船舶信号与系统控制教案

1、船舶信号与系统控制教案 一、船舶主机遥控系统概述一、船舶主机遥控系统概述 二、二、CZY系列船舶主机遥控系统系列船舶主机遥控系统 课题十、船舶主机遥控系统（课题十、船舶主机遥控系统（1） 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 要满足入级船舶的自动化标志要求，机 舱无人值班，机电设备和装置需要设置自 动控制或遥控。根据不同的自动化等级， 中国船级社（CCS）规定的附加级别有： 1、BRC标志级 它是指推进装置由驾驶室控制站遥控（通常 叫主机遥控），机器处所有人值班。 2、MCC标志级 它是指

2、机舱集控站（室）有人值班，对机电 设备进行监控。 船舶信号与系统控制教案 3、AUT-1标志级 它是指推进装置由驾驶室控制站遥控，机舱 集控站（室）至少有1人值班，对机电设备进行监 控。 4、 AUT-0标志级 它是指推进装置由驾驶室控制站遥控，机器 处所包括机舱集控站（室），周期无人值班，通 常有1h、2h、6h、24h、36h、48h等几种。 实行无人机舱的船舶入船级社，需要附加自 动化标志AUT-0。 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 一、主机遥控系统的概述一、主机遥控系统的概述 1、遥控、遥控 离开机旁对主机进行远距离操纵的工作方式离开机旁对主机进行远距离操纵的工作方式

3、。 2、集控室遥控、集控室遥控 轮机员操车，操纵者在远离机侧的集控室，轮机员操车，操纵者在远离机侧的集控室， 通过必要的操纵及控制设备，依照主机固有的运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。主机的运行状态达到所希望的操作要求为止。 船舶信号与系统控制教案 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

4、应急手柄 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 3驾驶台遥控驾驶台遥控 驾驶员操车，操纵人员只需操动一次车驾驶员操车，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。运行状态同车钟指令完全一致为止。 船舶信号与系统控制教案 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

5、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 控制箱控制箱 驾驶台驾驶台 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 二、二、CZY系列主机遥控系统系列主机遥控系统 （1 1）概述概述 本系统造型美观、数字显示直观清晰本系统造型美观、数字显示直观清晰 , , 手柄手柄 简单操作，各种运行工况显示、报警信号及保护简单操作，各种运行工况显示、报警信号及保护 功能齐全。适宣长江、内河及沿海船舶使用。功能齐全。适宣长江、内河及沿海船舶使用。 本本系统使用自动系统使用自动识别系统和优化技术的采用识别系统和优化技术的采用 , , 能保证主推进装置始终处

6、于最佳工作状态能保证主推进装置始终处于最佳工作状态 , , 成功成功 的解决了遥控操作大换向时经常出现的主机熄火的解决了遥控操作大换向时经常出现的主机熄火 的通病的通病 , , 是目前较理想的产品。是目前较理想的产品。 船舶信号与系统控制教案 主要性能指标 : 有级调速 , 正、倒车各9档; 故障检测功能; 印制板插件结构 , 备件更换极其方便; AC22OV和DC24V 两路供电,主电源失电应急电 源自动投入。 船舶信号与系统控制教案 设有手动、遥控转换机构,机旁手动优 先于驾驶台遥控。遥控操纵可倒、顺的传 动离合器从最低转速转换到开始反向运转 的时间 , 不超过15秒。驾驶室操纵台和机 舱

7、收讯报警箱分别设有主机紧急停车、消 音、试灯装置。驾驶室操纵台设有主机转 速数字显示器。装置具有主机超速分级报 警和自动降速脱排保护功能。装置设有主 机滑油压力下限报警、延时降速保护程序。 船舶信号与系统控制教案 船舶信号与系统控制教案 离合器离合器 离合器安装在发动机与变速器之间，船舶从 启动到行驶的整个过程中，经常需要使用离合器。 它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合， 从而保证船舶平稳起步,暂时切断发动机与变速器 之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击； 当船舶紧急制动时能起分离作用，防止变速器等 传动系统过载，起到一定的保护作用。 离合器类似开关，接合或断离动力传递作用， 因此，

8、任何形式的船舶都有离合装置，只是形式 不同而已。 船舶信号与系统控制教案 （2 2）主要部件主要部件 遥控装置主要由驾驶室操纵台 , 机旁 执行机构 , 机舱收讯报警箱和机舱音响器 组成。 船舶信号与系统控制教案 1、驾驶室操纵台 操纵头 操纵杆同角度传感器相啃合。 操纵杆在正车、倒车方向各有9档工作位置。 船舶信号与系统控制教案 控制面板 安装在遥控装置台面上, 左右侧面板 分别属于左、右机遥控系统。上面布置有 主机转速数字显示转速表、紧急停车信号 灯、主机滑油低压报警灯、主机超速报警 灯、离合器失能报警灯、错向报警灯、主 电源失电报警灯、应急电源失电报报灯、 遥控故障报警灯、手控一遥控转换

9、信号灯、 跟踪信号灯等。 船舶信号与系统控制教案 在面板上还有醒目的车速档位显示器 , 显 示执行机构执行操纵杆指令的情况 , 其正车、倒 车、挂排、脱排信号一目了然。 为了便于夜航 , 信号灯及车速显示 , 主机转 速显示均可调节亮度。 在操纵台前面上部装有左机和右机的开关 , 按钮等电器 电源开关 , 手动一遥控转换开关 , 消声/ 备完车按钮 , 紧急停车按钮和指示灯调光按钮。 船舶信号与系统控制教案 计算机主控装置 操纵台内部是本装置的主控装置,左右 机分别装在左右侧。主控装置主要由计算机 主机板 , 驱动板,电源变换板,接线板四部分 组成。相同型号规格的插板可以互换。 船舶信号与系统

10、控制教案 2 、机舱收讯报警箱 在收讯报警箱上有实现驾驶室所发出的车速 指令的特大数显装置 , 清晰地显示出正车、 倒车、 挂排、脱排信号。 在收讯报警箱上还布置有主机超速报警灯 , 主 机滑油低压报警灯 , 主机冷却水高温报警灯 , 离 合器失能报警灯 , 齿轮箱滑油低压报警灯 , 齿轮 箱冷却水高温报警灯, 主电源失电 , 紧急停车 , 错 向 , 遥控故障报警灯 , 还有手动一遥控转换信号 灯 , 跟踪信号灯 , 遥控信号灯和手动信号灯等。 在箱体下部还有消声 / 回铃 / 试灯多功能按钮 和紧急停车按钮。 船舶信号与系统控制教案 3 、执行机构 执行机构外壳使用铝合金材料压铸制成 ,

11、具 有重量轻 , 强度大的特点。机壳的设计己 考虑到 多种安装方式的需要。因此，它可适用于多种船 用柴油机。 在装置内部设有一套可离合的减速机构 , 伺服 电动机与减速机构晴合，遥控时 , 伺服电机通过 减速机构带动操纵手柄转动 , 操纵柴油机。手动 时 , 离合装置脱开减速机构及伺 服电动机 , 机舱 工作人员可以很方便的扳动操纵手柄 , 操纵柴油 机。转动另一手把 , 可操纵离合装置 , 在离合装 置离合的同时 , 手动或遥控的信号自动反馈到驾 驶室遥控台上。 船舶信号与系统控制教案 4 、机舱音响器 在机舱收讯报警箱附近的适当位置 , 安 装音响器 , 配合各种信号灯 , 报警灯发出光

12、和 声的信号提示机舱工作人员注意。 船舶信号与系统控制教案 （4 4）使用说明使用说明 ( ( 以以 CZY CZY 基本型为例介绍基本型为例介绍 ) ) 在使用前要做好必要的检查工作 检查并送上常用电源和备用电源 , 特别注意不要忘了送上备用电源。 检查驾控台上各报警 , 显示发光元 件是否完好 。 检查机舱收讯报警箱各报警显示发光 元件是否完好 左、右机分别试操一两次正车1,倒车 1。 船舶信号与系统控制教案 1 、手动遥控转换 , 手动操作 如果遥控装置己在遥控状态下运行, 机舱值班人员发觉有异常情况，需要手动 操作,只需将执行机构手动遥控转换手把 扳到“手动”位置,扳动手把的同时,离合

13、 装置脱开伺服电机和减速机构,并把转换信 号反馈到驾控台上,此时,机舱及驾控台均 有声光信号发生。当驾控台手动遥控转 换开关也被扳到手动位置时,机舱及驾控台 的声光信号随之消失。 船舶信号与系统控制教案 使用本装置手动操作时,机舱工作人员 按照机舱收讯报警箱上显示的驾控台所发 的车钟指令,将执行机构操纵手柄扳到相应 的档位。在扳动操纵手柄的同时车钟回令 信号反馈到 驾控台显示板上,在机舱扳动 操纵手柄正确执行车钟指令的同时,跟踪声 光信号随之消失。 如果驾控台所发指令是前进一档,而机 舱误将执行机构手柄扳到倒车档位,除 “跟踪”声光信号外,“错车”声光信号也 将发生。 船舶信号与系统控制教案

14、2 、遥控操作正车、倒车 一般由机舱工作人员先做好各种备车工作 , 驾驶台遥控装置操纵杆的“0”位即是柴油机怠速 空车运转位置。 如需开正车,只需将操纵杆从“0”位扳到 所需的正车档位,如正车3,机舱收讯报警箱自动显 示前进3指令,同时,执行机构操纵柴油机 , 齿轮 箱自动完成挂排、增速,在正确指令执行后 , 执 行机构操纵手柄即停在前进3档位上,此时驾驶室 遥控台上的信号面板上显示执行机构手柄所在的 前进3。在自动完成挂排、增速的过程中,驾控台 和机舱的跟踪信号灯,音响器会同时发出声光信号。 开倒车时,情况同正车。 船舶信号与系统控制教案 3 、遥控操作换向 如要控制螺旋桨从正车 3 档工况

15、转 换到倒车2档工况,只需用将驾驶室操纵杆 从前进3档扳到倒车 2 档的简单动作操作 即可,此时,执行机构自动按预定程序依次 完成正车减速、倒车1档挂排、倒车2档。 在调节过程时,驾驶室遥控台和机舱均有声 光信号发生。 遥控装置的正常换向操作(指一次操作 换向,如直接将驾台操纵杆从前进3档扳到 倒车2档) 的自动完成,主要是依据主机转 速的正确检测。 船舶信号与系统控制教案 怠速： 怠速时的转速被称为怠速转速，是维持 发动机没有对外输出负荷时正常运转的最 低转速。 怠速转速可以通过调整风门大小等来调 整其高低。一般来讲，怠速转速以发动机 不抖动时的最低转速为最佳 。 船舶信号与系统控制教案 4

16、 、遥控操作应急换向 为了应付意外出现的险情,本装置还设置了应急换向 越控程序,应急换向程序的使用是在遇到有可能危及全船 安全的情况下,为了避免全船重大损失而做出的选择。 提前换向仍以上面所讲正常换向为例,驾控台将操纵 杆从前进3档扳到倒车2档后,执行机构按照主机转速的变 化自动按预定程序依次完成正车减速,零位等待正车脱 排。此时, 执行机构手柄己停在零位等待降速脱排, 在等待的时间内,如果需要立即换向,只要将驾控台操纵杆 从倒车2档推回到零位档,然后再拉到倒车2档,执行机构就 会立即使离合器脱排,提前进行倒车挂排动作。而且电脑 会根据脱排时的实际速值，自动选择倒车方向当的加油冲 车量（加油冲

17、车量的大小由该船实船设定的挂排档位比例 值和脱排时的实际转速经电脑运算而得出）使应急转向成 功。 船舶信号与系统控制教案 5、紧急情况停车 只要按动驾驶室遥控台上开头按扭或 机舱收讯报警箱下部的紧急停车按钮，柴 油机调速器立即将油门关死，断油停车。 信号灯面板和机舱收讯报警箱是的“紧急 停车”信号灯亮，音响信号灯也同时发生。 在解除紧急停车之前，（同时按动消声 和试灯按钮可以解除紧急停车指令），必 须将操纵杆手柄放到“0”位。 紧急停车后，若要重新开机，应该先 用手动操作，然后再转遥控运行。 船舶信号与系统控制教案 6、按动消声按钮，可以消除驾控台报警声响， 而且可以重复使用。 当某一个报警源

18、消除后，其相应的报警 信号也随之消失。按下试灯按钮，可以检 查信号也随之消失。 船舶信号与系统控制教案 7、主机超速报警和自动保护 装置程序设定主机额定转速的103%开始光 报警，提示主机已超过额定转速，如果主机的转 速继续上升，超过110%127%范围内可保护动作 值。本装置可自动使主机降速并脱排（执行机构 将油门拉到怠速空车位置并使离合器脱排）并民 出“紧急信号”声光信号，指示保护动作已发生。 当降速、脱排的保护动作发生后，此时的状 态已被电脑锁定，需要人为解除。将驾控台操纵 杆拉到“0”位，同时按下消试灯两按钮，“主机 超速”“紧急停车”报警保护状态可消除。 船舶信号与系统控制教案 8、

19、主机滑油低压延时保护 当主机滑油压力低于下降值时，驾控台信号 灯面板和机舱收讯报警箱上“主机滑油低压”灯 闪烁，当主机滑油压力经过一个设定的延时时限 仍不能恢复到正常值时，“紧急停车”灯出现 闪 烁，同时，执行机构将油门拉到0位，并脱排。 在延时限内，驾台和机舱都可通过按下消声 按钮各自消声。消声后，闪烁的报警灯光变为常 亮。当出现“主机滑油低压”的降速成脱排性的 “紧急停车”保护动作后，主机的滑油低压保护 状态已被计算机锁定，需要人为解除。解除的办 法同主机超速保护。延时时限可以在90225秒内 设定。 船舶信号与系统控制教案 9、“备车完车”功能具体操作说明如下： 备车：船舶启航前，骂驶台

20、驾驶人员 将操作手柄置于“0”档，打开电源开关，接 通电源。机舱及驾驶控制台数码管均显示 “0”。备车时，驾驶员可按控制台消声按钮 约法4秒。电脑自动检测主机有无空载怠速 转速，台无（即没有启动），则控制台及 机舱数码管同时显示“b”字，并闪烁（b字 为“备”字拼音的第一个字母），机舱铃 响，提示机舱工作人员备车。 船舶信号与系统控制教案 机舱工作人员在接到“备车”讯号后，可先 按动消声按钮（1秒），消除警铃声，然后备车。 （消声后“b”字仍闪烁），当主机启动并达到空 载怠速。机舱工作人员确认机舱设备一切正常可 以启航时 , 按动机舱消声按钮约 3 秒 , 回铃通 知控制台。此时闪烁的“b”

21、字返 回“0” 位 , 同时电脑复位。控制台驾驶人员接到回铃讯号后 即可操机启航。在机舱未回铃 以前 , 电脑将锁 住操作信号 , 此时扳动操作杆 , 无执行指令 , 以防在机舱未准备好之前误 操作。 完车:船舶靠稳码头, 需主机停车时 , 驾驶 员按动消声按钮4秒。电脑自动检测到主机 未停 , 则机舱及控制台同时闪烁“U” 字符,机舱响铃通 知“ 完车”。机舱工作人员接到完车讯好,可先 消声,后停机,再回铃。直到数码字符显示“0”, 通知驾驶员已完车。 船舶信号与系统控制教案 （5）安装、调试及参数设定安装、调试及参数设定 本装置执行机构与主机安装十分方便 , 利用 主机调速器下部的螺孔 ,

22、 执行机构的左右机分别 装在左右主机上。安装时 , 首先将 4 只配机支 柱拧在4个螺孔中 , 然后将执行机构通过支柱安 装在主机上。执行机构的输出轴与调速器的输出 轴通过一套可以调连杆机 构联接。原调速器的操 作手柄可保留 , 但要松开牙轮弹簧 , 减少执行 机构的负荷。 执行机构的红绿色数字档位表盘 , 红色表示 倒车 , 绿色表示顺车 , 因此无论在手动或遥 控操作机时 , 操纵方向一致 , 使用效果明显 直观。机舱收讯报警箱的安装机舱收讯报警箱具 有复示驾驶室操纵指令 , 声光报警及消声 , 急 停的功能外 , 还具有分线箱的功能。 船舶信号与系统控制教案 因此 , 收讯报警箱在机舱的

23、安装位置要做到 布局合理 , 美观 , 检修方便 , 便于机舱人员抬 手能够方便的按动舱体下方设置的消声及急停按 钮。 转速调整 由于执行机构输出的几何角是一个定值 , 而 各台调速器供油转角的差异 , 主机性能的不同 , 以及用户对最低稳定转速和额定转速 ( 允许超速 转速 ) 的习惯要求 ,( 简称两端转 速 ), 凡安 装遥控装置以后 , 现场整定这一转速是必不可少 的环节。 本装置采用可调连杆机构与调速器输入轴相 联接 , 能方便地调整两端转速 , 而且其余各档 转速基本等于两端转速差的均值。 船舶信号与系统控制教案 2 、齿轮箱正车 , 倒车 , 挂排 , 脱排检测 装置设计要求 ,

24、 在正车 , 倒车挂排缸处 于脱排工作状态时 , 其相应的压力检测继电 器也处于原始状态 , 正车 , 倒车脱排信号分 别接相应检测压力继电器的常闭触头 , 当正 车 ( 倒车 ) 挂排成功 , 检测压力继电器应动 作 , 其检测常闭触头应断开。 船舶信号与系统控制教案 3 、通电前的准备工作 在本装置外部接线全部完成 , 并检查确 认无误后 , 检查装置内部各接插件是否接插 牢固 , 各部件有无异常 : 熔断器是否拧紧 , 驾控台操纵杆和执行机构手柄是否在 “0” 位 , 手 动一遥控转换手把是否在手动位置 , 在全面检查完毕 , 并排除一切不正常因素 后 , 可以接通电源。 船舶信号与系统

25、控制教案 4 、手动 如将驾控台操纵杆推到前进2档,机舱收讯报 警箱应显示“顺车”“2”。“ 跟踪 ”声光应发 生 , 将执行机构操纵手柄向顺车方向扳动 2 档, 驾控台显示面板也应显示“ 顺车 ”2档。 跟踪 声光信号应消失；如将操纵杆向后拉2档 , 机舱 收讯报警箱应显示 “ 倒车”“2”。“ 跟 踪” 声光应发生,将执行机构操纵手柄向倒车方向扳动 2档 ,驾控台也应显示“倒车”2档跟踪声光信号 应消失。 如果执行机构操纵手柄被扳到驾台车钟指令 相反的方向,“错车”声光信号应当立即发生。 船舶信号与系统控制教案 5、遥控 在手动状态时的跟踪转向及档位校核无误后 , 就可进行遥控状态的调整。

26、分别把执行机构和驾 控台的手动一遥控转换装置换到遥控装置,在转换 过程中驾台和机舱均有声光信号发生。 驾控台操纵杆扳向前进档位,执行机构操纵手 柄也应跟踪到前进相应档位，操纵杆圾向倒车档 位,执行机构操纵手柄也应跟踪到倒车相应档位。 船舶信号与系统控制教案 6、各报警信号及其相应的压力、温度继电器 的校核和整定 本装置设定主机和齿轮箱各油、水的 报警需要逐个校核,一是校核动作值( 以船 东意见为主 ),二是校核继电器的接线和报 警的正确性。 船舶信号与系统控制教案 遥控装置自身的报警保护功能 主电源失电和应急电源失电 遥控装置设计主电源,应急电源两路供电 , 当主电源失电或欠压时,应急电源可自

27、动投入 , 确保装置正常运行。当主电源失电或欠压时,驾控 台和机舱收讯报警箱同时声光报警,机舱和驾台可 以分别消声,消声后,报警灯由闪烁变成常亮 , 当 电源恢复,报警灯自动熄灭。 本装置的主电源是交流220伏,可由船舶主配 电板供电,应急电源是由蓄电池组供24伏直流电源。 在试验时,可以分别拔掉主电源应急电源熔断器 , 模拟失电故障。 船舶信号与系统控制教案 遥控故障 下面三种情况均处遥控故障 驾控台操纵杆没有发出操车指令,因某种原因执行 机构自行离开指令档位而又不能自行恢复。 驾控台操纵杆发出操车指令,而执行机构在2秒钟 内没有跟踪动作响应。 执行机构在执行驾控台操纵杆的指令过程中,出现

28、机构堵转或其他原因使执行 机构出现跟踪停顿时 间超过2秒。 当出现以上三种情况时 , 电脑会自动切断伺 服电机供电,并发出 遥控故障的声光信号。 当出现遥控故障时,可先转手动运行,再查明原 因。 在试验时,可断开电机“M+”或“M-”,模拟 断线故障进行演示。 船舶信号与系统控制教案 错向 在于动时,驾控台操纵杆发出“前进一” 指 令,而机舱工作人员误将执行机构操纵手柄扳到 “倒车一”,“错向”声光信号就会立即发生。 “错向”信号有时也会在手动换向操作过程中 出现。如执行机构现在“前进一”档位,驾控台操 纵杆发出“倒车一” 指令,此时因驾控台和执行 机构位置正好相反,此时的“错向”信号含义是 “换向”,机舱工作人员应按手动换向操作程序操 纵执行机构手柄跟踪到倒车一档。 船舶信号与系统控制教案 7、现