第三章 主机遥控的逻辑与控制回路.ppt

能源与动力工程学院毛小兵maoxiaobing2009,轮机自动化MarineEngineeringAutomation第三章主机遥控系统逻辑与控制回路,主机遥控系统,发令（操纵部位）综合的逻辑与控制回路执行机构对象,集控室：可以半自动,功能：启动、换向、调速、停车；应急操纵、安全保护；,操纵部位转换：驾控集控,驾驶台：全自动控制,车钟辅车钟车钟记录仪,主机遥控系统,发令（操纵部位）综合的逻辑与控制回路执行机构对象,集控室：可以半自动,逻辑时序反馈,功能：启动、换向、调速、停车；应急操纵、安全保护；,操纵部位转换：手动自动（应急）,操纵部位转换：驾控集控,驾驶台：全自动控制,机旁：,传感器,应急操纵：应急启动、应急换向、应急加速；越控操纵：取消保护（如减速）；应急停车；正常停车不起作用时，中断供油并报警，必须复位才能重新启动。,主机遥控系统,发令（操纵部位）综合的逻辑与控制回路执行机构对象,集控室：可以半自动,逻辑时序反馈,气动电动液压,功能：启动、换向、调速、停车；应急操纵、安全保护；,操纵部位转换：手动自动（应急）,操纵部位转换：驾控集控,驾驶台：全自动控制,机旁：,第一节主机遥控系统常用的气动阀件第二节启动逻辑回路第三节换向与制动逻辑回路第四节转速与负荷的控制和限制回路,从第二节开始,图3-1-1两位三通阀结构原理及逻辑符号图,图3-1-2各种两位三通阀逻辑符号图,图3-1-3三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,连锁信号工作在中位,气源,正车信号,正车换向,倒车换向,2,3,4,5,2,3,4,5,1,6,1,6,图3-1-4多路阀结构原理图及逻辑符号图,正车信号,倒车信号,倒车信号阀芯推到,返回最近,图3-1-4多路阀结构原理图及逻辑符号图,倒车,正车,起动,气源,阀芯,活塞,一方面，当车令与凸轮轴位置不一致时，6口输出0信号，不允许起动主机，只能先进行换向。当换向完成时，即车令与凸轮轴位置一致后，6口才输出1信号，允许主机起动。另一方面，只有当车令与凸轮轴位置不一致时，才需要进行换向，若车令与凸轮轴一致，则无须换向，直接送出允许起动信号，直接进行起动。,返回最近,俗称棱，阀逻辑功能是C=AB,联动阀是与门阀，俗称双压阀，其逻辑功能是C=AB。,二、时序元件,1、单向节流阀,2、分级延时阀,3、速放阀,三、比例元件,1、比例阀,2、速度设定精密调压阀,3,(a),图3-1-7单向节流阀结构原理及逻辑符号图,返回最近,B端是输入端，A端是输出端。当B端气压信号高于A端时，单向阀3紧压在阀座上，气压信号只能经节流孔1到达A端，使气室C和A端压力逐渐升高，起到延时作用。当B端气压信号降低或撤消时，A端压力高于B端，顶开单向阀使A端气压信号不经节流直接到达B端而不延时。转动可调螺钉2可改变节流孔的开度，从而调整延时时间。,返回最近,当输入口1的气压信号较低时，在弹簧的作用下活塞下移，阀盘2离开阀座，由1口输入的气压信号经4口直接达到输出端6，不进行节流延时。当1口输入信号增大到一定值，活塞克服弹簧张力上移到使阀盘2压在阀座上时，输入的气压信号必须经7口，再经节流孔5到达输出端6，进行节流延时。转动调节螺钉A可改变弹簧的预紧力，即可调整开始节流延时的输入信号压力值；转动调整螺钉B，可改变节流孔的开度，即可调整延时时间。,返回最近,A为输入端，B为输出端。当输入端A有气压信号时，橡胶膜片2被顶起封住通大气口4，使输出端B的气压信号立即等于A端.当A端气压信号降低，打开通大气口4，使输出端B的气压信号就地泄放，而不必经输入端，再经较长的管路泄放，这就避免了信号泄放延时。,(a),图3-1-10比例阀结构原理及逻辑符号图,返回最近,当输出端2的气压信号与输入端5相等时，膜片6上下受力相等，处于平衡状态，动阀座8截止气源1，阀芯7压在动阀座上封住通大气口4，输出信号不变。当输入信号增大时，膜片6向下弯曲，动阀座8下移，气源1与输出端2相通，输出压力信号增大，该增大的信号经反馈口3进入膜片6下部空间。当输出的气压信号增加到与输入相等时，膜片6又处于平衡状态，气源被截止，输出稳定在比原来高的压力值上。若输入信号降低时，膜片6向上弯，阀芯上移，输出端2与大气口4相通，输出压力降低，经反馈口3使膜片6下面空间压力降低，直到输入信号与输出相等时，膜片6又恢复到平衡状态，这时输出压力就稳定在比原来低的值上。可见，比例阀在稳态时，其输入与输出是相等的。,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,图3-1-11转速设定精密调压阀结构原理及输出特性图,第二节起动逻辑回路,TG盘车机脱开信号，脱开为1，否则为0；MV主起动阀位置信号，在自动位为1，否则为0；PA起动空气压力信号，压力正常为1，太低为0；PO操作空气压力信号，压力正常为1，否则为0；PL滑油压力信号，压力正常为1，否则为0；ES遥控系统电源信号，正常为1，否则为0；PS操纵部位转换信号，转换完成为1，否则为0；TS模拟实验开关位置信号，在工作位置为1，在实验位置为0；ST故障停车复位信号，已复位为1，否则为0；F3三次起动失败信号，无三次起动失败信号为1，在重复起动过程中，经三次起动均未成功为0；TM起动限时信号，未到限时时间为1，达到起动限时时间为0；nS起动转速信号，nSnI（发火转速）为1，nSnI为0。,1、起动准备逻辑条件,第二节起动逻辑回路,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。,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；,一、主起动逻辑回路,运行情况：转速；,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；,一、主起动逻辑回路,运行情况：转速；,第二节起动逻辑回路,一、主起动逻辑回路,2、起动鉴别逻辑,返回本章,一是有没有开车指令；二是如果有开车指车令，那么车令与凸轮轴位置是否一致，或者说换向是否完成。若用IH和IS分别表示正车车令和倒车车令；用CH和CS分别表示凸轮轴在正车位置和倒车位置。,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；,运行情况：转速；,一、主起动逻辑回路,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。,二、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；,返回最近,其功能是：对0不延迟，对1延迟。可用节流元件与气容组成的惯性环节来实现。,返回最近,F3满3输出0。Td由负脉冲触发，对输入的0延时输出1，期间对1不工作，但当输入由1跳变0时，立即复位输出0，且对该0延时输出1.Tm对1延时输出1，对0立即复位输出0.,T1dT2dTM为延时环节0即0，1延时1；T1d一次起动时间；T2d两次起动间的时间间隔（中断）；TM总起动时间；,起动准备条件,起动逻辑（包括车令）,没车令YSL为0；封锁E；D为0，A、B、C均为1；,时序逻辑控制方式,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,起动逻辑回路,0,没准备好YSC为0；封锁G；,T1dT2dTM为延时环节0即0，1延时1；T1d一次起动时间；T2d两次起动间的时间间隔（中断）；TM总起动时间；,起动准备条件,起动逻辑（包括车令）,一次起动时间到T2d开始计间隔时间0封锁E停止起动,没车令YSL为0；封锁E；D为0，A、B、C均为1；,有车令,满足起动逻辑YSL为1，释放E；,间隔时间到，为1,01,时序逻辑控制方式,1,1,起动逻辑回路,没准备好YSC为0；封锁G；,1,0,启动信号输出,终止,1,1,1,准备好YSC为1；释放G，开始启动；,D为1，T1d、Tm计时,T1dT2dTM为延时环节0即0，1延时1；T1d一次起动时间；T2d两次起动间的时间间隔（中断）；TM总起动时间；,起动准备条件,起动逻辑（包括车令）,没车令YSL为0；封锁E；D为0，A、B、C均为1；,有车令,满足起动逻辑YSL为1，释放E；准备好YSC为1；释放G，开始启动；D为1，T1d、Tm计时,01,时序逻辑控制方式,1,1,起动逻辑回路,没准备好YSC为0；封锁G；,1,0,复位T1d重新起动,启动信号输出,终止,1,1,0,1,T1dT2dTM为延时环节0即0，1延时1；T1d一次起动时间；T2d两次起动间的时间间隔（中断）；TM总起动时间；,起动准备条件,起动逻辑（包括车令）,没车令YSL为0；封锁E；D为0，A、B、C均为1；,有车令,满足起动逻辑YSL为1，释放E；准备好YSC为1；释放G，开始启动；D为1，T1d、Tm计时,再次计时,时序逻辑控制方式,1,1,起动逻辑回路,没准备好YSC为0；封锁G；,1,0,复位T1d重新起动,启动信号输出,1,1,0,1,0,1,1,T1dT2dTM为延时环节0即0，1延时1；T1d一次起动时间；T2d两次起动间的时间间隔（中断）；TM总起动时间；,起动准备条件,起动逻辑（包括车令）,10D为0，复位T1d封锁E停止起动,没车令YSL为0；封锁E；D为0，A、B、C均为1；,有车令,满足起动逻辑YSL为1，释放E；准备好YSC为1；释放G，开始启动；D为1，T1d、Tm计时,再次计时,时序逻辑控制方式,1,1,起动逻辑回路,没准备好YSC为0；封锁G；,1,复位T1d重新起动,启动信号输出,1,1,0,1,0,1,1,T1dT2dTM为延时环节0即0，1延时1；T1d一次起动时间；T2d两次起动间的时间间隔（中断）；TM总起动时间；,起动准备条件,起动逻辑（包括车令）,10D为0，复位T1d封锁E停止起动,一次起动时间到T2d开始计间隔时间0封锁E停止起动,没车令YSL为0；封锁E；D为0，A、B、C均为1；,有车令,满足起动逻辑YSL为1，释放E；准备好YSC为1；释放G，开始启动；D为1，T1d、Tm计时,间隔时间到，为1,01,时序逻辑控制方式,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,1,起动逻辑回路,没准备好YSC为0；封锁G；,1,0,复位T1d重新起动,启动信号输出,终止,T1dT2dTM为延时环节0即0，1延时1；T1d一次起动时间；T2d两次起动间的时间间隔（中断）；TM总起动时间；,起动准备条件,起动逻辑（包括车令）,10D为0，复位T1d封锁E停止起动,一次起动时间到T2d开始计间隔时间0封锁E停止起动,没车令YSL为0；封锁E；D为0，A、B、C均为1；,有车令,满足起动逻辑YSL为1，释放E；准备好YSC为1；释放G，开始启动；D为1，T1d、Tm计时,间隔时间到，为1,01,时序逻辑控制方式,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,1,时序逻辑控制方式较多用于气动系统,起动逻辑回路,没准备好YSC为0；封锁G；,1,0,复位T1d重新起动,启动信号输出,终止,P125气动主机遥控系统（2）,“0”停油,车令与凸轮轴位置一致“1”。,车令与转速一致“1”,正转电磁阀,倒转电磁阀,正车,倒车,重复起动举例,停油联锁控制,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”,停油控制,控制停油的条件？,遥控指令,无故障降速，断电下位,气源,2时序转速逻辑控制方式,F3:计数器，失败次数；Td:延时环节，1即1，0先复位0、延时1，两次起动间的时间间隔（中断）；TM:延时环节，0复位0，1延时1；一次起动时间。,0,0，延时后为1，保证了失败后再次起动前的间隔。,0，允许A输出1，为起动作准备,0,2时序转速逻辑控制方式,F3:计数器，失败次数；Td:延时环节，1即1，0先复位0、延时1，两次起动间的时间间隔（中断）；TM:延时环节，0复位0，1延时1；一次起动时间。,三次失败输出0,1,1允许起动,保持0，A为1；延时后输出1，A变为0；1次起动完成。,1,时序-转速逻辑多用于电-结合遥控系统；时序逻辑多用于气动遥控系统。,作业：应用所学知识设计时序-转速逻辑（电动）重复起动控制回路。,起动失败的情况：点火失败；起动空气失败。,燃油系统起动空气系统,1、重起动的逻辑条件1）必须满足起动的逻辑条件，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（在发开车指令的同时，按应急操纵按钮），或者有重复起动信号F（第一次起动为正常起动，第二、三次起动为重起动），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。重起动YSH的逻辑表达式为：YSH=YSOnH（IE+IS+F）,返回本节,2重起动逻辑回路功能遥控系统发出起动指令后，重起动逻辑回路要能判别是否满足重起动逻辑条件，如果不满足，起动逻辑回路发正常起动信号；若满足重起动逻辑条件，则发重起动信号YSH；如果起动成功，要撤消重起动信号，以备下次起动时重新判别是否满足重起动逻辑条件。因此重起动逻辑回路中必须要有记忆单元。可采用RS触发器作为记忆单元。,返回本节,反馈,RS触发器,输入RD=0,SD=1时,若原状态：,输入RD=0,SD=1时,若原状态：,输入RD=1,SD=0时,若原状态：,输入RD=1,SD=0时,若原状态：,输入RD=1,SD=1时,若原状态：,输入RD=1,SD=1时,若原状态：,输入RD=0,SD=0时,输出全是1,但当RD=SD=0同时变为1时，翻转快的门输出变为0，另一个不得翻转。,基本触发器的功能表,1.基本触发器是双稳态器件，只要令RD=SD=1，触发器即保持原态。稳态情况下，两个输出互补。一般定义Q为触发器的状态。,2.在控制端加入负脉冲，可以使触发器状态变化。SD端加入负脉冲，使Q=1，SD称为“置位”或“置1”端；RD端加入负脉冲，使Q=0，RD称为“复位”或“清0”端。,返回最近,不满足重起动，s=1.若无开车指令，IST=1，R=0，则Q=0；有指令，IST=0，R=S=1，则Q保持为0，是正常起动。满足重起动，S=0，YSH=1，进行重起动。成功后，nH=0，延迟后，R=0复位，撤销重起动。,三、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。,1、重起动的逻辑条件,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。,YSH=YSOnH（IE+IS+F）,起动指令:是否满足重起动逻辑条件；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；,2、重起动逻辑回路功能,与非门RS触发器R复位端，S置位端RSQ00不稳定010复位101职位11保持,停止位1,重启动成功1延世dH为1,三次启动失败1,任一条件R=0复位Q=0,IE+IS+F,重启动成功0,三次启动失败0,重起动逻辑满足S=0置位,应急起动,重复起动,倒车车令,重起动逻辑不满足，S=1：无车令，R=0，Q=0;属非启动；有车令，R=1，S=1，保持Q=0，属正常启动。,重起动逻辑满足，S=0置位，Q=1；成功，nH=0，S=1，延时dH=1,R=0，Q=0。,两种方案：增加起动供油量；或提高发火转速。,YSH=YSOnH（IE+IS+F）,应急起动,重复起动,倒车车令,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。,四、慢转起动逻辑回路,慢转起动是指，主机长时间停车后，再次起动时要求主机慢慢转动一转到两转，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，同时对相对摩擦部件起到“布油”作用。应能区别正常起动和重起动。成功后自动转入正常起动。若有重起动，则取消慢转起动。,返回本节,1慢转起动的逻辑条件,1）起动前主机停车时间超过规定的时间STD3060min；2）没有应急取消慢转指令；3）没有达到规定的转数（12转）或规定的慢转时间；4）没有重起动信号；5）满足起动的逻辑条件,返回本节,2、慢转起动逻辑回路的功能,慢转起动逻辑回路应该能够检测慢转逻辑条件，若满足条件则形成慢转指令。遥控系统送出起动指令后，慢转起动逻辑回路要能判别是否已形成慢转指令，若已形成慢转指令，则要进行慢转起动，慢转起动成功后，自动转入正常起动，否则直接进行正常起动。,返回本节,四、慢转起动逻辑回路,慢转起动指，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、慢转起动的逻辑条件,1）主机停车时间超过规定的时间（30min60min）；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。,2、慢转起动逻辑回路的功能,3、实现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,RSQ00不稳定01010111保持,满足慢转逻辑条件，形成慢转指令；有起动指令时：有慢转指令，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；,计数,停车,重起动,取消慢转,停车,计时,复位计时0延时0,图3-2-7控制主起动阀开度的慢转起动方案图,返回最近,形成慢转指令时，YSLD为1，电磁阀VSL通电右位通，当有起动指令YSO为l时，阀VA下位通，控制活塞被起动空气压下，限制主起动间的开度，进人起动系统的起动空气压力较低，流量较少，主机只能慢慢转动，主机转过12转后，撤消慢转信号YSLD为0，电磁阀VSL断电左位通，控制活塞上面的气压信号经阀VA下位放大气，主起动阀全开进行正常起动。主机达到发火转速时，YSO为0，阀VA上位通，关闭主起动阀停止起动。,图3-2-7控制主起动阀开度的慢转起动方案图,VA,YSO,起动空气气源,起动系统,起动信号,慢转起动阀VSL,主起动阀,慢转起动信号,起动阀,YSLO,下移,减压慢转,上移,加压正常启动,关闭主启动阀,控制主起动阀开度,作业：完成逻辑回路,图3-2-8采用主、辅起动阀控制的慢转实现方案图,第三节换向与制动逻辑回路,一、换向逻辑控制,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。,停车状态下的换向主机在运行过程中的换向操作,换向逻辑回路的功能是，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。,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，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：,起动鉴别逻辑取反；可见换向完成可以作为起动鉴别或起动条件之一。,换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件,（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。,1）停油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,（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。,1）停油条件控制主机停油有以下几种情况：车令与凸轮轴位置不一致，换向停油；车令与主机转向不一致，制动停油；停车指令，包括正常停车、应急停车和故障停车；模拟试验时的停油指令。,换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件,（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。,1）停油条件所以，停油逻辑表达式可以写成：？,停油操作完成应有反馈信号。,换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件,（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。,1）停油条件,作业：完成停油逻辑,换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件,（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。,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。,换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件,（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。,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。,换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件,换向的逻辑条件表达式:,RF换向完成信号,CH,CS,+,+,YRS,YRH,Td,VH,VS,GH,DO,YR,YR,（三）双凸轮换向逻辑图,停油装置,正车换向,倒车换向,GS,满足停油条件且油门被推向零位,满足转速条件且顶升机构抬起,换向的逻辑条件表达式:,定时未完成报警,凸轮轴正车信号,凸轮轴倒车信号,作业：重新完成换向逻辑表达式,能耗制动是指，主机在运行中完成应急换向后，在主机高于发火转速情况下所进行的一种制动。常常是在应急操纵的情况下进行。其原理是保持主起动阀处于关闭状态，让空气分配器投入工作，此时由于换向已经完成，空气分配器是按与主机运转方向相反的顺序打开个气缸起动阀，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，快速消耗柴油机运动部件的惯性能，使主机转速能以较快的速度下降。,1、能耗制动,返回本节,2、强制制动,强制制动的原理是：在主机运行中将车令手柄扳至反方向，当换向完成，且转速低于发火转速时，打开空气分配器和主起动阀，使高压空气按照与主机运转方向相反的顺序，即气缸处于压缩冲程时进入各个气缸，起到强行阻止活塞向上运动的作用，进而迫使主机减速。,返回本节,二、制动逻辑回路,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；柴油机处在压缩机状态。,车令、停油、减速、换向，制动,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个气缸起动阀，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,要求转速低于发火转速,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,制动的逻辑,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）满足停油条件4）转速低于发火转速逻辑表达式为:YBRFYBLYRFYRTnS,强制制动与能耗制动的不同点：1换向完成后，都能进行强制制动，而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。,1换向完成信号YRF就是起动鉴别逻辑YSL，YRFYSL；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YBRFYBLYRTYSLYSC；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；,强制制动与能耗制动的不同点,对于所有主机，只要在运行中换向完成后，都能进行强制制动，而不必有应急操纵指令；只有主机低于发火转速时才能进行强制制动；空气分配器与主起动阀均投入工作，气缸在压缩冲程进起动空气，强迫主机停止运行。,返回本节,1）制动的鉴别逻辑。即车令与主机转向不一致，即YBL为1。2）换向已经完成，YRF为1。3）满足停油条件，YRT为1。4）主机转速低于发火转速，nS为1。这些逻辑条件应该是“与”的关系，其逻辑表达式为YBRFYBLYRFYRTnSYBRF1时满足强制制动逻辑条件，可进行强制制动。由于换向完成信号YRF就是起动鉴别逻辑YSL，YRFYSL。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。这样，强制制动逻辑表达式可改写为:YBRFYBLYRTYSLYSC,返回本节,3、制动回路逻辑图,制动逻辑回路是由能耗制动和强制制动两部分组成的，故制动逻辑回路的表达式为YBRYBRDYBRFYBLYRTYSLIEYBLYRTYSLYSC从强制制动的逻辑表达式可以看出，强制制动是在车令与转向不一致且已停油的情况下进行的起动；而能耗制动则只是在满足能耗制动条件时使空气分配器投入工作而已。因此，制动逻辑回路在遥控系统中不是独立存在的，而是附加在起动回路上，并且借用起动逻辑回路的功能来达到能耗或强制制动的目的。,返回本节,从制动角度看，当主机转速下降到零（认为车令与转向已经一致）时，因YBL为0，YBR为0，即制动过程结束，但为了能使主机在制动结束后继续在反方向起动，在遥控系统设计时还必须想办法使系统不会因强制制动的结束而封锁起动回路。其实现方法因遥控系统类型的不同而异，如在无触点电路中可采用记忆单元的办法，而在计算机控制的系统中则可方便地利用计算机程序实现，至于气动系统，请参见气动遥控系统实例。,返回本节,应当指出的是，能耗制动是在较高转速上的一种制动方式，效果较为明显，此时如采用强制制动，不仅要消耗过多的起动空气，而且不易制动成功。而在较低的转速范围内采用强制制动，对克服螺旋桨水涡轮作用，使主机更快地停下来是很有效的。在中速机中，往往是采用能耗制动和强制制动相结合的制动方案；在大型低速柴油机中，主机从停油到换向完成，其转速已降到比较低的范围，可只设强制制动而不必设能耗制动逻辑回路。,返回本节,另外，对于一个实际的遥控系统，理论上都是可以实现强制制动的，而能否实现能耗制动则要看其空气分配器能否单独控制。如果主起动阀和空气分配器均由一个起动控制阀控制，则无法实现能耗制动。,返回本节,正车,倒车,已停油,62换向完成,PL,车令与转向不一致上位,转速高于发火转速下位,速放阀,“0”不可能起动,车令转向不同换向完成输出“1”,已停油“0”,自动下位,自动上位,低于发火转速转速车令不一致,转速车令不一致“0”,自动下位,自动上位,低于发火转速上位,起动信号送重复起动回路“1”,转速为零视为车令与转速一致,低于发火转速上位,M351/2、M351/4、M301/5保证高于发火转速不能进行强制制动,或转向一致可以进行起动,转速车令一致“1”,监测起动成功，成功则停止起动,事实上，只要低于发火转速，无论转速与车令一致或不一致，都应该起动主起动阀，强制制动或起动。M351/4唯一的理由是强制制动的转速和起动成功转速是分别可以调节的。,车令与转向一致下位,空气分配器,主启动阀,起动,手动只要求换向,手动只要求停油换向条件,自动要求启动操作或车令与转向不同加换向完成,强制制动状态,转速的控制和调节：可以分为几种情况：转速的定值控制转速的程序控制转速的随动控制,第四节转速与负荷的控制和限制回路,主机遥控系统的转速及负荷控制的目的是使主机以最佳的动态过程达到车令所设定的转速。,一般概念上讲，遥控系统对主机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。,转速的控制和调节：可以分为几种情况：转速的定值控制转速的程序控制转速的随动控制,第四节转速与负荷的控制和限制回路,主机遥控系统的转速及负荷控制的目的是使主机以最佳的动态过程达到车令所设定的转速。,通过转速反馈构成闭环系统，使转速稳定在设定值，显然供油量随负荷变化。大幅度改变转速的操作，或主机工况发生较大的变化，都可能引起主机严重的超负荷现象。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,第四节转速与负荷的控制和限制回路,图3-4-1,转速控制系统中，设置的转速限制和负荷限制环节,通常将调速器前的控制与限制称为转速的控制与限制，将调速器后的控制与限制称为负荷（或燃油）的控制与限制。,转速的控制和调节：可以分为几种情况：转速的定值控制转速的程序控制转速的随动控制,第四节转速与负荷的控制和限制回路,主机遥控系统的转速及负荷控制的目的是使主机以最佳的动态过程达到车令所设定的转速。,对于转速控制方式，在外界负荷变化时，由于保持转速不变，供油量随外界负荷变化，即主机的热负荷随之变化。图中的负荷控制开关，可以使负荷控制器投入工作。可以负荷控制设置一个供油信号，保持油门开度不变。即：负荷控制。,负荷控制器,负荷控制开关,转速的控制和调节：可以分为几种情况：转速的定值控制转速的程序控制转速的随动控制,第四节转速与负荷的控制和限制回路,主机遥控系统的转速及负荷控制的目的是使主机以最佳的动态过程达到车令所设定的转速。,负荷（油量）控制：通过执行器位置反馈构成闭环系统，维持负荷基本不变，显然转速随负荷变化。,负荷控制器,负荷控制开关,转速的控制和调节：可以分为几种情况：转速的定值控制转速的程序控制转速的随动控制,第四节转速与负荷的控制和限制回路,主机遥控系统的转速及负荷控制的目的是使主机以最佳的动态过程达到车令所设定的转速。,负荷（油量）控制：通过执行器位置反馈构成闭环系统，维持负荷基本不变，显然转速随负荷变化。,负荷控制器,负荷控制开关,转速负荷控制：,选小器,第四节转速与负荷的控制和限制回路,图3-4-1,二、转速发讯回路1、转速指令发讯器,半速,应急操纵,应急降速,一般倒车只能运行在港内全速，应急操纵可运行C档，提高倒车转速,增速减速,电源,反馈电位器,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=IHRHISRS=1；3）无自动停车信号，即ST为1。,2、转速指令发送逻辑回路,图3-4-5,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落实。,P125气动主机遥控系统（2）,倒,正,调,车令,车令与转速一致“1”,正转电磁阀,倒转电磁阀,1、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，再转换为车令所设定的油量。,起动供油（油量）,指在主机起动时，为保证起动成功而供给主机的初始油量。起动油量一般比微速，甚至比慢速的供油量还要多一些，但也不能过多，否则爆燃现象严重。因此，在供油回路中要设有起动供油逻辑回路。,两个问题：起动供油量设定最大启动供油限制,两种方式：油气并进油气分进,1、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，再转换为车令所设定的油量。,起动供油（油量）,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”,气容延时转换为车令设定油量以保证保持一段时间启动油量,供油回路应该与停油逻辑连锁,指在主机起动时，为保证起动成功而供给主机的初始油量。起动油量一般比微速，甚至比慢速的供油量还要多一些，但也不能过多，否则爆燃现象严重。因此，在供油回路中要设有起动供油逻辑回路。,转速限制环节,是否并进其实由停油连锁决定,课堂作业：完成供油回路的电路设计,1、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，再转换为车令所设定的油量。,起动供油（油量）,2、油气分进起动过程中停油伺服器仍把油门推向零位，在达到发火转速，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,起动油量,转速达到发火转速停止起动,气容延时S变“0”,“0”,指在主机起动时，为保证起动成功而供给主机的初始油量。起动油量一般比微速，甚至比慢速的供油量还要多一些，但也不能过多，否则爆燃现象严重。因此，在供油回路中要设有起动供油逻辑回路。,问题：重起动油量如何控制和设置？,转速限制环节,利用增压空气压力限制环节。,最大起动油量限制问题,保证供油量与增压空气压力的适应性,PG调速器带有增压空气限制环节。对于电子调速系统，则通常需要遥控系统设置相应的环节：,扫气箱空气压力,Uk小于Un，电压A1比较器，输出0，Ukm为起动油量。,起动成功，转速升高，增压器压力升高。当Uk大于Un时，A1正向放大器。,Uc总是小于等于Um。起动时保证起动油量的限制；正常工作时保证增压压力的限制。,三、转速限制回路,为防止主机在加速过程中因加速过快导致超负荷，在转速发讯回路的输出端与调速器输入端之间，要设置各种转速限制环节，经过转速限制环节后的输出信号才是转速的给定值。在低负荷区加速时，主机的加速过程可以快一些，把低负荷区,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”。最