课题五 主机遥控系统

1、第四章 主机遥控系统,第二节 常用遥控阀件与遥控起源,第三节 遥控车钟及操纵部位的转换,第一节 主机遥控系统的组成和功能,第四节 换向与制动逻辑控制,返回目录,第五节 起动逻辑控制,第七节 转速控制与负荷限制,第八节 电气转换装置,第四章 主机遥控系统,难点： MAN-B&W-S-MC/MCE主机的气动操纵系统及集成电子主机遥控系统,重点： 常用遥控阀件、遥控车钟及操纵部位转换，换向、起动、制动逻辑控制，转速控制与负荷限制。,第一节 主机遥控系统的组成及功能,主机遥控：远离机旁在驾驶台或集控室通过自动控制设备对主机进行操纵的方式。 驾驶台必须全自动：驾驶台操纵称为自动遥控。 集控室遥控主机可是

2、全自动，也可不是：主机远距离操纵。,一、主机遥控系统的组成 1、主机遥控系统的组成包括： 遥控操纵台、 遥控装置、 测速装置、 遥控执行机构及主机操纵系统、 安全保护装置 如图5-1-1示。,图5-1-1 主机遥控系统的组成,2、主机遥控系统的功能 全自动遥控系统的功能包含： 、逻辑程序控制 、转速及负荷控制及各种限制 、安全保护与紧急操作 、模拟试验,主机停车时的换向逻辑控制 起动逻辑控制 逻辑程序控制 重复起动逻辑控制 重起动逻辑控制 慢转起动逻辑控制 主机运行中的换向与制动逻辑控制,加/减速负荷程序 转速限制 转速与负荷控制 及各种限制 转速与负荷控制 负荷限制,主机故障时的自动减速与自

3、动停车 应急停车 安全保护 与紧急操作 应急操作 越控 机旁应急操作,模拟实验 即主机遥控系统均设置了模拟实验设备，具有强大的模拟实验功能，实验人员可以通过模拟实验来检查遥控系统的逻辑和控制功能及运行工况、调整遥控系统有关的特征参数，并在遥控系统发生故障时，利用模拟实验来查找故障部位。,3、主机遥控系统的分类 按遥控设备及控制手段分一下五类： 气动式主机遥控系统 电动式主机遥控系统 主机遥控系统分类 电-气式主机遥控系统 电-液式主机遥控系统 微型机主机遥控系统,课堂训练,1. 以下不属于主机遥控系统的功能是： A.系统模拟功能 B.安全保护功能 C.应急操作功能 D.人员舒适功能 2. 电动

4、主机遥控系统错误提法是： A.信号传递油延迟 B. 容易组成各种逻辑控制回路 C.执行机构输出力或力矩较小D. 管理要求较高 答案；D，A,课后作业,1 简述主机遥控系统的分类。 2 简述主机遥控系统的组成。 3 简述主机遥控系统的主要功能。,第二节 常用遥控阀件与遥控气源,主机遥控系统中常用的遥控阀件有：逻辑元件、时序元件、比例元件，它们工作的气压信号均为0.7MPa的遥控气源提供。,一、逻辑元件,即开关元件，根据逻辑条件，使输出端通气源或通大气。 逻辑元件包括二位三通阀、三位四通阀、多路阀、双座止回阀及联动阀。,一、逻辑元件,图5-2-1,1、两位三通阀,2、三位四通阀,图5-2-2,3、

5、多路阀,图5-2-3,图5-2-4,4、单、双座止回阀,图5-2-5,5、联动阀,图5-2-6,返回本章,返回最近,1、两位三通阀,图 5-2-2 各种两位三通阀逻辑符号图,(a),(b),(c),(d),(e),返回最近,（a）机械动作的二位三通阀 （b）手动二位三通阀 （c）气动二位三通阀 （d）双气路控制的二位三通阀 （e）电动的二位三通阀,图 5-2-3 三位四通阀结构原理及逻辑符号图,6,5,7,A,B,P,(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,返回最近,2、三位四通阀,三位四

6、通阀用于正倒车的控制，它有四个通路，三个阀位，工作在哪一个阀位取决于两个控制输入和一个锁定输入的状态。其工作原理如动画所示。,正车信号,倒车信号,图5-2-4 多路阀结构原理图及逻辑符号图,返回最近,3、多路阀,多路阀也称为四位八通阀，它是专为气动换向控制而设计的阀件。主要用于换向逻辑的鉴别和启动逻辑的鉴别。,4、单、双座止回阀,图 5-2-5 双座止回阀逻辑符号图,(a),返回最近,5、联动阀,流向控制阀实例,1.柱塞式流向控制阀,柱塞式阀件的工况变化是以阀芯轴向位移来实现的，这类结构具有阀芯行程短、流量大、结构紧凑、维护保养比较容易等特点。 这类流向控制阀在发送指令压气以及对两个输入压气进

7、行选通等方面的应用是十分广泛。 如果该复位弹簧的压力是可调的，那么该阀的切换压力值也可以有相应改变。 还可以根据实际的需要，采用以下不同的气路安排，从而得出常开、常闭以及选通切换三种工作方式。,2.膜片式流量控制阀,膜片式阀件不仅可以使阀件结构微型化，而且在外形、气口连接的标准化以及在采用板式气路技术等方面都有新的拓展。 这类阀件的特点是结构紧凑、切换动作比较灵敏、工作可靠、流量及耗气量比较低。,二、时序元件,图5-2-7,1、单向节流阀,2、分级延时阀,图5-2-8,3、速放阀,图5-2-9,返回本节,返回最近,1、单向节流阀,单向节流阀是由一个单向阀与一个节流元件构成的组合阀件，它具有反向

8、节流特性，常用于单向延时控制。由惯性环节起延时作用。通过调整节流孔开度来调整延时时间。,返回最近,2、分级延时阀,分级延时阀也是一种组合阀件，它由气压设定阀和节流元件构成。用于加速速率限制，由惯性环节起延时作用。 螺钉A调整开始起延时作用的输入压力Ps，螺钉B调整延时时间。,返回最近,3、速放阀,速放阀的作用是当输入管路无气压时，把输出管路内的气体快速的放入大气中，以改善气控信号的传递滞后现象。,三、比例元件,1、比例阀,2、速度设定精密调压阀,图5-2-10,图5-2-11,返回最近,1、比例阀,主要作用是隔离跟随,常见的压力控制阀有减压、定压和调压三大类，它们或用来发送某些特定的指令，或是

9、限定某个定压输出，或者气输出压气是可调的。 压力控制阀与流向控制阀有所不同，流向控制阀主要用于控制有无气压，它属于气动开关量元件。 而压力控制阀主要是控制压力的大小，属于气动模拟量元件（比例元件），它在主机遥控中主要用于供油调速回路，实现调压、定压和压力跟踪等方面的控制。,2、速度设定精密调压阀,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 5-2-11 转速设定精密调压阀结构原理及输出特性图,返回最近,2、速度设定精密调压阀,反馈部分,精密调压阀实质上是一个气动定值器，常用于车令设定转速的发讯。

10、 精密调压阀的输入是滚轮的上、下位移，输出是同此位移成比例的气压信号。 车钟手柄凸轮的动作使它发送出与转速成正比的气压信号，并经过阀件及调速器，最后使燃油调节轴发生偏转，从而拉动燃油泵齿条改变供油量，达到调速的目的。,四、遥控气源,主机遥控系统中，用3.0MPa压缩空气作为主机换向和起动的操作气源，用0.7MPa的压缩空气作为各种启动阀件的遥控气源。 遥控气源的要求： 遥控气源必须稳定而洁净，所以需对其进行除灰尘、水分和油分而后进行减压。,图5-2-11,课堂训练,1. 双座止回阀的两个输入端分别是A和B，输出端是C，若输出端C为1，则两个输入端的状态不能是： A. A=1 B=1 B. A=

11、1 B=1 C. A=0 B=1 D. A=0 B=0 2. 双座止回阀在逻辑回路是属于: A. 与门 B. 或门 C. 与非门 D. 或非门 答案。D,B,课堂训练,3. 在气动控制阀件，属于比例控制的是: A. 两位三通电磁阀 B. 三位四通阀 C. 速放阀 D. 转速设定精密调压阀 4. 在气动阀件中，手动二位三通阀和速放阀分别属于： A.时序原件 逻辑原件 B.逻辑原件 时序原件 C.比例原件 逻辑元件 D.逻辑元件 比例元件 答案。D,B,课堂训练,5在主机遥控系统钟，三位四通阀的气源压力为： A. 0.14MPA B. 0.7MPA C. 1.2MPA D. 3.0MPA 6在主机

12、遥控系统中，把车钟手柄从倒车扳到正车位，且换向完成后，三位四通阀两个输出端A和B的状态分别为: A. A=0,B=0 B. A=0,B=1 C. A=1,B=0 D. A=1,B=1 答案。B,C,课堂训练,7.气动主机遥控系统的常见逻辑阀件不 包括_ A. 多路阀 B. 联动阀 C. 双座止回阀 D. 单向节流阀 8.对转速速度精密调压阀的错误理解是: A. 按力平衡原理工作 B. 稳态时排气阀稍开 C. 有负反馈机构 D.是一个比例元件 答案。D,B,课后作业,1.气控三位四通阀常用于什么场合？按功能图分析其工作原理。 2.气控多路阀常用于什么场合？按功能图分析其工作原理。,第三节 遥控车

13、钟及操纵部位的转换,一、遥控车钟的种类及其发讯原理 遥控车钟包括主车钟和副车钟两种类型，主车钟可分为气动遥控车钟和电动遥控车钟两种。在驾驶台遥控主机时，驾驶台主车钟直接用于主机的操纵控制，可向遥控系统发送正、倒、停车指令。在集控室遥控主机时，驾驶台主车钟用于传令车钟，仅发送开车指令；而集控室主车钟不仅用于传令车钟，而且还用于主机正、倒车操纵机构控制和转速控制。副车钟仅用于驾驶台与集控室之间的备车、完车和定速航行信号的联系，其采用按钮形式。,1、气动遥控车钟如图5-3-1所示。它由车钟手柄1、凸轮2正车控制阀4、倒车控制阀3和转速设定精密调压阀5组成。正车、倒车控制阀用于正、倒、停车指令发讯、转

14、速设定精密调压阀或称气动转速指令发讯器，用于设定转速的发讯，其动作原理在已做了介绍。,转速指令发讯回路,1转速指令发讯器 在主机遥控系统中，转速指令发讯器大致有三种：气动转速指令发讯器，电位器式转速指令发讯器及继电器式转述指令发讯器。此外还有电动无触点转速指令发讯器，如自整角机、线性同步机等，但在海船中应用极少，这里不加介绍。,（1）气动转速指令发讯器 在气动遥控系统中，车钟手柄下面带有一个联动凸轮，扳动手柄时，凸轮随之转动，凸轮控制一个转速设定精密调压阀，手柄扳到不同的速度档，通过凸轮使顶锥产生不同的位移，调压阀就会输出一个与之成比例的气压信号，作为转速设定值。 气动转速指令发讯器的逻辑符号

15、及输出特性如图 3-4-2 所示。 从图中可见，控制调压阀凸轮的正车边和倒车边是对称的，调压阀正、倒车输出特性是一样的。调压阀输出的特性线可上下平移，其斜率也可调整，具体工作原理详见。,（2）电位器式转速指令发讯器 在用电子器件或用微型计算机组成的遥控系统中，常用电位器作为转速指令发讯器，其工作原理及输出特性如图 3-4-3 所示。 环形电位器两端接正电源，中间抽头接地，车钟手柄带动一个滑动触点，与环形电位器接触。把车钟手扳到中间，即停车位时，其输出电压信号 UO=0。随着手柄设定在不速度档上，就会输出一个相应的电压信号 UO。,电动遥控车钟,（3）继电器式转速指令发讯器 在电动有触点的遥控系

16、统中，常用继电器式转速指令发讯器，其工作原理及输出特性如图 3-4-4 所示。 图中 TH 是车钟手柄；AH、AS 分别为正、倒车指令； N、F、H、S、D 分别为海上定速、港内全速、半速、慢速、微速档继电器及触头； CH、CS 分别为正、倒车凸轮轴位置检测开关； AD 为应急降速触头； M 是执行电机； COMP 是比较器,当把车钟手柄扳到某一速度档时，相应车速继电器通电，送出该速度档电位器预先设定好的电压信号，该信号送到比较器 COMP 与执行电机M所带动的反馈电位器输出的电压值相比较，输出一个增速IN或减速 DE 信号。例如，把车钟手柄从微速档扳到半速档，此时继电器 D 断电，继电器 H

17、 通电，继电器 H 的触头均从水平位置断开合于垂直位置。其他继电器均断电，其相应触头均合于水平位置不变。电源正极经 N、F 水平触头，H 垂直触头，半速档电位器，H垂直触头及 F、N 水平触头送至比较器。这时 VC就是半速档电位器所设定的电压值，它大于反馈电位器设定的电压值，于是比较器 COMP 输出一个增速信号，即 IN 为 1，执行电机朝增速方向转动。当执行电机 M 转动到半速档时，反馈电压与 VC相等，比较器 COMP 的输出端 IN、DE 均为 0 信号。电机停转，主机在半速档运行。减速时，反馈电压大于 VC，比较器输出端 DE 为 1，电机朝减速方向转动，当转到新设定的速度档时，反馈

18、电压又等于VC，IN、DE 均为 0 信号，电机停在新设定的速度档上不再转动。,二、操纵部位的转换,操纵部位转换原理如图 5-3-3所示。 装在集中控制室操纵台上的操纵部位转换阀 L303 有两个位置，扳至驾控位时上位通，集中控制室操车手柄 EC 设定的信号被截止，驾驶台操车手柄 BR 设定的正、倒车及调速信号经阀 L303 上位输出。把阀 L303 扳至 EC 位置是集控位时下位通，驾驶台的操车信号被截止，由集中控制室遥控主机。 注意只有在小气缸 4 中的小活塞向左推直至转换连锁解除后才能进行操纵部位转换阀，这时要求 L603/2 必须输出 1 信号。,对上面应注意到，因在同一操纵部位发正车

19、车令就不会有倒车车令，发倒车车令就不会有正车车令。这样，通过该逻辑表达式说明，当驾驶台和集中控制室操车手柄均在停车位、均在正车位或均在倒车位时才可进行操纵部位转换。在实际转换操作时，双针压力表 P 双针重合，即两个操车手柄设定的转速气压信号相同时才可实现切换，确保实现无扰动切换。,课堂训练,1.在双凸轮遥控主机时，驾驶室于集控室的遥控主车钟作用是： A. 驾驶室主车钟用作主机的操纵控制 B. 驾驶室主车中既作为传令车钟又作为主机的操纵控制 C. 集控室车钟仅作为传令车钟 D. 集控室车钟不仅用于传令车钟，而且还用作正倒车操纵控制 2.主机遥控系统是根据_决定是否需要换向。 A. 车令与凸轮位置

20、 B. 主机是否低于换向转速 C. 车令与实际转向 D. 盘车机是否脱开 答案；C，A,课堂训练,3.在主机遥控系统中，主机进行换向必须具有若干个逻辑条件，这些逻辑条件间关系是： A. 或 B. 与 C. 与非 D. 或非 4. 在主机遥控系统中把车钟手柄从正车全速立即扳到倒车某速度挡，其停油时刻发生在_。 A动车钟手柄瞬间 B. 车钟手柄过停车位置时 C. 车钟手柄扳到位时 D. 在换向过程中 答案B，B,课堂训练,5.在主机遥控系统中，若发现遥控系统失灵，首先进行的操纵是_。 A. 关闭气源截止阀 B. 拉开遥控系统电源开关 C. 把机旁操纵部位转换阀扳到手控位 D. 把集中遥控转换阀转至

21、机控位 6. 在主机遥控系统中，制动过程是出现在： A. 正常停车过程 B.故障停车过程 C. 应急停车过程 D. 运行中完成换向过程 答案：C，D,课堂训练,7.在主机遥控系统中，把车钟手柄从正全速扳到倒车挡，遥控系统首先进行的操纵是_ A. 停油，降速 B. 停油，制动 C. 换向，制动 D. 打开主起动阀 8.在主机遥控系统中，操纵部位转换阀有_在_ A. 2个，机旁 集中控制室 B.2个 机旁 驾驶台 C. 2个 集中控制室 驾驶台 D.3个 机旁 集中控制室 驾驶台 答案：A，A,课后作业,1 简述主机遥控系统指令发讯方式。 2 主机操纵部位有哪些？主机操纵部位选择的优先级是什么？,

22、第四节、换向与制动逻辑回路,在主机自动遥控系统中，换向逻辑回路用于判断是否需要换向，并在需要换向时发出换向指令。当有开车指令时，换向逻辑回路应能根据车令和凸轮轴实际位置，判断出是否需要换向操作，若需要，则自动输出一个换向信号，对主机进行换向。换向完成后，应自动取消换向信号，并为后续逻辑动作提供换向完成信号。,一 换向逻辑回路,1换向的逻辑条件,在可逆转柴油机中，有单凸轮和双凸轮换向之分，这两种换向方式的逻辑条件基本相同，但略有区别。 1）换向的鉴别逻辑 对于可逆转柴油主机，凸轮轴位置决定着主机的运转方向。当有开车指令时，换向逻辑回路首先要鉴别车令与凸轮轴位置是否一致，只有车命与凸轮轴位置不一致

23、，才需要换向，也即满足换向的鉴别逻辑，进而输出换向信号。若用 IH 、IS 分别表示正车、倒车车令，用 CH 、CS分别表示凸轮轴在正车、倒车位置，YRL表示换向鉴别逻辑，,则换向鉴别逻辑表达式为 YRL =1，说明车令与凸轮轴位置不一致，满足换向鉴别逻辑，允许换向； YRL =0，说明车令与凸轮轴位置一致，不能进行换向操作。,2）停油条件 主机在换向过程中，即车令与凸轮轴位置不一致时必须停油。另外，主机在运转中换向完成后，但车令与主机转向不一致，也必须停油。尽管这两种停油情况分别属于两个逻辑回路，即换向停油和制动停油，但在实际遥控系统中，它们往往通过同一逻辑元件输出停油信号到停油伺服器，把油

24、门推向零位。因此，这两种停油情况是密不可分的。如果用 YRT表示停油信号，用 RH ，RS分别表示主机在正车方向、倒车方向运转，则停油条件的逻辑表达式为,YRT = l，说明已满足停油条件，油门已被推向零位；YRT = 0，说明已解除油门零位连锁，允许对主机供油。另外，把车钟手柄扳到停车位，或安全保护系统发出停车信号时，也必须停油，在上式中没有反映这些停油条件，出现这些停车指令的停油过程将在后面叙述。,3）转速条件 主机在运行中需要换向时，为保证安全和换向的成功，必须待主机转速下降到允许换向的换向转速 nR ，或下降到应急换向转速 nER 时，方可进行换向操作。比如主机在全速正车运行，突然把车

25、钟手柄从正车方向扳到倒车某速度档，这时，遥控系统首先对主机进行停油操作，主机转速下降，待转速下降到正常换向转速 nR 可进行换向操作。若在改变车钟手柄方向的同时，又按了应急操纵按钮，则主机转速下降到比 nR稍高的应急换向转速 nER时即可进行换向操作。,4）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11 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。用 DUP为 1 表示顶升机构已把项杆抬起，而 DUP为 0 则相反。对于单凸轮换向来说，不需要这一逻辑条件。 以上换向逻辑条件应是“与”的关系，其逻辑表

26、达式为,YR =1，表示满足换向逻辑条件，可对主机进行换向操作；， YR =0，表示不满足换向逻辑条件，不能对主机进行换向。应注意的是，不同机型其换向逻辑条件不尽相同。比如，有些采用单凸轮液压差动换向装置的大型低速柴油机，在运行中换向时对其转速要求并不严格，DUP也不是必备条件，但换向的鉴别逻辑和停油条件则是所有机型主机进行换向的必备条件。,2双凸轮换向的逻辑图 根据换向的逻辑表达式可画出如图 3-3-l 所示的逻辑图。,图中DO 是停油装置，当满足停油条件且经停油装置已把油门推向零位时，停油装置自动向换向回路送出一个停油信号。GH 和 GS 分别是控制正车换向和倒车换向的与门阀。当要求正车换

27、向时，与门GH 输出 l 信号，打开换向控制阀VH，把凸轮轴从倒车位置推向正车位置；当需要倒车换向时，与门 GH 输出 1 信号，打开换向控制阀 VS，把凸轮轴从正车位置推向倒车位置。在换向过程中，YR 必定为 1 信号，若在规定的时间内（1015 秒）换向控制阀 VH 或VS没有关闭，即凸轮轴换向没有到位（若凸轮轴到位，则由于车令与凸轮轴位置一致，将导致 YR =0，使 VH 或 VS关闭），延时单元Td输出 1 信号，发出换向失败报警。若在规定的时间内换向完成，或门输出换向完成信号 RF，该信号送给起动回路作为允许起动信号。,二、制动逻辑控制,制动指主机在运行中换向完成后，为使主机更快停下

28、来，以便进行反向起动所采取的操作措施。 1、能耗制动 指主机在运行中完成换向后，在主机高于发火转速情况下所进行的一种制动。它是较高转速上的一种制动方式，对主机较快的降速效果明显。 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。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。,2、能耗制动逻辑条件 车令与主机转向不一致，即满足制动的鉴别逻辑，YBL 换向已经完成，即车令与凸轮轴位置一致YRF 已经停油YRT 主机转速高于发火转速YRF 有应急操纵指令TE 以上条件满足“与逻辑”关系。,2、强制制动 指主机在运行中完成换向后，在主机低于发火转速情况下

29、所进行的一种制动。发生制动分两种情况。 中速机在应急换向过程中，能耗制动结束后的制动，或在正常换向过程中的制动。 低速机在应急换向或正常换向过程中的制动。,（2）强制制动的逻辑条件 、车令与主机转向不一致，即满足制动的鉴别逻辑YBL 、换向已经完成，即车令与凸轮轴位置一致YRF 、已经停油YRT 、主机转速低于发火转速N1 以上条件满足“与逻辑”关系。,（2）强制制动与能耗制动不同的三点： 对所有主机，只要在运行中完成换向后，都能进行强制制动，而不必有应急操纵指令； 只有在主机低于发火转速时才能进行强制制动； 主起动阀与空气分配器均投入工作，气缸在压缩冲程时进入起动空气，强迫主机停止运行。,课

30、堂训练,1.应急换向时需按下_按钮 A.停止 B. 换向 C. 应急停车 D. 应急运行 2.在主机遥控系统中，运行中完成换向后，主气动阀关闭时刻为： A.供起动油量时刻 B.换向完成时刻 C.高于发火转速时刻 D.低于发火转速时刻 答案：D，C,课堂训练,3.在主机遥控系统中，上次停车凸轮轴在正车位置，现在车钟手柄从停车位不到.扳到正车全速，则主起动阀打开和关闭的时刻分别位_。 A.扳动车钟手柄时，高于发火转速 B.车钟手柄扳到位时，高与发火转速 C.车钟手柄扳到位时，低于发火转速 D.扳动车钟手柄时，低于发火转速 答案：A，,课堂训练,4.强制制动区别于能耗制动的主要点是_. A.车令与凸

31、轮轴位置不一致 B.转速低于发火转速 C.转速高于发火转速 D.车令与转向不一致 5. 在主机遥控系统中，换向的必备条件是_. A.车令与转向不一致 B.低于发火转速 C.停油 D.车令与转速一致 答案：B，A,课堂训练,6.在主机遥控系统中，用Vm=1表示主起动阀打开，用Vb=1表示空气分配投入工作，则在能耗制动过程中Vm与Vb的状态为_. A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1. 7. 在单凸轮换向的主机遥控系统中，把车钟手柄从倒车慢速扳到正车全速挡时，换向开始时刻位_。 A. 扳动车钟手柄时刻 B. 车钟手柄过了停车位置时 C. 车钟手柄扳到位时 D. 主机转速下降到O时 答案：

32、B，B,第五节 起动逻辑回路,在自动遥控系统中，起动逻辑回路是基本的逻辑与控制回路之一。 基本功能:当有开车指令时，能自动检查是否满足起动的逻辑条件； 当所有的起动逻辑条件均得到满足时，能自动输出一个起动信号去开启主起动阀，对主机进行起动 当主机达到发火转速时，能自动撤消起动信号，关闭主起动阀，结束起动，使主机在供油状态下运行。 用于完成这一基本功能的逻辑回路称为主起动逻辑回路。,根据遥控系统类型和功能的不同，通常还在主起动逻辑回路的基础上增加重复起动、重起动及慢转起动等功能，分别称为重复起动逻辑回路，重起动逻辑回路和慢转起动逻辑回路。 在手动遥控时，起动逻辑条件的判别和起动过程的控制都是由轮

33、机员人工进行的，因此以下内容仅适用于自动遥控时的情况。当然，多数气动操纵系统也提供了诸如盘车机连锁和起动连锁等功能，在盘车机未脱开或换向未完时不允许对主机进行起动。,一、主起动逻辑回路,主起动逻辑回路是遥控系统完成起动的最基本的控制回路。它能检查起动条件是否得到满足，并对起动过程进行自动控制。而起动条件包括起动鉴别逻辑条件和起动准备逻辑条件。,1起动鉴别逻辑条件,起动鉴别逻辑条件包含两个内容：一是有没有开车指令；二是如果有开车指令，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；用 YSL表

34、示起动的鉴别逻辑，则其逻辑表达式为： YSL =1 表示有开车车令，且车令与凸轮轴位置一致，满足起动鉴别逻辑；否则，表示不满足起动鉴别逻辑。,2起动准备逻辑条件,满足了起动鉴别逻辑并不意味着可以打开主起动阀进行起动，要进行还必须满足起动准备逻辑条件。起动准备逻辑条件多数是在备车时完成的。不同机型的起动准备逻辑条件不尽相同，有的多些，有的少些。一般而言，这些条件可用符号表示如下：,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； PC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

35、，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非 故障停车复位信号，已复位为 1，否则为 0； 3F非 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非起动限时信号，未到起动限时时间为1，三次起动均失败为0. NS起动转速信号，NSNI（发火转速）为 1，NSNI为 0。,主机起动时，上述准备条件必须全部满足，因此它们之间应是“与”的关系，其逻辑表达式为（“ ”表示与，“ +”表示或）： 显然

36、，YSC =1 表示所有准备条件均满足，而 YSC =0 则说明至少有一个条件不满足。,3主机起动逻辑回路逻辑图,起动逻辑回路要最终发出起动信号，必须同时满足起动鉴别逻辑和起动准备条件，因此这两者是“与”的关系，其逻辑表达式为： 根据该逻辑表达式可画出主起动逻辑回路的逻辑图，如图 3-2-1 所示。 注意，逻辑图是逻辑表达式的一种等价描述，它并不代表某一具体遥控系统的实际电路。但它可以是对某一具体系统的逻辑分析结果，也可以是某一具体系统的逻辑设计方案。至于其实现，可以采用气动元件，有触点或无触点电路，甚至是计算机程序。,起动准备,起动鉴别,二、重复起动逻辑回路,重复起动是指对主机起动失败后所进

37、行的再次起动，重复起动逻辑回路是附加在主起动逻辑回路上进行工作的。在重复起动过程中，总的起动次数一般为 3 次。 起动失败有两种情况：一是在起动过程中，主机一直达不到发火转速；二是主机能达到发火转速，但停止起动后，主机转速又降为 0。,重复起动的逻辑功能是，当满足起动逻辑条件时，发出起动信号。若起动成功则撤消起动信号，终止起动，主机由起动状态转为在供油下的正常运行状态；若起动不成功，需记录起动失败次数，同时中断几秒钟后进行再次起动，如此进行三次起动。如果三次起动均未成功，要终止起动，发出起动失败的声光报警信号，说明起动回路有故障。故障修复后，要把车钟手柄扳回到停车位置，即故障停车复位后，方可再

38、次起动主机。 在重复起动过程中，起动功能实际上都是由主起动逻辑回路完成的，重复起动逻辑回路只是周期性地修改主起动逻辑回路的起动条件而已。 重复起动逻辑回路大致有两种实现方式，即纯时序逻辑控制方式和时序转速控制方式。,1 纯时序逻辑控制方式,按时序逻辑控制方式实现重复起动的基本思想是设立三个计时器，例如 T1，T2 和 T3，分别对一次起动持续时间、两次起动间隔时间和三次起动总时间进行计时。当满足起动条件而打开主起动阀进行第一次起动时，T1 和 T3 同时开始计时，当 T1 计时结束时，使主起动逻辑回路停止起动，同时 T2 开始计时，当 T2 计时结束时，重新使主起动逻辑回路发出起动信号进行第二

39、次起动，同时 T1 开始计时，如此重复循环。当 T1 第三次计时结束时，T3也正好计时结束，循环终止。此时，只有进行停车复位后才可能进行起动操作。由此可见，在这种控制方式下，重复起动的进程完全是由 T1，T2 和 T3 三个计时器的计时长短决定的。如果 T1 设为 3 秒，T2 设为 35 秒，则 T3 就应设为 1519 秒。,纯时序控制方式重复启动原理图,应指出的是，这种控制方式由于采用纯时序的方法，没有考虑转速因素，因此，不论起动成功与否，该时序回路总是重复工作三次为止。只不过在第一次或第二次起动成功的情况下，由于转速超过发火转速，起动条件已消失，主起动逻辑回路已将主起动阀关闭，重复起动

40、逻辑回路的输出不起作用罢了。,气动重复起动逻辑回路实例,2时序转速逻辑控制方式,采用时序转速逻辑控制方式的重复起动逻辑回路需要两个计时器 Td和 TM以及计数器 F3。其中，Td 控制两次起动间隔，TM控制一次起动最长时间，F3记录起动失败次数。其工作过程为：当满足起动条件进行起动时，如果转速达到发火转速，那么由于起动条件消失，主起动逻辑回路自然会停止起动；如果达到发火转速后，转速又下降到低于发火转速，即起动失败，那么 F3加 1，同时 Td 开始计时，Td 计满（如 5 秒，即起动间隔结束）后进行第二次起动，如此最多可进行三次，直到 F3计满 3 次，终止整个起动过程。,另外，在每次起动时

41、TM总被启动，如果某次起动持续时间超过其规定时间（ 810 秒）后仍无法达到发火转速，则说明主机或系统存在无法起动故障，也将终止整个起动过程。 总之，采用这种控制方式的重复起动过程中，其起动持续时间由转速决定，起动间隔和一次起动最长时间由计时器控制，而重复起动次数则由计数器控制。因此，随着起动的成功，重复起动逻辑回路也将停止工作。,时序转速逻辑控制方式安排的重复启动原理图,三、 遥重起动逻辑控制,1、重起动的逻辑条件 （1）重起动的逻辑条件YHL a、有应急起动指令IE b、或有重复起动信号F c、或有倒车指令IS （2）起动逻辑条件YSC （3）主机转速未达到重起动发火转速NH 重起动YSH

42、的逻辑表达式为： YSH = YSCNH（IE + IS + F）,2.遥重起动逻辑控制实现方案,（1）起动的发火转速不变，增加起动供油量。 （2）起动供油量不变，提高起动的发火转速。 （3）增加起动供油量，提高起动的发火转速。,3.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。,四、慢转起动逻辑控制,慢转起动指主机长时间停车后，首次起动时要求主机慢慢转动一转到两转的起动，然后转入正常起动。

43、 （1）慢转起动的逻辑条件YSLD a、起动前，主机停车时间超过规定的时间 （ 3060min），STd b、没有应急取消慢转指令，ISC c、没有重起动指令IYSH d、主机没有达到规定的转数（12转）R1 e 、满足慢转起动逻辑条件YSC,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,返回最近,慢转起动逻辑回路原理图,2、慢转起动的实现方案,慢转起动指主机长时间停车后，首

44、次起动时要求主机慢慢转动一转到两转的起动，然后转入正常起动。 （1）控制主起动阀开度的方案 如图5-5-6示 （2）采用主、辅起动阀的方案 如图5-5-7示,图 5-5-6 控制主起动阀开度的慢转起动方案图,返回最近,图 5-5-7 采用主、辅起动阀控制的慢转实现方案图,返回最近,课堂训练,1.在主机遥控系统中，用YSC表示起动的准备逻辑条件，用YSL表示起动的鉴别逻辑，在第二次起动过程中，则： A. YSC=0,YSL=0 B. YSC=0,YSL=1 C. YSC=1,YSL=0 D. YSC=1,YSL=1 2. 在驾驶台遥控主机时，当把车钟手柄从全速正车一下推向全速倒车，遥控系统首先进

45、行的动作是_. A.停油 B. 换向 C. 打开主起动阀 D. 脱开盘车机 答案：D， A,课堂训练,3. 在按时序方式实现的主机重复起动逻辑图中，上次停车凸轮轴在车位，现把车钟手柄扳到倒车位时，YSC,YSO及非门A,B,C的状态为_ A.1 0 1 1 1 B. 0 0 1 1 1 C. 1 0 0 1 1 D. 0 1 0 0 0 4. 在按转速时序方式实现的主机重复起动逻辑图中，在一次起动时间内，非门A及Td，Tm的输出状态为_. A.1 1 0 B.1 0 1 C. 0 1 1 D. 0 1 0 答案: A ,A,课堂训练,7.在采用主辅起动阀的慢转起动方案中，已形成慢转指令时，主阀

46、全开的 时刻为_ A.发起动指令 B. 达到发火转速时 C.主机转12转时 D. 供起动油量时 答案： C,课后作业,1. 简述主机遥控实现重起动的常用方案。 2简述主机起动、换向、制动各需要什么逻辑鉴别条件，即在什么情况下需要起动、换向、制动？用逻辑式表示。,第七节、转速控制与负荷限制,一、主机转速控制系统的组成及功能 主机转速控制系统由遥控车钟的转速发讯装置、加/减速程序负荷环节、转速限制环节、调速器、测速装置、负荷限制环节、油门执行机构和主机等所组成的反馈系统。,主机转速控制系统是要保证主机转速最终稳定在给定值上。但是，主机的油门开度会随外界负荷的变化而变化，特别是船舶在大风浪恶劣海量况

47、下航行时，外界负荷变化很大，可能会造成主机严重超负荷。 此种情况下，一般采取车令给定的转速值为设定转速，以转速与负荷联合控制的方案进行主机油门控制。结构图如5-7-1示。,转速与负荷联合控制的方案,在正常情况下实现转速控制方案，在恶劣海况下实现负荷控制方案，通过选择开关K来选用。 正常情况下，闭环控制 在恶劣海况下，开环控制,二、起动供油限制,在讨论转速指令的发送时，还有一个起动油量问题。所谓起动油量是指在主机起动时，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。显然在起动过程中，靠车钟手柄任意设定转速所对应的供油量是不行

48、的，而应该是预先调好的一个定值。因此，在供油回路中要设有起动供油逻辑回路。 驾控时易出现主机因起动供油不足而不能正常发火，或因起动供油过量而发生爆燃现象。,1、起动供油方式 油-气并进的起动供油方式指在主机起动过程中同时供起动油量，起动成功后再转换为车令设定的油量（即车令设定的转速）。 油-气分进的起动供油方式指在主机起动过程中不供油，因停油伺服器仍把油门顶在零位，当主机达到发火转速时，在切断起动空气的同时解除油门零位连锁，向主机供起动油量，为了保证主机起动容易成功，除提供适量的起动油量外，还需维持起动油量数秒钟后，在转换为车令设定的转速值。,2、起动油量的设定方法 采用给定起动油量设定值和最

49、大起动油量限制相结合的方法。 （1）给定起动油量设定值,油-气并进的起动油量发讯逻辑回路,转速限制环节,调压阀,切换阀,PGA调速器,油-气分进的起动油量逻辑回路,转速限制环节,（2）最大起动供油量限制（图5-7-3）,三、加、减速程序控制,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，转速限制环节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，我们常把低负荷区加速时的转速限制称为“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”

50、。 在减速时，可取消某些限制实现“快减速”。,1. 加速速率限制 加速速率限制指主机启动成功以后，从30%到70%额定转速的加速过程，对车令设定转速值的变化率进行限制，以防止主机加速过快。 （1）气动加速速率限制 (如图5-7-4) （2）电动加速速率限制（如图5-7-5） 采用电阻和电容组成的惯性环节完成加速速率的限制。,气动加速速率限制回路,起动信号,起动油量,电动加速速率限制回路,2. 程序负荷 指当主机在70%100%额定转速的加速过程时，主机已进入了高负荷区，承受很高的机械负荷和热负荷。所以必须进行高负荷程序控制来慢慢加速。 1）气动程序负荷 2）电动程序负荷,气动程序负荷回路,电动

51、程序负荷工作原理图,四、转速限制,转速限制指对车令设定的转速进行限制后再送到调速器。作为调速器的转速给定值，以此来限制主机的运行转速。,轮机长最大转速限制,临界转速自动回避,最低稳定转速限制,倒车最大转速限制,故障降速的转速限制,1.临界转速自动回避,在柴油机全部工作转速内可能有两个或两个以上共振区，其中最大的共振区称为临界共振区，对应的主机转速叫临界转速。 临界转速是有危害的，其自动回避的方式有三种 避上限，自动使主机在临界转速的下限值运行； 避下限，自动使主机在临界转速的上限值运行； 避上、下限，加速时避下限，减速时避上限，或者有些遥控系统加速时避上限，减速时避下限。,采用的方法依实际情况而定，目前使用较多的是避上限方式。 （1）气动临界转速回避回路 （2）电动临界转速回避回路,气动临界转速回避回路,设定临界转数的下限值Pa,设定临界转数的上限值Pb,调压阀1的功能：输入信号设定值 输出=设定值,车令设定 转数值,电动临界转速回避回路,UsUp1 U0=Us,A3，A4和R5 构成