DE3206954A1

DE3206954A1 - Verfahren zur drehzahl- und winkelmessung an einem rotierenden system

Info

Publication number: DE3206954A1
Application number: DE19823206954
Authority: DE
Inventors: Peter-Jürgen Ing.(grad.) 2000 Hamburg Helwich
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE3206954C2

Description

verfahren zur Drehzahl- und Winkelmessung an einem rotierenden
System" Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Auf Doppelmotorschiffen mit getrennten Propelleranlagen, die nicht mechanisch miteinander gekuppelt sind, kann es vorkommen, daß bei gleichen Drehzahlen der beiden Propeller eine bestimmte Stellung der Propeller zueinander eingehalten werden muß, um die Entstehung unerwünschter mechanischer Schwingungen zu vermeiden.
Bisher wurde diese "Stellungsregelung" dadurch realisiert, daß eine besondere Meß- und Regeleinrichtung mit Hilfe von gesonderten Zahnscheiben o.ä. auf den Propellerwellen die Stellung der beiden Wellen zueinander ermittelte, die Abweichung von der eingestellten Sollstellung errechnete und die ggf. erforderlichen Stellsignale den vorhandenen Einrichtungen zur Regelung der Hauptmaschinen (der sog. Automatik) zuführte, die diese dann an die Stellglieder der Hauptmaschinen weitergab.
Durch die Fertigung der gesonderten Zahnscheiben mit der erforderlichen Genauigkeit (z.B. 360 Zähne für eine Auflösung von 1 grd) und deren Anbringung auf den Propellerwellen und die besondere Meß- und Regeleinrichtung wurde diese Lösung aufwendig und teuer.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem in einfacher Weise und gleichzeitig die Drehzahl und die Winkelstellung rotierender Systeme erfaßt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmalen gelöst.
Das Verfahren nach der Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß die bisher getrennten Meßeinrichtungen für Drehzahl und Winkelstellung eines rotierenden Systems in einer einzigen Meßeinrichtung zusammengefaßt und damit wesentlich vereinfacht sind. Die Drehzahl- und Winkelmeßeinrichtung ist in die vorhandenen Einrichtungen zur Drehzahlregelung der Hauptmaschinen integriert. Als Impulsgeber werden die an jeder Maschine ohnehin angebauten Zahnscheiben für die Drehvorrichtung verwendet.
Das Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß die Genauigkeit der Winkelmessung nicht abhängig ist von der Anzahl der Impulse, die das rotierende System je Umdrehung ergibt.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Von dem rotierenden System werden je Umdrehung eine bestimmte Zahl von Impulsen abgegeben, die einen gleichmässigen räumlichen Abstand voneinander haben. Außerdem wird je Umdrehung ein Nullstellungssignal abgegeben. Es wird davon ausgegangen, daß bei anstehendem Nullstellungssignal der nächstfolgende Drehzahl impuls die Nullstellung des Systems angibt. Wenn je Umdrehung nur ein Impuls abgegeben wird, was z.B. der Fall ist in einem Wechselspannungssystem beim Nulldurchgang der Spannung, so sind der Drehzahl impuls und das Nullstellungssignal identisch.
Fur die Drehzahlmessung sind eine Meßfrequenz f, ein Zähler Zf und ein Speicher Sf erforderlich. Zwischen zwei Drehzahl impulsen wird die Meßfrequenz f in den Zähler Zf eingezählt. Bei jedem neuen Drehzahlimpuls wird der Inhalt des Zählers Zf in den Speicher Sf übernommen. Anschließend wird der Zähler Zf gelöscht und dann wieder für die nächste Messung freigegeben. Hierfür ist eine Logik, beispielsweise ein Schmitt-Trigger, vorgesehen, der zwei gegeneinander zeitverschobene Signale ausgibt. Diese sind in der Figur mit "Übernahme" und "Re6et" bezeichnet. Ein Meßgerät bzw. ein Rechner liest den Inhalt des Speichers Sf aus. Aus der Meßfrequenz f, der Anzahl der Drehzahl impulse je Umdrehung und dem Einhalt des Speichers Sf kann die Drehzahl bestimmt werden.
Für die Winkelmessung werden ein Impulszähler Zi, ein Speicher filr den Stand des Impulezählers Si und ein Speicher für den Stand des Meßfrequenzzählers Sz benötigt.
Die Drehzahl impulse werden in den Impulszähler Zi eingezählt. Bei einer Nullstellung des Systems, d. h. wenn ein Drehzbhlimpuls und gleichzeitig ein Nullstellungsaignal anstehen, wird der Zähler Zi gelöscht und anschließend für die nächste Messung freigegeben.
Bei Vorliegen eines Lesesignais des Meßgerätes bzw. des Rechners wird der augenblickliche Stand des Zählers Zi in den Speicher Si ilbernommen. Außerdem wird der augenblickliche Stand es Meßfrequenzzählers Zf in den Speicher Sz übernommen. Das Melbgerät bzw. der Rechner lesen unmittelbar nach dem Anlegen des Lesesignalx die Inhalte der Speicher Si, Sz und Sf ein. Aus der Anzahl der Drehzahlimpulse je Umdrehung und den Inhalten dieser Speicher wird die Drehzahl und die Winkelstellung des Systems in Bezug zur eigenen Nullstellung zum Zeitpunkt des Lesesignals errechnet.
Dss von der Meßeinrichtung ermittelte Drehzahlsignal wird für die Drehzahlregelung der Hauptmaschinen verwendet. Die ermittelte momentane Winkelstellung (bezogen auf den eigenen ,,Nullpunkt")wird per Datenleitung der Kinrichtung zur Drehzahlregelung für die andere Hauptmaschine übertragen. Somit kann dann lede Regeleinrichtung für sich die Stellung der beiden Wellen zueinander und damit die Abweichung von der eingestellten Sollstellung errechnen und die ggf. erforderlichen Korrekturen an die Stellglieder der Hauptmaschinen eingeben.
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Claims

PÄTENTANSPRÜCHE Verfanren zur Drehzahl- und Winkelmessung an einem rotierenden System, bei dem je Umdrehung eine vorgegebene Anzahl von Impulsen und zusätzlich ein Nullstellungssignal abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Drehzahl- und die Winkelmessung die Drehzahlimpulse herangezogen werden, wobei für die Drehzahlmessung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drebzahlimpulsen eine Meßfrequenz (f) in einen Zähler (f) eingezählt wird, dessen Inhalt bei einem neuen Drehzahlenimpuls in einen Speicher (Sf) übernommen und der Zähler (Zf) ge-Löscht wird und wobei für die Winkelmessung die Drehzahl impulse in einen Impulszähler (Zi) eingezählt werden, dessen Inhalt bei Vorliegen eines Lesesignals in einen zweiten Speicher (ski) und der augenblickliche Stand des Meßfrequenzzählers (Zf) in einen dritten Speicher (Sz) übernommen werden, und daß die Inhalte der Speicher (Sf, Si, Sz) nach Anlegen des Lesesignais in einen Rechner bzw. ein Meßgerät eingelesen werden zur Berechnung von Drehzahl und Winkelstellung zum Zeitpunkt des Lesesignals.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nullstellung des Systems (Vorliegen eines Drehzahlimpulsee und eines L(llstellungssignals) der Zähler (Zi) gelöscht wird.