlgeber 9, daß der Dieselmotor mindestens mit der Leerlaufdrehzahl dreht. Wenn die Dieselmotordrehzahlmeßeinrichtung funktionstüchtig ist, gibt sie über den Dieselmotordrehzahlgeber 9 auf die UND-Glieder 16; 17 ein 1-Signal. Ist die Dieselmotordrehzahlmessung gestört, so erscheint ein 0-Signal, die UND-Bedingung vom ersten UND-Glied 16 ist erfüllt und ein Störungssignal wird über ODER-Glied 19 der Steuereinheit 4 zur Auswertung und Störungsmeldung zugeführt. Die Kontrolle der Funktion der Dieselmotordrehzahlmessung wird somit zur Vermeidung von Fehlauslösungen erst freigegeben, wenn der Steuerhebel 1 sich außerhalb der Stoppstellung befindet, kein Notstopp anliegt, die Vorschmierpumpe abgeschaltet ist, der Dieselmotor dreht und das Drehen des Dieselmotors durch den Schmieröldruckgeber 14als Vergleichssignal bestätigt wird. Soll durch Verstellen des Steuerhebels 1 über den Winkel α hinaus ein „Voraus"-Betrieb des Dieselmotorenantriebs durch die Dieselmotorenfernbedingungsanlage erfolgen, so wird zunächst über Sollwertgeber 2, Steuereinheit 4, mit dem Stellmotor 5 durch Bewegung des Fahrhebels 7 über die Dieselmotorsteuerwelle das Drehrichtungsumschaltgetriebe in Voraus-Richtung mit der Propellerwelle verbunden. Die Propellerwelle dreht mit dem leerlaufenden Dieselmotor und die funktionstüchtige Propellerwellendrehzahlmeßeinrichtung gibt über den Propellerwellendrehzahlgeber 10 ein 1-Signal auf einen negierten Eingang des UND-Gliedes 17. Im weiteren Steuerungsablauf wird der Fährhebel 7 in die von Steuerhebel 1 vorgegebene Voraus-Fahrstufe verstellt. An der durch den Fahrhebel 7 gedrehten Dieselmotorsteuerwelle ist eine Schaltscheibe 8 angeordnet, die im unteren Drehzahlbereich ob „voraus" oder „zurück" den Umsteuerpositionsgeber 12 von 0 auf 1-Signal schaltet. Das UND-Glied 17 ist erst jetzt für eine Störungsmeldung bei Ausfall derPropellerwellendrehzahlmessung Signal 10 = 0 übertragungsfähig, wenn außerdem die Signale des Dieselmotordrehzahlgebers 9 und des Stoppstellungsgebers 11 mit 1 und das Signal des Notstoppgebers 13 mitO anliegen.

Die Kontrolle der Funktion der Propellerwellendrehzahlmessung wird somit zur Vermeidung von Fehlauslösungen erst freigegeben, wenn der Dieselmotor dreht und die Dieselmotordrehzahlmessung nicht gestört ist, kein Notstopp anliegt, der Steuerhebel 1 sich außerhalb der Stoppstellung befindet und andererseits durch den Umsteuerpositionsschalter 12 als Vergleichssignal das Drehen der Propellerwelle bestätigt wird

Die Kontrolle der Dieselmotorendrehzahl hat somit Vorrang.

Bei einem Umsteuervorgang wird mit dem Steuerhebel 1 z. B. von „voraus" nach „zurück" die Stopp-Stellung überfahren und von der Steuereinheit 4 wird der Umsteuervorgang ausgeführt. Da während des Umsteuerns der Dieselmotor mit Leerlaufdrehzahl durchläuft und die Dieselmotordrehzahlüberwachung nicht unterbrochen wird, geht die Propellerwellendrehzahi beim Umsteuern durch Null. Im Umsteuerbereich wird daher zur Vermeidung einer Fehlauslösung durch die Schaltscheibe 8 und Umsteuerpositionsgeber 12 die Propellerdrehzahlüberwachung unterbrochen.

Soll der Dieselmotor stillgesetzt werden, so wird der Steuerhebel 1 in die Stoppstellung gestellt.

Der Stoppstellungsgeberii unterbricht mit 0-Signal die Drehzahlmesserüberwachung, weil sonst wegen der Dieselmotor-und Propellerwellendrehzahl = 0 und zeitverzögert anstehendem Schmieröldruck (Signal 14 = 1) eine Fehlauslösung erfolgen würde.

Auch bei einer Notstoppauslösung wird zur Unterdrückung einer Fehlauslösung mit Notstoppgeber 13 und 1-Signal die Drehzahlmesserüberwachung unterbrochen.

Um für einen neuen Inbetriebsetzungsvorgang der Antriebsanlage die Betriebsbereitschaft der Drehzahlmesser erkennen zu können, wird beim Stoppsetzen des Steuergebers 1 vom Stoppstellungsgeber 11 ein 0-Signal auf den negierten Eingang des UND-Gliedes 18 gegeben. Außerdem geben durch den Drehzahlnachlauf der Antriebsanlage die beiden Drehzahlgeber 9; 10 über die beiden ODER-Glieder 20; 21 auf UND-Glied 18 zwei 1-Signale. Dadurch wird das Signalelement 22 zur Betriebsbereitschaftsanzeige eingeschaltet. Über die beiden ODER-Glieder 21 wird der Ausgang des UND-Gliedes rückgeführt, so daß bei stillstehendem Antrieb, die Ausgänge des Dieselmotordrehzahlgebers 9 und des Propellerwellendrehzahlgebers führen 0-Signal, bis zur nächsten Inbetriebsetzung die Betriebsbereitschaftsanzeige eingeschaltet bleibt.

Claims (2)

1. Anordnung zur Betriebsüberwachung von Dieselmotorenanlagen in Verbindung mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Betriebsbereitschaft, dadurch gekennzeichnet, daß einer, von den Betriebsbereitschaftswerten beaufschlagten Steuereinheit (4) einer Dieselmotorfernbedienungsanordnung ein ODER-Glied (19) vorgeschaltet ist, welches mit zwei UND-Gliedern (16; 17) in Wirkverbindung steht, an deren Eingängen Signale repräsentativer Baugruppen (9; 10; 11; 12; 13; 14; 15) anliegen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste UND-Glied (16) mit Signalen eines Notstoppgebers (13) eines Dieselmotordrehzahlgebers (9), eines Schmieröldruckgebers (14), eines Vorschmierpumpenschalters (15) und eines Stoppstellungsgebers (11), während am zweiten UND-Glied (17) Signale von dem Notstoppgeber (12) dem Dieselmotordrehzahlgeber (9), dem Stoppstellungsgeber (11) des Umsteuerpositionsgeber (12) und eines Propellerdrehzahlgebers (10) anliegen.