Судовые двигатели

Главная Судовые дизельные установки Пускореверсивные системы двигателя Классификация систем дистанционное автоматическое управление
Классификация систем дистанционное автоматическое управление

Системы дистанционное автоматическое управление делятся на электрические, гидравлические, пнематические и комбинированные (например, гидромеханические, электропневматические).

Впервые серийные системы дистанционное автоматическое управление появились на судах в 1962 г. в виде системы ДАУ-7 (теплоход «Абрука»). В 1966 г. была уста­новлена система FАНМ-2 с релейной логикой (фирма «Юнгнер- инструмент», Швеция) на теплоход «Комсомолец Таджикистана». В нашей стране создан ряд серийных систем дистанционное автоматическое управление, например дистанционное автоматическое управление «Гром» (1973 г.) с использованием сложной релейной ло­гики. Зарубежные суда оснащены различными типами дистанционное автоматическое управление (табл. 4.4), это — релейные, электронные, микропроцессорные и пневматические системы.

Электрические системы дистанционное автоматическое управление обладают высоким быстродейст­вием, экономичностью и высокой точностью, способны передавать и дублировать команды с большим усилением на неограниченные расстояния. Недостаток электрических систем дистанционное автоматическое управление заключается в сложности, дороговизне, требовании высококвалифицированного обслуживания, чувствительности к вибрации и ударам, магнит­ным, электрическим и радиационным полям.

Гидравлические системы дистанционное автоматическое управление передают сигналы управления на 80—100 м достаточно точно, развивают большие перестановоч­ные усилия, компактны, оперативны. Недостатки — чувствитель­ность к проникновению воздуха в рабочие жидкости и изменению температуры окружающей среды, необходимость запасов рабочих жидкостей и возвратных (сливных) трубопроводов, пожаровзрывоопасность некоторых рабочих жидкостей, сложность проверки и ликвидации повреждений трубопроводов.

Пневматические системы дистанционное автоматическое управление на элементах универсальных систем элементов промышленной пневмоавтоматики передают команды управления на 200—250 м, просты, компактны, точны, обладают большим ресурсом и хорошей ремонтопригодностью, не имеют возвратных коммуникаций; ошибки в обслуживании систем не приводят к опасным для жизни ситуациям и выходу их из строя. Быстродействие систем относительно невелико, недостаточ­но для судовых условий. Недостатком пневматических систем дистанционное автоматическое управление является зависимость качества их работы от изменения тем­пературы окружающей среды, чистоты и влажности силового и командного воздуха.

Наиболее эффективны комбинированные системы дистанционное автоматическое управление, исполь­зующие несколько видов вспомогательной энергии. Они обеспе­чивают реализацию сложных алгоритмов управления и развитых логических и вычислительных функций. Для получения командных сигналов в таких системах применяются пневматические и элект­ронные элементы автоматики. Силовыми элементами, как правило, являются электрические, гидравлические и пневматические. Цепь сигнализации — электрическая (реже пневмати­ческая).

Система дистанционное автоматическое управление главных судовых дизелей включает систему дистанционное автоматическое управление частотой вращения и реверсом. Если длина дистанционной передачи невелика и не превышает 20—25 м, то используют сис­темы дистанционное автоматическое управление с механическими дистанционными связями. При уста­новке более мощных дизелей и увеличении длины дистанционной передачи до 50 м и более применяют пневматические системы дистанционное автоматическое управление, а иногда и дистанционные связи электрического типа.

Пневматической системой дистанционное автоматическое управление (рис. 4.21) оборудованы глав­ные среднеоборотным дизелем типа «Васа-32» (6ЧН 22/32) мощностью Nе = 1850 кВт с частотой вращения коленча­того вала n =750 об/мин и частотой вращения ГВ n — 190 об/мин (теплоход «Юрий Клементьев»).

Принципиальная схема гидромеханической системы и дизель-редукторной устанвоки с двухскоростной реверс-редукторной передачей

Гидромеханическая система дистанционное автоматическое управление (рис. 4.22) (для расстояния до 25 м) применяется для дизель-редукторных установок типов ДГРЗА 100/750 и ДГРЗА 150/750 с двухскоростной (ПХІ и ПХII) реверс-редукторной передачей. Если используется одно­скоростная реверс-редукторной передачей, схема соответственно упрощается. При дистан­ционном управлении необходимый поворот вала местного поста управления дизелем осуществляется через гидравлический уси­лительный следящий механизм — гидропривод. Ускорение вы­хода ДРУ на рабочую частоту вращения достигается запуском ДРУ сразу на режим с частотой вращения, близкой к рабочей. Система дистанционное автоматическое управление состоит преимущественно из типовых приемных и исполнительных устройств автоматики (реле давления, темпера­туры и скорости, стоп-устройства, регулятора скорости типа ОРН-30) и коробки блок-реле, в котором размещаются элементы логики.

При пуске дизель-генератора осуществляется предварительная прокачка ди­зеля маслом. С достижением необходимого давления масла откры­вается главный пусковой клапан, сжатый воздух поступает к воздухораспределителю и дизель-генератора набирает частоту вращения, определяемую затягом пружины регулятора. В случае частоты вращения 0,6/nном срабатывает реле скорости, отключая пусковую схему. Схемой предусматривается контроль времени пуска и по­дачи воздуха в цилиндры дизеля.

При достижении рабочей частоты вращения дизеля и темпера­туры масла в дизеле 35 °С, загорается лампочка «Готов к нагрузке» и подается сигнал на автоматическое включение ДРУ под нагруз­ку. Система дистанционное автоматическое управление имеет сигнализацию по разносу дизеля (не отключаемую), падению давления масла и перегреву воды и масла (отключаемую), сигналы по давлению масла на период пуска и остановки блокируются.

Электронно-пневматические системы дистанционное автоматическое управление главного двигателя и электрогидравлические системы дистанционное автоматическое управление винта регулируемого шага типов БМС-930 успешно применяются на судах (теплоход «Александр Фадеев», «Новомиргород») (рис. 4.23). Все отечественные теплоходы в настоящее время авто­матизируются комплексом «Залив» (первый теплоход «Светлогорек»). Например, на теплоходе «Борис Бутома» комплекс «За­лив» состоит из пяти централизованных систем, обеспечивающих управление и контроль 252 параметров: энергетических установок («Шипка-У6»), энергетических установок («Ижора-5»), общесудовых систем (Нарочь-5»), грузовых систем («Ильмень-2») и технических средств подачи инертных газов в ци­стерны («Виктория»).

Система дистанционное автоматическое управление «Гром» (СССР), установленная на главного двигателя 9ДКРН 80/160-4 (теплоход «Капитан Гаврилов») обеспечивает изменение частоты вращения главного двигателя по следующим временным программам: нормальной, разогрева, охлаждения, экстренной. Изменение частоты вращения дизеля осуществляется по нормальной про­грамме, если не включена ни одна другая программа.

Время увеличения сигнала задания частоты вращения дизеля от минимально устойчивой до номинальной составляет по про­граммам: нормальной T1 = 18 (стенд)?21,5 мин (экспл.), разо­грева Т3 = 49 (стенд)?100 мин (экспл.), экстренной Т5 = 2 мин (стенд). Время снижения сигнала задания частоты вращения ди­зеля от номинальной до минимально устойчивой составляет по программам: нормальной Т2 = 17 (стенд)? 21,5 мин (экспл.), охлаждения T4 = 62 (стенд)?100 мин (экспл.). Начальная частота вращения коленча­того вала по нормальной программе n = 79 об/мин или 65 % пном; длительность пуска дизеля на воздухе и топливе 2—10 с; напряжение переменного тока 220 В; давление воздуха в системе пневмопитания 0,07—0,14 МПа; расход воздуха на систему, не более:на. режиме — 0,03 м3/ч; на маневр — 0,05 м3/ч; главный двигатель имеет регулятор скорости РС-12. Частота вращения дизеля сохраняется не менее 5 мин после исчезновения элект­рического или пневматического питания.

Пневматические системы дистанционное автоматическое управление используют в релейных цепях сжатый воздух давлением 1—3 МПа. Преимущества таких цепей следующие: малая чувствительность к качеству (чистоте) сжатого воздуха; не требуется установка промежуточных усилителей; исполнительные механизмы минимальны по габаритам и массе; системы воздухоснабжекия и воздухоподготовки снабжены ми­нимальным количеством устройств. В аналоговых цепях целесо­образно использовать сжатый воздух давлением 0,4—0,7 МПа.

Механизм выравнивания нагрузки, являющийся составной частью ряда систем дистанционное автоматическое управление, в частности отечественной системы ДАУ-26, служит для равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими дизелями при включенных муфтах и работе центральном пульте управления. К механизму подводятся питание — воздух давле­нием 0,14 МПа и через разъем постоянный ток напряжением 24 В, а также воздух от задатчиков на панели ГРЩ и воздух от датчиков положения реек ТНВД дизелей ПБ и ЛБ.

Пневматическая система ДАУ-26 для дизель-редукторных агрегатов ДРА 6800/145-2ВГ0М4 с дизелями 6ЧН 40/46 фирмы «Пилстик» (рис. 4.24) обеспечивает работу:

—     двух среднеоборотным дизелем с одновременной передачей мощности на один или два вспомогательные генераторы, а также только на ГВ при отключенных вспомогательные генераторы;

—     одного из дизелей (любого) на ГВ, а другого на вспомогательные генераторы;

—     одного из дизелей (любого) на ГВ и вспомогательные генераторы своего борта при остановленном втором дизеле;

—        одного или двух дизелей на свои вспомогательные генераторы.

Схема системы управления

По такой же схеме работают ДРА-3 с дизелями 8ДР 43/61, име­ющими гидрозубчатую передачу 2ГЗ-222, чехословацкие агрегаты ДРА-IV-l с дизелями 6L-525 IIPV (6ЧРН52/72) и ДРА-ІV-2 с дизелями 6L-525IIPVV. Управление такими агрегатами осущестляется обычно из машинного отдела (пуск и остановка дизелей, а также их вывод на номинальную частоту вращения, включение и отключение разоб­щительных муфт редуктора), центральном пульте управления (подрегулирование частоты вращения дизелей, аварийная остановка дизель-генератора) и рулевой рубки (аварийное отключение разобщительных муфт).

В системах управления ДРА предусматриваются блокировки, исключающие пуск дизеля при включенных ВПУ соответствую­щего дизеля и редуктора, а также при отсутствии давления масла в дизеле и редукторе; включение разобщительных муфт при не­работающих дизелях. При этом обеспечиваются:

—     отключение соответствующей муфты при остановке дизеля;

—     проворачивание судового валопровода;

—     исключение одновременного включения разобщительных муфт при неработающих дизелях (должна обеспечиваться поочередность их включения);

—     подача сигнала на сворачивание лопастей винта регулируемого шага до нулевого шага при отключении обеих муфт, а также на уменьшение угла атаки лопастей винта регулируемого шага при перегрузке работающего дизеля.

На схеме не показаны установленные на каждом дизеле штат­ные узлы: главный и пусковые клапаны, воздухораспределитель, сервомотор отключения подачи топлива и т. п.. Дополнительно в схему включены:

—     автомат пуска, предназначенный для прекращения подачи пускового воздуха и снятия запрета на включения муфты при достижении частотой вращения вала дизеля за­данного минимально устойчивого значения;

—     датчик положения рейки ТНВД системы выравнивания нагрузки;

—        аварийное стоп-устройство с электричес­ким и ручным приводами.