Кузнецов Е.В. Системы автоматизации главных судовых дизелей

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 2.3 Главная панель управления ГД.

Рис. 2.4 Панель системы защиты.

3 СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ГЛАВНОГО ДИЗЕЛЯ

Система защиты ГД предназначена для:

- контроля параметров дизеля и его вспомогательных систем;

- контроля правильности последовательности операций по управлению

дизелем;

- автоматической остановки дизеля или перевода его на пониженную

частоту вращения при выходе параметров за допустимые пределы или при

неверной последовательности операций;

- аварийной остановки ГД вручную оператором.

Взаимодействие системы защиты с остальными системами

автоматизации ГД и самим ГД показано на рис. 1.1, 2.1.

Система защиты контролирует:

- значение частоты вращения дизеля;

- превышение частотой вращения максимального аварийного значения;

- параметры, по значениям которых необходима аварийная остановка ГД;

- параметры, по значениям которых необходимо аварийное снижение

частоты вращения ГД до безопасного уровня;

- состояние датчиков частоты вращения ГД;

- положение кнопок (выключателей) ручной аварийной остановки ГД;

- положение пневматического электромагнитного клапана аварийной

остановки дизеля, входящего в состав ПРС.

Микропроцессор системы защиты выполняет обработку сигналов

датчиков параметров и в результате формирует сигналы:

- аварийной остановки ГД (SHUT DOWN);

- аварийного снижения частоты вращения ГД(SLOW DOWN);

- аварийной ручной остановки ГД.

Аварийная остановка ГД происходит, когда один или несколько

параметров ГД выходят за допустимые пределы и система защиты

прекращает подачу топлива в ГД с помощью электромагнитных клапанов

ТНВД.

Имеется два вида аварийной остановки: неотключаемая и отключаемая.

При неотключаемой защите остановка ГД выполняется без задержки.

Отключаемая защита имеет задержку времени до ее срабатывания, в

течение которой оператор должен принять решение об остановке ГД или

отключении защиты. Время задержки обычно составляет 6 секунд, но может

задаваться в пределах от 0 до 255 секунд.

Отключаемая защита также посылает блокирующие сигналы в систему

дистанционного управления и на регулятор частоты вращения.

Аварийное снижение частоты вращения ГД до безопасного уровня

производится путем подачи сигнала из системы защиты на установку

соответствующего сниженного задания регулятору частоты вращения ГД.

Аварийное снижение также могут быть отключаемым и

неотключаемым.

Пример панели системы защиты малооборотного ГД, на которой

расположены индикаторы аварийно-предупредительной сигнализации и

кнопки управления, показана на рис. 2.4.

Система защиты получает сигналы от датчиков параметров ГД.

После обработки входных сигналов микропроцессором система

защиты выдает управляющие сигналы и сигналы аварийно-

предупредительной сигнализации в систему ДАУ и систему управления (рис.

1.2).

Основные сигналы АПС система защиты передает на панель

управления мостика.

Система выполняет функции защиты посредством передачи сигналов

измерения и управления между ГД и модулем системы защиты.

Входные и выходные каналы системы защиты имеют следующий вид:

- базовые входные и выходные (аналоговые и цифровые) каналы;

- цифровые релейные выходные каналы;

- цифровые входные каналы.

Программы микропроцессора выполняют следующие виды обработки

сигналов:

- все входные сигналы параметров ГД преобразуются в соответствующие

технические размерности требуемого масштаба, или в процентах от

номинального значения, для отображения на панели системы;

- все сигналы могут сравниваться с установленными предельными

значениями и система выполняет последующую индикацию сигналов

неисправностей:

- индивидуальная АПС для каждого входного канала может быть передана

на главный компьютер, а также на световые индикаторы системы;

- общая АПС, которая представляет собой релейный выходной сигнал,

включающий звуковую сигнализацию при выходе за предельное значе-

ние любого параметра;

- групповая АПС для индикации функциональной группы параметров, ко-

торой принадлежит аварийный параметр;

- индикация АПС может быть запрещена для любого цифрового входного

сигнала системы защиты;

- релейная АПС может быть задержана на время от 0 до 60 секунд;

- сигналы проходят через настраиваемый фильтр и выходной сигнал

фильтра может быть задержан на настраиваемый промежуток времени;

- как нормальные, так и аварийные значения сигналов индивидуально или

вместе могут запрашиваться главным микропроцессором или выводиться

индивидуально на панель системы защиты;

- все предельные значения сигналов и их параметры (такие как масштаб)

могут быть проверены и изменены с панели системы.

Для вывода информации на панель используются светодиоды.

Каждому параметру, по которому производится аварийная остановка ГД или

снижение его частоты вращения соответствуют три светодиода,

сигнализирующие о:

- появлении аварийной ситуации по параметру;

- активизация функции отключения защиты оператором в случае необходи-

мости;

- неисправности в цепи передачи сигнала от датчика параметра в систему за-

щиты.

Аварийная остановка дизеля (SНUT DOWN) производится по

следующим причинам, с соответствующей световой сигнализацией на панели

системы защиты:

- высокая частота вращения ГД,

- низкое давление масла перед главными подшипниками;

- низкое давление масла на входе сервомотора выпускного клапана;

- низкое давление масла на входе турбонагнетателя;

- высокая температура упорного подшипника.

Первые из этих двух защит являются неотключаемыми. Остальные

защиты являются отключаемыми, но могут быть запрограммированы и как

неотключаемые.

Аварийное снижение частоты вращения дизеля (SLOW DOWN)

производится по следующим причинам с соответствующей световой

сигнализацией на панели системы защиты:

- низкое давление циркуляционного масла на входе в дизель;

- низкое давление масла на входе в сервомоторы выпускных клапанов ци-

линдров;

- отсутствует поток охлаждающего масла через поршень;

- высокая температура охлаждающего масла на выходе из поршней;

- отсутствует расход цилиндровой смазки;

- высокая концентрация масляных паров в картере ГД;

- высокая температура охлаждающей воды на выходе из цилиндров ГД;

- пламя в наддувочном воздухе;

- высокая температура выхлопных газов за цилиндрами;

Защита SLOW DOWN выполняется отключаемой, но для любого

параметра она может быть запрограммирована и как неотключаемая.

Группа сигнализаторов ALARM в правой части панели системы

защиты информирует о следующих событиях:

EMERGENCY STOP SW. - аварийный останов ГД вручную оператором на

мостике, из ЦПУ или машинного отделения;

SHUT DOWN - возникла ситуация, требующая аварийной

остнанов ГД по сигналу из системы защиты;

SLOW DOWN - возникла ситуация, требующая аварийного

снижения частоты вращения ГД по сигналам

из системы защиты;

SHUT DOWN

CANCELLED

- оператор отключил аварийную остановку ГД;

SLOW DOWN

CANCELLED

- оператор отключил аварийное снижение

частоты вращения ГД;

WRONG ROTATION - ГД начал вращаться в направлении

противоположном заданному с машинного

телеграфа;

RPM DETECTOR FAIL - неисправность в системе измерения частоты

вращения;

LOOP FAIL EMERG.

STOP

- неисправность цепи одной из кнопок

аварийного останова ГД.

Группа сигнализаторов RPM-LEVELS информируют о соотношении

фактической частоты вращения ГД ее установленным уровням:

ALARM BLOCK - блокирование АПС по частоте вращения. Это обычно

происходит, когда частота вращения ГД ниже

минимального измеряемого уровня, когда ГД

считается остановленным;

RPM1 - частота вращения ГД находится в первом заданном

диапазоне, например, для подключения

валогенератора;

RPM2 - частота вращения ГД находится во втором заданном

диапазоне;

RPM3 - частота вращения ГД находится в третьем заданном

диапазоне;

EMERGENCY

STOP VALUE

ACTIVATED

- электромагнитный клапан остановки ГД сработал от

системы защиты.

4 УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМ ДИЗЕЛЕМ

Судовой главный малооборотный дизель управляется с трех постов:

- на ходовом мостике,

- в ЦПУ машинного отделения,

- в машинном отделении.

С постов на ходовом мостике и в ЦПУ ГД управляется посредством

системы ДАУ.

Переключатель управления ГД между местным постом и системой

ДАУ находится на местном посту в машинном отделении,

Переключатель дистанционного управления ГД между ЦПУ и ходовым

мостиком находится на пульте управления в ЦПУ.

С местного (аварийного) поста в машинном отделении управление ГД

производится:

- через командные пневматические элементы пуско-реверсивной системы,

- путем ручного перемещения топливной рейки дизеля.

Общий вид местного поста управления ГД показан на рис. 4.1.

Органами управления ГД с местного поста являются:

- клапан переключения управления 100 между местным постом и системой

ДАУ,

- клапан остановки дизеля 102,

- клапан пуска дизеля 101,

- клапан переключения 105 работы дизеля на передний или задний ход.

- маховик ручного перемещения топливной рейки,

- маховик соединения топливной рейки с маховиком ручного управления

или с исполнительным механизмом регулятора частоты вращения ГД.

Подробное описание управления ГД с местного поста можно найти в

[7].

Рис. 4.1 Местный пост управления главным дизелем.

А – рукоятка фиксации/освобождения маховика ручного управления.

В - маховик ручного управления топливной рейкой.

С - сектор поворота регулирующего вала.

Р - маховик соединения регулирующего вала с исполнительным

механизмом регулятора частоты вращения или с маховиком ручного

управления.

С ходового мостика выполняется полностью автоматическое

управление ГД. Поэтому маневровое устройство ГД на мостике совмещено с

машинным телеграфом.

Схема маневрового устройства на мостике показана на рис. 4.2.