Сизых В.А. Судовая автоматика и аппаратура контроля

Подождите немного. Документ загружается.

«стравливается» в атмосферу. При

нормальном

Давле-

нии газов клапаны регулировочными пружинами при-

.жимаются

к соответствующим гнездам и

герметизируют

камеры сгорания и картер дизеля.

Перепускные клапаны в смазочных системах, на-

пример, размещают перед фильтром тонкой очистки и

охладителем или непосредственно в них. Они перепус-

кают масло в обход фильтра или охладителя при

чрезмерном засорении фильтра или пуске холодного

дизеля.

Информационно-измерительные системы СЭУ.

Бсч-

вахтенное или периодическое обслуживание автомати-

зированных СЭУ возможно только при автоматизиро-

ванном централизованном контроле всех основных па-

раметров, характеризующих работу главных и вспо-

могательных дизелей, электро- и парогенераторов, ме-

ханизмов различных систем, оборудования и многих

других устройств на судне.

Большинство речных

с\дов

оборудовано

системами

централизованного контроля с ограниченными задача-

ми. Чаще всего в таких системах (см. рис. 86) ведется

контроль лишь за параметрами СЭУ,

причем

при до-

стижении предельных

значений

производится немед-

ленное оповещение об

этом

обслуживающего персо-

нала.

В последнее время суда речного флота

наряду

системами

СПАСЗО

оборудуют средствами техниче-

ской диагностики и сложными информационно-измери-

тельными системами. Применяемые на речных судах

измерительные

системы можно разделить на две груп-

пы: централизованные (ЦИИС) и периферийные

(ПИИС).

К первым относят такие, как «Аутроника

КБ-6»

(на теплоходах

типа

«Ладога» проекта №

285);

«Стремберг-Сако»

(на теплоходах типа «Балтийский»

проекта № 613);

«Сематик-Ц-1»

(на теплоходах типа

«Владимир Ильич» проекта №

301);

«Аутроника

КМ-1»

(на ледоколах типа «Капитан Чечкин» проекта

№ 1105). Во вторую группу входят устройства, обес-

печивающие контроль за работой вспомогательного

оборудования.

Централизованные

системы в зависи-

мости от типа имеют до 200 и более измерительных и

сигнальных каналов. По насыщенности электронными

элементами, развитым функциональным связям меж-

ду ними, обеспечивающими логические,

математичес-

210

Рис. 94. Центральный пост управления СЭУ

кие, преобразовательные и другие действия над изме-

ряемыми величинами, судовые ЦИИС представляют

до-

вольно сложные средства автоматизации. В

каждом

канале самой

простой

из ЦИИС, например, типа

«Аут-

роника

КБ-6»,

содержится

электронных

комплекта

в том числе около 30 полупроводниковых изделий и

микросхем. В состав системы,

кроме

того, входят тер-

мометры сопротивления,

термопары,

измерительные

преобразователи

давления и другие первичные изме-

рительные преобразователи;

вторичные

преобразовате-

ли и усилители; элементы формирования средних зна-

чении измеряемых величин; элементы задания зоны

допусков и другие устройства.

В общем виде информационно-измерительная

сие

тема включает в себя первичные измерительные пре-

образователи

(ИП)

(рис.

94), сигналы от

которых

(различные

по значению и физической

природе)

по

ступают на вход блока преобразования

(БПС)

где

они трансформируются в

унифицированный

сигнал —

чаще всего в

цифровой

код,

удобный

для

последующей

обработки. Код каждого сигнала

содержит

информа-

цию не только о значении, но и принадлежности сиг-

нала к определенному параметру.

Унифицированные

сигналы поступают на блок измерения

(БИС)

кото-

ром происходит сравнение их с заданным значением

Ьлок обработки сигналов (БОС) дифференцирует сиг-

налы и подает их на

оперативную

панель

сигнализации

211

(ПОС),

расположенную

на центральном посту

управ-

ления (машинном помещении) и на

ДПУ

в рубке. Если

на оперативной панели ЦПУ фиксируется индивиду-

альный сигнал о каждом контролируемом параметре,

на панели ДПУ они объединены в несколько групп.

Сигналы о тех параметрах, которые на неавтоматизи-

рованных судах записывают в вахтенный журнал, в

ЦИИС периодически с интервалами 15, 30, 60, 120 мин

подаются на устройство регистрации

(Р).

Сигналы о

параметрах, вышедших за предельные значения, посту-

пают на устройство регистрации и сигнализации (РС)

Размыкание контактов датчиков в случае выхода конт-

ролируемых параметров за допустимые пределы вос-

принимается соответствующими каналами ЦИИС, и к

устройству СР поступают сигналы постоянного напря-

жения или импульсные сигналы для мигающего света

контрольных ламп. Значение всех параметров фикси-

руется устройством индикации (И).

С оперативной панели можно проверить исправ-

ность сигнальных ламп и всей системы централизован-

ного контроля, изменить режим работы ЦИИС, уста-

новить дежурство с ЦПУ или ДПУ за конкретными па-

раметрами, переключить сигнализацию на каютный

приемник вахтенного механика, обеспечить «вызов»

на устройство индикации или регистрации любого

контролируемого параметра вне очереди, осуществить

«обегающий с определенной скоростью» контроль па-

раметров или автоматическую регистрацию (запись)

значений наиболее важных параметров и всех пара-

метров, вышедших за допустимые пределы, выключить

акустическую сигнализацию, произвести при необходи-

мости квитирование сигнала (мигающий свет конт-

рольной лампы перевести в режим постоянного свече-

ния) и другие операции.

4. СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

32. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Средства автоматизации дизель-генераторов. На со-

временных судах большинство механизмов (насосов,

вентиляторов, компрессоров, лебедок и т. д.), установ-

ленных в машинном помещении и на палубе, приводят-

ся в действие электродвигателями. Обеспечивает их и

другие потребители электрической энергией судовая

электростанция

(СЭС), к основным элементам которой

относят первичные

двигатели,

электрические генерато-

ры и главный электрораспределительный щит (ГЭРЩ)

с приборами контроля, сигнализации и защиты. В ка-

честве первичных двигателей СЭС на судах применя-

ют вспомогательные дизели различных типов, а в ка-

честве источников энергии — генераторы постоянного и

переменного тока. На некоторых судах генераторы при-

водятся в действие непосредственно от главного дизеля

или через редуктор от главного валопровода. Такие

установки называют

валогенераторами.

Они обеспечи-

вают подачу электроэнергии к потребителям на ходо-

вых режимах судна. Во время стоянки потребители по-

лучают энергию от автономного (стояночного) дизель-

генератора. Для привода генераторов на речных судах

используют нереверсивные дизели

48,5/11,

410,5/13,

412/14,

415/18,

418/22, 417,5/24, 418/26, 427,5/36,

423/30 и др. Как и главные дизели, они имеют регу-

ляторы температуры охлаждающей воды и смазочного

масла, автоматические средства прокачивания сма-

зочной системы перед пуском, регуляторы угловой

скорости коленчатого вала, средства

дистанционного

автоматизированного управления.

Дизель-генераторы оборудуют, как правило, регу-

ляторами угловой скорости

РИМ

(см. рис. 42) или

устройствами, подобными им по принципу действия и

213

Рис. 95. ДАУ

вспомогательных

дизелей

6ЧСП18/22:

а — структурная схема; б —

электрическая

схема

обеспечивающими одинаковые статические характе-

ристики дизелей, включенных на параллельную работу.

Для каждого дизель-генератора по посту управления

судном или в ЦПУ, а также в машинном помещении

(при отсутствии ЦПУ) предусматривается предупре-

дительно-аварийная

сигнализация по следующим пара-

метрам: максимальной угловой скорости коленчатого

вала; максимальным температурам смазочного масла

и охлаждающей воды внутреннего контура на выходе

из дизеля; минимальному давлению смазочного масла

на входе в дизель; минимальному уровню воды в рас-

ширительном баке охлаждения; минимальному давле-

нию охлаждающей воды во внутреннем контуре (на су-

дах, работающих в ледовых условиях и имеющих

электростанцию в составе трех и более дизель-гене-

раторов с суммарной мощностью не менее

450

кВт).

В соответствии с Правилами Речного Регистра

РСФСР дизель-генераторы имеют неотключаемую ав-

томатическую защиту при падении давления смазоч-

ного масла, повышении температуры охлаждающей во-

ды, масла, а также угловой скорости коленчатого ва-

ла. Устройства автоматизации

дизель-генераторов

по

принципу действия сходны с аналогичными устройства-

ми главных дизелей. Так как дизель-генераторы не

имеют системы реверсирования, схемы автоматизиро-

214

ванного управления ими несколько

проще,

чем глав-

ных дизелей.

Средства ДАУ вспомогательных дизелей осуществля-

ют дистанционный пуск,

регулирование

режимов ра-

боты и остановку дизель-генераторов из рулевой руб-

ки или ЦПУ с выключением пусковой части схемы при

переводе дизеля на топливо и отключением системы

СПАСЗО

при остановке дизель-генератора. Посредст-

вом устройств, не

требующих

управления с местного

или дистанционного постов, дизель-генераторы посто-

янно поддерживаются в горячем резерве. Состояние

горячего резерва достигают, как правило, автоматиче-

ским подогревателем охлаждающей воды и смазочно-

го масла неработающего дизеля.

В схему ДАУ одного из вспомогательных дизелей

входят: стоп-устройство 1 (рис, 95, я), центробежное

реле 2, главный пусковой клапан 3 с электромагнит-

ным клапаном 4 и маслопрокачивающий насос 5. Сис-

тема управления действует следующим образом. При

падении напряжения или частоты тока в сети

энерго-

снабжения ниже допустимых значений через контакты

К2.1

реле (рис. 95, б) напряжения и

К3.1

промежуточ-

ного реле частоты (если переключатель

установлен

в положение «Автоматическая

работа»)

получает пи-

тание катушка реле

К.1.

Катушки реле

К2

и КЗ вклю-

чены на шины

ГЭРЩ

и на схеме не показаны. Автома-

тический запуск возможен также при выходе из строя

второго дизель-генератора, контакт Е1 аварийного ре-

ле которого включен параллельно контактам

К.2.1

КЗ.}.

При поступлении питания катушка реле

К}

замы-

кает свои контакты в цепи управления маслопрокачи-

вающего

насоса. Как только давление смазочного мас-

ла повышается до заданного предела, реле давления

замыкает свои контакты Е2.1 в цепи катушки электро-

магнита 71 и стоп-устройство устанавливает рейку

ТНВД в положение пусковой подачи топлива. Одновре-

менно реле давления замыкает свои контакты Е2.2 в

цепи реле времени К4 и реле разрешения пуска

К.5.

Реле

К.4

осуществляет блокировку пуска по времени,

а реле

К.5

замыкает свои контакты

К5.}

в цепи катуш-

ки электромагнита

У2.

Получив питание, электромаг-

нит

У2

открывает главный пусковой клапан и дизель пу-

скается сжатым воздухом. При достижении коленчатым

валом дизеля пусковой угловой скорости центро-

бежное реле замыкает свой контакт ЕЗ в цепи реле

Кб,

контакт

К.6.1

которого разрывает цепь катушки

реле

К1

и электродвигатель маслопрокачивающего на-

соса выключается. Одновременно с размыканием кон-

тактов

К.1.1

обесточиваются катушки реле

К4,

К5

электромагнита У2. Подача пускового воздуха к дизе-

лю прекращается, и автоматический регулятор угло-

вой скорости начнет увеличивать подачу топлива в ци-

линдра

дизеля до заданного предела. Когда напряже-

ние в сети достигнет требуемого значения, центробеж-

ное реле включает в работу систему

СПАСЗО.

В та-

ком же порядке дизель включается в работу и при ус-

тановке переключателя

в положение ручного пуска

Для остановки дизель-генератора переключатель ста-

вят в положение «Стоп» и электромагнитное

стоп-уст-

ройство

выводит рейку ТНВД в положение, соответст-

вующее нулевой подаче топлива.

В цепь управления ДАУ дизелей 6ЧСП12/14

(рис. 96) воздух поступает через редукционные клапа-

ны 2, 3. При выключенном дизель-генераторе электро-

магнитные

клапаны 4 и 5 обесточены и клапан 5 пере-

крывает трубопровод 9, соединяющий его с клапаном

10 центробежного реле угловой скорости, клапан 4 со-

общает пневмоцилиндр 1

стоп-устройства

с атмосферой

Защелка стоп-устройства в этом случае не ограничи-

вает перемещение рейки ТНВД.

Рис 96. ДАУ вспомогательных

дизелей

6ЧСП12/14

216

При установке переключателя режимов в положе-

ние «Пуск» или падении

напряжения

в сети специ-

альное реле пуска (на схеме не показано) замыкает

контакты

электромагнитного

клапана пуска 5. Шток

его смещается вверх, и воздух по трубопроводу 9 по-

ступает в верхнюю полость клапана 10 центробежного

реле угловой скорости, под поршень промежуточного

клапана пуска

и к реле давления 7. Отверстие, сооб-

щающее промежуточный клапан пуска с атмосферой,

перекрывается, и воздух по трубопроводу 8 проходит в

пневмоцилиндр

11 механизма прокачки дизеля мас-

лом, а затем — в нижнюю полость ГПК 12.

Последний открывается, и дизель запускается сжа-

тым воздухом. Автоматический регулятор угловой ско-

рости коленчатого вала при пуске включает подачу

топлива в цилиндры дизеля, а клапан 10 центробежно-

го реле угловой скорости перекрывает трубопровод 9.

Промежуточный клапан пуска 6, пневмоцилиндр

и реле давления 7 при этом сообщается с атмосфе-

рой.

Для выключения дизель-генератора переключатель

режимов переводят в положение «Стоп». Контакты

электромагнитного клапана остановки 4 замыкаются,

и шток его смещается вверх. Воздух поступает в пнев-

моцилиндр 1 стоп-устройства. Поршень

последнего

при

смещении влево устанавливает рейку ТНВД в положе-

ние, соответствующее нулевой подаче топлива, и дизель

останавливается.

прекращением

работы дизеля пере-

ключатель режимов устанавливают в положение «Вы-

ключено».

Электромагнитные

клапаны 4 и 5 обесточи-

ваются, пневмоцилиндр стоп-устройства сообщается с

атмосферой и рейка ТНВД переводится в положение,

при котором возможен последующий пуск дизеля.

Автоматизация работы электростанций На речном

транспорте

эксплуатируются суда с различными по

составу, мощности, роду тока и напряжению электро-

станциями, степень автоматизации которых неодинакова,

а номенклатура применяемого оборудования доста-

точно разнообразна. В зависимости от объема автома-

тически выполняемых операций электростанции реч-

ных судов подразделяют на два

типа-

первой степени

автоматизации, работающие без обслуживания и на-

блюдения не менее 4 ч, и второй степени автоматиза-

ции, работающие без обслуживания не менее 24 ч.

8—3809

917

Для автоматизации

управления

СЭС в СССР вы-

пускают унифицированные функциональные блоки

(устройства), основу которых составляют логические

элементы и полупроводниковые релейные приборы. На

рис. 97 приведена структурная схема автоматизации

СЭС, поясняющая назначение и взаимосвязь таких уст-

ройств. Блок управления (БУ) обеспечивает автомати-

ческое и дистанционное автоматизированное (с поста

управления судном ПУС или ЦПУ) подключение гене-

раторов на шины ГЭРЩ и отключение их от шин. Ава-

рийный (АДГ), основной (ДГ1) и резервный

(ДГ2)

дизель-генераторы снабжены устройством,

обеспечива-

Рис. 97. Структурная

схеыа

автоматизации

СЭС

ющим

их

автоматический

пуск и остановку (АПО).

Оно готовит

дизель-генератор

к пуску: подает питание

пусковым системам; включает подачу воздуха к пуско-

вым клапанам; прокачивает смазочную систему, подо-

гревает воду и масло, контролирует пуск; останавлива-

ет агрегат и подает соответствующие сигналы об испол-

нении команды в блок сигнализации (БС) на посту

управления судном или ЦПУ.

При работе электростанция должна поддерживать

постоянными параметры вырабатываемой энергии.

По-

стоянным напряжение на зажимах генератора поддер-

живают автоматические регуляторы (АРН). С отсутст-

вием напряжения на шинах ГЭРЩ блок АПО осуществ-

ляет автоматический пуск и подключение резервного

дизель-генератора ДГ2. При параллельной работе ди-

зель-генераторов блок автоматической синхронизации

генераторов (АСГ) осуществляет их автоматическую

синхронизацию (равенство э. д. с. включенного генера-

тора и

напряжения

на шинах ГЭРЩ, равенство часто-

ты э. д. с. и частоты тока на шинах электростанции, со-

впадение фаз э. д. с. и напряжения, одинаковый поря-

док чередования фаз генератора).

Синхронность работы генераторов контролируют

по вольтметру

частотомеру

Нг,

синхроноскопу п.

При отсутствии синхронизации устройство

автоматиче-

ской блокировки генераторов

(АБГ)

предотвращает

включение генератора на шины ГЭРЩ, а блок автома-

тического регулирования мощности (АРМ) автомати-

чески распределяет активную нагрузку (мощность)

между генераторами. При наличии валогенератора

(ВГ)

средства автоматизации СЭС осуществляют авто-

матическое переключение нагрузки (ПН) с валогенера-

тора на дизель-генератор и обратно с перерывом в пи-

тании ответственных потребителей не более 3 с. В слу-

чае загрузки основного (основных) генераторов на

85—90%

блок автоматического включения резерва

(АВР) осуществляет автоматический пуск и подключе-

ние на шины ГЭРЩ резервного дизель-генератора, а

блок АОП при перегрузке СЭС (на судах мощностью

более 440 кВт)

может

автоматически отключить неот-

ветственные потребители от шин ГЭРЩ, а также авто-

матически включить их после исчезновения перегрузки.

При снижении нагрузки в сети до

30—45%

блок

автоматической разгрузки генераторов (АРГ) с поста

8»

219