DE3316667A1 - Modular aufgebautes generatorgeraet fuer die kombinierte erzeugung von elektrischer waermeenergie sowie eine mehrzahl derartiger generatorgeraete umfassende anlage - Google Patents
Modular aufgebautes generatorgeraet fuer die kombinierte erzeugung von elektrischer waermeenergie sowie eine mehrzahl derartiger generatorgeraete umfassende anlageInfo
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Description
"'"°
JJ IDDD/
Dipl.-lng. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dip!.-lng. F. A. Weickmann, Dlpl.-Chem. B. Huber
Dr.-ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechfe! M ο.') ί 5 ί r a fs e 22 ° 3000 München 80
PIAQ? AUTO S.p.Αβ Χ/Α
Corso Giovanni Agnelli 200
Curin / Italien
Modular aufgebautes Generatorgerät für die kombinierte
Erzeugung von elektrischer und Wärmeenergie sowie eine Mehrzahl derartiger Generatorqeräte umfassende Anlage
Die Erfindung betrifft ein Generatorgerät der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art sowie eine
eine Mehrzahl solcher Generatorgeräte umfassende Anlage.
Durch die US-PS 4 275 311 ist eine Anlage zur kombinierten Erzeugung von elektrischer und Wärmeenergie bekannt, die
eine Mehrzahl von modularen Generatorgeräten der im Gattungsbegriff
des Patentanspruches 1 beschriebenen Art umfaßt= Diese bekannte Anlage besitzt außerdem ein Steuer-
und Schutzsystem mit einer Mehrzahl von Steuermodulen, die jeweils mit einem der Generatorgeräte verbunden sind, sowie
eine Zentraleinheit, die mit den Steuermodulen in Verbindung steht. Die Zentraleinheit steuert die Funktion der
einzelnen Generatorgeräte mit Hilfe von Steuersignalen,die /
den einzelnen Steuermodulen zugeführt werden, sowie auf der Basis von Informationssignalen, die von den Steuermodulen
geliefert werden und die die Funktionsbedingungen jedes der einzelnen Generatorgefäte kennzeichnen.
Bei der in der genannten US-PS beschriebenen und dargestellten Anlage sind die Steuermodule von den ihnen zugeordneten
Generatorgeräten physisch getrennt. Die Zentraleinheit ist ebenfalls von den einzelnen Steuermodulen
getrennt. Dies führt dazu, daß die Montage der Gesamtanlage kompliziert und mühsam ist und einen nicht unbeträchtlichen
Zeitaufwand für die Herstellung der Verbin-
dung der Generatorgeräte mit den zugeordneten Steuermodulen
und für die Verbindung der letzteren untereinander,und
mit der Zentraleinheit erforderlich sind.
Obwohl die in der genannten US-PS beschriebene Anlage eine Struktur besitzt, die durch die Verbindung einer begrenzten
Anzahl von Basiseinheiten (modulare Generatorgeräte,Steuermodule
und Zentraleinheit) zusammensetzbar ist, ist es wünschenswert, die Anzahl dieser Basiseinheiten weiter, und
zwar möglichst auf eine einzige Basiseinheit, zu verringern, die entweder unabhängig betrieben oder mit einer beliebigen
Anzahl anderer identisch ausgebildeter Einheiten verbunden werden kann, um auf diese Weise je nach den gegebenen
Anforderungen Anlagen unterschiedlichster Leistungsfähigkeit zu realisieren.
Ein weiterer Nachteil der Anlage gemäß der genannten US-PS besteht darin, daß die Zentraleinheit ständig in Betrieb
ist, was zu einer beträchtlichen Beanspruchung ihrer Schaltungskomponenten und infolgedessen zu zahlreichen Wartungs-
und/oder Reparatureingriffen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Generatorgerät zur kombinierten Erzeugung von elektrischer und Wärmeenergie
zu schaffen, das sowohl allein als auch zur Bildung einer Anlage mit höherer Leistungsfähigkeit gemeinsam
und in koordiniertem Betrieb mit weiteren identisch ausgebildeten Generatorgeräten verwendbar ist, ohne daß weitere
Steuereinheiten oder -module verwendet und angeschlossen werden müssen, so daß eine einfachere und raschere Montage
möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Generatorgerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die Erfindung hat ferner eine Anlage zur kombinierten Er-
zeugung von elektrischer und Wärmeenergie zum Gegenstand,
die eine Mehrzahl von Generatorgeräten der beschriebenen Art umfaßt.
In einer derartigen Anlage gemäß der Erfindung wechseln
die Steuer- und Signalverarbeitungseinheiten der einzelnen Generatorgeräte sich in der schwierigen Rolle als
Steuer- oder Mastereinheit in einer Zufallsfolge ab. Dies hat eine geringere Beanspruchung und damit weniger häufige
Wartungs- und Reparatureingriffe für die Schaltungen der genannten Steuer- und Signalverarbeitungseinheiten
zur Folge.
Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt ein partielles Blockschema eines modularen Generatorgerätes gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage die
eine Mehrzahl von modularen Generatorgeräten gemäß Fig. 1 umfaßt,
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das die Aufeinanderfolge
einiger von der Steuer- und Signalverarbeitungseinheit eines Generatorgerätes gemäß der Erfindung
während der Anlaufphase ausgeführten Operationen veranschaulicht.
Das in Fig. 1 dargestellte Generatorgerät 1 umfaßt eine Brennkraftmaschine 2, deren (nicht dargestellte) Welle mit
der Welle 3 einer elektrischen Drehstrom-Asynchronmaschine 4 gekuppelt ist. Die elektrische Maschine 4 ist sowohl als
Elektromotor für das Anlassen der Brennkraftmaschine 2 wie auch als Generator zur Erzeugung elektrischer Energie verwendbar.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, umfaßt jedes modulare Generator-
gerät 1 einen hydraulischen Kreis für die Wärmerückgewinnung
aus dem Kühlwasser, den Auspuffgasen und dem Schmieröl der Brennkraftmaschine 2. Diese Wärmerückgewinnung erfolgt
über nicht dargestellte Wärmetauscher. Der genannte hydraulische Kreis umfaßt eine Leitung 5, in welcher die
Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine 2 zirkuliert.
Mit 6 ist in Fig. 2 ein von der Leitung 5 durchlaufener Wärmetauscher bezeichnet. In diesem Wärmetauscher gibt die
in der Leitung 5 zirkulierende Flüssigkeit Wärme an einen " zweiten hydraulischen Kreis ab. Jedes modulare Generatorgerät
1 ist in einen hydraulischen Erwärmungskreis eingefügt, der von der zweiten hydraulischen Flüssigkeit durchflossen
wird.
Der hydraulische Erwärmungskreis besteht aus einer Zuflußleitung 7 und einer Rückflußleitung 8. Zwischen diese Leitungen
sind Sekundärleitungen 9 eingefügt, die eine Strömung der genannten zweiten hydraulischen Flüssigkeit durch
einen die elektrische Maschine 4 umgebenden Kühlmantel 10 und den Wärmetauscher 6 speisen.
In dem Teil der Sekundärleitung 9, der von der aus dem Wärmetauscher
6 austretenden Flüssigkeit durchströmt wird, ist ein Temperatursensor 11 angeordnet.
Die elektrische Maschine 4 ist über eine Dreiphasenleitung
12 mit einem System elektrischer Verbraucher 13 verbunden.
Mit 14 ist eine dreiphasige elektrische Speiseleitung bezeichnet, die mit dem Stromversorgungsnetz in Verbindung
steht und die mit dem System der elektrischen Verbraucher
13 verbindbar ist. Mit 15 ist eine elektronische Signalverarbeitungs-
und Steuereinheit in ihrer Gesamtheit bezeichnet, die einen mit einem Eingabe-Ausgabetor 18 verbundenen
Analog-Digital-Wandler 17 umfaßt. Eine zentrale
j.
Prozessoreinheit (CPU) 19 steht mit dem Eingabe-Ausgabetor 18, mit den Stromkreisen eines Lesespeichers (ROM) 22, den
Stromkreisen eines Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 23 und einem zweiten Eingabe-Ausgabetor 24 über zwei bidirektionale
Busse 20 bzw. 21 in Verbindung. Die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 umfaßt ferner eine Detektor-
und Vergleicherschaltung 25, deren Funktionen weiter unten näher beschrieben werden. Diese Schaltung 25 ist mit
dem Eingabe-Ausgabetor 24, den Speicherkreisen 26 und einem Zufallsgenerator 27 verbunden. Die Detektor- und Verglei- cherschaltung
25 sowie der Zufallsgenerator 27 sind mit Hilfe von Übertragungsleitungen, die von dem Bus 21 abzweigen,
mit der zentralen Prozessoreinheit 19 verbunden.
Die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 ist Bestandteil eines Steuer- und Schutzsstems des Generatorgerätes,
das außerdem eine Mehrzahl von Sensoren und Aktoren umfaßt, die weiter unten näher beschrieben werden.
In die elektrische Dreiphasenleitung 12 ist ein Trennschalter
30 eingefügt, der von der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 gesteuert wird und der je nach Schaltstellung
die Verbindung zwischen der elektrischen Maschine 4 und dem System der Verbraucher 13 entweder durchschaltet
oder auftrennt. Ein analoger Trennschalter 31/ (der gleichfalls
von der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit gesteuert wird), ist in die elektrische Dreiphasenleitung 14
eingesetzt. Er stellt je nach seiner Schaltstellung die Verbindung der elektrischen Verbraucher 13 mit dem Stromversorgungsnetz
her oder trennt diese Verbindung auf.
Es sind ferner zwei Spannungsmessertransformatoren 32 bzw. 33 vorgesehen, die auf der einen Seite hinter den Trennschaltern
30 bzw. 31 mit den Leitungen 12 bzw. 14 und mit der anderen Seite mit dem Analog-Digital-Wandler 17 verbunden
sind. Diese Transformatoren liefern der Signalver-
.10.
arbeitungs- und Steuereinheit ein Informationssignal, das dafür kennzeichnend ist, ob hinter den genannten Trennschaltern
Spannung vorhanden ist oder nicht.
Mit 34 ist ein Stromsensor bezeichnet, der vor dem Trennschalter
30 in die elektrische Dreiphasenleitung 12 eingefügt ist. Dieser Stromsensor ist ebenfalls mit dem Analog-Digital-Wandler
17 verbunden und liefert der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 ein Signal, das für die
Stärke des von der elektrischen Maschine 4 abgegebenen Stroms kennzeichnend ist. Hinter dem Stromsensor 34 ist
ein Phasenkompensator 35 mit der elektrischen Leitung 12 verbunden. Vor dem Stromsensor 34 ist ein Erregungssystem
36 an die Leitung 12 angeschaltet, das der elektrischen « Maschine 4 die für ihr Anlaufen notwendige Reaktivleistung
zuführt. Vor dem Erregungssystem 36 ist ein weiterer Spannungsmesser-Transformator
37 mit der elektrischen Leitung 12 verbunden. Dieser Transformator steht ebenfalls mit dem
Analog-Digital-Wandler 17 in Verbindung und liefert der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit ein Signal, das für
dem Effektivwert der von der elektrischen Maschine 4 erzeugtenSpannung kennzeichnend ist."
An die elektrische Leitung 12 ist ferner eine Batterieladevorrichtung
38 für die Aufladung einer Akku":ulatorbatterie 39 angeschlossen. Letztere dient zur Speisung der
elektrischen Anlage der Brennkraftmaschine 2. Die Batterie 39 ist mit einer stabilisierten Speiseeinrichtung 40 verbunden,
die ihrerseits (in nicht dargestellter Weise) mit den die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 bildenden
Vorrichtungen in Verbindung steht und ihnen die notwendige Speisespannung zuführt.
Die Batterie 39 ist außerdem über eine Leitung 41 mit dem Analog-Digital-Wandler 17 verbunden, so daß der Signalverarbeitungs-
und Steuereinheit 15 eine Information züge-
„ ρ 9 *
führt wird, die für den Augenblickswert der von der Batterie gelieferten Spannung kennzeichnend ist.
Der Analog-Digital-Wandler 17 ist außerdem mit einem Temperatursensor
42 für die Wassertemperatur der Brennkraftmaschine 2 verbunden.
Falls der Kraftstoff für die Brennkraftmaschine 2 ein Gas, z.B. Metan ist, kann ein Sensor 43 zur Erfassung eventueller
Gasverluste vorgesehen sein. Dieser Sensor ist in die-sem Fall ebenfalls mit dem Analog-Digital-Wandler 17 verbunden.
Das Steuer- und Schutzsystem des Generatorgerätes umfaßt
außerdem einen Sensor 44 zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine sowie zwei Sensoren 45 und 46 zur Erfassung
des Öldruckes bzw. des Ölstandes der Brennkraftmaschine 2. Die letztgenannten Sensoren sind zusammen mit
dem erwähnten Temperatursensor 42 mit dem Eingabe-Ausgabetor 18 der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 verbunden.
Außerdem ist dieses Eingabe-Ausgabetor mit einer manuell betätigbaren Aktivierungsvorrichtung 46 verbunden,
die bei ihrer Betätigung der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit
15 ein Aktivierungssignal zuführt, durch welches das gesamte Generatorgerät 1 aktiviert wird.
Das Eingabe-Ausgabetor 24 der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 ist außer mit den Trennschaltern 30 und
31 mit einer Trennvorrichtung 50 verbunden, die in der Kraftstoffspeiseleitung der Brennkraftmaschine 2 angeordnet
ist. Außerdem ist dieses Eingabe-Ausgabetor mit einem ersten Eingang einer Summierschaltung 51 verbunden, deren
Ausgang mit einer Betätigungsvorrichtung 52 in Verbindung steht, die die Position der Drosselklappe der Brennkraftmaschine
2 steuert. Diese Betätigungsvorrichtung ist mit einer Detektorvorrichtung 53 zur Erfassung der Position
- ar -
" ty ·
der Drosselklappe verbunden, die ihrerseits mit einem zweiten
Eingang (-) der Summierschaltung 51 in Verbindung steht. Die Summierschaltung 51, die Betätigungsvorrichtung 52 sowie
der Positionsdetektor 53 bilden einen Kreis mit negativer Rückkopplung, der zur Stabilisierung der Drosselklappe
auf einen Wert dient, der von der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 nach Maßgabe der Betriebsbedingungen des
gesamten Generatorgerätes vorgegeben wird.
Eine von der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 über das Eingabe-Ausgabetor 24 gesteuerte Schaltervorrichtung 54
befindet sich in einer Leitung 55, die die Batterie 39 mit dem Anlassermotor der Brennkraftmaschine 2 verbindet.
Das Eingabe-Ausgabetor 24 ist außerdem mit optischen oder akustischen Signaleinrichtungen 61 und 62 verbunden, die
Alarmsignale erzeugen, wenn die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit von den oben erwähnten Sensoren Signale empfängt,
die anormale Funktionsbedingungen oder Schäden des Generatorgerätes anzeigen.
Das Eingabe-Ausgabetor 24 ist außerdem mit einer Steuertafel
63 verbunden, die zur Visualisierung von Informationen dient, die die augenblicklichen Betriebsbedingungen des Generatorgerätes
betreffen.
Schließlich steht das Eingabe-Ausgabetor 24 mit einer bidirektionalen
Übertragungsleitung 70 in Verbindung, die - wie in Fig. 2 dargestellt - mit entsprechenden Eingabe-Ausgabetoren
der Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten weiterer Generatorgeräte über eine Zwischenleitung 80 verbindbar
ist.
Die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 ist zur Durchführung zweier Betriebsarten bestimmt. Die erste Betriebsart
ist diejenige, bei der das Generatorgerät 1 al-
lein betrieben wird. Die zweite Betriebsart ist diejenige, in der das Generatorgerät gemeinsam und koordiniert mit
η anderen Geräten betrieben wird, die in der in Fig. 2 dargestellten Weise untereinander verbunden sind.
In der ersten Betriebsart steuert die Signalverarbeitungsund Steuereinheit 15 die Betätigungsvorrichtungen 50, 52,
54, 30 und 31 nach vorbestimmten Abläufen und in Abhängigkeit von den Informationen, welche in den von den oben beschriebenen
Sensoren kommenden Signalen enthalten sind.
So kann die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 beispielsweise
in der Weise ausgebildet sein, daß sie die Zündung der Brennkraftmaschine mit einer vorbestimmten Verzögerung
gegenüber dem Anlaufen der elekrischen Maschine 4 ermöglicht, um auf diese Weise sicherzustellen, daß letztere
ihre Betriebsbedingungen erreicht, bevor die mit ihr gekuppelte Brennkraftmaschine zündet. Die Signalverarbeitungs-
und Steuereinheit 15 kann außerdem das Anlassen der Brennkraftmaschine verhindern oder deren Betrieb unterbrechen,
wenn die von dem Sensor 11 ermittelte Temperatur einen vorbestimmten
Schwellenwert übersteigt.
Bei der zweiten Betriebsart kann die Signalverarbeitungsund Steuereinheit jedes der Generatorgeräte 1 als Steueroder
Mastereinheit dienen und die Funktion der Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten der anderen Generatorgeräte
der Anlage nach vorbestimmten Modalitäten steuern und koordinieren, oder aber als gesteuerte oder Slave-Einheit
arbeiten, die von einer anderen in diesem Fall als Steueroder Mastereinheit fungierenden Signalverarbeitungs- und
Steuereinheit 15 eines der anderen Generatorgeräte gesteuert wird«
Eine entsprechende in Fig. 2 dargestellte Anlage wird dadurch in Betrieb gesetzt, daß die Aktivierungsvorrichtung
46 eines beliebigen der modularen Generatorgeräte der Anla
ge betätigt wird (Block 90 des Flußdiagramms von Fig. 3). Die jeweils betätigte Aktivierungsvorrichtung 46 liefert
eine Aktivierungssignal an diejenige Signalverarbeitungsund Steuereinheit 15, mit der sie verbunden ist. Letztere
liefert über die Übertragungsleitung 70 und die Zwischenverbindungsleitung 80 Initialisierungssignale zu den Signalverarbeitungs-
und Steuereinheiten 15 der anderen Generatorgeräte 1 der Anlage (Block 21 von Fig. 3).
Der Zufallsgenerator 27 derjenigen Signalverarbeitungsund
Steuereinheit 15, die von der zuvor betätigten Aktivierungsvorrichtung
46 aktiviert wurde, erzeugt codierte elektrische Signale, die einer ganzen Zahl entsprechend,
die aus einer Zufallsfolge aus den zwischen 1 und der Gesamtzahl der die Anlage bildenden Generatorgeräte liegenden
Zahl/ liegt. Diese codierten Signale werden über die Leitungen 70 und 80 zu den Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten
15 aller anderen Generatorgeräten 1 übertragen.
In diesem Zeitpunkt vergleicht die Detektor- und Vergleicherschaltung
25 in der Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 jedes Generatorgerätes die empfangenen codierten
Signale mit in den Speicherkreisen 26 gespeicherten elektrischen Signalen, die einer ganzen Zahl entsprechen,
welche für jedes Generatorgerät eine andere ist und zwischen 1 und der Gesamtzahl der Generatorgeräte liegt.
In einem einzigen Generatorgerät stellt die Detektor- und Vergleicherschaltung 25 Identität zwischen den empfangenen
und den mit ihr verbundenen Speicherkreisen 26 gespeicherten codierten Signalen fest. Diese Detektor- und Vergleicherschaltung
25 liefert dem Zentralprozessor 19 der eigenen Signalverarbeitungs- und Steuereinheit 15 ein
"Selbsterkennungs"-Signal, aufgrund dessen diese Signal-
-M-
verarbeitungs- und Speichereinheit die Rolle der Steueroder
Mastereinheit übernimmt (Fig» 3, Blöcke 93 bis 95). Die Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten 15, in denen
die jeweilige Detektor- und Vergleicherschaltung 25 keine Identität zwischen der empfangenen Zusatzzahl und der in
den Speicherkreisen 26 gespeicherten Zusatzzahl feststellt, richten sich statt dessen auf die Funktion als gesteuerte
oder Slave-Einheit ein (Fig. 3, Block 96).
Die als Master fungierende Signalverarbeitungs- und Steuereinheit beginnt und steuert ein "Kolloquium" mit den als
Slave fungierenden Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten um Informationen über den Zustand aller Generatorgeräte
der Anlage zu gewinnen (Block 97 von Fig. 3).
Nachdem diese Phase beendet ist und falls die Anlage keine
anormalen Bedingungen oder Schaden aufweist, steuert die als Master fungierende Einheit vor allem anderen den Anlauf
des ihr zugeordneten Generatorgerätes. Anschließend bewirkt sie über die als Slave fungierenden Einheiten aufeinanderfolgend
das Anlaufen aller anderen Generatorgeräte der Anlage (Blöcke 98 und 99 von Fig. 3). Wenn hingegen
nicht alle überwachten Betriebsparameter der Anlage innerhalb vorgegebener Wertebereiche liegen oder falls irgendein
Organ der Anlage schadhaft ist, steuert die als Master fungierende Einheit die Signal- und Alarmeinrichtungen an,
so daß diese anormalen Bedingungen signalisiert werden (Block 100 von Fig. 3).
Im Laufe des Betriebes der Anlage führt die als Master
fungierende Einheit in herkömmlicher Weise periodische "Kolloquien" mit den Slave-Einheiten durch, um die Betriebsbedingungen
der gesamten Anlage zu erfassen, und steuert die oben beschriebenen Betätigungsvorrichtungen
(Aktoren) nach vorgegebenen Ablaufschemata und in Abhängigkeit
von den Informationen, die in den den einzelnen
Generatorgeräten zugeordneten Sensoren gelieferten Signalen enthalten sind. Dabei sorgt sie dafür, daß eventuelle Funktionsunregelmäßigkeiten
oder Schäden signalisiert werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt: So können
die Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten 15 auch ohne
irgendeine spezifische Detektor- und Vergleicherschaltung
und ohne irgendeinen Zufallsgenerator realisiert werden.Die von diesen Schaltungen ausgeführten Funktionen können vielmehr auch in an sich bekannter Weise von der Zentralprozessoreinheit 19 selbst ausgeführt werden, wenn sie in an sich bekannter Weise so programmiert ist, daß sie einer Zufallszahl entsprechende codierte Signale zu erzeugen und Vergleichsprogramme zwischen codierten Signalen auszuführen
vermag, mittels derer über das Eingabe-Ausgabetor 24 empfangene codierte Signale und zuvor gespeicherte codierte
Signale miteinander verglichen werden, die für das betreffende Generatorgerät kennzeichnend sind.
irgendeine spezifische Detektor- und Vergleicherschaltung
und ohne irgendeinen Zufallsgenerator realisiert werden.Die von diesen Schaltungen ausgeführten Funktionen können vielmehr auch in an sich bekannter Weise von der Zentralprozessoreinheit 19 selbst ausgeführt werden, wenn sie in an sich bekannter Weise so programmiert ist, daß sie einer Zufallszahl entsprechende codierte Signale zu erzeugen und Vergleichsprogramme zwischen codierten Signalen auszuführen
vermag, mittels derer über das Eingabe-Ausgabetor 24 empfangene codierte Signale und zuvor gespeicherte codierte
Signale miteinander verglichen werden, die für das betreffende Generatorgerät kennzeichnend sind.
Claims (2)
- Patentansprüche(1.yModulares Generatorgerät für die kombinierte Erzeugung von elektrischer und Wärmeenergie- mit einer flussigkeitsgekuhlten Brennkraftmaschine (2),- mit einer mit der Brennkraftmaschine (2) gekuppelten elektrischen Asynchronmaschine (4) sowohl für das Anlassen der Brennkraftmaschine (2) als auch für die Erzeugung elektrischer Energie,- mit Mitteln (5 bis 9) zur Rückgewinnung der in der Brennkraftmaschine (2) und der elektrischen Maschine (4) in Wärme umgewandelten Energie,- mit Signalisierungs- und Alarmeinrichtungen (61, 62) .- sowie mit einem elektronischen Steuer- und Schutzsystem mit folgenden Teilen:- einer Mehrzahl von elektrischen Sensoren (32, 33, 34, 37, 41 bis 46) zur Überwachung jeweils eines der für die Betriebsbedingungen des Generatorgerätes kennzeichnenden Parameter,- einer Mehrzahl von Betätigungsvorrichtungen (30, 31, bis 54), durch deren Aktivierung die Funktion des Generatorgerätes (1) gemäß vorbestimmten Modalitäten veränderbar ist,- einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15), die in einem ersten Funktionsmodus betreibbar ist, wenn das Generatorgerät (1) allein arbeitet, und in einem zweiten Funktionsmodus, wenn es (1) zuzusammen und in koordinierter Weise mit η weiteren Generatorgeräten betrieben wird (n ganzzahlig, gleich oder größer 1), wobei die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15) die genannten Betätigungsvorrichtungen in dem ersten Funktionsmodus gemäß vorgegebenen Abläufen und in Abhängigkeit von von den genannten Sensoren gelieferten Informationen steuert und die Signalisier- und Alarmeinrichtungen (61, 62) aktiviert, wenn diese Sensoren Betriebsunregelmäßigkeiten oder Schäden signalisieren,dadurch gekennzeichnet,daß die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15) folgende Bestandteile aufweist:- eine manuell betätigbare Aktivierungseinrichtung (46), die bei ihrer Betätigung ein Aktivierungssignal erzeugt,- wenigstens ein Eingabe-Ausgabetor (24), das über eine Übertragungsleitung (70) mit entsprechenden Eingabe-Ausgabetoren (24) der Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten (15) anderer Generatorgeräte (1) verbindbar ist,- Speichereinrichtungen (26) zur Speicherung codierter elektrischer Signale, die eine für jedes Generatorgerät (1) unterschiedliche, zwischen 1 und n+1 liegende ganze Zahl kennzeichnen,- Signalerzeugungsmittel (27) die bei ihrer Aktivierung an das Eingabe-Ausgabetor (24) codierte elektrische Signale liefern, die für eine zwischen 1 und n+1 liegende Zufallszahl kennzeichnend sind,- Detektor- und Vergleichermittel (25), die mit dem genannten Eingabe-Ausgabetor (24) sowie mit den Speichermitteln (26) verbunden sind,und daß die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15) so ausgebildet ist, daß sie im zweiten Funktionsmodus- als Steuereinheit (Master) fungiert und die Funktion der Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten (15) der anderen η Generatorgeräte (1) nach vorgebenen Modalitäten steuert und koordiniert, wenn die von den Detektor- und Vergleichermitteln (25) empfangenen codierten Signale mit den in den genannten Speichermitteln (26) gespeicherten codierten Signalen übereinstimmen, und- als gesteuerte Einheit (Slave) einer Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15) eines der anderen η Generatorgeräte (1) fungiert, wenn die von den Detektor- und Vergleichermitteln (25) empfangenen codierten Signale mit den in den Speichermitteln (26) gespeicherten Signalen nicht übereinstimmen.
- 2. Anlage für die kombinierte Erzeugung von elektrischer und Wärmeenergie mit einer Gruppe von η modularen Generatorgeräten (1), die jeweils folgende Teile beinhalten:- eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (2),- eine mit der Brennkraftmaschine (2) gekuppelte elektrische Asynchronmaschine (4) sowohl für das Anlassen der Brennkraftmaschine (2) als auch für die Erzeugung elektrischer Energie,- Mittel (5 bis 9) zur Rückgewinnung der in der Brennkraftmaschine (2) und der elektrischen Maschine (4) in Wärme umgewandelten Energie,- Signalisierungs- und Alarmeinrichtungen (61, 62)- sowie ein elektronisches Steuer- und Schutzsystem mit- einer Mehrzahl von elektrischen Sensoren (32, 33, 34, 37/ 41 bis 46) zur Überwachung von die Betriebsbedingungen des Generatorgerätes kennzeichnenden Parametern,- einer Mehrzahl von Betätigungsvorrichtungen (30, 31, 50 bis 54), durch deren Aktivierung die Funktion des Generatorgerätes (1) gemäß vorbestimmten Modalitäten veränderbar ist,- einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15), die mit den Sensoren, den Betätigungsvor richtungen und den Signalisierungs- und Alarmeinrichtungen verbunden sind und mittels derer die genannten Betätigungsvorrichtungen gemäß vorgegebenen Abläufen und in Abhängigkeit von von den genannten Sensoren gelieferten Informationen steuerbar und die Signalisier- und Alarmeinrichtungen (61, 62) aktivierbar sind, wenn diese Sensoren Betriebsunregelmäßigkeiten oder Schäden signalisieren,dadurch gekennzeichnet,daß die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15) jedes Generatorgeräts (1) folgende Bestandteile aufweist:- eine manuell betätigbare Aktivierungseinrichtung (46), die bei ihrer Betätigung ein Aktivierungssignal erzeugt,- wenigstens ein Eingabe-Ausgabetor (24), das über eineÜbertragungsleitung (70, 80) mit entsprechenden Eingabe-Ausgabetoren (24) der Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten (15) der anderen Generatorgeräte (1) verbindbar ist,- Speichereinrichtungen (26) zur Speicherung codierter elektrischer Signale, die eine für jedes Generatorgerät (1) unterschiedliche, zwischen 1 und η liegende ganze Zahl kennzeichnen,- Signalerzeugungsmittel (27) die bei Empfang eines Aktivierungssigna^s wirksam werden und an das Eingabe-Ausgabetör (24) codierte elektrische Signale liefern, die für eine zwischen 1 und η liegende Zufallszahl kennzeichnend sind,- Detektor- und Vergleichermittel (25), die mit dem genannten Eingabe-Ausgabetor (24) sowie mit den Speichermitteln (26) verbunden sind,und daß die Signalverarbeitungs- und Steuereinheit (15) jedes Generatorgeräts so ausgebildet ist, daß sie- als Steuereinheit (Master) fungiert und die Funktion der Signalverarbeitungs- und Steuereinheiten (15) der anderen η Generatorgeräte (1) nach vorgebenen Modalitäten steuert und koordiniert, wenn die von den Detektor- und Vergleichermitteln (25) empfangenen codierten Signale mit den in den genannten Speichermitteln (26) gespeicherten codierten Signalen übereinstimmen, und- als gesteuerte Einheit (Slave) einer Signalverarbeitungsund Steuereinheit (15) eines der anderen η Generatorgeräte (1) fungiert, wenn die von den Detektor- und Vergleichermitteln (25) empfangenen codierten Signale mit den in den Speichermitteln (26) gespeicherten Signalen nicht übereinstimmen.
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