Кузнецов Е.В. Системы автоматизации главных судовых дизелей
Подождите немного. Документ загружается.
микропроцессоров).
Общая функциональная схема системы автоматизации главного дизеля
представлена на рис. 1.1.
Система автоматизации ГД состоит из трех подсистем:
- система дистанционного автоматизированного управления,
- система индикации состояния ГД и состояния самой системы авто-
матизации,
- системы защиты ГД.
Система ДАУ управляет режимами работы ГД и, в свою очередь,
содержит:
- маневровые устройства на постах управления ГД на ходовом мостике и в
ЦПУ машинного отделения (пост аварийного управления ГД входит в со-
став пуско-реверсивной системы);
- систему формирования командных сигналов, управляющих двигателем;
- систему управления частотой вращения ГД, воздействующую на расход
топлива на дизель.
11
Рис. 1.1 Общая функциональная схема системы автоматизации
главного дизеля.
Непосредственное управление ГД производится:
- пуско-реверсивной системой, осуществляющей пуск, нормальную останов-
ку, реверс, медленное проворачивание и аварийную остановку;
- топливной рейкой, которая изменяет цикловую подачу топливных насосов
высокого давления и, тем самым, расход топлива на дизель, что приводит к
изменению частоты вращения ГД.
Топливная рейка перемещается системой управления частотой
вращения ГД.
На постах управления ГД находятся маневровые устройства, которые
задают сигналы (команды) требуемого режима работы главного дизеля: пуск,
остановку, реверс, заданную частоту вращения.
Данные сигналы поступают в систему формирования команд, которая
вырабатывает:
12
- сигналы управления пуско-реверсивной системой,
- сигнал заданной частоты вращения ГД для системы управления частотой
вращения.
Для формирования командных сигналов дополнительно используются
сигналы:
- частоты вращения дизеля,
- давления пускового воздуха,
- положений элементов ПРС.
Система команд формирует управляющие сигналы таким образом,
чтобы выполнялись все рассмотренные выше требования и условия.
Система управления частотой вращения перемещает топливную рейку
так, чтобы частота вращения ГД соответствовала ее заданному значению.
При этом данная система обеспечивает выполнение рассмотренных
ранее ограничений на изменение заданной частоты вращения и расход
топлива.
Система защиты формирует сигналы:
- аварийной остановки дизеля,
- аварийного снижения частоты вращения.
Для этого на систему защиты подаются сигналы:
- частоты вращения дизеля,
- другие параметры ГД, по которым производится защита,
- сигналы сброса защиты из системы формирования команд.
Сигнал аварийной остановки дизеля поступает в ПРС, которая
прекращает подачу топлива на ГД. Также этот сигнал идет в систему
управления частотой вращения и устанавливает топливную рейку в
положение нулевой подачи топлива в ГД.
Сигнал аварийного снижения частоты вращения поступает в систему
управления частотой вращения для установки заданной сниженной частоты
вращении ГД.
13
Система индикации ГД представляет оператору необходимую
информацию:
- о состоянии ГД,
- о прохождении сигналов управления ГД,
- о состоянии элементов ПРС и других элементов системы автоматизации
ГД.
Данная информация вырабатывается по входным сигналам:
- частоты вращения ГД,
- давления пускового воздуха,
- положения топливной рейки,
- положения элементов ПРС.
14
2 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ СУДОВЫХ
ГЛАВНЫХ МАЛООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
Системы автоматизации судовых главных малооборотных дизелей
имеют функции, общее устройство и характеристики, рассмотренные в
предыдущем разделе.
Вместе с тем, эти системы имеют свои характерные особенности,
определяемые особенностями дизелей данного типа.
Современные системы автоматизации МОД являются электрическими.
Обработка информации и формирование алгоритмов управления ГД в
этих системах производится в микропроцессорах.
Сведения по судовым микропроцессорным системам управления
можно найти в [13].
Поскольку в МОД, как правило, используются пневматические пуско-
реверсивные системы [7], электрические управляющие сигналы из системы
управления ГД на входе в ПРС преобразуются в пневматические.
Для этой цели используются электромагнитные клапаны, управляющие
подачей сжатого воздуха на соответствующие элементы ПРС.
Общая функциональная схема системы автоматизации для МОД
остается такой же, как показано на рис. 1.1.
Конфигурацию системы автоматизации МОД показывает блок-схема,
приведенная на рис. 2.1 [17].
Данная система взаимодействует с пуско-реверсивной системой,
описанной в [7].
Система автоматизации МОД включает в себя:
- систему машинных телеграфов,
- регистратор маневров ГД (печатающее устройство),
- модуль управления ГД на мостике,
- главный модуль управления (в ЦПУ),
15
- систему управления частотой вращения ГД,
- систему защиты ГД.
Рис. 2.1 Блок-схема системы автоматизации главного дизеля.
Система машинных телеграфов содержит:
- телеграф на посту управления ГД с ходового мостика,
- телеграф в центральном посту управления машинного отделения,
16
- кнопочный телеграф на посту аварийного управления в машинном
отделении.
Машинный телеграф мостика служит:
- для непосредственного управления ГД или
- для передачи команд о требуемых режимах работы ГД операторам в ЦПУ
или на аварийном посту.
Машинный телеграф ЦПУ служит для управления ГД в соответствии с
командами, передаваемыми телеграфом мостика.
Машинный телеграф в машинном отделении служит для приема
команд с мостика о требуемых режимах работы ГД.
Командные сигналы с телеграфа мостика поступают на модуль
управления ГД на мостике и передаются через него на главный модуль
управления ГД.
Телеграф ЦПУ подает сигнал заданного режима работы ГД на главный
модуль управления.
Модуль управления ГД на мостике выполняет следующие основные
функции:
- обобщенная аварийно-предупредительная сигнализация состояния ГД и
системы ДАУ;
- индикация состояния ГД и системы ДАУ.
Кроме того, этот модуль дает возможность судоводителю отключать в
случае необходимости экстренного маневрирования ГД:
- сигналы аварийной остановки или аварийного снижения частоты враще-
ния,
- программу изменения частоты вращения ГД,
- ограничения на частоту вращения и расход топлива,
- медленное проворачивание ГД.
Модуль управления ГД на мостике содержит микропроцессор.
Пример панели данного модуля показан на рис. 2.2.
17
Главный модуль управления ГД располагается на пульте управления
в ЦПУ. Модуль выполняет следующие функции:
- формирует команды управления ГД, поступающие в ПРС и в систему
управления частотой вращения ГД,
- представляет оператору в ЦПУ полную информацию о состоянии
ГД и системы автоматизации.
Преобразование сигналов в модуле в соответствии с его функциями
производится микропроцессором модуля.
Панель главного модуля содержит соответствующие индикаторы
состояния и мнемосхему, на которой визуально отражается прохождение
сигналов управления ГД.
Пример панели главного модуля показан на рис. 2.3.
Кроме того, на пульте управления ГД в ЦПУ находятся:
- переключатель управления дизелем между мостиком и ЦПУ,
- кнопка включения- выключения ограничений на частоту вращения и рас-
ход топлива,
- кнопка включения- выключения медленного проворачивания ГД.
Таким образом, главный модуль и модуль управления ГД на мостике
выполняют функции (рис. 1.1):
- системы формирования команд,
- системы индикации ГД.
Сигналы управления из главного модуля поступают на пуско-
реверсивную систему и систему управления частотой вращения ГД.
Система управления частотой вращения главного дизеля получает
из главного модуля сигналы положения рукояток управления ГД на
машинных телеграфах мостика и ЦПУ.
Эти сигналы в системе преобразуются в сигналы заданной частоты
вращения ГД с мостика и из ЦПУ. Выбор одного из этих сигналов
производится переключателем постов управления.
18
По данному сигналу система управления частотой вращения
перемещает топливную рейку дизеля таким образом, чтобы расход топлива
на дизель обеспечил его работу при частоте вращения, равной заданной.
Преобразование сигналов в системе производится ее
микропроцессором.
Система защиты:
- получает сигналы от датчиков параметров ГД,
- сравнивает значения параметров с предельными значениями,
- при выходе значений параметров за допустимые пределы формирует сигнал
аварийной остановки дизеля или сигнал снижения частоты вращения до
безопасного уровня.
Обработка сигналов производится в микропроцессоре системы защиты.
Пример панели системы защиты ГД, размещаемой на пульте
управления в ЦПУ, показан на рис. 2.4.
19
Рис. 2.2 Панель управления ГД на мостике.
20