Сизых В.А. Судовая автоматика и аппаратура контроля

Подождите немного. Документ загружается.

В.А.СИЗЫХ

СУДОВАЯ

АВТОМАТИКА

И АППАРАТУРА

КОНТРОЛЯ

Издание

второе,

переработанное

и дополненное

Допущено

Главным

управлением

кадров

и учебных заведений

Минречфлота

РСФСР

в качестве

у-ебника

дпн

речных

училищ

и техникумов

РЛОСКВА

"ТРАНСПОРТ"

1986

УДК 629.12-8-5210753)

Сизых В, А. Судовая

автоматика

и аппаратура

контроля

Учебник для речных училищ и

техникумов.

—

2е

изд.,

пере-

раб и

доп

— Л! Транспорт, 1986. — 280 с

В книге

рассматриваются

контрольно-измерительные

приборы и средства

автоматизации

энергетических

установок,

используемые па судах речного флота.

Во втором издании (1-е изд. 1979 г.) более подробно

из-

ложены вопросы дистанционного

автоматизированного

уп-

равления энергетическими установками, технической

эксплу-

атации судовой автоматики, приведены сведения о приборах

диагностирования технического состояния дизелей.

Книга предназначается в качестве учебника для

учащих-

ся

речных училищ и техникумов.

Ил. 127,

библиогр

17 назв.

Рецензент В, С.

Горин

Заведующий редакцией О. Г. Ивлиев

Редактор И С.

Форстсн

049(01)-86

Издательство

«Транспорт»,

Ermo

Ex Libris

OVIMU-

43-33

Odessa

ПРЕДИСЛОВИЕ

Улучшение показателей работы судовых энергети-

ческих установок

(СЭУ)

неразрывно связано с механи-

зацией

и автоматизацией управления ими.

Механизация производства может

бвгеь

частичной

или комплексной. В первом случае ручные средства

труда заменяют машинами или механизмами лишь для

выполнения отдельных (обычно основных) операций

производственного процесса, во втором — вручную

осуществляют

только работы по управлению машиной.

При

автоматизации

производства специальные уст-

ройства выполняют

функции

управления. Под автома-

тизацией понимают комплекс мероприятий научного,

технического,

социально-правового

и организационного

характера, направленных на повышение производи-

тельности

оборудования, экономию времени, материа-

лов, энергии, рабочей силы, улучшение условий труда,

повышение качества продукции (технологических опе-

раций), и другие факторы, обеспечивающие рост про-

изводительности труда. Производственные процессы

могут быть комплексно

автоматизированы

пределах

какого-либо

участка,

цеха,

порта, шлюза, крана, суд-

на, если все

выполняемые

при этом операции не требу-

ют ручного труда. Если часть

операции

управления

выполняется автоматически, а часть — вручную, то ав-

томатизация называется частичной.

В связи с ростом энерговооруженности флота объ-

ем

средств

комплексной

автоматизации судов с

каждым

годом возрастает. Болыпинство судов с дизель-

ными

энергетическими

установками

оборудовано в па-

стоящее время системами дистанционного

управления,

главными и вспомогательными дизелями,

средствами

автоматического управления топливными, маслоподкачи-

вающиыи,

санитарными,

балластными и пожарными на-

сосами, устройствами дистанционного управления

якор-

но-швартовными,

грузовыми,

счальными

(сцепными)

механизмами, техническими средствами

судовождения,

централизованного

контроля, сигнализации, защиты и

другими устройствами

автоматизации.

Внедрение на судах новых технических средств все

в большей степени характеризуется переходом от ав-

томатизации

отдельных механизмов к дистанционному

автоматическому управлению комплексами судовых

энергетических установок и развивается в двух направ-

лениях:

по пути увеличения числа и номенклатуры

операций, выполняемых уже проверенными в эксплу-

атации устройствами автоматизации, 2) по пути созда-

ния

новых

средств

автоматизации на основе современ-

ных достижений науки и техники.

1. КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ

СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1 ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ

СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

УСТАНОВОК

Средства и методы контроля. Для полного исполь-

зования

номинальной мощности

СЭУ

при высоких

эксплуатационных

показателях

необходим

системати-

ческий контроль за работой всех ее элементов с помо-

щью измерительных приборов. По контрольно-измери-

тельным приборам (КИП) определяют температуру и

давление рабочих тел (газа, жидкости), уровень и рас-

ход их,

угловую

скорость коленчатого вала, мощность

дизеля, химический состав рабочих тел, состав продук-

тов сгорания топлива и другие параметры.

Показания

приборов

позволяют судить о правиль-

ности происходящих в СЭУ процессов и в случае необ-

ходимости своевременно

устранять

неисправности,

на-

рушающие ее нормальную работу.

Приборы, по которым контролируют работу элемен-

тов СЭУ, бывают стационарными, т. е. постоянно

уста-

новленными на механизмах, машинах, агрегатах, и

переносными

(эксплуатационными),

подключаемыми к

механизмам, машинам и агрегатам периодически.

В комплектах КИП для постоянного к периодичес-

кого контроля работы СЭУ предусмотрены различные

приборы, наименование, число и конструкция которых

зависят от вида контроля, типа, назначения и мощности

установки.

Постоянный контроль за работой СЭУ осуществля-

ют

по приборам, измеряющим температуру и давление

охлаждающей воды и масла, уровень воды и давление

пара в котлах, угловую скорость коленчатого вала, уро-

вень топлива, масла и воды в соответствующих систе-

мах и другие

величины.

Периодический контроль за работой главных дизе-

лей с угловой скоростью коленчатого вала не более

75 рад/с члены судового экипажа проводят не реже од-

ного раза в месяц. Кроме постоянных измерений, с по-

мощью специальных

переносных

(эксплуатационных)

приборов определяют: давление сжатия, давление сго-

рания (максимальное давление

цикла);

температуру

выпускных газов по цилиндрам и перед турбокомпрес-

сором; температуру воздуха, поступающего в дизель,

давление наддува; время

расхода

топлива в мерном

баке; плотность и

температ}ру

топлива, а также дру-

гие параметры.

Контроль за работой СЭУ не реже одного раза за

две-три навигации должны производить также специ-

альные теплотехнические партии. Объем и содержание

измерений в данном случае определяются задачей тех-

нического

диагностирования,

позволяющего оценить

техническое

состояние СЭУ в

целом

или ее отдельных

элементов без разборки.

Проверку качества работы СЭУ по особым планам

могут выполнять и научно-исследовательские организа-

ции в целях определения, например, технического со-

стояния

цилиндро-поршневой

группы дизеля, оптималь-

ного режима движения

судна

при плавании на мелко-

водье, в

узкостях,

каналах, при выходе на крылья и т. п.

Контроль

за

работой

установки

подразделяют на

оперативный и

учетный.

Для оперативного контроля

СЭУ снабжают приборами, по которым определяют ка-

кой-либо параметр (давление, температуру,

урове,нь

и т п ) в данный момент Учетный контроль осуществ-

ляют с помощью приборов, позволяющих оценить из-

менение

параметра за определенный промежуток вре-

мени

(например, час,

вахт},

с>тки)

Большое число

контролируемых величин и рассредоточенность КИП по

различным

объектам СЭУ осложняют контроль а

регистрацию

показаний контрольно-измерительных при-

боров Поэтому показания штатных приборов, установ-

ленных непосредственно у того или иного объекта, дуб-

лируют на

специальном

щите у поста управления СЭУ.

Формы и системы контроля. В практике эксплуата-

ции СЭУ чаще всего используют следующие формы

автоматического контроля

(индикации)

параметров-

еди-

ничный

(одноточечный);

множественный (многоточеч-

ный) за несколькими параметрами;

обегающий

за

большим числом параметров с помощью одного

устрой-

ства, поочередно подключаемого к различным прибо-

рам;

программный,

осуществляемый по определенной

программе, например, при автоматизации управления

главного дизеля, смена направления вращения вала

которого происходит в строго определенной последова-

тельности (снижение угловой

скорости,

остановка, ре-

версирование,

пуск, увеличение угловой скорости до за-

данного значения).

В зависимости от указанных форм индикации пара-

метров на речных судах применяют автономный и

централизованный автоматический контроль.

Автоном-

ный контроль позволяет наблюдать за работой одного

какого-либо механизма, машины, агрегата. При цент-

рализованном контроле щиты контроля отдельных ме-

ханизмов, агрегатов и т. п. монтируют вместе с устрой-

ствами управления СЭУ на общем центральном посту

управления (ЦПУ). В состав комплекса управления и

контроля, расположенного на ЦПУ, входят пульт уп-

равления и контроля, а также щиты

мнемонических

схем. На пульте

управления

и контроля сосредоточены

оперативные органы управления и приборы автомати-

ческого контроля, обеспечивающие дистанционное уп-

равление главными и основными вспомогательными

механизмами, а также дистанционный контроль, авто-

матическую регистрацию контролируемых величин и

команд из

рхлевой

рубки дистанционного поста управ-

ления

(ДПУ).

На мнемонические схемы вынесены контрольно-из-

мерительные приборы и неоперативные органы управ-

ления с регистрацией последовательности включения и

регулирования работы различного оборудования меха-

низмов

судовых систем.

В соответствии с требованиями Речного Регистра

РСФСР для контроля работы главных дизелей на по-

стах управления должны быть установлены контроль-

но-измерительные приборы, показывающие: угловую

скорость и направление упора движителей; давление

смазочного масла на входе в дизель; температуру ох-

лаждающей воды во внутреннем контуре на выходе из

дизеля; давление смазочного масла в

реверс-редуктор-

ной передаче; давление воздуха в пусковых баллонах;

давление воздуха (рабочей жидкости) в системе дис-

танционного управления и другие параметры.

На судах с суммарной мощностью главных дизелей

более 1470 кВт или электростанциями в составе трех и

более основных дизель-генераторов с суммарной мощ-

ностью более 450 кВт, кроме перечисленных средств

контроля, должна быть также обеспечена дистанцион-

ная

индикация

(измерение) температуры выпускных га-

зов по цилиндрам и в коллекторах дизелей.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИБОРАХ КОНТРОЛЯ

Измерение параметров работы СЭУ. Измерение

представляет собой сравнение измеряемой величины с

некоторым ее эталонным

значением.

Однако измерение

не всегда можно выполнять непосредственным сравне-

нием (прямым

измерением).

При косвенных измерени-

ях для получения одной величины измеряют другую,

связанную с искомой определенной зависимостью. Ре-

зультаты измерений различных величин оценивают с

помощью единиц измерения, образующих систему еди-

ниц.

Близость результата измерения к истинному значе-

нию

измеряемой

величины характеризуется погрешно-

стью

измерения,

под которой понимают отклонение ре-

зультата измерения от истинного значения

измеряемо»

физической величины. Правильность показания прибо-

ра зависит в основном от качества его изготовления и

условий эксплуатации. Абсолютная погрешность изме-

рительного прибора представляет собой разность меж-

ду показанием прибора

(Л

)

и действительным значе-

нием измеряемой величины

(Л

Относительная по-

грешность

(%)

прибора

Величина,

обратная модулю относительной погреш-

ности, представляет собой

точность

измерения. Так,

если

2%,

то точность

равна

50. Чем меньше относи-

тельная погрешность, тем выше точность измерении и

качество прибора.

Вследствие

изнашивания,

деформирования, загряз-

ненности

механических повреждений

отдельных

дета-

лей приборов погрешность их измерений с течением вре-

мени увеличивается.

Поэтому

периодически, не

реже

одного раза в год, все КИП подвергают обязательной

проверке, в

противном

сл>

чае их

не

допускают к экс-

плуатации.

Классификация

средств

контроля. В техническом от-

ношении средства контроля весьма разнообразны и

трудно перечислить все модификации их даже для из-

мерения величин одной физической природы.

В зависимости от способа показаний — различают

указывающие,

самопишущие,

суммирующие

и сигнали-

зирующие приборы.

Указывающие приборы определяют измеряемую ве-

личину в каждый данный момент с помощью подвиж-

ного указателя (стрелки). Самопишущие приборы авто-

матически ведут непрерывную запись результатов изме-

рений. Суммирующие приборы позволяют определить

расход пара или воды, число оборотов вала и другие

параметры за какой-либо промежуток

времени

(час,

вахту, сутки и т. д.). Сигнализирующие приборы

обес-

печивают подачу светового или звукового сигнала либо

того и другого

одновременно

при достижении измеряе-

мой величиной предельных значений.

В зависимости от расстояния, с которого можно на-

блюдать за показаниями приборов, их делят на

мест-

ные и дистанционные.

По назначению приборы контроля параметров ра-

боты

СЭУ

подразделяют на приборы для измерения

температур, давления, уровня воды, масла, топлива, рас-

хода рабочих тел, для анализа газов, воды, топлива,

масел, для измерения угловой скорости коленчатого

вала, мощности (вращающего момента) дизеля.

СЭУ должна иметь

минимальное

число необходи-

мых приборов, полностью обеспечивающих ее надеж-

ную и безаварийную работу.

Число постоянно действующих (штатных) контроль-

но-измерительных приборов и места их установки опре-

деляются Правилами Речного Регистра РСФСР, Пра-

вилами Регистра СССР и Правилами

технической

эксплуатации объекта, на котором смонтирован тот или

иной прибор.

Состав измерительных приборов. Принцип действия

большинства средств

измерений

основан на преобразо-

вании измеряемой физической величины в какую-либо

Другую однозначно с ней связанную величину, напри-

мер в механическое перемещение, напряжение, сопро-

тивление,

емкость, частоту электрического тока и т. п.