NO157316B - Anordning for overvaaking av et rorstyreanlegg. - Google Patents

Description

Krets for overvåkning av roranlegg til vannfar-tøyer såvel som for utløsning av en alarm ved opptreden av feil, idet kretsen er av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Ved et efter prinsippet for bortstyring arbeidende rorstyreanlegg blir den ønskede rorvinkel gitt.på forhånd ved en tilsvarende dreining a<y> et på broen anordnet håndratt. En av håndrattet betjent vinkelgiver leverer et til den ønskede vinkelstilling av roret svarende nominellverdisignal. Ror-styreanleggets styresystem reagerer på nominellverdisignalet og bevirker at rormaskinen for eftersvingning av roret bringes i den vinkelstilling som svarer til nominellverdisignalet.

Hvis styreanlegget som følge av feil ikke bringer roret i samsvar med nominellverdisignalet, må dette hurtigst mulig indikeres.

Fra DOS 2.724.990 er det allerede kjent en overvåkningsanordning av den innledningsvis nevnte art, hvor det ved hjelp av en analogregnekopling simuleres et signal som gjengir den ved det på forhånd gitte nominellverdisignal for den ventede bevegelse av roret. Øyeblikksstillingen av roret utledes måleteknisk ved hjelp av en vinkelmottager. Det fra vinkelmottageren leverte øyeblikksverdisignal blir sammen-

lignet med det av analogregnekoplingen leverte simulerte signal, slik at det utløses alarm hvis differansen mellom de to signaler overskrider en forhåndsbestemt verdi. For å sikre pålitelig funksjon må de enkelte komponenter i analogregnekoplingen for simulering av rorbevegelsen med hensyn til sin virkemåte være mest mulig nøyaktig virkemåten av de mekaniske komponenter i rorstyreanlegget. Særlig må ved valgvis drift av rormaskinen med en eller flere pumper, analogregnekoplingen kunne omkoples tilsvarende.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en overvåkningsanordning av den innledningsvis nevnte art, hvor det for pålitelig utløsning av alarm bare tas i betraktning den ønskede vinkelstilling som svarer til nominellverdisignalet og den faktiske vinkelstilling av roret svarende til øyeblikks-verdisignalet.

Dette oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse ved en krets av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1.

Ved over-våkningsanordningen ifølge oppfinnelsen blir kontinuerlig utledet vinkeldifferansen mellom nominell-stillingen og øyeblikksstillingen av roret og samtidig også rorets svingehastighet. Hvis vinkeldifferansen overskrider en forhåndsbestemt verdi og rorets svingehastighet enda ikke har nådd en bestemt minsteverdi under'.hensyntagen til en under roran-leggets reaksjonstid bestemt tid., utløses alarmen. Betjenings-personalet blir også som følge av den måleteknisk utledede vinkeldifferans og rorsvingehastigheten varslet tidlig nok,

hvis rorstyreanlegget arbeider feilaktig. Alarmen uteblir hvis roret ved en forhåndsbestemt reaksjonstid av rorstyreanlegget svinges med en bestemt minstehastighet i en retning som minsker vinkeldifferansen mellom nominellverdien og øyeblikks-verdien.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå

av kravene 2-3.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere

under henvisning til tegningen, som viser et blokkskjema for en utførelsesform av oppfinnelsen.

Det som vinkelgiver anordnede potensiometer 1 blir ved innstilling av håndrattet på broen innstillet på samme måte som vinkelgiveren i rorstyreanlegget. Som vinkelmottaker tjener likeledes et potensiometer 2 som innstilles i samsvar med svingningen av rorakselen. Begge potensiometerne 1 og 2 blir matet fra en og samme likespenningskilde 3- Glidekontakten på potensiometeret 1 leverer en spenning som svarer til en av håndrattet bestemt nominell vinkel og denne spenning til-føres en inngang i en differensialforsterker 4 mens glidekontakten på potensiometeret 2 leverer en spenning som svarer til rorets vinkelstilling i øyeblikket, og denne spenning tilføres den andre inngang i differensialforsterkeren 4. Fra utgangen i differensialforsterkeren h leveres en spenning hvis amplitude og polaritet er avhengig av vinkeldifferansen mellom nominellvinkelen fra vinkelgiveren og rorets vinkel i øyeblikket fra vinkelmottakeren. Denne utgangsspenning fra differensialforsterkeren 4 tilføres inngangen i en grenseverdikopling 5 som leverer et feilsignal hvis vinkeldifferansen mellom vinkelgiveren og vinkelmottakeren overskrider en forhåndsbestemt grenseverdi. Grenseverdikoplingen 5 inneholder et grenseverdiledd 6 med positiv reaksjonsterskel og et grenseverdiledd 7 med negativ reaksjonsterskel og danner således en vindusdiskrimina-tor hvis positive og negative reaksjonsterskel innstilles på null ved hjelp av et potensiometer 8. Grenseverdileddene 6 og 7 kan f.eks. være Schmitt-triggere. Fra utgangen i grenseverdileddet 6 leveres et feilsignal L, når utgangsspenningen fra differensialforsterkeren 4 overskrider en innstilt positiv reaksjonsterskel. I motsetning hertil opptrer på utgangen av grenseverdileddet 7 et feilsignal L når utgangsspenningen overskrider den negative reaksjonsterskel. Hvis således differansen mellom nominellvinkelen og øyeblikksvinkelen er større enn det ved hjelp av potensiometeret 8 innstilte terskelområde, opptrer det alt efter polariteten av vinkeldifferansen et feilsignal L på den ene eller andre utgang fra grenseverdikoplingen 5.

Den på glidekontakten av potensiometeret 2 opp-tredende spenning blir også tilført et differensieringsledd 9 hvis utgangsspenning tilsvarer endringshastigheten av inngangssignalet og dermed svingehastigheten av roret. Utgangsspenningen fra differensieringsleddet 9-tilføres inngangen i

en grenseverdikopling 10 hvis oppbygning svarer til grenseverdikoplingen 5, og består av et grenseverdiledd 11 med positiv reaksjonsterskel og et grenseverdiledd 12 med negativ reaksjonsterskel. Den positive og negative reaksjonsterskel for grenseverdileddene 11 og 12 er innstillbar symmetrisk til null ved hjelp av et potensiometer 13-

På utgangen fra grenseverdileddet 11 leveres et feilsignal H så lenge roret ikke svinges med en av reak-sj onsterskelen bestemt minstesvingehastighet i en retning.

På samme måte leverer utgangen fra grenseverdileddet 12 et feilsignal H så lenge roret ikke svinges en forhåndsbestemt minstesvingehastighet i den andre retning. Når roret svinges med den forhåndsbestemte minstehastighet i den ene eller annen retning opptrer det på utgangen av grenseverdileddet 11 eller 12 et feilsignal L.

Utgangssignalene fra de to grenseverdikoplinger

5 og 10 tilføres en bedømmelseskopling 14 som leverer et styresignal for en alarminnretning, hvis vinkeldifferansen mellom vinkelgiveren og vinkelmottakeren overskrider en bestemt verdi og roret ikke svinges med den forhåndsbestemte minstehastighet, i den retning som er tilordnet polariteten av vinkeldifferansen. Bedømmelseskoplingen 14 inneholder to eksklusive NOR-porter 15 og 16 med en efterfølgende NAND-portkrets 17. Utgangen fra grenseverdileddet 6 er forbundet med den ene inngang og utgangen fra grenseverdileddet 11 er forbundet med den andre inngang i den eksklusive NOR-porten 15, mens utgangen fra grenseverdileddet 7 er forbundet med den ene inngang og utgangen fra grenseverdileddet 12 er forbundet med den andre inngang i den eksklusive NOR-porten 16. NAND-portkret sen 17 er forbundet med sin ene inngang til utgangen fra den eksklusive NOR-porten 15 og med sin andre inngang forbundet med utgangen fra den eksklusive NOR-porten 16. De fra de to grenseverdikoplinger 5 og 10 leverte logikksignaler blir også tilført bedømmelses-koplingen 14 på sådan måte at det på utgangen av NAND-portkret sen 17 bare oppstår et feilsignal H når en av de to eksklusive NOR-portkretser 15 eller 16 påtrykkes forskjellige logikksignaler, dvs. såvel et feilsignal L fra grenseverdikoplingen 5 som et feilsignal H fra grenseverdikoplingen 10. Selve alarminnretningen er ikke vist på tegningen men styres av utgangssignalet fra bedømmelseskoplingen 14 via en NAND-portkrets 18 som leverer et utløsningssignal L til alarminnretningen, hvis samtlige innganger påtrykkes et feilsignal H. NAND-portkretsen 18 har foruten inngangen som er forbundet med utgangen fra.bedømmelseskoplingen 14 to ytterligere innganger, av hvilke den ene er forbundet med utgangen fra en innkoplingsenhet 19 og den andre med utgangen fra tidsleddet 20.

En matespenningskilde som er anordnet for strøm-forsyning av overvåkningsanordningens elektroniske komponenter leverer ved slutning av en bryter i innkoplingsenheten 19, en spenning som via ledningen 23 tilføres de enkelte komponenter.

Innkoplingsenheten 19 inneholder en triggerkopling 24 som

efter slutning av bryteren 22 via et forsinkelsesledd av første orden som består av en motstand 25 og en kondensator 26, påtrykkes spenning. Ved slutning av bryteren 22 blir altså først de enkelte elektroniske komponenter via ledningen 23 forsynt med matespenning. Sålenge spenningen på inngangen av triggerkoplingen 24 enda ikke har nådd utløsningsterskelen vil utgangen som står i forbindelse med NAND-portkretsen 18

bli påtrykt et feilsignal L. Efter et tidsrom som er bestemt . av forsinkelsesleddet nås triggerspenningsterskelen hvoretter det pa utgangen av innkoplingsenheten 19 opptrer et feilsignal H.

Tidsleddet' 20 styres av en eksklusiv NOR-portkrets 27, som med sin ene inngang er forbundet med utgangen fra grenseverdileddet 6 og med den andre inngang er forbundet med utgangen fra grenseverdileddet 7 i grenseverdikoplingen 5. Tidsleddet 20 inneholder en oscillator 28, en binærteller 29 for telling av pulsene som leveres fra oscillatoren 28, og en dekoder 30 som står i forbindelse med utgangen fra den binære teller og som er innstillbar ved hjelp av en brytergruppe 31. Koplingskontakten i de enkelte brytere i brytergruppen 31 står

i forbindelse med inngangene i NAND-Port 32, hvis utgang er forbundet med en inngang i NAND-portkretsen 18.

Tidsleddet 20 reagerer når grenseverdikoplingen

5 leverer et feilsignal L fordi det da på utgangen fra portkretsen 27 opptrer et feilsignal H ved hjelp av hvilket oscillatoren 28 startes og binærtelleren teller de fra oscillatoren 28 leverte pulser. Telleren 29 stoppes når stoppeinngangen 33 påtrykkes et feilsignal H. Telleren til-bakestilles når tilbakestillingsinngangen 34 påtrykkes et feilsignal H. Stoppinngangen 33 står i forbindelse med utgangen fra en NAND-portkrets 35 som med sin ene inngang er forbundet med utgangen fra portkretsen 27 og med sin andre inngang er forbundet med utgangen fra en portkrets 36, hvis inngang står i forbindelse med utgangen fra NAND-portkretsen 32. Tilbakestillingsinngangen 34 står i forbindelse med utgangen fra en NAND-portkrets 37 som med sin ene inngang er forbundet med utgangen fra portkretsen 27 og med sin andre inngang er.forbundet med utgangen fra innkoplingsenheten 19-

Efter at tidsleddet 20 er aktivert ved et feilsignal

L på en av de to utganger i grenseverdikoplingen 5a teller telleren 29 pulsene som leveres fra oscillatoren 28 inntil en telletilstand som er stilt inn i brytergruppen 31 er nådd.

Når den innstilte telletilstand er nådd opptrer det på utgangen av NAND-portkretsen 32 et feilsignal H som via portkretsen 36

og NAND-portkretsen 35 stopper telleren og muliggjør utløsning av alarminnretningen, hvis det på utgangen av bedømmelseskop-lingen 14 opptrer et styresignal.

Tidsleddet 20 sørger altså for at alarminnretningen kan utløses av et styresignal fra utgangen av bedømmelseskoplingen 14 efter forløpet av en forhåndsbestemt tid. Denne tid er nødvendig fordi det efter ordren om en rorvinkel forløper noen tid, f.eks. et par sekunder før rormaskinen starter og roret kan svinges med en bestemt minstehastighet. Uten å ta hensyn til denne tid ville det ved ordre om en større rorvinkelendring bli avgitt alarm i kort tid, fordi ikke bare grenseverdikoplingen 5, men også grenseverdikoplingen 10 under rormaskinens start ville levere et feilsignal. Den tidsforsinkelse som tidsleddet 20 bevirker er valgt slik at ved feilfri arbeids-

måte av rormaskinen svinges roret med den nødvendige minstehastighet, slik at efter forløpet av forsinkelsestiden på utgangen av bedømmelseskoplingen 14 kan styresignalet for alarminnretningen ikke lenger opptre fordi grenseverdikoplingen 10

1 mellomtiden ikke har levert feilsignal.

Hvis det i roranlegget foreligger et stoppested

og dette opptrer før forløpet av forsinkelsestiden fra tidsleddet 20, så skjer det umiddelbart en utløsning av alarm,

fordi tidsleddet frigir styresignalet for alarm som opptrer på utgangen av bedømmelseskoplingen 14.

Hvis roret på grunn av feil i rormaskinen svinger videre uten at håndrattet betjenes, utløses også alarm. Potensiometeret 1 blir da ikke innstillet, mens potensiometeret

2 stilles i en retning som gjør vinkelfeilen mellom potensiometrene 1 og 2 større. Når feilterskeien som bestemmes av grenseverdikoplingen 5 nås vil tidsleddet 20 reagere. På utgangen fra bedømmelseskoplingen 14 leveres et styresignal, enten som følge av for liten hastighet vil ingen av de to grenseverdiledd 11 og 12 reagere, eller som følge av uriktig svingeretning vil det uriktige grenseverdiledd reagere. Efter forsinkeTsestiden som bestemmes av tidsleddet 20, vil da alarmen bli utløst.

Por å prøve funksjonsdyktigheten av overvåkningsanordningen kan potensiometeret 1 ved hjelp av en prøvetrykk-knapp 38 innstilles slik i forhold til potensiometeret 2, at det på begge utgangene fra grenseverdikoplingen 5 opptrer et feilsignal. Grenseverdikoplingen 10 leverer likeledes et feilsignal fordi det ikke skjer noen svingning av roret og dermed heller ingen innstilling av potensiometeret 2. Efter forløpet av forsinkelsestiden som bestemmes av tidsleddet 20 skjer det derfor en utløsning av alarmen. Ved hjelp av prøve-trykknappen kan derfor funksjonsdyktigheten av vesentlige deler av overvåkningsanordningen inklusive potensiometrene, prøves på enkel måte.

Claims (3)

1. Krets for overvåking av roranlegg til vannfartøyer så vel som for utløsning av en alarm ved opptreden av feil, ved hvilken det vurderes et elektrisk rorordre-skalsignal og et av en vinkelgiver (2) frembrakt rorvinkel-ersignal, som tilsvarer den virkelige rorstillingen, og hvor det ved avvik fra skalverdien utløses et alarmsignal, og som innbefatter en differensialforsterker (4) med innganger for skal- og erverdiene, en første grenseverdikrets (5) tilkoblet utgangen fra differensialforsterkeren (4) og som ved overskridelse av en terskelverdi på inngangen utløser en alarm, en differen-sialkrets (9) til hvilken tilføres rorvinkel-ersignalet på samme måte som til differensialforsterkeren (4) og som leverer et utgangssignal tilsvarende rorets dreiehastighet, karakterisert ved at den første grenseverdikretsen (5) har to utganger, som ved overskridelse av den innstilte terskelverdi i avhengighet av inngangssignalet angir et positivt eller et negativt reguleringsavvik, at det er anordnet en andre grenseverdikrets (10) som tilføres utgangssignalet fra dif f erensialkretsen (9) og som har to utganger som angir en positiv så vel som en negativ dreieinn-stillingshastighet som overskrider gitte terskelverdier, at det er anordnet en bedømmelseskrets (14) som tilføres utgangssignalene fra den første (5) og den andre grenseverdikretsen (10) og som inneholder logiske kretser (15, 16, 17) som når de tilveiebringer et høyt utgangsfeilsignal (H) sammen med et høyt f r igl vningssignal (H) fra en tidskrets (20) som innfører en tidsforsinkelse og det fra en innkoplingsenhet (19) leverte høye frigivningssignal (H), frembrin-ger over et NAND-element (18) et lavt alarmsignal (L), idet bedømmelseskretsen (14) er anordnet til å frembringe et høyt utgangssignal (H) når det ved den positive eller negative utgangen til grenseverdikretsen (5) og den tilsvarende utgangen til den andre grenseverdikretsen (10) tilveiebringes forskjellige signaler.

2. Krets ifølge krav 1, karakterisert ved at innkoplingsenheten (19) er forbundet med den positive spenningskilden (21) over en bryter (22) og først etter en forsinkelsestid leverer et høyt frigivningssignal (H).

3. Krets ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tidselementet (20) er koplet til utgangen fra innkoplingsenheten (19) og tilkoplet begge utgangene til den første grenseverdikretsen (5) over et eksklusivt NOR-element (27) og at tidselementet etter forløpet til en bestemt forsinkelsestid etter overskridelsen av en grenseverdi detektert i grenseverdikretsen (5) frem-bringer et høyt frigivningssignal (H).