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Die Erfindung betrifft ein rechnergestütztes Steuerungs-
und Regelsystem zur Synchronisierung von zwei oder mehreren Einzelantrieben
an Maschinen und technischen Einrichtungen, vorzugsweise an aus
Wagen bestehenden Zugverbänden,
mit der Zielsetzung, die Kraftübertragung
der Einzelantriebe und die Leistungssummierung so zu optimieren,
dass bei wechselnden Betriebs- und Belastungsverhältnissen
ein störungsfreier
Betriebsablauf und eine den installierten Einzelleistungen entsprechende
günstige Aufteilung
der benötigten
Gesamtleistung erreicht wird.
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In vielen Bereichen der Technik gibt
es spezielle Aufgaben- und Problemstellungen, die es aus unterschiedlichen
Gründen
erforderlich machen, zum Antrieb von Maschinen oder technischen
Einrichtungen zwei oder mehrere Antriebe – auch solche unterschiedlicher
Leistung und/oder Antriebsart – einzusetzen,
welche in einer vorgegebenen Abhängigkeit zusammenarbeiten
müssen.
Derartige Abhängigkeiten
bestehen häufig
in der optimalen Aufteilung der benötigten Gesamtleistung auf die
einzelnen Antriebe, um sowohl bei Normalbelastungen als auch bei Spitzenbelastungen
und außergewöhnlichen
Betriebszuständen
eine gleichmäßige Leistungsverteilung
bzw. die vollkommene Ausnutzung der installierten Gesamtleistung
zu erreichen. Im praktischen Betrieb kommt es sehr oft vor, dass
sich die Belastungen in Teilbereichen der Maschinen und/oder technischen
Einrichtungen zeitlich und räumlich
unabhängig
voneinander schnell und ganz erheblich verändern, was beim gegenwärtigen Stand
der Technik zwangsläufig
zu ungewollt ungleichmäßiger Beaufschlagung
und Ausnutzung der einzelnen Antriebe führt.
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Bei aus Wagen bestehenden Zugverbänden, die
an ihren beiden Enden von je einer Lokomotive angetrieben werden,
ist seit langem bekannt, nur einen Maschinenfahrer einzusetzen und
die Motorsteuerungen beider Lokomotiven miteinander zu verbinden.
Ferner sind in derartigen Systemen einfache Regeleinrichtungen bekannt,
die dazu dienen, die benötigte
Gesamtleistung möglichst
gleichmäßig auf beide
Lokomotiven zu verteilen. Bei besonders hoch belasteten Zugsystemen
mit Friktionsantrieben, beispielsweise in Bergwerken oder im Tunnelbau,
bei denen die installierte Leistung bewußt bis an die Grenze der Übertragbarbeit
auf die Schienen gesteigert werden muß, sind die gebräuchlichen
bzw. bekannten Regeleinrichtungen nicht in der Lage, die durch äußere Einflüsse bedingten,
häufig
plötzlich auftretenden
Belastungs- und Zustandsänderungen bei
der Kraftübertragung
der Räder
der Lokomotiven auf die Schienen auszugleichen. So kommt es bei derartigen
Zugverbänden
mit je einer Lokomotive an beiden Enden bei gleicher Belastung der
Antriebsmotoren häufig
vor, dass die Räder
der einen Lokomotive durchrutschen, weil der Reibungsfaktor zwischen
den Rädern
und den Schienen im Bereich dieser Lokomotive wesentlich geringer
ist als im Bereich der anderen.
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Tritt dieser Betriebszustand bei
Vollbelastung beider Lokomotiven auf, so wird die Leistung der Lok
mit den durchrutschenden Rädern
automatisch vermindert, bis das Durchrutschen beendet ist. Der Zug
verlangsamt seine Geschwindigkeit, weil nur noch die Leistung einer
Lokomotive zur Verfügung steht.
Beim derzeitigen Stand der Technik gibt es kein Erfassungssystem,
welches bei dieser Änderung
des Betriebszustandes erkennen könnte,
wann und mit welcher Leistung die zweite Lok wieder unterstützend eingreifen
kann.
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Ferner ist bei den vorerwähnten Zugverbänden mit
je einer Lokomotive an beiden Enden beim gegenwärtigen Stand der Technik die
Feinabstimmung von Leistung und Zug- bzw. Schubkraft der beiden
Antriebseinheiten nur sehr unvollkommen möglich, so dass an den Wagenverbindungen
des Zugverbandes häufig
ein sehr schneller Wechsel von Zug- auf Schubkraft und umgekehrt
auftritt. Das führt zu
außerordentlich
schädlichen
schlagartigen Belastungen, erhöhtem
Verschleiß und
vorzeitiger Zerstörung
der Kupplungselemente und Puffer.
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Auch beim Durchfahren von Mulden
oder dem Überfahren
von Sätteln
konnte die optimale Leistungsverteilung auf beide Lokomotiven und
damit die komplette Ausnutzung der installierten Leistung bei Spitzenbelastungen
bisher noch nicht zufriedenstellend gelöst werden.
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Weiterhin gibt es keine befriedigende
Lösung für die gleichmäßige Verteilung
der benötigten
Gesamtleistung auf zwei Antriebe unterschiedlicher Art und installierter
Leistung. Das gilt in besonderem Maße für das gemischte Zusammenwirken
von rein elektrischen, dieselelektrischen und dieselhydraulischen
Antrieben in aus Wagen bestehenden Zugverbänden.
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Bei dieser Ausgangslage besteht die
Aufgabenstellung der Erfindung darin, eine rechnergestütze Regel-
und Synchronisiereinrichtung zur Optimierung der Kraftübertragung
und Leistungsaufteilung zu schaffen, welche verschiedene Antriebsarten,
unterschiedliche installierte Leistungen sowie mehr oder weniger schnelle
Veränderungen
der Betriebszustände
und Belastungen in Teilbereichen der Maschinen bzw. technischen
Einrichtungen einschließlich
der Antriebseinheiten ausgleicht und über entsprechende Software
Belastungseinbrüche
und ungewollte Betriebszustände
automatisch beseitigt.
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Zur Lösung der Aufgabe dient eine
Synchronisier- und Regeleinrichtung für das Zusammenwirken von zwei
oder mehreren in einer Maschine oder technischen Einrichtung miteinander
verknüpften, vorzugsweise
in größerem Abstand
zueinander angeordneten Antriebseinheiten, wobei jeder Antriebseinheit
eine rechnergestütze
Steuerung zugeordnet ist und über
Datentausch zwischen den rechnergestützen Steuerungen für alle von
einem Leitstand in das System eingespeisten Vorgaben eine Synchronisation
der Antriebseinheiten unter Berücksichtigung der
jeweiligen unterschiedlichen Betriebszustände erfolgt.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung
des allgemeinen Erfindungsgedankens besteht das Gesamtsystem aus
einer Master-Antriebseinheit und einer oder mehreren Slave-Antriebseinheiten,
wobei durch entsprechende Eingabe in die rechnergestützten Steuerungen
eine der Antriebseinheiten zur Master-Antriebseinheit bestimmt wird. Bei einer
besonders wichtigen Variante der Erfindung sind die Antriebe mit
den dazugehörigen
rechnergestützten
Steuerungen an einem aus Wagen bestehenden, schienengebundenen oder
gleislosen Zugverband angeordnet, dessen Antriebsräder sich
sowohl unterhalb als auch oberhalb des Zuges befinden können. Dabei können die
Antriebe mit den dazugehörigen
rechnergestützen
Steuerungen gemeinsam und/oder einzeln an jeder beliebigen Stelle
des Zugverbandes angeordnet werden. Mit der Synchronisier- und Regeleinrichtung
können
mittels der rechnergestützten
Steuerungen Antriebe unterschiedlicher Art, z.B. rein elektrische,
dieselelektrische oder dieselhydraulische Antriebe, und/oder Antriebe
unterschiedlicher Leistung miteinander verknüpft werden.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft ist es, wenn
die rechnergestützten,
jeder Antriebseinheit zugeordneten Steuerungen speicherprogrammierbare
Steuerungen sind.
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Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass zwecks Weiterleitung an die rechnergestützen Steuerungen an jeder Antriebseinheit
die Drehzahl der Räder – direkt
oder indirekt – und
die Fahrgeschwindigkeit gegenüber
dem Untergrund durch entsprechende Sensoren getrennt erfaßt werden.
Der Datenaustausch zwischen den rechnergestützen Steuerungen kann über elektrische
Kabelverbindungen, über
Lichtwellenleiter oder über
Datenfunk erfolgen.
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In weiterer Ausgestaltung des allgemeinen Erfindungsgedankens
werden in der rechnergestützten
Steuerung der Master-Antriebseinheit die Daten über die Fahrvorgabe vom Fahrhebel, über die
Raddrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit über Grund der Master-Antriebseinheit
sowie die entsprechenden Daten der rechnergestützen Steuerungen der Slave-Antriebseinheiten
erfasst, miteinander verglichen, aufbereitet und zur Sollwertbildung
an das entsprechende Stellglied der Master-Antriebseinheit übermittelt
sowie notwendige Informationen an die Slave-Antriebseinheiten weitergeleitet. Analog
dazu werden in die rechnergestützten
Steuerungen der Slave-Antriebseinheiten die Daten über die
Fahrvorgabe vom Fahrhebel der Master-Antriebseinheit, über die
Raddrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit über Grund der Slave-Anteibseinheit
sowie die entsprechenden Daten aus der rechnergestützten Steuerung
der Master-Antriebseinheit und gegebenenfalls anderer Slave-Antriebseinheiten
erfaßt,
miteinander verglichen, aufbereitet und an das entsprechende Stellglied
der Slave-Antriebseinheit übermittelt
sowie notwendige Informationen an die Master-Antriebseinheit und
gegebenenfalls an andere Slave-Antriebseinheiten weitergeleitet.
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Besonders vorteilhaft wirkt sich
bei der Erfindung aus, dass bei unzulässigen Abweichungen zwischen
der von den Sensoren erfaßten
Drehzahl der Räder
und der von den Sensoren gemessenen Fahrgeschwindigkeit gegenüber dem
Untergrund in der rechnergestützten
Steuerung ein Datenvergleich aller Antriebseinheiten, eine Sollwertkorrektur
für das Stellglied
der betroffenen Antriebseinheit und eine Weitermeldung an die rechnergestützen Steuerungen
der übrigen
Antriebseinheiten erfolgt, damit gegebenenfalls auch dort Sollwertkorrekturen
für die entsprechenden
Stellglieder dieser Antriebseinheiten vorgenommen werden können. Bei
Verringerung des Raddurchmessers infolge Verschleißes der
Radreifen führt
die sich dadurch ergebene Differenz in den Messwerten der Sensoren
in der rechnergestützen Steuerung
zu einer Sollwertveränderung,
die eine entsprechende Erhöhung
der Drehzahl der Antriebseinheit zur Folge hat. Beim Durchrutschen
der Räder einer
Antriebseinheit und daraus resultierender kurzzeitiger großer Differenz
zwischen den Messwerten der Sensoren erfolgt ein entsprechender
Datenvergleich in der rechnergestützten Steuerung dieser Antriebseinheit
und sowohl die entsprechende Sollwertkorrektur für das Stellglied dieser Antriebseinheit
als auch die Weitermeldung an die rechnergestützen Steuerungen der übrigen Antriebseinheiten, um
dort entsprechende Sollwertkorrekturen zur möglichst weitgehenden Übernahme
der weggefallenen Leistung auszulösen.
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Eine weitere vorteilhafte Variante
des grundsätzlichen
Erfindungsgedanken sieht vor, dass beim blockierenden Gleiten der
Räder einer
Antriebseinheit während
eines Bremsvorganges die Messdaten der Sensoren für die Raddrehzahl
und die Geschwindigkeit über
Grund in der rechnergestützten
Steuerung der betroffenen Antriebseinheit eine Sollwertkorrektur
zur Verringerung der Bremskraft auslösen und an das Stellglied weiterleiten
sowie an die übrigen
rechnergestützen
Steuerungen Informationen übermitteln,
die dort Sollwertkorrekturen zur Erhöhung der Bremskraft auslösen. Weiterhin
löst beim Durchrutschen
oder Gleiten der Räder
einer Antriebseinheit die entsprechende Veränderung im Datenfluß in der
zu dieser Antriebseinheit gehörenden rechnergestützen Steuerung
ein entsprechendes Signal an die Aktoren der Sandstreuer dieser
Antriebseinheit aus, wobei auch Informationen an die rechnergestützen Steuerungen
der übrigen
Antriebseinheiten weitergegeben werden, die dort entsprechende Signale
an die Aktoren der Sandstreueinrichtungen bewirken.
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Zur Beschreibung der Erfindung dienen
die nachfolgenden Ausführungsbeispiele.
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Es zeigen
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1 einen
aus Wagen bestehenden Zugverband mit je einer Lokomotive an beiden
Enden,
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2 die
schematische Darstellung des Zusammenwirkens von zwei Lokomotiven
mit besonderen Sensoren mittels zweier speicherprogrammierbarer
Steuerungen für
die vier Varianten dieselhydraulischer Antrieb, rein elektrischer
Antrieb mit Fahrdraht- und Batteriebetrieb, sowie dieselelektrischer
Antrieb,
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3 den
Signalverlauf bei einem Master-Slave-Verhältnis zweier Antriebseinheiten
und die Programm-Funktionsbausteine für die beiden speicherprogrammierbaren
Steuerungen zur Optimierung der Kraftübertragung und Vergleichmäßigung der
Leistungsaufteilung sowie
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4 das
aus dem Zusammenwirken der beiden speicherprogrammierbaren Steuerungen
resultierende Regelverhalten für
verschiedene Betriebszustände
und Störeinflüsse.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zeigt einen aus zwei Lokomotiven
(1 und 2) sowie aus einer beliebigen Zahl von
Wagen (3) bestehenden Zugverband.
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Die Fahrhebel (4,5,6 und 7)
in den beiden, jeweils an den Zugenden angeordneten Lokomotiven (1 und 2)
sind in der Weise mit den Synchronisier- und Regeleinrichtungen
(8 und 9) verbunden, dass durch entsprechende
Eingabe nur über
denjenigen Schalthebel Signale an die beiden Synchronisier- und
Regeleinrichtungen (8 und 9) weitergeleitet werden
können,
der von dem Zugführer
bedient wird. Durch eine weitere Eingabe wird diejenige Lok, in welcher
sich der Fahrer befindet, zur Master-Antriebseinheit bestimmt.
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Die Synchronisier- und Regeleinrichtungen (8 und 9)
sind speicherprogrammierbare Steuerungen. Es ist durchaus möglich, über das
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 hinausgehend mehr als
zwei Lokomotiven mit den dazugehörigen
speicherprogrammierbaren Steuerungen einzusetzen. Der Datenaustausch
zwischen den speicherprogrammierbaren Steuerungen der einzelnen
Antriebseinheiten erfolgt über
Kabelverbindungen, über
Lichtwellenleiter oder – wie
in 1 dargestellt – über Datenfunk
(10).
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Alle Lokomotiven bzw. Antriebseinheiten
eines Zugverbandes enthalten Messeinrichtungen zur Erfassung der
Drehzahl der angetriebenen Räder und
der Fahrgeschwindigkeit über
Grund. Die Drehzahl der angetriebenen Räder wird über die Zahnscheiben (11)
und die Induktivgeber (12) erfasst und als digitale Signalfolge
permanent an die Synchronisier- und Regeleinrichtungen (8 und 9)
weitergegeben. Die Fahrgeschwindigkeit über Grund wird über berührungslos
arbeitende Geschwindigkeitssensoren (13) erfasst. Durch
Vergleich der Geschwindigkeitwerte aus der Zahnscheibenmessung (11 und 12) und
der Geschwindigkeitsmessung über
Grund (13) können
der normale Schlupf zwischen den Antriebsrädern und den Schienen sowie
vor allem Abweichungen von diesem Schlupf erfasst werden, beispielsweise
der Verschleiß der
Radreifen, das Durchrutschen der Antriebsräder beim Beschleunigen und das
Gleiten beim Bremsen. Ferner werden die in den Messgeräten (11, 12 und 13)
getrennt erfassten Geschwindigkeitswerte zwischen sämtlichen
im Zugverband angeordneten Antriebseinheiten in den Synchronisier- und Regeleinrichtungen
miteinander verglichen, aufbereitet und daraus gegebenenfalls Sollwertänderungen
für einzelne
Antriebseinheiten hergeleitet.
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Die Sollwerte bzw. die korrigierten
Sollwerte werden laufend als Signale an die Aktoren, z. B. an die
Proportionalventile (14) weitergeleitet, die ihrerseits
die Stellzylinder für
die Gashebel der nicht im einzelnen dargestellten dieselhydraulischen
Antriebe der Lokomotiven (1 und 2) betätigen.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens von zwei Lokomotiven
in alternativer Darstellung jeweils für dieselhydraulische Antriebe
(15), dieselelektrische Antriebe (16), elektrische
Antriebe mit Fahrdraht (17) und elektrische Antriebe mit
Batterie (18). Die Lokomotive (1) ist durch Eingabe
in die Synchornisier- und Regeleinrichtungen zur Master-Lok bestimmt
worden, die Lokomotive (2) zur Slave-Lok. Die gestrichelten
Linien zeigen den Signalfluss und den Datenverkehr zwischen dem Fahrhebel
(4) der Master-Lok (1), den Zahnscheiben (11 und 12)
und den Geschwindigkeitsensoren über Grund
(13) beider Lokomotiven sowie zwischen den Synchronisier-
und Regeleinrichtungen (8 und 9) von Master- und
Slave-Lok.
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In 3 werden
die dazugehörigen
Programm-Funktionsbausteine der Software von Master-Lok (1)
und Slave-Lok (2) sowie der Signal- und Datenaustausch
im Zusammenwirken mit dem Fahrhebel (4), den Zahnscheiben
(11 und 12) und den Geschwindigkeitsmessgeräten über Grund
(13) im einzelnen dargestellt. Bei den dick ausgezogenen
Linien handelt es sich um Signalfluss über Hardwarekomponenten, bei
den dünn
ausgezogenen Linien um logische Verknüpfungen innerhalb der Software-Programm-Funktionsbausteine.
Bei der Master-Lok (1) wird der Signalfluss vom Fahrhebel
(4) und von der Zahnscheibe (11 und 12)
in den Programm-Funktionsbaustein
(21) geleitet, dort gespeichert, aufbereitet und als Vorgabewert
dem Programm-Funktionsbaustein Vergleich (22) übergeben. Ferner
wird der Signalfluss von der Zahnscheibe (11 und 12)
im Programm-Funktionsbaustein (19) zur Umfangsgeschwindigkeit
umgerechnet, die ebenfalls an den Programm-Funktionsbaustein Vergleich (22) übergeben
wird. Der Raddurchmesser im Neuzustand (20) ist eine Führungsgröße, die
ebenfalls in den Programm-Funktionsbaustein
Vergleich (22) einfließt.
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Nach längerer Betriebszeit stellt
sich infolge von Verschleiß der
Antriebsräder
oder der Radreifen eine langsam größer werdende, stetig anhaltende Differenz
zwischen den Messergebnissen der Zahnscheibe (11 und 12)
und des Geschwindigkeitssensors über
Grund (13) ein. Diese wird beim Überschreiten eines vorgegebenen
Differenzwertes im Programm-Funktionsbaustein (22) erkannt
und an eine nicht dargestellte Anzeigevorrichtung weitergeleitet.
Dann können
entweder die Räder
gewechselt oder – falls
dies noch nicht notwendig sein sollte – durch entsprechende Eingabe
die Führungsgröße Raddurchmesser
(20) geändert
werden. Hierdurch wird die Schlupferkennung stets hoch sensibel
gehalten und eine optimale Leistungsaufteilung zwischen der Master-Lok
(1) und der Slave-Lok (2) oder weiteren Slave-Loks
erreicht.
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Zwischen den Programm-Funktionsbausteinen
Vergleich (22) für
die Master-Lok (1) und (26) für die Slave-Lok (2)
erfolgt ständiger
Datentausch, um den Betriebszustand der Slave-Lok bzw. Slave-Loks ebenfalls
zu berücksichtigen.
Hierdurch wird erreicht, dass die Sollwertbildung aller Lokomotiven
aufeinander abgestimmt und synchronisiert wird, damit sich stets
eine den jeweiligen Bestriebszuständen entsprechende optimale
Arbeitsweise und Leistungsaufteilung ergibt.
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Als Ergebnis der Datenaufbereitung
im Programm-Funktionsbaustein Vergleich (22) ergibt sich ein
korrigierter Sollwert (23) für die Master-Lok, der an das
entsprechende Stellglied (14) für die Lokomotive bzw. Antriebseinheit
(1) weitergegeben wird. Die korrigierten Sollwerte (23)
für die
Master-Lok und (27) für
Slave-Lok können
aufgrund unterschiedlicher Bestriebszustände, Raddurchmesser und installierter Leistungen
sehr stark voneinander abweichen. Das gilt in besonderen Maße beim
Durchrutschen der Räder
einer Lok, beim Durchfahren von Mulden und/oder Sätteln sowie
beim unzulässigen
Gleiten bei Bremsvorgängen.
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In der Synchronisier- und Regeleinrichtung (9)
der Slave-Lok (2) werden im Programmfunktionsbaustein (24)
der Signalfluss vom Fahrhebel (4) der Master-Lok (1)
und der Signalfluss von der Zahnscheibe (11 und 12)
der Slave-Lok (2) erfasst, gespeichert und als Vorgabewert
an den Programm-Funktionsbaustein Vergleich (26) weitergeleitet.
Wie bei der Master-Lok fließen
die Messergebnisse der Zahnscheibe (11 und 12)
der Slave-Lok (2) und auch der Programm-Funktionsbaustein Umfangsgeschwindigkeit
(25) sowie die Messwerte der Geschwindigkeitsmessung über Grund
des Sensors (13) der Slave-Lok (2) in die Datenverarbeitung
im Programm-Funktionsbaustein Vergleich (26) ein. Die weitere
Programmbearbeitung in den Programm-Funktionsbausteinen (26 und 27)
der Slave-Lok (2)
entspricht in ihren Abläufen
den Programm-Funktionsbausteinen (22 und 23) der
Master-Lok (1), wobei die Synchronisier- und Regeleinrichtung
(8) der Master-Lok
(1) dominierenden Einfluss hat.
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In 4 ist
anhand der Ausführungsbeispiele
von 1, 2 und 3 dargestellt,
wie die speicherprogrammierbaren Steuerungen einer Master-Lokomotive
bzw. -Antriebsstation und einer Slave-Lokomotiv bzw. Antriebsstation
zusammenwirken und eine Antriebsoptimierung herbeiführen. Dargestellt
und erläutert
wird die Synchronisierung an einem Zugverband mit zwei Lokomotiven
an beiden Enden. Die Diagramme beziehen sich auf dieselhydraulische
Antriebe für
beide Lokomotiven, bei denen die Dieselmotoren jeweils mit hydraulischen
Regelpumpen verbunden sind, die wiederum jeweils einen bzw. zwei
Hydromotoren antreiben. Im Diagramm (28) ist der zeitliche
Vorlauf der Stellung des Fahrhebels über einen längeren Zeitraum hinweg dargestellt,
wobei die Abzisse (29) die Zeitachse ist. Um ein sanftes
Anfahren im Bereich (33) zu erreichen, wird der Fahrhebel
(4) gemäß Kurvenabschnitt
(30) langsam bis zu einer Fahrhebelstellung von 80 % des möglichen
maximalen Ausschlages ausgeschwenkt. Danach wird mit gleichbleibender
Fahrhebelstellung ein gleichmäßiger Fahrbetrieb über die
Bereiche (37, 38 und 39) angestrebt.
Am Punkt (31) wird ein Bremsvorgang eingeleitet, der hydraulisch über das Zurückschwenken
der Regelpumpe erfolgt.
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Im Diagramm (32) ist der
digitale Signalfluss des Drehzahlsensors (12) wiedergegeben,
der sich als Folge der Drehung der Zahnscheibe (11) ergibt. Beim
Anfahrvorgang (33) nimmt die Geschwindigkeit langsam zu,
was aus der Erhöhung
der Anzahl der Signalflanken, d. h. aus der Erhöhung der Signalfrequenz ersichtlich
ist. Die gleichen Messergebnisse liefert auch der Signalfluss des
Sensors (13), welcher die Geschwindigkeit über Grund
ebenfalls in digitaler Signalfolge erfasst. In den Diagrammen (35 und 36) sind
die Sollwerte dargestellt, die an die Stellglieder (14)
der Master-Lok (1) und der Slave-Lok (2) übermittelt
werden. Dadurch, dass die Ausschwenkung des Fahrhebels (4}
nur 80 % der möglichen
maximalen Ausschwenkung beträgt,
liegen die Sollwerte von Master-Lok und Slave-Lok ebenfalls nur
bei 80 % der möglichen
Maximalwerte. Das bedeutet, dass nach dem weichen Anfahrvorgang
nicht die Höchstgeschwindigkeit
erreicht wird.
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Im Bereich (37) hat sich
ein Gleichgewichtszustand zwischen der Antriebsleistung von Master-Lok
und Slave-Lok und den Fahrwiderständen eingestellt. Der Fahrhebelausschlag
bleibt konstant bei 80 %, die Drehzahl der angetriebenen Räder und die
Fahrgeschwindigkeit über
Grund sind ebenfalls konstant.
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Im Bereich (38) rutschen
bei gleichbleibender Stellung des Fahrhebels die angetriebenen Räder der
Master-Lok infolge verminderter Reibung zwischen Rädern und
Schienen, z. B. durch eine Ölverschmutzung
bedingt, durch, was aus der stark zugenommenen Signalfrequenz der
Drehzahlmessung des Drehzahlsensors (12) sowie aus der
stark verminderten Geschwindigkeit über Grund, gemessen am Sensor
(13), im Diagramm (34) zu erkennen ist. Die infolge
des Durchrutschens relativ große
Differenz zwischen den Geschwindigkeitswerten des Zahnscheibensensors
(12) und des Geschwindigkeitssensors über Grund (13) wird
im Programm-Funktionsbaustein Vergleich (22) erkannt und
daraus unmittelbar ein korrigierter Sollwert (23) an das
Stellglied (14) der Master-Lok weitergegeben. Das hat zur
Folge, dass die Leistung der Master-Lok gemäß Diagramm (35) im
Bereich (38) stark zurückgenommen
wird, während
durch Datentausch mit dem Programm-Funktionsbaustein Vergleich (26) der Slave-Lok
in der speicherprogrammierbaren Steuerung (9) ein korrigierter
Sollwert (27) entsteht, der die Leistung dieser Lokomotive
gemäß Diagramm
(36) bis auf 100 % hochregelt. Dadurch wird die verloren gegangene
Leistung der Master-Lok von der Slave-Lok in dem Maße übernommen,
wie es die Maximalleistung dieser Lokomotive zulässt.
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Um den Durchrutschvorgang so schnell
wie möglich
zu beenden, ist die Leistung der Master-Lok kurzfristig extrem zurückgeregelt
worden. Nun wird unter ständigem Vergleich
der Messergebnisse des Sensors (12) über die Drehzahl der Räder (Diagramm 32)
und Sensors für
die Messung der Geschwindigkeit über
Grund (13) (Diagramm 34) in der speicherprogrammierbaren
Steuerung (8) der Master-Lok der Sollwert (23)
für die
Leistung langsam bis zu einem Betrag wieder angehoben, bei dem die
Haftung der Räder
auf den Schienen gewährleistet
und ein Durchrutschen ausgeschlossen ist. Im Bereich (39)
hat sich der normale Fahrvorgang wieder eingestellt, weil inzwischen
die Zone stark reduzierter Reibung von der Master-Lok durchfahren
worden ist.
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Der Bereich (40) zeigt einen
vom Fahrhebel (4) an der Stelle (31) ausgelösten normalen
Bremsvorgang, der über
das Zusammenwirken der speicherprogrammierbaren Steuerungen (8 und 9)
sowohl bei der Master-Lok als auch bei der Slave-Lok wirksam wird.
Die Master-Lok befindet sich gemäß Diagramm
(32) wiederum in einer Zone mit vermindertem Reibwert,
so dass die angetriebenen Räder infolge
der Bremsung in ein blockierendes Gleiten übergehen. Das ist aus dem Vergleich
der Diagramme (32 und 34) im Bereich (40)
erkennbar. Die Räder der
Master-Lok sind gemäß Signalfluss
des Sensors (12) blockiert. Der Sensor (13) meldet
jedoch nach wie vor Geschwindigkeit über Grund. Die Geschwindigkeitsdifferenz
wird wiederum im Programm-Funktionsbaustein Vergleich (22)
der Master-Lok verarbeitet und führt
zu einem Anheben des Sollwertes (23) bis zu dem Punkt,
an welchem der Sensor (12) wieder Raddrehzahl meldet, wie
an der entsprechenden Stelle im Diagramm (32) erkennbar
ist. Da die Haftreibung größer als
die Gleitreibung ist, kann von diesem Punkt beginnend der Sollwert
(23) der Master-Lok wieder langsam heruntergeregelt und
die Bremsung wieder aufgenommen werden, wie der Bereich (41)
zeigt.
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Bei der Slave-Lok, bei welcher die
Räder nicht
blockieren, bleibt währenddessen
der abgesenkte Sollwert und damit der uneingeschränkte Bremsvorgang
erhalten. Der Bereich (42) zeigt die Fortsetzung des nunmehr
optimierten Bremsvorganges.