武汉理工大学轮机自动化船舶主机遥控系统PPT课件

第九章船舶主机遥控系统 第一节主机遥控系统基本概念第二节主机遥控系统常用的气动元件第三节车钟系统及操纵部位的转换第四节主机遥控系统逻辑控制第五节主机遥控系统的电气转换装置和执行机构第六节船舶柴油主机气动遥控系统第七节微机控制的主机遥控系统第八节现场总线型主机遥控系统第九节电控柴油机控制系统 1 遥控基本概念 离开机旁对主机进行远距离操纵的工作方式 2 集控室遥控 手动遥控 轮机员操车 操纵者在远离机旁的集控室 通过必要的操纵及控制设备 依照主机固有的运行规律 一步 一步地依次进行手操发令 直到主机的运行状态达到所希望的操作要求为止 转速设定起动停车正车换向倒车换向传令指针 操纵系统阀箱电磁阀 电开关气动阀件液压元件 燃油泵齿条机构主起动阀停油装置换向装置 操纵系统 液压调速器 主机 调速器 主机手动遥控系统结构图 应急手柄 第一节主机遥控系统基本概念 3 驾驶台遥控 自动遥控 驾驶员操车 操纵人员只需操动一次车钟手柄 自动化设备就会根据主机当时的运行状态 自动依照主机的操纵规律 实现主机工况的自动控制与变换 直到主机运行状态同车钟指令完全一致为止 起动停车换向转速设定传令指针 操纵系统阀箱电磁阀 电开关气动阀件液压元件 燃油泵齿条机构主起动阀停油装置换向装置 操纵系统 液压调速器 主机 调速器 主机自动遥控系统结构图 应急手柄 控制箱 驾驶台 第一节主机遥控系统基本概念 一 系统基本组成 1 遥控操纵台2 车钟系统3 逻辑控制单元4 转速与负荷控制单元5 主机气动操纵系统6 安全保护装置 二 系统主要功能 精品课件 6 二 主机自动遥控系统的主要功能1 操作部位切换功能机旁设有 机旁 LOCAL 和 遥控 REMOTE 集控台设有 集控室 ECR 和 驾驶台 BR 2 逻辑程序控制功能 1 换向逻辑控制 车令与凸轮轴位置是否一致 2 启动逻辑控制 启动条件鉴别 3 重复启动程序控制 4 重启动逻辑控制 应急启动 倒车启动或者重复启动的情况下 5 慢转启动逻辑程序 6 运转中的换向与制动逻辑程序控制正车 倒车 停油 换向 制动 倒车启动 倒车加速制动 前提是换向完成能耗制动 空气分配器工作 主启动阀关闭强制制动 空气分配器工作 主启动阀开启 精品课件 7 二 主机自动遥控系统的主要功能3 主机的转速与负荷控制功能 1 转速程序控制 发送速率限制和程序负荷 2 转速 负荷控制 3 转速限制临界转速自动避让最小转速限制最大转速限制轮机长手动设定最大转速的限制 4 负荷限制启动油量的设置转矩的限制增压空气压力限制螺旋桨特性限制最大油量的限制 精品课件 8 二 主机自动遥控系统的主要功能4 安全保护及应急操纵功能 1 安全保护 2 应急操纵机旁应急运行应急运行手动应急运行5 模拟试验功能 三 主机遥控系统基本类型 1 气动遥控系统 控制逻辑由气动逻辑阀件实现 2 电 气遥控系统 控制逻辑由电动逻辑元件实现 1 有触点电 气遥控系统 继电器 HITACHIB W 2 无触点电 气遥控系统 集成电路 AutoChief 3 3 计算机遥控系统 控制逻辑由计算机实现 DIFA 31 41 西门子 SIEMENS RCS 51 西门子 SIEMENS AutoChief 4 AC4 挪康 NorControl 4 现场总线型主机遥控系统 AutoChief C20 康斯堡 kongsberg 一 逻辑元件 控制气流通断及气体的流动方向 开关元件 1 两位三通阀 机械式气动式各种类型 2 二位四通阀 图9 5 4 三位四通阀 图9 7 5 双座止回阀 图9 8 6 联动阀 第二节主机遥控系统的主要气动元部件 3 二位五通阀 图9 6 精品课件 12 返回本节 返回本节 精品课件 14 返回本节 精品课件 15 返回本节 图9 7三位四通阀结构原理及逻辑符号图 a b 1 阀体 2 左滑阀 3 弹簧 4 右滑阀 5 倒车信号 6 正车信号 7 连锁信号 A 正车换向口 B 倒车换向口 P 气源口 返回本节 2 3 4 5 2 3 4 5 1 6 1 6 正车信号 倒车信号 图3 1 4多路阀结构原理图及逻辑符号图 返回最近 图多路阀结构原理及逻辑符号图 双座止回阀逻辑符号图 a 返回本节 二 时序元件 对气压信号的变化起延时作用 1 单向节流阀 2 分级延时阀 3 速放阀 三 比例元件 输出的气压信号与输入信号成比例变化 1 减压阀 2 速度设定精密调压阀 图9 9单向节流阀结构原理及逻辑符号图 a b 返回本节 返回最近 A 调整开始节流延时的输入信号压力值 B 调整延时时间 图9 10分级延时阀结构原理及逻辑符号图 返回本节 返回本节 精品课件 23 1 调节螺钉3 调压弹簧4 膜片5 阀座6 阀芯7 顶杆8 通气孔 返回本节 返回最近 图9 13转速设定精密调压阀结构原理及输出特性图 1 滚轮 2 顶锥 3 上滑阀 4 进排气球阀 5 下滑阀 6 膜片 7 8 9 弹簧 10 调整螺钉 P 气源 B 输出口 C 通大气端 第三节车钟系统及操纵部位的转换 车钟系统是实现驾驶台与集控室 驾驶台与机旁之间进行车令的传送与应答的装置 由驾驶台车钟 集控室车钟和机旁应急车钟组成 一 车钟系统概述 图9 3 1主车钟档位示意图 第三节车钟系统及操纵部位的转换 1 主车钟 用于传送停车 换向和转速设定等主机操纵命令 2 副车钟 用于传送与主机操纵有关的其他联络信息 如备车 完车和海上定速 根据传送车令的性质 遥控车钟又分为主车种和副车钟 此外 还有用于传递应急操纵车令的按钮 包括应急停车及越控指令 图9 3 2气动遥控车钟原理 第三节车钟系统及操纵部位的转换 一 主车钟发讯原理 1 气动遥控车钟 图9 3 2气动遥控车钟原理及逻辑符号图 精密调压阀 两位三通阀 两位三通阀 第三节车钟系统及操纵部位的转换 二 主车钟发讯原理 1 气动遥控车钟 第三节车钟系统及操纵部位的转换 2 电动遥控车钟 图9 3 4车钟系统结构框图 第三节车钟系统及操纵部位的转换 二 车钟系统组成及操纵部位的转换 第三节车钟系统及操纵部位的转换 操作时刻 无扰动切换 操作部位转换 必须 1 左推解除连锁 才能转换操作 1 1 EHBSESBH 0 0 方向一致 停车 11或00使854为101导致854为0 集 驾转换条件 停车或运行时的车令方向一致 第三节车钟系统及操纵部位的转换 第四节主机遥控系统的逻辑控制 一 换向控制逻辑二 启动控制逻辑三 制动逻辑及控制 换向操作指通过换向机构将主机的空气分配器 燃油泵和进 排气凸轮从原来的位置转换到车令要求的位置上 实现主机的正 反转变换 换向操作的两种情况 停车状态下的换向主机在运行过程中的换向 换向逻辑回路的功能 当有开车指令时 根据车令和凸轮轴实际位置 进行换向鉴别逻辑判断 如果需要换向操作 再进行换向条件的逻辑判断 符合换向条件 输出换向信号 控制主机换向 换向完成后 自动取消换向信号 并输出换向完成信号 一 换向控制逻辑 第四节主机遥控系统的逻辑控制 换向控制的逻辑包括 换向鉴别逻辑和换向控制条件 一 换向鉴别逻辑换向鉴别逻辑用来鉴别是否需要换向操作 其产生正车或倒车换向指令 换向鉴别逻辑的条件包括 1 有动车车令 2 车令与凸轮轴位置不一致 如正车令用IH表示 倒车令用IS表示 凸轮轴在正车位用CH表示 在倒车位用CS表示 则换向鉴别逻辑表达式可以写成 或 一 换向控制逻辑 第四节主机遥控系统的逻辑控制 二 换向控制条件换向控制条件是在鉴别逻辑产生换向指令时 判断可否进行换向操作的条件是否满足 包括 停油条件 转速条件和顶升机构抬起条件 主机的停油控制是由停油逻辑回路输出停油信号 控制停油伺服器 把油门推向零位 换向控制的逻辑包括 换向鉴别逻辑和换向控制条件 一 换向控制逻辑 1 停油条件 第四节主机遥控系统的逻辑控制 二 换向控制条件换向控制条件是在鉴别逻辑产生换向指令时 判断可否进行换向操作的条件是否满足 包括 停油条件 转速条件和顶升机构抬起条件 换向控制的逻辑包括 换向鉴别逻辑和换向控制条件 一 换向控制逻辑 1 停油条件 所以 停油逻辑表达式可以写成 车令与凸轮轴位置不一致 换向停油YRL 车令与主机转向不一致 制动停油YBL 停车指令 包括正常停车 应急停车和故障停车 IST 模拟试验时的停油指令 ST 控制主机停油有以下几种情况 第四节主机遥控系统的逻辑控制 二 换向控制条件换向控制条件是在鉴别逻辑产生换向指令时 判断可否进行换向操作的条件是否满足 包括 停油条件 转速条件和顶升机构抬起条件 换向控制的逻辑包括 换向鉴别逻辑和换向控制条件 一 换向控制逻辑 控制主机停油有以下几种情况 1 停油条件 车令与凸轮轴位置不一致 换向停油YRL 车令与主机转向不一致 制动停油YBL 停车指令 包括正常停车 应急停车和故障停车 IST 模拟试验时的停油指令 ST 注 停油操作完成 应有反馈信号 所以 停油逻辑表达式可以写成 第四节主机遥控系统的逻辑控制 二 换向控制条件换向控制条件是在鉴别逻辑产生换向指令时 判断可否进行换向操作的条件是否满足 包括 停油条件 转速条件和顶升机构抬起条件 换向控制的逻辑包括 换向鉴别逻辑和换向控制条件 一 换向控制逻辑 1 停油条件 2 转速条件 转速条件指在主机运行中需要换向时 必须待主机 正常操作时 转速下降到允许换向的换向转速nR 或 应急操作时 下降到应急换向转速nER时 才可以进行换向操作 第四节主机遥控系统的逻辑控制 二 换向控制条件换向控制条件是在鉴别逻辑产生换向指令时 判断可否进行换向操作的条件是否满足 包括 停油条件 转速条件和顶升机构抬起条件 换向控制的逻辑包括 换向鉴别逻辑和换向控制条件 一 换向控制逻辑 1 停油条件 2 转速条件 3 顶升机构抬起条件 在双凸轮换向的主机中 特别是四冲程中速机 为便于移动凸轮轴 需要把进排气阀的顶杆抬起 使顶杆下面的滚轮离开凸轮轴 换向完成后 顶杆下落 使其滚轮落在另一组凸轮片上 第四节主机遥控系统的逻辑控制 换向控制逻辑表达式 换向控制的逻辑包括 换向鉴别逻辑和换向控制条件 一 换向控制逻辑 第四节主机遥控系统的逻辑控制 图9 4 1换向逻辑回路 a 正 倒车电磁阀驱动电路 第四节主机遥控系统的逻辑控制 一 换向控制逻辑 单凸轮液压差动换向控制回路 正车令 倒车令 停车令 驾控上 正车 倒车 集控下 b 换向与停油控制气路 图9 4 1换向逻辑回路 第四节主机遥控系统的逻辑控制 精品课件 44 图9 4 1换向逻辑回路 闭合由驾驶台供电 正车 倒车 a 正 倒车电磁阀驱动电路 第四节主机遥控系统的逻辑控制 一 换向控制逻辑 单凸轮液压差动换向控制回路 正车令 倒车令 停车令 精品课件 45 驾控上 正车 集控下 b 换向与停油控制气路 图9 4 1换向逻辑回路 第四节主机遥控系统的逻辑控制 凸轮换向完成 c 1 转向连锁装置车令与转向一致 输出1 精品课件 46 图9 4 1换向逻辑回路 正车 倒车 a 正 倒车电磁阀驱动电路 第四节主机遥控系统的逻辑控制 精品课件 47 驾控上 倒车 集控下 b 换向与停油控制气路 图9 4 1换向逻辑回路 第四节主机遥控系统的逻辑控制 凸轮换向完成 c 1 转向连锁装置车令与转向一致 输出1 起动逻辑回路的基本功能 满足起动条件时 输出一个起动信号开启主启动阀起动主机 当主机达到发火转速时 撤销起动信号 关闭主启动阀 起动逻辑回路包括 1 主起动逻辑 检查起动条件 2 重复起动逻辑 控制起动失败时的再起动 三次失败终止并报警 复位后才允许再次起动 3 重起动逻辑 特殊情况下保证起动成功 4 慢转起动逻辑 保证起动过程的安全 停车时间长 实施慢转布油 重起动条件 起动 应急 重复起动 倒车 操作 增加供油 提高发火转速 慢转起动条件 超过停车时间 没有因应急而取消慢转 没有重起动 没有达到慢转速度 操作 限制主起动阀开度或辅起动阀 二 起动控制逻辑 第四节主机遥控系统的逻辑控制 基本功能 控制主起动阀开启和关闭 满足条件 开启主起动阀 起动成功 关闭主起动阀 条件 开车指令 准备情况 起动准备逻辑条件 主机状态 起动鉴别逻辑 1 主起动逻辑回路 运行情况 转速 二 起动控制逻辑 第四节主机遥控系统的逻辑控制 精品课件 50 起动准备逻辑条件 精品课件 51 基本功能 控制主起动阀开启和关闭 满足条件 开启主起动阀 起动成功 关闭主起动阀 条件 开车指令 准备情况 起动准备逻辑条件 主机状态 起动鉴别逻辑 1 主起动逻辑回路 运行情况 转速 二 起动控制逻辑 第四节主机遥控系统的逻辑控制 基本功能 控制主起动阀开启和关闭 满足条件 开启主起动阀 起动成功 关闭主起动阀 条件 开车指令 准备情况 起动准备逻辑条件 主机状态 起动鉴别逻辑 1 主起动逻辑回路 运行情况 转速 二 起动控制逻辑 起动准备逻辑多数是检查备车是否完成 起动鉴别逻辑是凸轮轴位置和指令的一致性 运行情况检验成功否 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 0 1 慢充快放 起动信号撤销后延时关闭主起动阀 起动计时 时间到输出0 车钟不在停车位1 车令转向不一致1 发火转速 制动转速 测速故障 故障停车 应急停车 主起动逻辑回路举例 图9 21主起动逻辑回路 判断起动条件 F3起动故障连锁 起动鉴别逻辑 制动信号 全1输出0 控制开主启动阀 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 图9 4 3强制制动和起动控制回路 换向完成上 驾控上 正车 倒车 启动控制阀 开关 输出起动信号 手动 主起动逻辑回路举例 第四节主机遥控系统的逻辑控制 精品课件 55 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 1 0 慢充快放 起动信号撤销后延时关闭主起动阀 达到发火转速 主起动逻辑回路举例 图9 4 2主起动逻辑回路 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 重复起动指起动失败后的的再次起动 一般总的起动次数为3次 起动失败 有两种情况 达不到发火转速 达到但停止起动又下降 起动成功 终止起动 转正常运行 起动失败记录失败次数或起动总时间 三次失败 或总时间到 中止起动 发出报警 且需要复位后才能再次起动主机 判断起动条件 满足起动的逻辑条件 控制中断时间后 发出起动信号 控制方法 1时序逻辑控制 总时间控制2时序 转速逻辑控制 总起动次数控制 逻辑回路 起动和中断控制 起动次数 时间 控制 失败报警 重复起动的逻辑功能 满足起动逻辑条件 发出起动信号 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 图9 23气动重复起动逻辑回路 按时间控制 举例 车令与凸轮轴位置一致 1 管8为零 A445 1 A445 2 A445 3为 0 压 0 1 控制主起动阀回路 0 0 1 总时间到 1 0 1 按时间控制举例 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 按时间 转速控制举例 判断起动条件 YRL换向鉴别 IST车令 停车位或换向未完成输出0 1F 2F复位 位移寄存器 CP第一次0到1 Q1为1 输出001第二次 Q2为1 输出011第三次 Q3为1 输出111 撤销计时起动 第一次结束 第二次结束 第一次 时间或转速 正常起动第二次 转速 正常起动第三次 转速 重起动 第二次结束 D触发器 1 低于发火转速nI为1 三次失败停止起动 三次失败报警 第三次起动结束 第四节主机遥控系统的逻辑控制 CP 1 Q跟随D变化 CP下降沿锁存 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 按时间 转速控制举例 判断起动条件 1 低于发火转速nI为1 三次失败停止起动 三次失败报警 一次起动允许的时间 空气压力低 第三次起动结束 两次起动间的时间间隔 由电压比较器回差实现 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 3 重起动逻辑回路 重起动是指 在一些特殊条件下的起动过程 目的在于保证起动的成功 两种方案 增加起动供油量 或提高发火转速 控制方式 起动时满足重起动条件 发出重起动信号 否则 正常起动 1 起动的逻辑条件 YSO为1 因为重起动也是起动 因此 YSC YSL必须均为1 2 必须有应急起动指令IE 开车指令的同时 按应急操纵按钮 或者有重复起动信号F 或者有倒车车令IS 倒车起动性能不如正车 3 起动转速未达到重起动发火转速 nH 1 1 重起动的逻辑条件 YSH YSO nH IE IS F 应急起动 重复起动 倒车车令 2 重起动逻辑回路功能 判断重起动逻辑条件 不满足 起动逻辑回路发正常起动信号 满足 则发重起动信号YSH 起动成功 撤消重起动信号 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 3 重起动逻辑回路 重起动逻辑回路 起动转速 喷油 设定 应急操纵 第二次成功为1 置位 1 高于制动转速为0 且手柄经过停车位必有一个上升沿信号 1 三种条件下重起动 应急操纵第三次起动换向起动 重起动的复位 应急操纵指令取消第三次起动失败或起动超时停车后再起动 H高于N 起动喷油设定信号 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 3 重起动逻辑回路 4 慢转起动逻辑回路 慢转起动 主机长时间停车后 再次起动时要求主机先慢慢转动一转到两转 起到 布油 作用 然后再转入正常起动 这样能保证主机在起动过程中的安全 1 主机停车时间超过规定的时间 30min 60min 2 没有应急取消慢转指令 3 没有达到规定的转数或规定的慢转时间 4 没有重起动信号YSH 5 满足起动的逻辑条件 1 慢转起动的逻辑条件 慢转起动回路的功能 当有起动指令时 先判断是否满足慢转逻辑条件 满足则进行慢转起动 否则直接进行正常起动 慢转起动成功后 自动转入正常起动 3 慢转起动的控制方案 1 控制主起动阀开度2 采用主 辅起动阀 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 3 重起动逻辑回路 4 慢转起动逻辑回路 图9 26控制主起动阀开度的慢转起动 慢转起动阀 慢转起动信号 主起动阀 起动阀 YSO 减压慢转 加压正常启动 关闭主启动阀 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 主起动逻辑回路 二 起动控制逻辑 2 重复起动逻辑回路 3 重起动逻辑回路 4 慢转起动逻辑回路 慢转起动 YSO 慢转起动撤销 起动成功YSO撤 0 0 第四节主机遥控系统的逻辑控制 三 制动逻辑及控制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 制动是指在主机运行中 换向完成后 且转速与车令不一致时 为使主机更快地停下来 以便进行反向起动所采取的 刹车 措施 1 能耗制动主起动阀关闭 空气分配器投入工作 运行过程 车令 停油 减速 换向 制动 反向起动 由于换向已经完成 空气分配器是按与主机运转方向相反的顺序打开各气缸起动阀 当某个气缸的气缸起动阀打开时正好处在压缩冲程 柴油机相当于一台压气机 强制制动其实应为换向完成后的提前起动操作 2 强制制动主起动阀开空气分配器投入工作利用起动空气强迫使主机减速 柴油机处于较高的转速 转速低于发火转速 考虑 是否意味着强制制动与启动逻辑或回路一致性 只要鉴别转速信号表达为发火转速大小 而不论方向 三 制动逻辑及控制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 能耗制动的逻辑条件 1 制动的鉴别逻辑 2 换向已经完成 3 已经停油 4 转速高于发火转速 5 有应急操作指令 强制制动的逻辑条件 1 制动的鉴别逻辑 2 换向已经完成 3 已经停油 4 转速低于发火转速 逻辑表达式为 YBRF YBL YRF YRT nI 强制制动与能耗制动的不同点 1换向完成后 且不必有应急操纵指令 2只有主机低于发火转速时才能进行强制制动 3空气分配器与主起动阀均投入工作 关于强制制动 1换向完成信号YRF就是起动鉴别逻辑YSL YRF YSL 2在强制制动逻辑条件中 我们强调了转速条件ns 实际上它是应该满足起动准备逻辑条件的 即Ysc为1 强制制动逻辑表达式可改写为YBRO YBL YRT YSL YSC 3强制制动是在车令与转向不一致且停油情况下的启动操作 考虑 强制制动与启动逻辑回路一致 此处制动鉴别逻辑有意义 三 制动逻辑及控制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 三 制动逻辑及控制 图9 28具有能耗制动和强制制动功能的换向过程波形图 第四节主机遥控系统的逻辑控制 启动空气切断转速 正常换向转速 应急换向转速 三 制动逻辑及控制 图9 29只具有强制制动功能的换向过程波形图 第四节主机遥控系统的逻辑控制 精品课件 70 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 一般概念上讲 转速的控制属于闭环反馈控制 即根据车钟发出的转速给定值与实际转速 反馈 值进行比较 将转速稳定在给定值上 但实际上 大幅度改变转速的操作 或主机工况发生较大的变化都可能引起主机的热负荷或机械负荷的严重的超负荷现象 所以为了保证主机工作的可靠和安全 在转速控制系统中 必须设置一些转速限制和负荷限制环节 此外 为了保证在恶劣的海况下 不出现主机严重过载 通常还设置负荷控制方式 精品课件 71 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 一般概念上讲 转速的控制属于闭环反馈控制 即根据车钟发出的转速给定值与实际转速 反馈 值进行比较 将转速稳定在给定值上 图中的负荷控制开关 可以使负荷控制器投入工作 负荷控制器设置一个与车钟指令成比例的供油信号 保持油门开度不变 负荷控制器 负荷控制开关 精品课件 72 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 图9 30转速与负荷控制回路原理框图 转速与负荷控制回路组成 FC P 精品课件 73 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 图9 30转速与负荷控制回路原理框图 转速与负荷控制回路组成 转速设定环节 程序加减速 加 减 速速率程序负荷限制 转速限制 临界转速自动避让最大转速最小转速 转速调节环节 FC P 精品课件 74 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 图9 30转速与负荷控制回路原理框图 转速与负荷控制回路组成 转速设定环节 转速调节环节 死区控制 大 定油量的作用小 反应敏捷的效果 螺旋桨特性修正使调速特性逼近螺旋桨特性 FC P 精品课件 75 精品课件 76 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 图9 30转速与负荷控制回路原理框图 转速与负荷控制回路组成 转速设定环节 转速调节环节 负荷控制处理输出的FL 1 与车令In正比 2 一般小于FC 开关选择负荷控制的投入 属开环控制 即 油量或负荷不变 转速波动 保证在恶劣海况下不会超负荷 只要将死区调节得最小 同时也保证在恶劣海况下不会超速飞车 FC P 精品课件 77 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 图9 30转速与负荷控制回路原理框图 转速与负荷控制回路组成 转速设定环节 转速调节环节 FC P 精品课件 78 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 转速与负荷控制回路组成 1 转速设定环节或转速给定 程序加减速 加 减 速速率程序负荷限制 转速限制 临界转速自动避让最大转速 最小转速限制 2 转速调节负荷限制环节 转速调节负荷限制 死区控制 螺旋桨特性修正 增压空气限制转矩限制最大油量限制 转速控制 负荷 油量 控制 转速 负荷控制 选小器 转速的定值控制转速的程序控制转速的随动控制 关于转速控制 死区控制方法 1 刻度控制方式 死区范围大2 正常控制方式 死区范围适中3 恶劣海况控制方式 死区最小 精品课件 79 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 转速是可以根据操作者的要求任意设定的 但是要把这个信号发送出去 以改变对主机的供油量 需要满足一些逻辑条件 如 1 必须有正车或倒车车令 即IH 1或IS 1 2 车令与主机转向必须一致 即YR IHRH ISRS 1 3 无自动停车信号 即ST为1 实际上 在许多遥控系统中 并不专门设置这样的逻辑回路 只是将上述逻辑概念融合到系统的设计之中 使上述条件在系统中得到实现 1 转速指令发送逻辑回路 精品课件 80 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 1 转速指令发送逻辑回路 2 起动供油量设定 车令的供油量可能不足也可能太多 起动油量一般比微速 甚至慢速的供油量还要多一些 但也不能过多 否则爆燃现象 两种方式 油气并进 起动空气与起动供油同时 达到转速 切断启动空气 亦转换为正常供油 油气分进 主机达到转速 切断启动空气 同时提供起动供油 延时转换为正常供油 起动油量 有车令且车令与转向一致 1 否则位 0 满足起动条件前将起动油量设置好 满足起动条件 1 气容延时保证保持一段时间启动油量 转速限制环节 供油回路应该与停油逻辑连锁 是否并进其实由停油连锁和气容决定 油 气并进在起动的同时就解除油门零位连锁 提供起动油量 起动成功后 转换为车令所设定的油量 精品课件 81 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 1 转速指令发送逻辑回路 2 起动供油量设定 车令的供油量可能不足也可能太多 起动油量一般比微速 甚至慢速的供油量还要多一些 但也不能过多 否则爆燃现象 两种方式 油气并进 起动空气与起动供油同时 达到转速 切断启动空气 亦转换为正常供油 油气分进 主机达到转速 切断启动空气 同时提供起动供油 延时转换为正常供油 油 气并进在起动的同时就解除油门零位连锁 提供起动油量 起动成功后 转换为车令所设定的油量 油 气分进起动过程中油门零位 达到发火转速 切断起动空气的同时提供起动油量 并维持起动油量数秒钟后 再切换为车令设定的转速值 1 必须停油连锁且起动成功才解除连锁 起动油量 转速达到发火转速停止起动 气容延时S变 0 0 转速限制环节 精品课件 82 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 加减速程序控制为防止主机在中速区加速过快高速区主机热负荷过载设置的 主机加速过快不仅会导致主机的机械负荷和热负荷的迅速增加而有损主机 同时会导致调速器的速度调节过程的品质变坏 低速区 不限制 中速区在低负荷区加速时 通常在30 到70 额定转速之间 加速时的速率限制称为 加速速率限制 在高负荷区 通常是在70 额定转速以上再加速时 转速的给定值要慢慢增加 我们常把这个加速过程称为 程序负荷 在减速时 可取消某些限制实现 快减速 在减速时 可取消某些限制实现 快减速 精品课件 83 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 1 加速速率限制 分级延时阀 小于30 不节流 超过30 节流 减速不节流 精品课件 84 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 1 加速速率限制 U11小于U01时A1输出02 15通 C R6放电 减速 U11大于U01时A1输出11 15通 C R5充电 加速 负反馈运算放大器 A1电压比较器 停车 倒车限制 起动油量 保证大于正相输入值 输出负值 0 0 1 0 限制最大倒车转速 起动油量信号 10 转速设定信号 精品课件 85 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 1 加速速率限制 2 程序负荷 2 程序负荷 调压阀 入小出为入入大出为设定值设定程序负荷起始点 车令 分级延时阀加速率限制 比例阀保证稳态时输入输出相等 气源 输入 输出 慢加速节流 选择阀慢加速控制 速放阀快减速 应急操作 分级延时阀 输入较小 不节流 30 设定值 经节流 延时 减速不节流 小于70 大于70 气动举例 程序负荷控制器 可控积分器 取消程序负荷 复位 控制器输出为零 当设定低于负荷开始值或减速指令 应急 程序负荷开始值 实际转速值 加速率限制 选小器 转速设定 车令设定转速 加法器 转速设定小于负荷程序设定转速值 D选D2 转速设定大于负荷程序设定转速值 1 d1亮 设定值在程序负荷区 实际转速大于负荷程序开始值 1 d2亮 进入程序负荷区 程序负荷信号 1 控制器开始积分D1慢慢增加 D选D1 2 程序负荷 电动举例 精品课件 88 2 程序负荷 图9 4 15程序负荷原理框图 数字系统举例 通过改变脉冲频率改变加速率 精品课件 89 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 4 转速限制 转速限制指对于车令设定的转速值经过限制后再送到调速器 是对经过加减速程序控制环节处理后的转速设定信号再加以各种特定的限制 包括 轮机长最大转速限制 最小稳定转速限制 倒车最大转速限制 故障降速转速限制 临界转速避让 显然 加减速程序控制指过程 转速限制指最终设定值 精品课件 90 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 4 转速限制 1 轮机长最大转速限制 设置的最大转速 0 0 1 1 不构成限制 选小器 精品课件 91 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 4 转速限制 1 轮机长最大转速限制 2 最低稳定转速限制 精品课件 92 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 4 转速限制 1 轮机长最大转速限制 2 最低稳定转速限制 3 最大倒车转速限制 4 故障降速转速限制 5 临界转速的回避 避上限 回避临界转速的方式 避上限避下限避上下限 精品课件 93 四 转速与负荷的控制和限制 第四节主机遥控系统的逻辑控制 1 转速与负荷控制回路组成 2 启动油量的设定 3 加减速程序控制 4 转速限制 1 轮机长最大转速限制 2 最低稳定转速限制 3 最大倒车转速限制 4 故障降速转速限制 5 临界转速的回避 上限值 双气路控制的两位三通阀 下限值 PS小于下限值Pa2上位通 PS