Разработка контура регулирования нагрузки главных двигателей в системе дистанционного автоматизированного управления (ДАУ)

Тип:
Добавлен:

1. Краткое описание изучаемой системы

.1 Назначение, состав, структура и функции системы. Описание работы системы

Система ДАУ AFA-I предназначена для автоматизации процессов управления судовой установкой (ССУ) с двух двигательным дизель-редукторным агрегатом (ДРА) и винтом регулируемого шага (ВРШ) (рис. 1.1).

Рис.1.1 Схема силовой установки

В состав ДРA входят главные двигатели ГД1, ГД2 типа 8VD 26/20 AL 2: 882 кВт (1200 л.с.), 1000 об/мин, которые с помощью пневматических муфт ПМ1 и ПМ2 подключаются к раздаточному редуктору Р (1000/203 об/мин). Отбор мощности с раздаточного редуктора осуществляется на ВРШ для обеспечения движения судна (линия валопровода гребного вала подключается с помощью ПМЗ), а также на валогенератор постоянного тока (GG ASP 0609 1000: 325 кВт, 456 В, 700 А) ВГI для снабжения электроэнергией электродвигателей ваерной лебедки посредством зубчатой муфты М4 и валогенератор переменного тока ВГ2 (S450L6, 800 кВА, 390 В, 50 Гц) для снабжения электроэнергией судовой электростанции посредством упругой кулачковой муфты М5. Для затормаживания гребного вала в режиме дрейфа судна при отключенной муфте ПМЗ на ряде судов установлен гидравлический тормоз вала (ГТВ).

В системе ДАУ предусмотрены три поста управления:

командный пост управления на пульте управления судном (ПУС) рулевой рубки;

пост дистанционного управления на пульте вахтенного механика (ПВМ) в ЦПУ;

пост управления в МО.

Система ДАУ АFА-1 реализует следующие функции управления ССУ:

. Дистанционный пуск и остановку ГД1 и ГД2 с поста на ПВМ в ЦПУ.

. Дистанционное управление муфтами главных двигателей ПМ1 и ПМ2 с поста на ПВМ, а также с местного поста в МО.

. Дистанционное управление муфтой гребного вала ПМ3 и ГТВ с поста на ПВМ и командного поста на ПУС, а также дистанционное управление ПМ3 с местного поста в МО.

.Дистанционное регулирование частоты вращения с помощью серводвигателей регулятора частоты вращения (РЧВ) с трех постов.

.Дистанционное управление с ПУС рулевой рубки шага ВРШ посредством гидравлического МИШ следящего типа.

.Дистанционное аварийное управление шагом ВРШ с ПВМ при помощи гидросистемы запасного управления МИШ.

.Автоматическая разгрузка ГД путём уменьшения шага ВРШ при возникновении перегрузки ГД в режиме с работающим валогенератором.

.Автоматическое ограничение установленной нагрузки ГД путём ограничения подачи топлива и понижения шага ВРШ.

.Экстренная остановка ГД1, ГД2 и автоматическое отключение соответствующих муфт ПМ1, ПМ3 или ПМ2, ПМ3 с ПВМ в ЦПУ.

.Экстренное отключение муфты гребного вала ПМ3 с командного поста на ПУС рулевой рубки.

.Автоматическая защита каждого из ГД путём аварийной остановки дизеля по предельной частоте вращения и аварийному давлению масла в системе смазки с автоматическим отключением по регулировке соответствующих пневматических муфт сцепления.

.Автоматическая защита муфт сцепления ПМ1 и ПМ2 и раздаточного редуктора путём аварийного отключения соответствующей муфты по трём параметрам:

низкому давлению рабочего воздуха в пневмосистеме муфты;

аварийному давлению масла в системе смазки редуктора;

исчезновению напряжения на шинах судовой сети.

.Автоматическая защита муфты гребного вала ПМ3 и упорного подшипника путём аварийного отключения муфты по трём параметрам:

низкому давлению рабочего воздуха в пневмосистеме муфты;

аварийному давлению масла в системе смазки упорного подшипника;

исчезновению напряжения на шинах судовой сети.

В экстренных ситуациях предусмотрено принудительное отключение (блокировка) защиты по аварийному давлению смазки ГД с помощью переключателя и кнопки с фиксацией, которые установлены на ПВМ и ПУС.

Система ДАУ АFА-1 реализована в виде набора функциональных элементов, обеспечивающих автоматическое выполнение операций контурами управления, каждый из которых выполняет специализированные функции по управлению агрегатами ССУ. Основными из них являются главные двигатели, ВРШ, пневматические муфты с исполнительными механизмами и устройствами, обеспечивающими их функционирование.

В соответствии с функциями, реализовываемыми ДАУ AFA-1, её структура представлена в обобщённом виде на рис. 1.2.

Система имеет три поста управления: в рулевой рубке, ЦПУ и МО. Командно-сигнальная панель КСП1 и пост управления ВРШ образуют командный пост управления на ПУС рулевой рубки. На КСП1 установлены световые табло, сигнализирующие об основных режимах работы системы (режим управления, состояние муфт сцепления, обобщённые неисправности системы), а также кнопки управления муфтой гребного вала ПМ3, кнопка предупредительного отключения защиты по аварийному давлению смазки ГД, кнопка экстренного отключения ПМ3, кнопки квитирования неисправности и проверки сигнальных ламп световых табло. Работа пропульсивной установки контролируется указателями частоты вращения вала и шага ВРШ.

Совмещённый задатчик ДАУ-МТ, имеющий единую рукоятку управления (РУ), включает в себя потенциометрический задатчик шага (ЗШ) и сельсинный датчик машинного телеграфа (ДМТ), которые кинематически связаны с РУ. Приёмники машинного телеграфа (ПМТ) установлены на ПВМ в ЦПУ и местном посту управления в МО. Напряжение, снимаемое с ЗШ, является задающим в контуре следящего управления шагом ВРШ, исполнительным механизмом которого является электрический сервопривод (СП), управляющий работой МИШ.

Пост дистанционного управления ССУ размещён на ПВМ в ЦПУ. В состав аппаратуры поста входят КСП2, установленная на секции 5 ПВМ, а также органы управления, элементы сигнализации и индикации, размещённые на секциях 3, 5 ПВМ. КСП2 содержит сигнальные лампы, кнопки управления серводвигателями РЧВ и кнопки запасного позиционного управления

МИШ. Кроме того, на КСП2 установлены потенциометры ограничения нагрузки ГД. На секции 5 ПВМ наряду с указателями шага и ПМТ установлены указатели частоты вращения ГД n1, n2 и гребного вала n, указатели подачи топлива (наполнения) ГД F1, F2, счётчики моточасов (СМч) работы ГД и переключатель режима управления ВРШ «Рулевая рубка - ЦПУ». На секции 3 ПВМ расположены кнопки, переключатели и сигнальные лампы дистанционного управления ГД1, ГД2, муфтами ПМ1 - ПМ3 и ГТВ.

Каждый из главных двигателей снабжён резервным масляным насосом (РМН), который обеспечивает предпусковую прокачку смазочного масла и используется в качестве резервного насоса в случае выхода из строя навешенного насоса. Электрическими исполнительными элементами РЧВ являются серводвигатели (СД), служащие для изменения установки частоты вращения, и оперативные стоп-устройства (ОСУ) для нормальной остановки ГД.

Для аварийного и дистанционного экстренного останова ГД применены электромагнитные клапаны подачи топлива - аварийные стоп-устройства (АСУ). Подача воздуха в цилиндры ГД при пуске производится с помощью клапанов пускового воздуха (КПВ), подача топлива - пускового клапана топлива (ПКТ). Частота вращения каждого ГД контролируется навешенным тахогенератором (ТГ) переменного тока, сигнал которого используется в системе управления и указателя частоты вращения ГД-тахометра. Контроль частоты вращения вала осуществляется двумя ТГ постоянного тока: один обеспечивает работу указателей тахометра, сигнал второго поступает в систему управления. ГД оборудованы электронными датчиками подачи топлива - датчиками наполнения (ДН), сигналы которых поступают в систему управления для контроля нагрузки двигателей, а также на указатели наполнения ГД. Электронная и релейная аппаратура системы AFA-1 конструктивно скомпонована в двух шкафах, установленных в ЦПУ, - электронном центральном шкафу управления (ЦШУ) и релейном шкафу (РШ). Основным режимом работы ССУ является режим ДАУ. В соответствии с функциями системы ДАУ предусмотрено 12 контуров управления:

два независимых контура дистанционного управления ДГ, представляющих собой системы логического управления, которые реализованы на электронно-релейной элементной базе. Электронная часть системы реализована на модулях кассеты 3ЦШУ. Промежуточные реле размножения сигналов контактных датчиков установлены в кассете 2 РШ. Релейные схемы управления СД РЧВ и РМН выполнены в модулях кассет 1, 5 РШ, реле управления включением КП№ расположены в модулях кассеты 2РШ;

контур управления ВРШ, обеспечивающий следящее и запасное позиционное управление шагом. Электронная часть следящей системы управления ВРШ реализована на модулях кассеты 6ЦШУ. Релейная схема запасного позиционного управления клапанов МИШ реализована в модулях кассеты 5РШ;

контур регулирования нагрузки ГД, осуществляющий автоматическое ограничение нагрузки, а также разгрузки ГД при достижении установленных пределов подачи топлива путём выдачи управляющих сигналов на фиксацию или понижение шага в контур управления ВРШ. Электронная часть системы логического управления размещена в модулях кассет 5, 6ЦШУ;

блок контроля частоты вращения, который осуществляет формирование и выдачу в контур управления ГД и муфтами логических сигналов достижения уровней частоты вращения ГД1, ГД2, гребного вала, а также обеспечивает работу указателей тахометров главных двигателей и гребного вала. Электронные модули блока размещены в кассете 2ЦШУ;

два независимых контура дистанционного управления муфтами ПМ1, ПМ2 ГД;

контур дистанционного управления муфтой и тормозом гребного вала;

контур аварийной защиты ССУ;

блок обработки сигналов неисправностей;

блок контроля электроснабжения со светодиодной индикацией;

контрольно-испытательное устройство, предназначенное для контроля и проверки работы контуров управления в штатном рабочем режиме, а также для проверки работоспособности контуров управления в испытательном режиме.

контур регулирование нагрузка дизель

1.2 Описание работы контура регулирования нагрузки главных двигателей

Контур регулирования нагрузки ГД( рис1.3) осуществляет автоматическое ограничение нагрузки, а также разгрузки ГД при достижении установленных пределов подачи топлива путём выдачи управляющих сигналов на фиксацию или понижение шага в контуре управления ВРШ. Контур регулирования нагрузки ГД выполнен в виде системы логического управления работой МОП-ключей блока формирования сигнала заданного шага контура управления ВРШ. Кроме того, в состав контура входит блок формирования аналогового сигнала понижения шага δН (6-9, 6-10). Сигнал δН подаётся на входную цепь ИЗШ (интегратор заданного шага; см. схема контура управления ВРШ) при достижении установленного предела нагрузки или при появлении перегрузки ГД.

На рис.1.2 предусмотрены два задатчика предельной нагрузки ГД Fз :

  • задатчик постоянного ограничения тропического режима Fз=95,5% -резистор R4 модуля 5-10 ЦШУ (центральный шкаф управления).
  • задатчик переменного ограничения Fз=(65-100)%, устанавливается вахтенным механиком, -резистор ОН встроенный в КСП2 (командосигнальная панель) на ПВМ (пульт вах. мех.). На КСП2 установлен также резистор ЗН, с помощью которого можно ввести зону нечувствительности (дифференциал) регулирования нагрузки ∆F=(1-10)% вниз от уставки верхнего предела Fз. Сигнал ограничения нагрузки тропического режима Fз=95,5% автоматически вводится ключом 5-11 как предельный задающий сигнал Fз в контур регулирования, если резистором ОН на КСП2 установлен уровень ограничения Fз>95,5%, а температура воздуха, засасываемого дизелями превышает 27°С (сигнал 1 от контактных термореле воздуха, засасываемого ГД1 или ГД2, через промежуточное реле К1, К» модуля 2-2 РШ).

Аналоговые сигналы нагрузки ГД F1, F2 вырабатываются электронными датчиками подачи топлива (наполнения) ДН, работа которых обеспечивает также приведение в действие указателей наполнения на ПВМ и в МО. Сигналы нагрузки F1, F2 поступают в схему контура через МОП-ключи 5-16, 5-17, которые коммутируются логическими сигналами введения соответствующего ГД в работу на гребной вал (включены муфты ПМ1, ПМ3 или ПМ2,ПМ3). С помощью аналоговой схемы на ОУ 5-14 выполняется функция выделения наибольшего из двух входных сигналов F1,F2, который в дальнейшем и учитывается как сигнал нагрузки ГД F. Последний поступает на вход сумматора 5-10, выделяющкго сигнал рассогласования F-Fз, а также на вход компаратора перегрузки F>105% (5-12).

Схема защиты ГД от перегрузки приводится в действие только при вводе в работу валогенератора (от переключателя на ГРШ подаётся логический 1 на деблокировку выходного ключа И 5-3).

Два компаратора на ОУ модуля 5-9 вырабатывают логические сигналы «Предельная нагрузка» (F-Fз>0) и «Превышение зоны нечувствительности» (|F-Fз |>0), управляющие исполнительными элементами регулирования нагрузки. Блок логики представляет собой комбинационную логическую схему, реализованную в модулях 5-3, 5-5, 5-6, 5-7 и предназначенную для формирования логических сигналов режима работы контура управления ВРШ «Набор хода» и «Сброс хода», согласования работы регулирования нагрузки с режимами хода «Вперёд», «Назад» и реверсирования.Схема контролирует выходы компараторов 5-9 регулирования нагрузки, а также компараторов 5-8, 6-8, набор логических сигналов которых определяет текущее динамическое состояние контура управления ВРШ.

Аналоговый блок формирования сигнала понижения шага δН припревышении уставок нагрузки F>Fз или F>105% состоит из задающего резистра R34 (модуль 6-10), задающего усилителя (ЗУ) с двумя ступенями коэффициента усиления и переключателя полярности (ПП), установленных в модуле 6-9. Резистором R34 можно регулировать уровень выходного напряжения ЗУ, тем самым изменяя величину сигнала δН и соответственно скорость снижения шага при сброе нагрузки. ЗУ имеет два логических входа управления МОП ключами К1, К2, которые коммутируются логическими сигналами «Перегрузка» и «Предельная нагрузка».

Коэффициент усиления ЗУ по первому входу имеет большое значение что обеспечивает более высокий уровень сигнала δН в режиме перегрузки и тем самым увеличенную скорость понижения шага.

Переключатель полярности (ПП) в состав которого входят инвертор на ОУ и МОП-ключ КЗ, коммутируемый логическим сигналом компаратора знака шага Н>0 5-8, предназначен для вывода сигнала понижения шага δН полярностью, противоположной знаку фактического шага ВРШ.

2. Разработка математической модели объекта управления (дизель) и алгоритма функционирования контура регулирования нагрузки ГД. Разработка структурно-функциональной схемы заданного контура

Запишем дифференциальные уравнения описывающие работу дизеля.

Основное уравнение динамики двигателя:

ΔМд-ΔМс=J(dw/dt)(2.1)

Для работы дизелю необходим подвод топлива, воздуха, масла. В то же время от работающего двигателя происходит отвод энергии.

Запишем уравнение (2.1) с учётом этих параметров:

ΔМд-ΔМс=KThΔhT+KподΔw −(KcΔC+КотвΔw)(2.2)

где ΔhT − коэффициент характеризующий подачу топлива;

ΔC− коэффициент отвода энергии;

На основе уравнения (2.1) из уравнения (2.2) следует :

(dw/dt)+( Kотв− Kподв)Δw= KThΔhT − KcΔC(2.3)

где Kотв= KcΔC − отвод энергии

Kподв= KThΔhT − подача топлива

Чтобы перейти к безразмерным единицам, левую и правую часть уравнения (2.3) разделим на номинальную величину МН :

Та Ỳ + ZY = KThµоб −Кλ ,(2.4)

где µоб =ΔhT/Δnн - коэффициент характеризующий подвод энергии;

λ = ΔC/ ΔCн - коэффициент характеризующий отвод энергии;

Та=J(Wн/Mн) - постоянная времени аккумулирования;

Т0= Та/Z - постоянная времени разгона двигателя.

Поделив уравнение (2.4) на Z получим :

Т0 Ỳ + Y = Kµµоб −К λ λ ,(2.5)

Решение дифференциального уравнения (2.5) при скачкообразном возмущающем воздействии и нулевых начальных условиях, представляется в виде:

= (Kµµоб −К λ λ)(1−е-t/Т0)(2.6)

В уравнение (3.6) нужно ввести µоб(t) с запаздыванием, указываемым в документации.

Изобразим переходную характеристику двигателя при пуске:

где t1 − время транспортного запаздывания топлива.

(t1 − t2) − переходное запаздывание.

Алгоритм функционирования контура регулирования нагрузки ГД представлен на рисунке 2

Содержание блоков алгоритмов представлено в таблицах 2.1, 2.2 приведённых ниже.

Таблица 2.1 Содержание блоков команд алгоритма

Обозначение АiКомандыА1Подача команды включения кнопкой «Вкл.».А2Включение испытательного режима контуров '' ПРОВЕРКА Ш'' нажатием кнопок РШ и КИУ.А3Включение муфты ПМ3А4Включение муфты ПМ1 или ПМ2 в зависимости от необходимого количества работающих двигателей.А5Контроль за наличием сигналов ЗШ, ДН и ДШ.А6Установка на ЗШ заданного шагаА7Изменение шага ВРША8Включение режима Набор или Сброс ходаА9Прекращение изменения шага ВРША10Проверка установленного шагаА11Фиксация шага ВРША12Выработка сигнала Предельная нагрузка в КВРША13Выработка сигнала Понижение шага в КВРША14Выработка сигнала Предельная нагрузка в КВРША15Выработка сигнала Перегрузка в КВРША16Выработка сигнала Форсированное понижение шага в КВРША17Неисправность контура. Блокирование системы

Таблица 2.2 Содержание блоков условий алгоритма

Обозначение РiСодержание.Логические условияР1Проверка включения питания1 - питание включено 0 -круговой цикл до выполнения условияР2Установка муфты ПМ3 в одно из двух состояний1 - включено 0 - выключеноР3Результат ПРОВЕРКИ Ш1 - норма 0 - круговой цикл до выполнения условияР4Проверка включения муфты ПМ31 - муфта включена 0 - круговой цикл до выполнения условияР5Проверка включения муфты ПМ1 или ПМ2 в зависимости от необходимого количества работающих двигателей.1 - муфта включена 0 - круговой цикл до выполнения условияР6Результат контроля наличия сигналов ЗШ, ДН и ДШ.1 - сигналы в норме 0 - отсутствие какого либо из сигналов, круговой цикл до выполнения условияР7Проверка установки заданного шага на пульте1 - шаг установлен 0 - шаг не установлен, круговой цикл до выполнения условияР8Проверка условия FЗ - F>ΔF1 - условие выполнено 0 - условие не выполняетсяР9Проверка условия Заданный шаг достигнут1 - условие выполнено 0 - условие не выполняетсяР10Проверка условия Изменение заданного шага на пульте1 - на пульте шаг изменился 0 - на пульте шаг не изменилсяР11Проверка условия F - FЗ>01 - условие выполнено 0 - условие не выполняетсяР12Проверка условия Валогенератор включён1 - условие выполнено 0 - условие не выполняетсяР13Проверка условия |F - FЗ|> ΔF1 - условие выполнено 0 - условие не выполняетсяР14Проверка условия F >105% более чем 3с.1 - условие выполнено 0 - условие не выполняетсяР15Проверка условия F >105%1 - условие выполнено 0 - условие не выполняется

2.1 Разработка функционально-структурной схемы контура регулирования нагрузки ГД.

Схема представлена на рисунке 2.1

На схеме приняты следующие обозначения:

ДН1, ДН2- датчики наполнения Гд1 и ГД2 соответственно (выдаёт сигнал пропорциональный количеству топлива потребляемому двигателем за определённый промежуток времени).

ЗН - задатчик нагрузки.

ЗЗН - задатчик зоны нечувствительности.

РМ1÷РМ3 - разделительные модули.

АСВ - аналоговая схема выделения.

БК1÷БК6 - блоки компараторов.

БЛ - блок логики.

БПШ - блок понижения шага.

КВРШ - контур управления ВРШ.

Q1,Q2 - количество топлива потребляемое ГД1 и ГД2.

ΔН - сигнал понижения шага (идёт в схему управления ВРШ).

Н - сигнал текущего шага.

НЗ - сигнал заданного шага.

ΔНЗ - сигнал рассогласования шага.

. Составление функциональной схемы системы ДАУ ГД AFA1 по ГОСТ 21404-85

Функциональную схему ДАУ ГД AFA1 составляем используя структурную схему приведённую в [1] .

На функциональной схеме приняты следующие обозначения элементов:

  1. Номерами 1-1, 2-1 обозначены датчики подачи топлива - датчики наполнения. Сигналы с этих датчиков поступают на стрелочные приборы 1-2, 1-3, 1-4, 2-2, 2-3, 2-4 указателей наполнения ГД1, ГД2, установленные в МО, на ПВМ в ЦПУ и ПУС. Также сигналы с этих датчиков поступают в контур управления нагрузки ГД для работы схемы защиты ГД от перегрузки.
  2. Номерами 1-5, 2-5 обозначены датчики аварийной защиты каждого ГД по предельной частоте вращения и аварийному давлению масла в системе смазки, которые работают в контуре аварийной защиты ССУ воздействуя на соответствующие ПМ сцепленя.
  3. Номерами 1-16, 2-7, 3-18 обозначены датчики аварийной защиты муфт сцепления ПМ1 и ПМ2 и раздаточного редуктора, которые работают в контуре аварийной защиты ССУ отключая соответствующие ПМ сцепления по следующим параметрам:
  4. низкому давлению масла в системе смазки редуктора;
  5. низкому давлению рабочего воздуха в пневмосистеме муфты;
  6. исчезновению напряжения на шинах судовой сети.
  7. Номером 3-17 обозначен датчик аварийной защиты муфты гребного вала ПМ3 и упорного подшипника, который учавствует в работе контура аварийной защиты ССУ путём отключения муфты по параметрам:
  8. низкому давлению рабочего воздуха в пневмосистеме муфты;
  9. аварийному давлению масла в системе смазки упорного подшипника;
  10. исчезновению напряжения на шинах судовой сети.
  11. Номерами 1-6, 2-6, 3-1, 3-4 обозначены тахогенераторы, сигналы с которых поступают на стрелочные приборы обозначенные на схеме 1-7,1-8, 2-8, 2-9, 3-2, 3-3, установленные в МО, на ПВМ в ЦПУ и ПУС и показывают частоту вращения ГД, а также сигналы с тахогенераторов поступают в блок контроля частоты вращения 1-15, 2-19 находящиеся в ШУ в ЦПУ.
  12. Номерами 1-9-1-14,1-21 и 2-10-2-15, 2-21 обозначены элементы контуров ДУ ГД1,2, управляющие КПВ (клапан пускового воздуха), ПКТ (пусковой клапан топлива), РЧВ (регулятор частоты вращения) ГД1 и ГД2.
  13. Номерами 1-8, 1-19 и 2-17, 2-18 обозначены элементы контуров ДУ муфтами ПМ1 и ПМ2
  1. ГД, воздействующие на электромагнитные клапаны включения муфт ПМ1 и ПМ2.
  2. Номерами 3-9, 3-12, 3-13, 3-14 обозначены элементы контуров ДУ муфтой и тормозом гребного вала, управляющие клапаном включения муфты ПМ3 и гидравлического тормоза вала (ГТВ).
  3. Номером 3-5 обозначен датчик положения ВРШ, сигнал с которого поступает на стрелочные приборы указателей шага ВРШ под номерами 3-6 и 3-7 установленные на ПВМ в ЦПУ и ПУС; и в контур управления ВРШ 3-11, воздействующий на исполнительный двигатель управляющий шагом ВРШ. Также предусмотрено управление шагом с ПВМ в ЦПУ элементом под номером 3-10, путём воздействия на клапан оперативного управления МИШ.
  4. Номером 4-1 обозначен датчик машинного телеграафа, установленный в ПУС и воздействующий на приёмники машинного телеграфа 4-2 и 4-3 установленные в МО и на ПВМ в ЦПУ при управлении ВРШ из ЦПУ.

4. Анализ соответствия схемотехнической реализации требованиям правил Регистра правил эксплуатации

.1 Общие требования

.1.1 Механизмы в установки должны быть построены в соответствии с применимыми к ним требованиями соответствующих частей Правил и оборудованы местными постами управления и устройствами индикации.

.1.2 Механизмы и установки, имеющие возможность автоматического или дистанционного пуска, на местных постах управления должны иметь устройства для отключения автоматического или дистанционного управления.

В случае неисправности в системе автоматического или дистанционного управления должна сохраняться возможность местного управления.

.13 Переключение режимов работы с местного управления на «автоматическое управление» или «дистанционное управление» должно быть возможно только на местных постах управления. Переключение с «дистанционного управления» на «автоматическое управление» допускается производить на постах дистанционного управления.

.1.4 При нарушении заданной последовательности операций система автоматического управления должна прекратить выполнение программы и привести механизмы в безопасное состояние с обязательной подачей аварийно-предупредительного сигнала в пост управления, где предусмотрена постоянная вахта управления.

.1.5 При нарушении заданной последовательности операций система автоматического управления должна прекратить выполнение программы и привести механизмы в безопасное состояние с обязательной подачей аварийно-предупредительного сигнала в пост управления, где предусмотрена постоянная вахта.

.2 Автоматизированные главные установки и движетели

.2.1 Должно быть предусмотрено дистанционное автоматизированное управление, с помощью которого можно производить пуск, остановку, а также управление частотой вращения, величиной и направлением упора в пределах всей области работы главной энергетической установки

.2.2 Дистанционное автоматизированное управление должно обеспечивать следующее:

.1 при вводе различных команд в быстрой последовательности должна быть выполнена команда, введенная последней, независимо от рабочего состояния;

.2 установка частоты вращения, величины и направления упора должна быть возможна одним органом управления;

.3 при установке частоты вращения главной энергетической установки должна быть предусмотрена возможность автоматического прохождения зон критической частоты вращения независимо от заданного режима;

.4 системы дистанционного автоматизированного управления и машинных телеграфов должны быть независимы друг от друга так, чтобы неисправности одной системы не оказывали влияния на работу другой системы; допускается для обеих систем использовать один и тот же орган управления;

.5 должна быть предусмотрена сигнализация о потере питания и неисправностях в системе дистанционного автоматизированного управления;

.6 для главных механизмов, которые обслуживаются автономными вспомогательными электромеханизмами и которые останавливаются при обесточивании судна, должна быть предусмотрена возможность дистанционнного запуска при восстановлении электрической энергии;

.7 сохранение заданного режима работы главных механизмов и движителей при выходе из строя дистанционного автоматизированного управления до момента перехода на управление с местного поста управления;

.8 дистанционное автоматизированное управление должно обеспечивать выполнение аварийных маневров, при которых изменение скорости судна и движение в противоположном направлении должны быть достигнуты за возможно короткое время. При этом автоматически должны быть сняты ограничения мощности, которые были отрегулированы на значения мощности меньше номинальной.

.2.3 При наличии нескольких постов управления пост в ЦПУ должен быть доминирующим по отношению к посту управления на ходовом мостике.

Таким же должен быть пост управления в машинном помещении у главных механизмов по отношению к посту управления в ЦПУ.

Перевод управления на доминирующий пост и обратно должен быть возможен только с доминирующего поста, независимо от того, в согласованном или рассогласованием положении находятся органы управления на переключаемых постах.

Перевод управления должен сопровождаться подачей звукового и светового сигнала на всех постах управления. На постах должна быть предусмотрена световая сигнализация (индикация), указывающая, с какого поста осуществляется управление.

На всех постах управления, включая отключенные, должна быть предусмотрена нс-отключаемая индикация заданных машинным телеграфом команд.

.2.4 Устройство для экстренной остановки главных механизмов, требуемое 3.2.1.6 части VII «Механические установки», должно быть независимо от системы дистанционного автоматизированного управления, систем аварийно-предупредительной сигнализации и защиты, а также от судовой сети, если для работы этого устройства требуется электрическая энергия.

.2.5 Система защиты может быть выполнена так, чтобы при неисправностях, не вызывающих непосредственного повреждения приводной установки, происходило автоматическое уменьшение мощности.

.2.6 У главных механических установок с двигателями внутреннего сгорания должна поддерживаться автоматически в допустимых пределах температура рабочих сред:

охлаждающей среды цилиндров,охлаждающей среды поршней,охлаждающей среды форсунок,

смазочного масла, топлива при работе на тяжелом топливе, если отсутствует регулирование вязкости.

У главных механических установок с другими приводными механизмами автоматическое регулирование температуры рабочих сред должно быть согласовано с Регистром.

.2.7 Количество последовательных удачных автоматических пусков, выполняемых системой ДАУ главных механизмов, должно быть не менее требуемых 16.1.3 части VIII «Системы и трубопроводы», и нормальное функционирование ДАУ не должно ограничиваться в случае снижения давления пускового воздуха или снижения емкости пусковых аккумуляторных батарей ниже пределов срабатывания аварийно-предупредительной сигнализации.

Однако количество неудачных автоматических попыток пуска должно быть ограничено, чтобы после последней неудачной попытки запаса пускового воздуха или емкости пусковых аккумуляторных батарей было бы достаточно для выполнения вручную половины числа пусков, требуемых 11.1.3 части VIII «Системы -трубопроводы» или 13.7.2 части XI «Электричесхое оборудование».

.2.8 Установки с дизель-редукторными агрегатами (с двумя двигателями и более) должны быть спроектированы таким образом, чтобы при срабатывании защиты одного двигателя другие оставались в работе на режимах, исключающих их перегрузку.

.2.9 Контролируемые параметры автоматизированных главных механических установок, места замера, предельные значения параметров и виды автоматической защиты и индикации параметров приведены в табл. 4.2.9.

Анализируя схемотехническую реализацию можно сделать вывод о соответствии последней требованиям правил Регистра правил эксплуотации.

5. Разработка схемы контура управления нагрузкой главного двигателя и выбор элементов схемы

Данная схема реализует регулирование нагрузки ГД посредством управления работой МОП ключей в схеме контура управления ВРШ.

В схеме использованы следующие микросхемы:

  • К155ЛИ5 (2 элемента 2И)
  • Микросхемы данной серии используют транзисторно-транзисторную логику (ТТЛ).
  • Один из каналов данной микросхемы (D1.1) обеспечивает выбор подключения одного из задатчиков предельной нагрузки в зависимости от условий окружающей среды и значений FЗ.
  • Второй канал (D1.2) вырабатывавет сигнал перегрузка который в свою очередь поступает в схему управления ВРШ.
  • -КР590КН2 и КР590КН5 (МОП ключи).
  • Отличием вышеуказанных микросхем является использование в одной ключей нормально разомкнутого вида а в другой - нормально замкнутого вида соответственно. Эти МОП ключи позволяют коммутировать сигналы напряжением до 30В.
  • Каждая из микросхем является четырёх канальной и имеет по четыре управляющих входа.
  • Задачей этих элементов является подключение необходимого канала в зависимости от управляющего сигнала на их входе.
  • К1121СА1 (компаратор)
  • В схеме имеется две такие микросхемы. Их задачей является выработка логических сигналов управляющих исполнительными элементами регулирования нагрузки.
  • Каждый компаратор имеет по четыре канала W1÷W4.
  • На вход каждого канала подаётся исследуемый сигнал и опорный потенциал с которым и происходит сравнение. В виде опорного потенциала может быть какой-либо сигнал подходящий по уровню для данной микросхемы.
  • К574УД1 (операционный усилитель)
  • В конструктиве имеется два таких ОУ - D7 и D8. Выполнены по ТТЛ логике. Уровень выходного напряжения 15 В.
  • D7 обеспечивает инвертирование входного сигнала а D8 в сочетании с двумя диодами VD1 и VD2 а также двумя резисторами R5 и R6 обеспечивает выделение модуля входного сигнала.
  • К155ЛА3 (4 элемента 2 И-НЕ)

Обеспечивает выборку наибольшего сигнала во взаимодействии с другими элементами схемы.

Использует ТТЛ логику.

В схеме имеется также блок логики который выполнен в виде микросхемы с шеснадцатью ножками и из-за сложностиего реализации не выбирается так-же как и ЗУ сПП. Блок логики обеспечивает обработку логических сигналов по определённому алгоритму и выработку в результате этого управляющих сигналов.

Подстроечные резисторы, которые имеются на общей схеме (рис 1.3) ,приводят к необходимому уровню сигналы задатчиков. Эти резисторы находятся в ЦШУ и в ПВМ и поэтому в схеме они не показаны.

Конденсаторы С1,С2 являются защитой от высокочастотных помех, создаваемых самими микросхем. Конденсаторы выбираются из интервала 0.033 - 0.047 мкФ

Конденсаторы С3÷С7 является фильтрами низкочастотных помех, поступающих с блока питания. Они являются электролитическими, и их емкость равна 0,5 мкФ умноженная на количество микросхем, питающихся данным напряжением.

Схема имеет печатный монтаж. В качестве разъемов Х1 и Х2 выбраны соединители СНО с числом контактов 30 . Эти соединители предназначены для работы в цепях постоянного, импульсного и переменного тока с частотой до 3 МГц. Конструкция позволяет применять их для печатного монтажа. Соединители СНО защищены от климатических (температура, влажность и давление окружающей среды) и механических нагрузок.

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.