DE3801766A1 - Verfahren zur ueberwachung von funktionsablaeufen einzelner maschinen oder maschinenelemente und schaltung zur anzeige von einzelwerten und/oder funktionsablaeufen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsabläufe einzelner Maschinen oder Maschinenelemente in einem Maschinenraum, insbeson­ dere eines Schiffes, mittels Meßfühlern, deren Signale über Schwellwertschal­ ter und ggf. über weitere manuell betätigbare Schalter auf eine Anzeigevor­ richtung im Maschinenraum gegeben werden, von wo aus die Signale zusammenge­ faßt auf eine weitere, außerhalb des Maschinenraumes an einem Steuerstand, insbesondere eines Schiffes, vorgesehene Anzeigevorrichtung gegeben werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltung zur Anzeige von Einstellwerten und/oder Funktionsabläufen, insbesondere Fehlerortungs- und/oder Schwell­ wertdetektor-Schaltung mit einem Anzeigegerät in einem Schiff, wobei von manuell auslösbaren und/oder Schwellwert-Schaltern, die mit Meßfühlern in einem Maschinenraum elektrisch verbunden sind, Signale an das Anzeigegerät an dem Steuerstand, insbesondere des Schiffes weitergeleitet und an dem An­ zeigegerät eine Lichtanzeige ausgelöst wird.

Schaltungen zur Anzeige von Einstellwerten und/oder Funktionsabläufen, ins­ besondere Fehlerortungs- und/oder Schwellwertdetektorschaltungen mit einem Anzeigegerät in einem Schiff sind im Prinzip bekannt. Dabei werden von Meß­ fühlern oder auch durch Maschinisten die Einstellungen und Funktionsabläufe von Maschinen bzw. Maschinenteilen überwacht und ggf. unter manueller Aus­ lösung eines Schalters durch den Maschinisten oder über automatisch arbei­ tende Schwellwertschalter Signale an ein Anzeigepult gegeben, das sich meist im Maschinenraum befindet und eine Fehlermeldung mittels einer einfachen Lichtanzeige ermöglicht. Diese Lichtsignale werden als Lampensammelanzeige derart an das Anzeigegerät an dem Steuerstand weitergegeben, daß die dorti­ ge Lampenanzeige z.B. für drei zugeordnete Lampenanzeigen im Maschinenraum aufleuchtet, wenn eine der betreffenden Lampen im Maschinenraum aufleuchtet ("oder" -Verknüpfung). Der auf dem Steuerstand eines Schiffes verantwortli­ che Schiffsführer bzw. Kapitän kann also anhand der Lichtanzeige lediglich feststellen, daß in einem gewissen Bereich, d.h. im Bereich mehrerer Meß­ stellen, ein Fehler aufgetreten ist, den es zu beseitigen gilt. In der Re­ gel wird der Kapitän sich dann mit Hilfe einer Rufverbindung mit dem Ma­ schinisten im Maschinenraum in Verbindung setzen und erfragen, welche kon­ krete Störung an welchem Aggregat vorliegt und ggf. bestimmte Einstellanwei­ sungen geben. Es ist offensichtlich, daß dieses Verfahren nicht nur umständ­ lich, sondern auch zeitraubend ist, insbedondere erhält der Maschinist häu­ fig zu spät seine Anweisung, um rechtzeitig durch Änderung des Maschinenlau­ fes, z.B. Änderung der Drehzahl, einen Maschinenschaden verhindern zu kön­ nen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren bzw. die eingangs beschriebene Schaltung derart zu verbessern, daß der Schiffs­ führer (Kapitän) am Steuerstand seines Schiffes eine möglichst konkrete In­ formation ohne Zeitverzug erhält sowie jederzeit frei wählbar die von ihm zur Beobachtung gewünschten Funktionsabläufe bzw. Einstellwerte auswählen kann.

Diese Aufgabe wird zum einen dadurch gelöst, daß die Signale einzeln oder seriell abgefragt und am Steuerstand in einer Klartextanzeige angezeigt werden. Der Schiffsführer hat somit die Wahl, ob er einzelne Überwachungen gezielt nach Vorauswahl durchführt oder ob er nach einem fest vorgegebenen Schema der Reihe nach sämtliche Meßfühler abfragt; er wird jeweils in einer Klartextanzeige ohne fremde Hilfe die über die Funktionsabläufe bzw. Ein­ stellungen der Maschine oder Maschinenelemente auskunftgebenden Informatio­ nen erhalten. Insbesondere ist keine gezielte Nachfrage im Maschinenraum mehr erforderlich, ob der Maschinenlauf zufriedenstellend ist bzw. in welch konkretem Maschinenteil Störungen aufgetreten sind und wie diese ggf. durch Einstellungsänderung zu beheben sind.

Vorzugsweise wird die Klartextanzeige vor jeder Einzel- oder Serienabfrage frei programmiert. Der Schiffsführer kann sich somit auf einen breitgespei­ cherten Abfragemodus verlassen, ohne daß er zwischenzeitlich Überlegungen anstellen muß, welche Meßfühler er zweckmäßigerweise in welcher Reihenfolge abfragt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die freie Programmierbarkeit mittels eines EPROM durchgeführt. Das EPROM (löschbarer programmierbarer Festspeicher) kann z.B. auf einer in das Steuergerät einschiebbaren Karte enthalten sein.

Um nicht nur Funktionsabläufe bzw. Einstellzustände der Maschinen oder Ma­ schinenelemente überwachen zu können, sondern auch eine Information darüber zu erhalten, ob die Meßfühler, die Leitungen und die Schalter bzw. Schwell­ wertdetektoren funktionsfähig sind, oder ob nicht z.B. ein Kabelbruch vor­ liegt, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, daß auf die Meßleitungen, Meßfühler und/oder Schalter ein Taktsignal gegeben wird, das bei ordnungsgemäßem Zustand der Leitungen, Meßfühler und/oder Schalter eine Anzeige am Steuerstand auslöst.

Das Taktsignal wird vorzugsweise periodisch, weiterhin vorzugsweise mit einem Taktsignal pro Sekunde abgegeben.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Takt­ signal nur bei Bedarf zuschaltbar ist. Somit kann der Schiffsführer frei wählen, ob er ein ständiges Überprüfen der Leitungen, Meßfühler oder Schal­ ter durchführt oder ob dies nur von Zeit zu Zeit geschehen soll.

Insbesondere werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die in den Patentansprüchen 7 und 8 beschriebenen Funktionen und/oder Zustände überwacht.

Diese Aufgabe wird ferner dadurch gelöst, daß das Anzeigegerät am Steuer­ stand eine numerische oder alphanumerische mehrstellige Leuchtsegmentanzei­ ge, vorzugsweise in Form einer Klartextanzeige aufweist.

Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß der Schiffsführer jederzeit eine für ihn sofort interpretierbare Anzeige erhält, die ihn davon frei­ stellt, jeweils gezielt im Maschinenraum nachfragen zu müssen, ob der Ma­ schinenlauf zufriedenstellend ist.

Im Prinzip können zwar beliebige nach dem Stand der Technik bekannte oder übliche Leuchtsegmentanzeigen verwendet werden, vorzugsweise soll es sich jedoch um Lumineszenzdioden- oder Flüssigkristallanzeigen handeln, die durch eine besonders kontrastreiche Darstellungsweise sowie einen geringen Leistungsbedarf empfehlenswert sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Leuchtsegmentanzeige eine selbstleuchtende 5 × 7 Punktmatrix auf, die bis zu 500 Textzeilen aufnehmen und ohne Betriebsspannung speichern kann. Mit einer derart großen Anzeige können praktisch alle zur sicheren Führung des Schiffes bzw. Überwachung des Maschinenraumes benötigten technischen Informationen auf der Anzeige dargestellt werden.

Vorzugsweise wird das Leuchtsegmentanzeigegerät mit einem freiprogrammier­ baren Steuerungsgerät und/oder einem Drucker verbunden. Das Steuerungsgerät an dem Steuerstand dient dazu, die in einer von dem Bediener bestimmten Wei­ se vorgewählten Funktionsabläufe bzw. Einstellwerte der Maschinen oder Ma­ schinenelemente abzufragen und über eine entsprechende Signalleitung Meß­ fühler-Schwellwertüberwachung-Klartextanzeige dem Bediener anzuzeigen. Durch eine geeignete nach dem Stand der Technik im Prinzip bekannte Codierung am Steuerungsgerät ist damit insbesondere eine Reduzierung der Leitungsanzahl von den jeweiligen Meßstellen zum Steuerstand möglich, vorzugsweise besitzt das Anzeigegerät lediglich acht Verbindungsleiter (Adern) zur Ansteuerung.

Um in das Steuergerät auch kurzfristig neue Befehle eingeben zu können, be­ sitzt dieses eine Eingabetastatur.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Steuerungsgerät mit einem löschbaren programmierbaren Festspeicher ausgestattet, der vorzugsweise auf einer in das Steuergerät einschiebbaren Karte enthalten ist.

Um nicht nur die Funktionsabläufe bzw. Einstellzustände der Maschinen oder Maschinenelemente überwachen zu können, sondern auch eine Information dar­ über zu erhalten, ob die Meßfühler, die Leitungen und die Schalter bzw. Schwellwertdetektoren funktionsfähig sind, oder ob nicht zum Beispiel ein Kabelbruch vorliegt, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Leuchtsegmentanzeige eine unabhängig von den bereits erwähnten Schaltsignalen auslösbare weitere Lichtanzeige aufweist, die Informationen über den Leitungszustand und die Funktionsbereitschaft der Meßfühler und/ oder Schalter geben kann. Vorzugsweise soll zur Überwachung der Leitungen, Meßfühler und/oder Schalter ein Taktgeber dienen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen, mit dem An­ zeigegerät am Steuerstand eines Schiffes verbundenen Schaltung,

Fig. 2 ein Steuerungsgerät mit einem lösbaren, programmierbaren Festspei­ cher, der auf einer hierein einschiebbaren Karte enthalten ist sowie die Leitungsverbindung zwischen dem Steuerungsgerät und dem Anzeigegerät,

Fig. 3 einen den Umschalter von einer Drahtüberwachung zur Anzeige betref­ fenden Schaltungsausschnitt und

Fig. 4 einen Steuerstand.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Maschinenraum 7 sechs Meßstel­ len angenommen worden, an denen Meßfühler 1-6 angeordnet sind, die elek­ trisch mit einer im Maschinenraum selbst vorgesehenen Anzeigevorrichtung 39 verbunden sind. Diese Anzeigevorrichtung besitzt einem jeden Meßfühler zu­ geordnet eine Lichtsignalanzeige, die bei einer Schwellwertübertretung auf­ leuchtet. Wie nach dem Stand der Technik bekannt, sind jeweils einige die­ ser Lichtanzeigen - hier jeweils drei - derart zusammengefaßt, daß die je­ weiligen Lichtanzeigen 9 und 10 am Steuerstand eines Schiffes eine Informa­ tion über den Überwachungsstand an den Meßfühlern 1-3 bzw. 4-6 geben. Der Schiffsführer am Steuerstand mit dem Anzeigegerät 8 kann jedoch anhand die­ ser Leuchtanzeige nicht feststellen, welcher der sechs Meßfühler einen Schwellwertüberschreitungszustand meldet.

Nach der vorliegenden Erfindung werden daher die jeweils von den Meßfühlern 1-6 ausgehenden Meßsignale über Leitungen 23-28 auf das Steuerungsgerät 12 gegeben, das die betreffenden dort ankommenden Signale je nach eingestell­ ter Steuerung auf einer numerischen oder alphanumerischen Leuchtsegmentan­ zeige 11 in Klartextanzeige abbildet. Im vorliegenden Falle zeigt die Klar­ textanzeige an, daß nach der Bedienungseinstellung Test 07 durchgeführt wor­ den ist und die Anweisung geben wird, den Öldruck auf 8,5 bar einzustellen. Der Schiffsführer kann nunmehr ohne weitere Rückfrage feststellen, um wie­ viel beispielsweise der Öldruck von den vorgeschlagenen 8,5 bar abweicht und ob eine entsprechende Regulierung erforderlich ist.

Das Steuerungsgerät besitzt im vorliegenden Falle eine Eingabetastatur mit Tasten 13-19, worüber z.B. eine konkrete Steuerung bzw. die Art (laufende Nummer) des durchzuführenden Tests eingegeben wird.

Das Steuerungsgerät 12 ist im vorliegenden Fall ferner durch einen lösch­ baren Programmierfestspeicher 21 komplettiert. Der Festspeicher kann - wie in Fig. 2 dargestellt - aber auch so vorgesehen werden, daß er auf einer Karte 20 angeordnet ist, die über einen entsprechend ausgebildeten Schlitz des Steuerungsgerätes 12 einschiebbar ist. Je nach gewünschtem Programm schiebt der Schiffsführer den entsprechenden Festspeicher (EPROM) ein und programmiert damit sein Anzeigefeld 11.

Nach Fig. 1 ist ferner auch ein Taktgeber mit dem Anzeigegerät 11 ver­ bunden, der - je nach Steuerung - Signale über die Leitungen 23-28 auf die Meßfühler 1-6 und/oder Schalter senden kann, um festzustellen, ob die ge­ nannten Schaltelemente funktionsfähig sind. Der Taktgeber 22 kann stetig pe­ riodisch seine Taktsignale aussenden und den Bauelementenzutand kontinuier­ lich auf dem Anzeigefeld 11 anzeigen, er kann jedoch, wie in Fig. 3 darge­ stellt, auch über einen Schalter 29 zuschaltbar sein, wobei die Leitung 38 den Stromkreis zur Leitungs- bzw. Bauelementeüberwachung schließt, hingegen die Leitung 39 symbolisch für die Meßwertanzeige von Einstellwerten und/oder Funktionsabläufen dient. Wie in Fig. 3 angedeutet, kann die Einstellung al­ ternativ herbeigeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet folgendermaßen:

Der Schiffsführer behält zunächst vor, nach welchem Programm er die Über­ wachung der Funktionsabläufe durchgeführt haben möchte. Dies geschieht durch Auswahl einer Karte 20, auf der das Steuerprogramm enthalten ist; diese Karte wird in den Chips des Steuerungsgerätes 12 eingeschoben. Je nach Programmvorwahl werden nacheinander die an bzw. in der Maschine ange­ ordneten Meßfühler abgefragt und deren Signale derart verarbeitet, daß sie in der Klartextanzeige 11 am Steuerstand angezeigt werden.

Der Schiffsführer kann jedoch auch über die Tastatur 12 eingeben, welcher Test, d.h. welche Meßfühlerabfrage, durchgeführt werden soll. Er erhält dann in unmittelbarer Antwort auf seine Abfrage die Auskunft: "Test 07 Öldruck auf 8,5 bar einstellen" (Einzelabfrage).

Vor jeder Maschinenüberwachung bzw. von Zeit zu Zeit wird der Bediener des Steuerstandes den Funktionszustand der Leitungen überprüfen wollen, was er durch Auslösung eines Taktsignals einleitet, das auf die Meßleitungen, Meß­ fühler und/oder Schalter gegeben wird. Je nachdem, ob das Taktsignal weiter­ geleitet wird, kann z.B. festgestellt werden, ob ein Kabelbruch vorliegt oder nicht.

Eine mögliche Anordnung einer Leuchtsegmentanzeige 11 in einem Steuerstand 40 ist in Fig. 4 dargestellt. Es ist er­ kennbar, daß die bekannten Lichtanzeiger 9, 10 lediglich zur Vermittlung der Information dienen, daß irgendwelche Werte Grenzwerte überschritten haben, während die Klar­ textanzeige der Bedienperson am Steuerstand die not­ wendigen Informationen für eine Entscheidung vermitteln.

Claims (19)

1. Verfahren zur Überwachung der Funktionsabläufe einzelner Maschinen oder Maschinenelemente in einem Maschinenraum, insbesondere eines Schiffes, mittels Meßfühlern, deren Signale über Schwellwertschalter und ggf. über weitere manuell betätigbare Schalter auf eine Anzeigevorrichtung im Maschi­ nenraum gegeben werden, von wo aus die Signale zusammengefaßt auf eine wei­ tere, außerhalb des Maschinenraumes an einem Steuerstand, insbesondere eines Schiffes, vorgesehene Anzeigevorrichtung geben werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signale einzeln oder seriell abgefragt und am Steuer­ stand in einer Klartextanzeige angezeigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klartext­ anzeige vor jeder Einzel- oder Serienabfrage frei programmiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Programmierbarkeit mittels eines EPROM durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Meßleitungen, Meßfühler und/oder Schalter ein Taktsignal gegeben wird, das bei ordnungsgemäßem Zustand der Leitungen, Meßfühler und/oder Schalter eine Anzeige am Steuerstand auslöst.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Taktsig­ nal periodisch, vorzugsweise ein Taktsignal pro Sekunde abgegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Taktsignal zuschaltbar ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Funktionen und/oder Zustände im Maschinenraum, einzeln oder seriell abgefragt werden: Die Ladeluft-, Schmieröl-, Steueröl-, Zylinderkopf-, Tur­ bokupplungs- und Kühlwassertemperatur bzw. -übertemperatur; Schmieröl-, Steueröl- (Motor-), Öl-, Kraftstoff-, Sperröl-, Steuer-, Anlaßluft-, Steuer­ luft- und Seewasserkühldruck; Niveau des Kühlwasserausgleichtankes, der Bil­ ge und des Lecköltankes, des Tages- und des Fäkalientankes; Leckbrennstoff; Stellung des Betriebsschalters (Ein-Aus); Lecköleinspritzleitung; Ausfall des Sicherheitssystems, des Ortnetzes, der Feuermeldeanlage und der Hallo­ anlage; Hafendiesel; Störung der Heizungsanlage; Unterspannung 24 V Anlage (Netzspannung); Filterseparator, Alarmquittierung; Seeventil-Feuerlösch­ pumpe geschlossen; Ankerwinde; (Zünd-)Drehzahl; Lampentest, Hupe.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlassen (Starten) und Stoppen der Schiffsmaschinen folgende Funktions­ abläufe und/oder Zustände überwacht werden: Öldruck, Druckschalter Öldruck­ minimum, Keilriemenriß, Endschalter, Zünddrehzahl, Überdrehzahl, Sperrschal­ ter am Diesel und Potentiometer: Vorglühzeit, Startzeit, Pausenzeit, Abstell­ zeit.

9. Schaltung zur Anzeige von Einstellwerten und/oder Funktionsabläufen, insbesondere Fehlerortungs- und/oder Schwelldetektor-Schaltung mit einem An­ zeigegerät in einem Schiff, wobei von manuell auslösbaren und/oder Schwell­ wert-Schaltern, die mit Meßfühlern (1-6) in einem Maschinenraum (7) elek­ trisch verbunden sind, Signale an das Anzeigegerät (8) an dem Steuerstand, insbesondere des Schiffes, weitergeleitet und an dem Anzeigegerät (8) eine Lichtanzeige (9, 10) ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzei­ gegerät (8) eine numerische oder alphanumerische mehrstellige Leuchtseg­ mentanzeige (11) , vorzugsweise in Form einer Klartextanzeige, aufweist.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leucht­ segmentanzeige (11) eine Lumineszenzdioden-(LED-) oder Flüssigkristall-An­ zeige ist.

11. Schaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtsegmentanzeige (11) eine selbstleuchtende 5 × 7 Punktmatrix aufweist, die bis zu 500 Textzeilen aufnehmen und ohne Betriebsspannung speichern kann.

12. Schaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß das Leuchtsegmentanzeigegerät (11) mit einem freiprogrammierbaren Steuerungsgerät (12) und/oder einem Drucker verbunden ist.

13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Steue­ rungsgerät (12) eine Eingabetastatur (13-19) aufweist.

14. Schaltung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsgerät (12) einen löschbaren programmierbaren Festspeicher (21) enthält.

15. Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Fest­ speicher auf einer in das Steuerungsgerät einschiebbaren Karte (20) enthal­ ten ist.

16. Schaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leuchtsegmentanzeige (11) eine unabhängig von den Schaltsigna­ len der manuell auslösbaren oder Schwellwert-Schalter (weitere) Lichtanzei­ ge über den Leitungszustand und die Funktionsbereitschaft der Meßfühler und/ oder Schalter aufweist.

17. Schaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzei­ gegerät mit einem Taktgeber (22) verbunden ist, der Signale über die Leitun­ gen (23-28), Meßfühler (1-6) und/oder Schalter sendet.

18. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktge­ ber (22) (quasi) kontinuierlich sendet oder über einen weiteren Schalter (29) zuschaltbar ist.

19. Schaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeich­ net, daß das Anzeigegerät (11) über 8 Verbindungsleiter (Adern) (30-37) an­ steuerbar ist.