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Steuerung des hydraulischen Hubwerkes von Schützen, Wehren, Schleusentoren
oder sonstigen Stauverschlüssen Die Erfindung betrifft eine Steuerung des hydraulischen
Hubwerkes von Schützen, Wehren, Schleusentoren oder sonstigen Stauverschlüssen.
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Der Schnellverschluß von Schützen oder Wehren im Falle von Katastrophen
oder das Anheben von Schleusentoren in Kanälen muß nach einem ganz bestimmten Gesetz
erfolgen. Ebenso wird häufig das Heben von Wehren über eine größere Strecke bzw.
das Verdrehen von Drehwehren, z. B. Sektorwehren oder Walzenwehren, über einen bestimmten
Winkel nach ganz bestimmten Gesetzen gefordert.
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Solche Anlagen werden mehr und mehr hydraulisch ausgeführt. Die Ursache
hierfür ist die Möglichkeit, auf hydraulischem Wege mit einfachen Mitteln große
Kräfte zu erzeugen, die Einfachheit hydraulischer Anlagen und ihre geringe Anfälligkeit
gegen Korrosion und Verschleiß und vor allen Dingen bei Verwendung geeigneter stufenlos
regelbarer Pumpen oder geeigneter Steuerventile die stufenlose Anpassung an alle
gewünschten Regelvorgänge.
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Eine besonders hohe Genauigkeit der hydraulischen Regelung wird dann
erreicht, wenn die hohe Reaktionsgeschwindigkeit elektrischer Steuerorgane zur Regelung
hydraulischer Anlagen hinzugezogen wird. Es kann dann in einfachster Weise mit kleinsten
elektrischen Leistungen, geringen Stromstärken und niedrigen Spannungen, also in
einer äußerst
betriebssicheren Anlage, das gewünschte Gesetz, cvelches
den Ablauf des Schließ- oder Hubvorganges orschreibt, über bekannte Wechselstrom-
oder Gleichstromübertragungsorgane, vor allen Dingen in der Form von Spannungsteilern,
gegebenenfalls unter Anwendung bekannter und bewährter Verstärker, in ein Organ
übertragen werden, welches das Ergebnis der elektrischen Messung in Verstellarbeit
für die Steuerung des hydraulischen Antriebes verwandelt.
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Ein geeignetes Organ hierfür ist z. B. die Tauchspule, bei welcher
die spannungsabhängige Stellung eines Magnetkerns benutzt wird, um eine kleine hydraulische
Steuernadel genau proportional der Stellung dieses Magnetkerns zu bewegen bzw. festzuhalten.
Diese Steuernadel wird benutzt, um durch Zuführen eines Steuerölstromes entweder
einen Servomotor direkt zu steuern oder einen um die Steuernadel herum angeordneten
Verstärkerkolben zum Antrieb eines größeren Steuerorgans fähig zu machen. Dieser
um die Nadel herum angeordnete Kolben folgt in bekannter Weise der Nadel durch geeignete
Ausführung der Ölzufuhr- und Abführkanäle der Nadel, d. h., seine Stellungen stimmen
mit hoher Genauigkeit mit der jeweiligen Stellung der Nadel bzw. mit der jeweiligen
Stellung des Magnetkerns der Tauchspule überein.
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An die Stelle eines solchen Organs mit Längssteuerbewegung kann auch
z. B. ein Organ mit drehender Bewegung treten, das an sich die gleichen Eigenschaften
aufweist.
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Elektrisch arbeitende Folgesteuerungen sind bekannt. Diese Folgesteuerungen
zeigen die Einstellung eines Scheinwerfers nach einer vorgegebenen Richtung bzw.
die Einstellung eines Geschützes nach einem von einem Kommandogerät an das Geschütz
übermittelten Wert. Bei beiden Folgesteuerungen wird die Führungsgröße und die Regelgröße
als Spannung abgebildet. Der Unterschied aus den beiden Spannungen setzt über einen
Verstärker einen Stellmotor so lange in Bewegung, bis die Stellung des zu steuernden
Objektes der Führungsgröße entspricht.
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Bekannte elektrisch arbeitende Programmtemperaturregler werden bei
Arbeiten verwendet, bei denen hohe Temperaturen auftreten und diese Temperaturen
nach einem bestimmten Verlauf, und zwar hinsichtlich Zeit und Höhe, geregelt werden
sollen. Diese Regelung erfolgt mittels einer elektrischen Vorsteuerung. Nach einem
vorgegebenen Programm mittels einer elektrischen Vorsteuerung einen gewünschten
Vorgang zu regeln, ist somit ebenfalls bekannt.
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Bei den bekannten Folgesteuerungen handelt es sich darum, einen gewünschten,
von einer Kömmandostelle eingestellten Wert konstant zu halten oder einen dauernd
variierenden, vom Geber kommenden Wert nachzuahmen. Nach der Erfindung soll eine
Steuerung des hydraulischen Hubwerkes von Schützen, Wehren, Schleusentoren oder
ähnlichen Einrichtungen geschaffen werden, durch die große Massen sanft anlaufen,
mit Rücksicht auf bestimmte Wasserverhältnisse nach einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprogramm
bewegt, vor Erreichung der Einstellung abgebremst und mit geringstmöglicher Geschwindigkeit
in die Endlage gefahren werden.
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Die Erfindung liegt in der Anwendung der an sich bekannten Folgesteuerungen
bei der Steuerung des hydraulischen Hubwerkes von Stauverschlüssen in der Weise,
daß das vorgegebene Öffnungs- oder Schließprogramm mittels einer elektrischen Vorsteuerung
abläuft und ein elektrisches Fernübertragungssystem so beeinflußt, daß die von einem
zweiten Fernübertragungssystem zurückgemeldete tatsächliche Stellung des Schützes,
Wehres, Schleusentores oder eines sonstigen Stauverschlusses, gegebenenfalls unter
Verwendung eines Verstärkers, an ein Tauchspul- oder ein ähnliches Organ gegeben
wird,-von dem aus eine hydraulische Vorsteuerung, gegebenenfalls mit hydraulischer
Verstärkung, das hydraulische Hauptsteuerorgan so beeinflußt, da.ß die Stellung
des gesteuerten Schützes, Wehres, Schleusentores oder eines ähnlichen Organs mit
der von der Programmsteuerung vorgegebenen Lage übereinstimmt.
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Vorgesehen ist die Vorgabe des Geschwindigkeitsablaufs für eine elektrische
Vorsteuerung und deren Übertragung durch geeignete elektrische bekannte Mittel auf
eine Tauchspule od. dgl., welche die Steuerung einer hydraulischen Pumpe oder von
hydraulischen Ventilen derart beeinflußt, daß der Steuervorgang von der Großanlage,
bestehend aus Schützen, Wehren, Schleusentoren usw., innerhalb geringster Fehlergrenzen
kopiert wird. Notwendig ist dazu, daß die tatsächliche Stellung des gesteuerten
Schützes od. dgl. in jedem Augenblick durch einen entsprechenden elektrischen Rückmelder
an das elektrische Steuersystem zurückgegeben wird. Dadurch wird eine genaue Geschwindigkeitssteuerung
oder auch eine genaue Wegsteuerung herbeigeführt. In vielen Fällen kann man sich
mit der Geschwindigkeitssteuerung begnügen, während in anderen Fällen eine genaue
Wegsteuerung erforderlich ist.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende: Durch
einen kleinen Elektromotor wird ein Getriebe, z. B. eine Hubkurve, so angetrieben,
daß das verlangte Programm innerhalb einer Umdrehung, d. h. innerhalb Zurücklegung
eines Winkels von 36o° an der Programmkurve in der vorgeschriebenen Zeit erfüllt
ist. Die Programmkurve, auf welcher die Gesetzmäßigkeit des Schließ-oder Hubvorganges
mit hoher Genauigkeit wiedergegeben ist, beeinflußt z. B. ein Potentiometer oder
einen Drehtransformator. Hierdurch wird jeder Stellung der Programmkurve eine bestimmte
Spannung zugeordnet. Von dem gesteuerten Schütz od. dgl. wird ein Rückmelder beeinflußt,
der genauso aufgebaut ist wie das Potentiometer oder der Drehtransformator am Programmsteuergerät.
Es gehört also ebenfalls zu jeder Stellung des Schützes od. dgl. eine bestimmte
Stellung des zugeordneten Rückmelders und damit eine bestimmte Spannung. Diese beiden
Spannungen werden miteinander verglichen und das Ergebnis dieses Vergleiches durch
einen geeigneten
Verstärker multipliziert. Die verstärkte Spannungsdifferenz
wird nun in eine Tauchspule geführt.
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Ist die Differenz Null, d. h. stimmt die Stellung des Schützes, Wehres
oder Schleusentores mit der vom Programm vorgeschriebenen Stellung \>ollständig
überein, dann findet keine Änderung in der Steuerung statt, weil die Tauchspule
oder das ähnliche elektrische Gerät, von dem die elektrische Steuernadel beeinflußt
wird, in die Nullstellung geht und die hydraulische Steuernadel die entsprechenden
Kanäle schließt, so daß kein Ölstrom zu Steuerzwecken abgegeben wird.
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Ist jedoch ein Spannungsunterschied da, dann stellt sich die Tauchspule
bzw. die dadurch beeinflußte Steuernadel sinngemäß ein und leitet einen Ölstrom,
der von einer beliebigen Ölquelle geliefert werden kann, in die Steuerung der hydraulischen
Anlage. Die hydraulische Anlage wird dann gezwungen, eine Stellungskorrektur hervorzurufen,
so lange, bis keine Spannung mehr von der elektrischen Steuereinrichtung an die
Tauchspule gemeldet wird.
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Es ist vorgesehen, das gleiche System bei mehreren miteinander organisch
zusammengehörenden Schützen, Wehren oder Schleusentoren zii verwenden, wenn gleichzeitig
nach dem gleichen Prog#7amni alle zusammengehörenden Schützen usw. öffnen oder schließen
sollen. Man wählt zu diesem Zweck in ein. facher Weise ein Leitschütz und gibt an
das Leitschütz das Kommando entsprechend dem beschriebenen Vorgang. Die tatsächlichen
Bewegungen des Leitschützes werden nun von dem Rückineldegeber des Leitschützes
mit den tatsächlichen Stellungen der übrigen Schütze usw. verglichen und mit einer
wie oben bereits beschriebenen elektrischen Steuerung über den Verstärker an die
Tauchspule gemeldet. Jede Abweichung der Stellung der abhängigen Schütze vom Leitschütz
wird durch die elektrische Steuerung innerhalb der gewünschten Genauigkeit auskorrigiert,
so daß tatsächlich eine weitgehende Übereinstimmung und Erfüllung des Schließprogramms
auch für mehrere Schütze, Wehre usw. herbeigeführt werden kann, ohne daß dafür die
Anwendung mehrerer Leitkurven erforderlich wird.