DK150864B - Styresystem, isaer til brug paa skibe - Google Patents

Description

150864 i

Opfindelsen angår et styreanlæg,såsom en maskin-telegraf til styring af en indretning, især på et skib, og omfattende flere styreorganer, der er elektrisk forbundne med hinanden og med indretningen, der skal styres, og hvor hvert styreorgan er 5 forsynet med en sender, og af den art, hvor ethvert styreorgan kan fungere som en ordregiver, og hvor de øvrige styreorganer, når de ikke fungerer som ordregiver, vil følge efter ordregiveren drevet af hvert sit drivorgan, og hvor hver sender endvidere er forbundet til hvert sit styrekredsløb, der kan 10 afgive et styresignal, der afhænger af en positionsforskel.

Anlæg af denne art anvendes især i forbindelse med maskintele-grafer og styrehåndtag til fjernkontrol af maskine og/eller drejelige skrueblade ombord på et skib.

15

Fra GB-Ps 1.280.556 kendes et servosystem til en maskintele-graf med flere styrepunkter - med en "slave", der er forbundet elektrisk, hydraulisk eller pneumatisk til styrepunkterne -med organer til at afføle en afvigelse for et vilkårligt styre-20 punkt fra den position, der er indstillet af slaven, for at bevirke, at slaven følger det pågældende styrepunkt - og med organer til at bevirke, at de resterende styrepunkter følger slaven. Anlægget virker således, at når et af styrepunkterne hvis position afføles af en transducer, ændrer position, 25 viser denne ændring sig som et udgangssignal på en differensforstærker. Differensforstærkerne sammenligner positionssignaler fra hvert styrepunkt med et fælles positionssignal fra "slavens" transducer.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe 30 et anlæg, som er mere nøjagtigt og mere pålideligt end de kendte anlæg.

Styreanlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at der til hver sender hører et separat følgeorgan og en servomotor, 35 hvilket følgeorgan er permanent koblet til servomotoren, og ved at hver sender og dens tilhørende følgeorgan er udformet 2 150864 som potentiometre, hvis variable udgangsspænding tilføres hver sin indgang på styrekredsløbene, og hvis bevægelige potentiometerarme kan sammenkobles mekanisk af koblingsorganer, og hvilke styrekredsløb på deres udgange er forbundet til 5 kredsløbsorganer, der er indrettet til at afføle, når en sender afgiver et ordresignal, og til at aktivere et sæt forstærkere til at drive servomotorerhe for at bringe følgeorganerne i overensstemmelse med den påvirkede sender, og hvilket kredsløbsorgan endvidere er indrettet til at bevirke en sammenkob-10 ling mellem de ikke påvirkede senderes potentiometerarme og deres følgeorganers potentiometerarme, men undlader at sammenkoble den påvirkede senders potentiometerarm med dens følgeorgans potentiometerarm. Derved opnås et mere pålideligt system end hidtil kendt, og hvert af styreorganerne kan arbejde som ordre-15 giver, selv om et eller flere af følgeorganerne skulle svigte.

Hvert styreorgan er et potentiometer, hvis bevægelige potentiometerarm fortrinsvis er forbundet med et styrehåndtag.

20 For at undgå, at et lille, tilfældigt udsving i et af styre organerne skal resultere i, at de andre styreorganer følger dette organ, er kredsløbsorganerne indrettet til kun at aktivere de drivende forstærkere, når et styresignal fra et styreorgan overskrider en forudbestemt tærskelværdi.

25

Fortrinsvis er et forsinkelseskredsløb indrettet til at definere en tidsperiode, i hvilken påvirkningssignaler til drivorganerne og koblingsorganerne kan frembringes, efter at styresignalet er faldet til en værdi under den forudbestemte tærskel-30 værdi. Derved muliggøres en efterjustering eller finjustering af et for nylig påvirket styreorgan.

Når et styre:organ påvirkes, kobles systemets andre styreorganer sammen med hvert sit tilknyttede følgeorgan for at 35 følge indstillingen af det påvirkede styreorgan. Når et antal styreorganer aktiveres samtidigt, vil ét af de aktiverede 3 150864 styre:organer have præference i overensstemmelse med en given prioritet, der er fastsat i et kredsløb, hvorved de øvrige styreorganer følger præferenceorganet.

5 Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvis ning til tegningen, hvor fig. 1 viser et udførelseseksempel af opfindelsen, 10 fig. 2 en udførelsesform for et kredsløb ifølge fig. 1, fig. 3 en udførelsesform for et andet kredsløb ifølge fig. 1.

Det viste udførelseseksempel omfatter tre styreorganer, der 15 hver har en skalværdigiver bestående af et potentiometer, henholdsvis 1,2,3, med en potentiometerarm, der er forbundet med et styrehåndtag, l'^'^'. Hvert styreorgan kan kobles sammen med et følgeorgan, der udgøres af et potentiometer, 7,8,9 med en potentiometerarm, også kaldet følgearm, 7',8',9', 20 der er forbundet med en servomotor henholdsvis 4,5,6. Stillin gen af potentiometrene 1 og 7, 2 og 8, 3 og 9 sammenlignes i differensforstærkere henholdsvis 10,11 og 12. Disse differensforstærkere frembringer på udgangen et styresignal, når differensen overskrider en given tærskelværdi.

25 Når styrehåndtaget 1', der er forbundet med den bevægelige arm på potentiometeret 1, påvirkes, vil forskellen i potentiometrenes 1 og 7 stilling resultere i en styrespænding på udgangen af forstærkeren 10. Denne styrespænding overføres via 30 et kredsløb 24 til et kredsløb 25 og til forstærkerne 14,15 samt 19,20,21. Kredsløbet 24 er indrettet således, at en styrespænding fra forstærkeren 10 ikke vil overføres til forstærkeren 13. Tilsvarende gælder det, at en styrespænding fra 11 ikke overføres til 14, og en styrespænding fra 12 vil ikke 35 overføres til 15. Forstærkerne 14 og 15 vil således frembringe et udgangssignal, der aktiverer koblingerne 17 og 18.

150864 4 for styresignalerne på deres anden indgang. Disse styresignaler kommer via 68,69,70 fra kredsløbet 25, der viderefører differenssignalerne fra potentiometerparrene 1,7, 1,2 og 1,3. Forstærkerne 19,20 og 21 styrer servomotorerne 4,5 og 6. Hver 5 servomotor 4,5 og 6 ændrer indstillingen af det tilhørende følgepotentiometer 7,8 og 9·i overensstemmelse med den nye indstilling af potentiometeret 1. Da koblingerne 17 og 18 er aktiverede, er styrepotentiometrene 2 og 3 tvunget til at indstille sig ligesom følgepotentiometrene 8 og 9 .

10 På tilsvarende måde vil en påvirkning af styrehåndtaget til styrepotentiometeret 2 bevirke, at koblingerne 16 og 18 sammenkobler potentiometrene 1 og 7 samt 3 og 9. Differenssignaler mellem potentiometerparrene 2,1, 2,8, 2,3 vil via forstærker-15 ne 19,20,21 drive servomotorerne 4,5,6, indtil forskellen er udlignet.

Styreforstærkernes 19,20,21 udgangssignaler kontrolleres i et kredsløb 22. Udgangssignalet fra kredsløbet 22 indikerer, 20 når udgangssignalerne fra forstærkerne 19,20 og 21 er nul, dvs. når indstillingen af de påvirkede skalværdigivere svarer til følgeorganernes. I dette tilfælde danner et forsinkelseskredsløb 23 et tidsstyringssignal U, der føres tilbage via et sæt ledninger 54 til forstærkerne 10,11 og 12. Så længe dette 25 signal varer ved, er disse forstærkere aktiverede (enabled), selv om differenssignalet falder under tærskelværdien. Som følge heraf kan der i denne tidsperiode foretages en finjustering. Forstærkernes 10,11 og 12 udgangssignal føres gennem kredsløbet 24, således at ved sammenfald af differenssignaler 30 fra forstærkerne 10,11 og 12 får ét af signalerne præference i overensstemmelse med en forudbestemt rækkefølge. Hvis en af motorerne svigter, kan det tilhørende styrehåndtag stadig påvirke skalværdigiveren, hvad der forbedrer styreanlæggets pålidelighed.

Normalt vil et af styrehåndtagene være forbundet til indretnin- 35 5 150864 gen, der skal styres, f.eks. en fremdrivningsmaskine eller styreorganer til skrueblade.

I det følgende skal opbygning og funktion af kredsløbene 24,25 5 forklares nærmere under henvisning til fig. 2 og 3.

Hvis styrehåndtaget 1', der er forbundet til potentiometeret 1 , påvirkes, vil en forstærker 10 afgive en styrespænding, der er bestemt af forskellen i indstilling mellem potentiome-10 trene 1 og 7. Styrespændingen fra forstærkeren 10 føres til en terminal 26 på et kredsløb 24 og sender strøm igennem en spole 27 i et relæ 27 som vist i fig. 2. Dermed trækker relæet 27, og en spænding V overføres til emitterne af transistorer 30,32,33 gennem en diode 28. Endvidere tilføres gennem en 15 diode 34 den samme spænding V til basis af transistoren 30. Eftersom basis og emitter på transistoren 30 nu har samme spænding V, vil transistoren 30 ikke lede.

Basis af transistoren 32 såvel som basis af transistoren 33 20 er gennem modstande henholdsvis 35,36 forbundet til en anden spændingskilde med passende lav spænding U. Disse transistorer vil være ledende, og der går derfor strøm i spolerne i relæerne 37 og 38. Dermed trækker relæerne 37 og 38. Relæerne 37 og 38 sidder i kredsløbet 25 og bevirker, at terminalen 25 61 forbindes med 69, og terminalen 62 forbindes til 70. Endvidere vil der være spænding på udgangsterminalerne 39 og 40, der igen er forbundet til indgange på· forstærkerne 14 og 15. Disse forstærkere aktiverer koblingerne henholdsvis 17 og 18.

30 Koblingerne 16,17 og 18 kan sammenkoble styrehåndtag l',2',3' og følgearme 7',8', 9'på potentiometrene 1,2,3 og 7,8,9. Dette er antydet i den neaerste del af fig. 1 med punkteret streg og i fig. l’s øvre del ud for motorerne 4,5 og 6.

35 Kredsløbet 24 er altså indrettet således, at en styrespænding fra forstærkeren 10 ikke vil overføres til forstærkeren 13, men kun til forstærkerne 14 og 15. Tilsvarende gælder det, 150864 6 til forstærkeren 14, og en styrespænding fra forstærkeren 12 ikke vil overføres til forstærkeren 15.

Efter en påvirkning af styrehåndtaget 1' vil forstærkerne 5 14 og 15 således frembringe et udgangssignal, der aktiverer koblingerne 17 og 18, således at styrehåndtagene 2' og 3' kobles til følgearmene 8' og 9'. En bevægelse af følgearmene 8' og 9' vil altså medføre en tilsvarende bevægelse af styrehåndtagene 2' og 3'. Derimod kobles styrehåndtaget 1 ikke til 10 følgearmen 7', da styrehåndtaget 1' bliver påvirket direkte af operatøren i det foreliggende eksempel.

Forstærkerne 19,20 og 21 kan påvirkes af et fælles spærre/ enable-signal på en ledning 41, der udgår fra kredsløbet 24.

15 Ledningen 41 ligger normalt på spændingen V, men når ét af styrehåndtagene påvirkes, f.eks. 1', og relæet 27 er trukket, er spændingen til ledningen 41 afbrudt. Herved aktiveres (enables) forstærkerne 19,20 og 21. Disse forstærkere modtager på den viste indgang til venstre via ledninger 68,69,70 styresignaler 20 via kredsløbet 25, og disse styresignaler svarer til forskellen mellem spændingerne fra potentiometrene 1 og 7, 1 og 2 og 1 og 3. Disse styresignaler tilføres forstærkerne fra udgangsterminalerne 68,69,70 på kredsløbet 25, der via relæerne 31, 37,38 viderefører udvalgte spændinger fra ledningerne 60 til 25 65. Operationsforstærkerne 19,20,21 har tilbagekoblingskreds løb 50,51,52. Forstærkerne afgiver udgangsspænding til tre servomotorer 4,5,6, der kan dreje følgearmene 7^8^91 på potentiometrene 7,8,9. Servomotorerne 4,5,6 er permanent koblet til følgearmene. I det foreliggende eksempel, hvor styrehånd-30 taget 1' påvirkes, aktiveres koblingerne 17 og 18, og poten tiometrene 2 og 3 vil derfor dreje sammen med følgepotentiometrene 8 og 9. Når forskellen mellem spændingerne over potentiometrene 1 og 2 og 1 og 3 er blevet nul, vil servomotorerne standse, og alle potentiometrene 1, 7,2,8,3,9 vil have samme 35 position - indtil et af styrehåndtagene l',2’ eller 3' igen påvirkes af en operatør.

Claims (5)

150864 Patentkrav .

1. Styreanlæg, såsom en maskin-telegraf, til styring af en indretning, især på et skib, og omfattende flere styreorganer (1,2,3), der er elektrisk forbundne med hinanden og med indretningen, der skal styres, og hvor hvert styreorgan er forsynet 5 med en sender (skalværdigiver 1,2,3), og af den art, hvor ethvert styreorgan kan fungere som en ordregiver, og hvor de øvrige styreorganer, når de ikke fungerer som ordregivere, vil følge efter ordregiveren drevet af hvert sit drivorgan (4,5,6), og hvor hver sender (1,2,3) endvidere er forbundet til hvert 10 sit styrekredsløb (10,11,12), der kan afgive et styresignal, der afhænger af en positionsforskel, kendetegnet ved, at der til hver sender (1,2,3) hører et separat følgeorgan (7,8,9) og en servomotor (4,5,6), hvilket følgeorgan er permanent koblet til servomotoren, og at hver sender og dens 15 tilhørende følgeorgan er udformet som potentiometre (1,2,3,7,8,9) hvis variable udgangsspænding tilføres hver sin indgang på styrekredsløbene (10,11,12), og hvis bevægelige potentiometerarme (1' ,2' ,3' ,7' ,8' ,9.' ) kan sammenkobles mekanisk af koblingsorganer (16,17,18), hvilke styrekredsløb (10,11,12) på deres 20 udgang er forbundet til kredsløbsorganer (24,25), der er ind rettet til at afføle, når en sender afgiver et ordresignal, og til at aktivere et sæt forstærkere (19,20,21) til at drive servomotorerne (4,5,6) til at bringe følgeorganerne i overensstemmelse med den påvirkede sender (1,2 eller 3), og hvil-25 ke kredsløbsorganer · (24) endvidere er indrettet til at bevirke en sammenkobling mellem de ikke påvirkede senderes potentiometerarme og deres følgeorganers potentiometerarme, men undlader at sammenkoble den påvirkede senders potentiometerarm med dens følgeorgans potentiometerarm. 30

2. Styreanlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at i hvert styreorgan er senderen forbundet med et styrehåndtag (1\2\3'). 150864

3. Styreanlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kredsløbsorganerne (24) er indrettet således, at de kun aktiverer de drivende forstærkere (19,20,21), når et styresignal fra et styreorgan (1,2,3) overskrider en forudbestemt 5 tærskelværdi.

4. Styreanlæg ifølge krav 3, kendetegnet ved et forsinkelseskredsløb (23) indrettet til at definere en tidsperiode, i hvilken påvirkningssignaler til drivorganerne 10 (4,5,6) og koblingsorganerne (16,17,18) kan frembringes, efter at styresignalet på udgangen af det første sæt styrekredsløb (10,11,12) er faldet ned under den forudbestemte tærskelværdi.

5. Styrekredsløb ifølge et eller flere af kravene 1-4, 15 kendetegnet ved, at det omfatter et præferencekredsløb (24) til at fastsætte rækkefølgen i tilfælde af samtidig påvirkning af styreorganerne. 20