Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überwachen einer Ruder¬ steueranlage, die einen Geber zum Erzeugen eines der jeweils ge¬ wünschten Winkel≤tellung des Ruders entsprechenden Sollwertsignals und Einrichtungen zum Nachdrehen des Ruders in die durch das Soll¬ wertsignal vorgesehene Winkelstellung enthält, wobei die tatsächl iche Winkelstellung des Ruders durch einen Empfänger erfasst wi rd, der ein entsprechendes Istwertsignal liefert.

Bei einer nach dem Prinzip der Wegsteuerung arbeitenden Ruder¬ steueranlage wi rd der gewünschte Ruderwinkel durch entsprechendes Verdrehen eines auf der Brücke vorgesehenen Handrades vorgegeben. Ein durch das Handrad betätigbarer Winkelgeber l iefert ein der ge¬ wünschten Winkel Stellung des Ruders entsprechendes Sollwertsignal . Das Steuersystem der Rudersteueranlage spricht auf das Sollwert¬ signal an und veranlasst die Rudermaschine zum Nachdrehen des Ruders in die durch das Sollwertsignal vorgegebene Winkelstellung . Falls infolge einer fehlerhaften Funktion der Steueranlage das Ruder

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nicht entsprechend dem vorgegebenen Sollwertsignal eingestellt wird, muss dies möglichst rasch angezeigt werden. Aus der DE-OS 27 24 990 ist bereits eine Überwachungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der mit Hilfe einer Analog¬ rechnerschaltung ein Signal simuliert wird, das die bei ei nem vor¬ gegebenen Sollwertsignal zu erwartende Bewegung des Ruders wiedergibt. Die tatsächliche Stellung des Ruders wird durch einen Winkel empfang er messtechnisch erfasst. Das vom Winkel empfang er gelieferte Istwertsignal wird mit dem von der Analog rechne r- schal -ung gelieferten simulierten Signal verglichen, wobei ein Alarm ausgelöst wird, falls die Differenz zwischen den beiden Signalen einen vorgegebenen Betrag übersteigt. Zur Gewährleistung einer zuverlässigen Arbeitsweise müssen die einzelnen Kompo¬ nenten des zur Simulierung der Ruderbewegung vorgesehenen Analog¬ rechnerschaltung hinsichtlich ihres Verhaltens möglichst genau dem Verhalten der mechanischen Bauteile der Rudersteueranlage angepasst werden. Insbesondere muss bei wahlweisem Betrieb der Rudermaschine mit einer oder mehreren Pumpen die Analog¬ rechnerschaltung entsprechend umgeschaltet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsan¬ ordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der zur zuverlässigen Auslösung eines Alarms lediglich das der gewünschten Winkelstellung entsprechende Sollwertsignal und das der tatsächlichen Winkelstellung des Ruders entsprechende Istwertsignal herangezogen wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung der eingangs ge¬ nannten Art, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist du rch eine

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mit der Differenz zwischen Sollwertsignal und Istwertsignal beaufschlagte erste Grenzwertschaltung , die ein Fehlersignal liefert, falls die anlieg¬ ende Differenz. zwischen Sollwertsignal und Istwertsignal einen v rgagi-en- en Grenzwert übersteigt, ein mit dem Istwertsignal beaufschlagtes Diflerai-; 3erglied, eine dem Differenzierglied nachgeschaltete zweite Grenzwert¬ schaltung, die ein Fehlersignal liefert, solange die der Drehgeschwindig- kεit des Ruders entsprechende Änderungsgeschwindigkeit des Istwert¬ signals unter einem vorgegebenen Mindestwert l iegt, eine mit den Aus¬ gangssignalen der beiden Grenzwertschaltungen beaufschlagte Auswert¬ schaltung, die bei Vorliegen von zwei Fehlersignalen ein Ansteuersignal für einen Alarmgeber liefert, sofern die Fehlersignale nicht den Zustand a ngeben, daß das Ruder sich in die die Winkeldifferenz zwischen Soll- und Istwert Verkleinernde Richtung bewegt, und ein Zeitglied, das eine Auslösung des Alarmgebers durch ein am Ausgang der Auswertschal ung anliegendes Ansteuersignal erst nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne ermögl icht.

Bei der Überwachungsanordnung nach der Erfindung wird fortlaufend die Winkeldifferenz zwischen der Sollstellung und der Iststellung des Ruders sowie gleichzeitig auch die Drehgeschwindigkeit des Ruders ermittelt. Falls die Winkeldifferenz einen vorgegebenen Betrag übersteigt und die Drehgeschwindigkeit des Ruders nach einer unter Berücksichtigung der Anlaufszeit der Ruderanlage vorgegebenen Wartezeit immer noch nicht einen bestimmten Mindestwert erreicht hat, wird Alarm ausgelöst. Das Bedienungspersonal wird also aufgrund der messtechnisch erfassten Winkeldifferenz sowie Ruderdrehgeschwindigkeit frühzeitig gewarnt, falls die Rudersteueranlage fehlerhaft arbeitet. Ein Alarm unterbleibt, falls das Ruder du rch die Rudersteueranlage nach einer vorgegebenen Anlauf¬ zeit mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit in die Winkeldifferenz zwischen

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Sollwert und Istwert verkleinernde Richtung gedreht wird .

Zweckmässige Ausgestaltungen des Anmeldungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die Erfindung wird nun näher anhand der Zeichnung erläutert, die ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Das als Winkelgeber eingesetzte Potentiometer 1 wird bei Ver¬ stellung des auf der Brücke vorgesehenen Handrades der Ruder¬ steueranlage in der gleichen Weise verstellt wie der Winkelgeber der Rudersteueranlage. Als Winkel empfänger dient ebenfalls ein Potentiometer 2, das entsprechend der Drehung des Ruderschaftes verstellt wird . Die beiden Potentiometer 1 und 2 werden von einer Gleichspannungsquelle 3 mit Gleichspannung versorgt. Der Abgreifer des Potentiometers 1 liefert eine dem durch das Handrad vorgege¬ benen Sollwinkel entsprechende Eingangsspannung an den einen Ein¬ gang eines Differenzverstärkers 4, während der Abgreifer des Potentiometers 2 eine der tatsächlichen Winkel Stellung des Ruders entsprechende Eingangsspannung an den anderen Eingang des Differenzverstärkers 4 liefert. Am Ausgang des Differenzverstär¬ kers 4 entsteht eine Spannung, deren Amplitude und Polarität von

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der Winkeldifferenz zwischen dem vom Winkelgeber vorgegebenen Sollwinkel und dem vom Winkelempfänger erfassten Istwinkel des Ruders abhängt. Mit der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 4 wird der Eingang einer Grenzwertschal tu ng 5 beaufschlagt, die ein Fehlersignal liefert, falls die Winkeldifferenz zwischen Winkel¬ geber und Winkelempfänger einen vorgegebenen Schwellwert über¬ steigt. Die Grenzwertschaltung 5 enthält ein Grenzwertglied 6 mit positiver Ansprechschwelle und ein Grenzwertglied 7 mit negativer Ansprechschwelle und stellt somit einen Fensterdiskriminator dar, dessen positive und negative Ansprechschwelle über ein Potentiometer 8 symmetrisch zu Null einstellbar ist. Die Grenzwertglieder 6 und ⁷ können beispielsweise von Schmitt-Trigger gebildet sein. Am Aus¬ gang des Grenzwertgliedes 6 entsteht ein L-Signal, wenn die am Eingang anliegende Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 4 die eingestellte positive Ansprechschwelle (Grenzwert) überschritten hat. Umgekehrt entsteht am Ausgang des Grenzwertgliedes 7 ein L-Signal , wenn die Ausgangsspannung die negative Ansprechschwelle überschreitet. Ist also die Differenz zwischen Sollwinkel und Ist¬ winkel grösser als der durch das Potentiometer 8 eingestellte Schwellenbereich, entsteht je nach Polarität der Winkeldifferenz am einen oder anderen Ausgang der Grenzwertschaltung 5 ein L-Signal (Fehlersignal).

Die vom Abgreifer des Potentiometers 2 abgegriffene Spannung wird auch noch dem Eingang eines Differenziergliedes 9 zugeführt, dessen Ausgangsspannung der Änderungsgeschwindigkeit des Eingangssignals und damit der Drehgeschwindigkeit des Ruders entspricht. Die Aus¬ gangsspannung des Differenziergliedes 9 wird dem Eingang einer G enzwertschaltung 10 zugeführt, die entsprechend der Grenzwert-

Schaltung 5 aufgebaut ist und daher ein Grenzwertglied 1 1 mit positi¬ ver Ansprechschwelle und ein Grenzwertglied 12 mit negativer An¬ sprechschwelle aufweist. Die positive und negative Ansprechschwelle der Grenzwertglieder 1 1 und 12 ist über ein Potentiometer 13 sym¬ metrisch zu Null einstellbar.

Am Ausgang des Grenzwertgliedes 1 1 liegt ein H-Signal (Fehlersignal) an, solange das Ruder nicht mit einer durch die Ansprechschwelle vorgegebenen Mindestdrehgeschwindigkeit in der einen Richtung ver¬ dreht wird. In der gleichen Weise liegt am Ausgang des Grenzwert¬ gliedes 12 ein H-Signal (Fehlersignal) an, solange das Ruder nicht mit einer vorgegebenen Mindestdrehgeschwindigkeit in der anderen Richtung verdreht wird. Sobald das Ruder mit der vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit in der einen oder anderen Richtung verdreht wird, entsteht am Ausgang des Grenzwertgliedes 1 1 oder 12 ein L- Signal .

Die Ausgangssignale der beiden Grenzwertschaltungen 5 und 10 wer¬ den einer Auswertschal tu ng 14 zugeführt, die ein Ansteuersignal für einen Alarmgeber liefert, falls die Winkel differenz zwischen Winkel¬ geber und Winkel empfang er einen vorgegebenen Betrag übersteigt und das Ruder nicht mit einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit in die der Polarität der Winkeldifferenz zugeordnete Richtung vei — dreht wird . Die Auswertschaltung 1 4 enthält zwei Exklusiv-NOR- Glieder 15 und 16 mit einem nachfolgenden NAND-Glied 1 7. Der Aus ^¬ gang des Grenzwertgliedes 6 ist mit dem einen Eingang und der Aus¬ gang des Grenzwertgliedes 1 1 mit dem anderen Eingang des Exklusiv- NOR-Gl iedes 15 verbunden, während der Ausgang des Grenzwertgl iedes

7 an den einen Eingang und der Ausgang des Grenzwertgliedes 12 an den anderen Eingang des Exklusiv-NOR-Gliedes 16 angeschlossen ist. Das NAND-Glied 17ιst mit seinem einen Eingang an den Aus- gang des Exklusiv-NOR-Gliedes 15 und mit seinem anderen Eingang an den Ausgang des Exklusiv-NOR-Gliedes 16 angeschlossen. Die von den beiden Grenzwertschaltungen 5 und 10 gelieferten Logiksig¬ nale werden also in der Auswertschaltung 1 4 derart verknüpft, dass am Ausgang des NAND-Glie des17nur dann ein H-Signal (Ansteuer¬ signal) entsteht, wenn eines der beiden Exklusiv-NOR-Glieder 15 oder 16 mit unterschiedlichen Logiksignalen beaufschlagt wird, d . h . sowohl von der Grenzwertschaltung 5 ein Fehlersignal (L-Signal) als auch von der Grenzwertschaltung 10 ein Fehlersignal (H-Signal) erhält. Der in der Zeichnung nicht näher dargestellte Alarmgeber wird vom Ausgangssignal der Auswertschaltung 1 4 über ein NAND- Glied 18 angesteuert, das ein Auslösesignal (L-Signal) an den Alarmgeber liefert, falls an sämtlichen Eingängen ein H-Signal an¬ liegt. Das NAND-Glied 18 weist neben dem mit dem Ausgang der Auswertschaltung ^* \ -\ in Verbindung stehenden Eingang noch zwei weitere Eingänge auf, von denen der eine mit dem Ausgang einer Einschalteinheit 1 9 und der andere mit dem Ausgang eines Zeitgliedes 20 in Verbindung steht.

Eine zur Stromversorgung der elektronischen Bauteile der Über¬ wachungsanordnung vorgesehene Versorgungsspannungsquelle liefert nach Schliessen des Ein/Aus-Schalters an die Einschalteinheit 19 Spannung, die über die Zuleitung 23 den einzelnen Bauteilen zuge¬ führt wird . Die Einschalteinheit 1 9 enthält eine Triggerschal tu ng 24, die nach Schliessen des Schalters 22 über ein aus einem Wider-

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stand 25 und einem Kondensator 26 bestehendes Ver∑ögerungsglied erster Ordnung mit Spannung beaufschlagt wird. Beim Schliessen des Schalters 22 werden also zunächst die einzelnen elektronischen Bauteile über die Zuleitung 23 mit Speisespannung versorgt. So¬ lange die Spannung am Eingang der Triggerschal tung 24 noch nicht die Auslöseschwelle erreicht hat, liegt an dem mit dem NAND- Glied 18 in Verbindung stehenden Ausgang ein L-Signal . Nach einer durch das Ver∑ögerungsglied vorgegebenen Zeitspanne wird die Triggerspannungsquelle erreicht, worauf dann am Ausgang der Einschalteinheit 1 9 ein H-Signal auftritt.

Das Zeitglied 20 wird von einem NAND-Glied27angesteuert, das mit seinem einen Eingang mit dem Ausgang des Grenzwertgliedes 6 und mit seinem anderen Eingang mit dem Ausgang des Grenz¬ wertgliedes 7 der Grenzwertschaltung 5 in Verbindung steht. Das Zeitglied 20 enthält einen Oszillator 28, einen Binärzähler 29 zum Zählen der vom Oszillator 28 gelieferten Impulse sowie eine mit den Ausgängen des Binärzählers in Verbindung stehende Decodier- Schaltung 30, die durch eine Schaltergruppe 31 einstellbar ist. Die Schaltkontakte der einzelnen Schalter der Schaltergruppe 31 stehen mit den Eingängen eines NOR-Gliedes 32 in Verbindung, dessen Ausgang mit einem Eingang des NAND-Gliedes 18 verbunden ist.

Das Zeitglied 20 wird angesteuert, wenn die Grenzwertschaltung 5 ein Fehlersignal (L-Signal) liefert, da dann am Ausgang des NAND- Gliedes 27 ein H-Signal auftritt, durch das der Oszillator 28 in Gang gesetzt sowie der Binärzähler zur Zählung der daraufhin vom

Oszillator 28 gelieferten Impulse freigegeben wird. Der Zähler 29 wird angehalten, wenn an seinem Stop-Eingang 33 ein H-Signal anliegt. Der Zähler wird zurückgesetzt, wenn dem Rücksetzein¬ gang 34 ein H-Signal zugeführt wird. Der Stop-Eingang 33 steht mit dem Ausgang eines NAND-Gliedes 35 in Verbindung , das mit seinem einen Eingang mit dem Ausgang des NAND-Gliedes 27 und mit seinem anderen Eingang mit dem Ausgang eines Nicht-Gliedes 36 in Verbindung steht, dessen Eingang mit dem Ausgang des NAND- Gliedes 32 in Verbindung steht. Der Rücksetzeingang 34 steht mit dem Ausgang eines NAND-Gliedes 37 in Verbindung, das mit seinem einen Eingang mit dem Ausgang des NAND-Gliedes 27 und mit seinem anderen Eingang mit dem Ausgahg der Einschalteinheit 19 in Ver¬ bindung steht.

Nach Ansteuerung des Zeitgliedes 20 durch ein an einem der beiden Ausgänge der Grenzwertschaltung 5 auftretendes L-Signal (Fehler¬ signal) zählt der Zähler 29 die vom Oszillator 28 gelieferten Impulse, bis ein durch die Schaltergruppe 31 eingestellter Zählzu¬ stand erreicht wird . Bei Erreichen des eingestellten Zählzustandes tritt am Ausgang des NAND-Gliedes 32 ein H-Signal auf, das über das Nicht-Glied 36 und das NAND-Glied 35 den Zähler stoppt und eine Auslösung des Alarmgebers ermöglicht, falls am Ausgang der Aus¬ wertschaltung 14 ein Ansteuersignal liegt.

Das Zeitglied 20 sorgt also dafür, dass der Alarmgeber durch ein am Ausgang der Auswertschaltung 1 4 auftretendes Ansteuersignal erst nach Verstreichen einer vorgegebenen Wartezeit ausgelöst werden kann. Diese Wartezeit ist erforderlich, da es nach Vorgabe eines Ruderwinkels einige Zeit (ein paar Sekunden) dauert, bis die

Rudermaschine angelaufen ist und das Ruder mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit verdreht. Ohne Berücksichtigung dieser Zeit¬ spanne würde bei Vorgabe einer grösseren Ruderwinkeländerung eine kurzzeitige Alarmgabe erfolgen, da dann nicht nur die Grenzwert¬ schaltung 5, sondern auch die Grenzwertschaltung 10 während der Anlaufzeit der Rudermaschine ein Fehlersignal liefern würde . Die durch das Zeitglied 20 bewirkte Wartezeit wird so gewählt, dass bei fehlerfreier Arbeitsweise der Rudermaschine das Ruder mit der er¬ forderlichen Mindestgeschwindigkeit gedreht wird, so dass nach Verstreichen der Wartezeit am Ausgang der Auswertschaltung 14 kein Ansteuersignal für den Alarmgeber mehr anliegt, da die Grenz¬ wertschal tung 10 mittlerweile kein Fehlersignal mehr liefert.

Liegt in der Ruderanlage eine Hackstelle vor und tritt diese Hack¬ stelle nach Ablauf der durch das Zeitglied 20 vorgegebenen Warte¬ zeit auf, so erfolgt unmittelbar die Auslösung eines Alarms, da das Zeitglied die Durchschal tung des am Ausgang der Auswertschaltung 1 4 auftretenden Ansteuersignais zum Alarmgeber freigibt.

Läuft das Ruder infolge einer Fehlfunktion der Rudermaschine weg, ohne dass das Handrad betätigt wurde, wird auch Alarm ausgelöst. Das Potentiometer 1 wird nämlich nicht verstellt, während das Potentiometer 2 in einer Richtung verstellt wi rd, die den Winkel¬ fehler zwischen Potentiometer 1 und 2 grösser werden lässt. Nach Erreichen des durch die Gre zwertschaltung 5 festgelegten Fehler¬ schwellwertes wird das Zeitglied 20 angesteuert. Am Ausgang der Auswertschal üng 1 4 tritt ein Ansteuersignal auf, da entweder wegen zu geringer Geschwindigkeit keines der beiden Grenzwertglieder 1 1 und 12 anspricht oder infolge falscher Drehrichtung das falsche Grenz-

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wertglied anspricht. Nach Ablauf der durch das Zeitglied 20 vorge¬ gebenen Wartezeit wird dann der Alarmgeber ausgelöst.

Zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Überwachungsanord¬ nung kann das Potentiometer 1 über eine Prüftaste 38 mit einem Widerstand 39 gegenüber dem Potentiometer 2 soweit verstimmt werden, dass an einem der beiden Ausgänge der Grenzwertschaltung 5 ein Fehlersignal auftritt. Die Grenzwertschaltung 10 liefert eben¬ falls ein Fehlersignal, da ja keine Verdrehung des Ruders und da¬ mit keine Verstellung des Potentiometers 2 erfolgt. Nach Ablauf der durch das Zeitglied 20 vorgegebenen Wartezeit erfolgt daher die Auslösung eines Alarms. Mit Hilfe der Prüftaste kann daher die Funktionstüchtigkeit von wesentlichen Teilen der Überwachungsan- ordnung einschliesslich der Potentiometer in einfacher Weise über¬ prüft werden.