Автоматическая система управления судовой швартовной лебедкой.

Г л а в а 11. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМИ                                         ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ.

Автоматическое резервирование электроприводов                                      вспомогательных механизмов машинного отделения.

       На  современных судах с классами автомати­заций, используется автоматическое резервиро­вание электроприводов машинного отделения, предусматривается ди­станционное ручное включение электропривода на мнемонической схеме ЦПУ, местное ручное включение. автоматическое переключение элект­роприводов с основного на резервный при отклонении параметра (уменьшение давления воды, масла, топлива) от нормы и автоматиче­ское включение всех электроприводов с выдержкой времени по про­грамме после обесточивания судна.

       Система автоматического резервирования включает в себя десять - двенадцать пар и более электроприводов. Электропривод каждой пары может быть исполь­зован как основной или резервный. В систему ав­томатического резервирования включены, как правило, следующие насосы (по два): пресной воды для охлаждения дизель-генераторов, забортной воды для охлаждения дизель-генераторов и вспомогательных механизмов, сма­зочного масла для главного двигателя; топливоподкачивающие для главного двигателя, пресной воды для охлаждения цилиндров главно­го двигателя, пресной воды для охлаждения поршней ГД, пресной воды для охлаждения форсунок ГД, забортной воды для охлаждения главного двигателя, питательной воды котла; циркуляционных насосов горячей воды и т. д.

Схема, пока­занная на рис 11.1., выполнена на базе типовых логических элементов положительной логики с положительным управляющим потенциалом. Питание логических элементов осуществляется постоянным током на­пряжением  ± 48В и управляющим сигналом + 12 В.

 

Система обеспечивает:

· пуск электропривода насоса с местного поста управления кнопкой «Пуск» КП1 при переключении переключателя ПП1 в положение «ручное»;

· остановку электропривода насоса с местного поста управления кнопкой «Стоп» КС1 при переключении переключателя ПП1 в положение «ручное»;

· пуск электропривода насоса из ЦПУ кнопкой пуск КП2 при переключении переключателя ПП1 в положение «ручное» и переключении переключателя ПП2 в положение I  или II;

· остановку электропривода насоса из ЦПУ кнопкой пуск КС2 при переключении переключателя ПП1 в положение «ручное» и переключении переключателя ПП2 в положение I  или II;

· автоматическое переключение электропривода при установке переключателя ПП1 в положение «автоматическое» и переключателя ПП2 в положение I  или II при срабатывании датчика контроля параметра.

Принцип работы:

 

Рассмотрим схему приводного двигателя (ПД) одного из насосов (рис.11.1): питание на П Д подается от распределительного щита ма­шинного отделения. Для включения управления имеется выключатель В, который используется также как аварийный выклю­чатель. С трансформатора ТР1 на аппаратуру щита управления подается  напряжение  220 В. На электронную систему управления  подается ± 12В, которая защищается от короткого замыкания позисторами RP 1 и RP 2. Переключатель ПП1 имеет два положения: Р - руч­ное управление и А - автоматическое.

В положении переключателя ПП 1 – «Р» производится местный ручной пуск насоса. При нажатии кнопки «Пуск» КП 1 срабатывает реле Р 1 и включается контактор К. Загорается зеленая лампа ЛЗ, счетчик времени работы СЧ показывает суммарное время работы механизма.

Остановка может быть произведена нажатием на кнопку «Стоп» КС1. При перегрузке электропривода размыкается контакт теплового реле РТ, теряет питание реле Р2 изагорается крас­ная лампа ЛК, одновременно теряет питание реле Р 1 и электродвига­тель останавливается. В положении переключателя «А» электропривод запускается при срабатывании реле Р10 или Р11  в зависимости от того, какой насос выбран главным, а какой резервным.

    Для выбора насоса в качестве основного или резервного исполь­зуется переключатель ПП2. Предположим, выбран основным электропривод №1. Переключатель ПП2 установлен в положение I.  При нажатии кнопки КП2, расположенной на мнемонической схеме в ЦПУ,  логическая единица проходит переключатель ПП2 (контакты 7-8) поступает на вход  2 .элемента «ИЛИ - НЕ» DD 1.5.

     На выходе  4 элемента DD 1.5  сигнал инвертируется в логический нуль и поступает на вход 1 элемента «ИЛИ-НЕ» DD 1.6 и элемента «НЕ» DD 5.1 (вход 2). На выходе 3 элемента DD 5.1  образуется логическая единица, которая подается на элемент «И» DD 3.3 (вход 2), на элемент «И» DD 3.4 (вход 4), на элемент «И» DD 3.5 (вход 4), на элемент «ИЛИ-НЕ» DD 1.4 (вход 1) и на элемент «И» DD 3.1 (вход 3). На выходе элемента DD 1.6 образуется «1», т.к. на обоих входах его (1 и 2) - логические нули.  

Так как на входах элемента DD 3.3 (1 и 2) присутствуют логические единицы, на выходе этого элемента появляется «1» , которая устремляется на элемент DD 1.5 (вход 3), после чего кнопку «Пуск» (КП2) можно отпускать, т.к. элемент памяти зафиксировал логическую единицу. Таким образом, «память» электропривода №1 состоит из элементов: DD 1.5, DD 1.6 и DD 3.3.

На входе 5 элемента DD 3.4 логический нуль, поэтому на его выходе также логический нуль. Но на входах 4 и 5 элемента DD 3.5  обе единицы, то на выходе 6 тоже единица, которая подается на вход 10 усилителя U 1. Сигнал усиливается, срабатывает реле Р10 и электропривод насоса №1 запускается.

    В случае падения давления жидкости в рабочей системе насоса ( в данной схеме контакт реле давления охлаждения цилиндров главного двигателя  ДОЦ) контакт реле давления замыкается и логическая единица поступает на вход 1 элемента «ИЛИ-НЕ» DD 1.1, инвертируется в «0» на выходе 3 и подается на вход 4 элемента «И-НЕ» DD 2.1. На входе 5 этого элемента будет также «0» с выхода 3 элемента «ИЛИ-НЕ» DD 1.4. Так как на обоих входах элемента DD 2.1 логические нули, то на выходе 6 – логическая единица, которая поступает на вход 6 реле времени RW 1 и через 30с. на выходе 7 этого реле появляется логическая единица, поступающая на вход 2 элемента «И-НЕ» DD 3.1.

Таким образом, на всех трех входах элемента DD 3.1 присутствуют логические единицы, поэтому и на выходе 4 этого элемента появляется логическая единица, которая устремляется через переключатель ПП2 (контакты 4 – 5) на вход 2 элемента «ИЛИ-НЕ» DD 1.6 для снятия памяти запуска насоса №1, на вход 1 элемента «ИЛИ-НЕ» DD 1.2  и на вход 4 элемента «И-НЕ» DD 3.6. 

 

 

 

 

Рисунок 11.1 Принципиальная схема автоматического резервирования электроприводов

вспомогательных механизмов машинного отделения.

После этого на выходе 4 DD 1.2 – «0», на выходе 3 DD 5.2 – «1», на выходе 3 DD 3.2 – «1», на выходе 6 DD 3.6 – «1», на входе 10 U 2 –«1», срабатывает реле Р11 и запускается резервный насос №2. Таким образом, «память» электропривода №2 состоит из элементов: DD 1.2, DD 1.3 и DD 3.2.

При установке переключателя ПП2 в положение II резервным насосом становится насос №1, а основным - №2.

При исчезновении напряжения на схеме управления основного электропривода замыкается н.з. контакт РН и этим же способом включается резервный насос.

При обесточивании и восстановлении питания происходит автоматический пуск электроприводов вспомогательных механизмов по программе с выдержкой времени по отношению друг к другу.

 

 

11.2. Автоматическая система управления электроприводом воздушного компрессора. 

 

Схема, пока­занная на рис 11.2., предназначена для автоматического или дистанционного пус­ка и остановки электропривода компрессора пускового воздуха с целью поддержания в заданных пределах давления в воздушных пусковых баллонах.

Схема выполнена на базе типовых логических элементов.. Питание логических элементов осуществляется постоянным током на­пряжением ± 48 В, ± 24 В, ±. 12 В.

 

Система обеспечивает:

· автоматический пуск компрессора при понижении давления в баллоне до 18 кг/см²  и автоматическую остановку при повышении давления до 30 кг/см²;

 

· открытие клапана охлаждающей воды при пуске и закрытии его с выдержкой времени 30сек. после остановки  компрессора;

· открытие клапанов продувки первой и второй .ступеней компрессора и кла­пана продувки водомаслоотделителя на 5сек. при пуске, периодически во время работы с интервалом в 3 минуты и за 5сек. до остановки.

 

Последовательность работы схемы:

 

1. Замыкание контактов реле низкого давления воздуха (РНДВ).

3. Запуск компрессора.

4.Одновременно с запуском компрессора открытие клапана водяного охлаждения зарубашечного пространства компрессора и клапанов продувки воздуха.

5. Закрытие клапанов продувки через пять секунд после пуска компрессора.

6. Во время работы компрессора через каждые три минуты открытие клапанов продувки на 5 секунд.

7. Замыкание контактов реле высокого давления воздуха (РВДВ).

8. Открытие клапанов продувки воздуха.

9. Через 5 секунд после открытия клапанов продувки остановка компрессора.

10.Через 30 секунд после остановки компрессора закрытие клапана охлаждения компрессора.

 

Принцип работы:

Схема работы электропривода воздушного компрессора предусматривает три режима с помощью переключателя ПП1: ручной, полуавтоматический и автоматический.

Ручной пуск производится с местного поста управления после ремонта компрессора или снятия механических параметров нажатием кнопки «Пуск» КП1 при нахождении переключателя ПП1 в положении «Р». Открытие клапана системы водяного охлаждения и клапанов продувки производится вручную. Система сигнализации и защиты работает во всех режимах.

Рассмотрим схему запуска, остановки и работы электропривода воздушного компрессора в автоматическом режиме. Переключатель ПП1 устанавливается в ЦПУ в положение «А». При замыкании контакта РНДВ (давление в пусковых баллонах опускается до 18 кг/см²) элемент памяти пуска компрессора ( DD1.1 - DD1.2) и элемент памяти открытия электромагнитных клапанов продувки воздуха ( DD1.3 – DD1.4) запоминают логическую «1». Получает питание катушка реле пуска компрессора (РПК) по цепи: + 12В – контакт реле низкого давления воздуха  (РНДВ) – элемент памяти DD1.1 - DD1.2 – контактреле времени RW1,размыкающийся с выдержкой по времени,  - элемент «И» DD2.1 – усилитель U1 –катушка реле РПК. Блок-контакт данного реле РПК1 подает питание на катушку реле Р1, которое своим блок-контактом Р1.2 подает питание на катушку контактора К. Электропривод компрессора включается, но через 3сек. контакт реле времени RW1 размыкается и цепь питания реле РПК пройдет через контакт реле низкого давления масла копрессора (НДМ1), которое обеспечивает защиту копрессора от падения давления масла.

Одновременно с запуском компрессора включаются эл. магнитные клапана нижней и верхней ступеней продувки компрессора по цепи: выход 5 элемента памяти DD1.1 - DD1.2   – элемент памяти DD1.3- DD1.4 - элемент «ИЛИ» DD3.1 – усилитель U2 -  катушкиэл. магнитных клапанов ПК1 и ПК2.    По истечению пяти секунд реле времени RW2, контакт которого работает на замыкание по истечению выдержки времени,  пропускает логическую «1» на вход 4 элемента DD1.4, что приводит к «обнулению» элемента памяти DD1.3- DD1.4 и обесточиванию КП1 и КП2. Эл. магнитные клапана продувки воздуха закрываются и компрессор начинает нагнетать воздух в пусковые баллоны.

Одновременно с запуском компрессора включаются эл. магнитный клапан водяного охлаждения компрессора (КОВ1) по цепи: выход 5 элемента памяти DD1.1 - DD1.2   – элемент памяти DD1.7- DD1.8 – элемент «И» DD2.2 -усилитель U3 – катушка электромагнитного клапана КОВ1.

При появлении логической «1» на выходе 5 элемента DD1.2 элемент памяти DD1.5 – DD1.6 запоминает логическую «1» и через каждые три минуты включает эл. магнитные клапана продувки через реле времени RW3, элемент «ИЛИ» DD3.1 (вход 7), усилитель U2. По истечению 5 сек. элемент памяти DD1.5- DD1.6 через реле времени RW4  «обнуляется», отключает эл. магнитные клапана и снова запоминает «1» после появления на выходе 7 реле времени RW3 логического «0».

При замыкании контакта реле высокого давления воздуха (РВДВ) (давление воздуха в пусковых баллонах достигает 30 кг/см²) получают питание эл. магнитные клапана продувки воздуха по цепи : +12В – контакт РВДВ - вход 2 элемента памяти DD1.9 – DD1.10 –  элемент «ИЛИ» DD3.1(вход 8)  -  усилитель U2 (вход 10) – катушки эл. магнитных клапанов продувки ПК1 и ПК2.

 

 

 

Рисунок 11.2 - Схема автоматической работы воздушного компрессора

Через 5 сек. через реле времени RW5 «обнуляются» элементы памяти DD1.1- DD1.2, DD1.9 – DD1.10 и компрессор останавливается, продувочные клапана закрываются. По истечению 30 сек. замыкается контакт реле времени RW6 и «обнуляет» элемент памяти DD1.7- DD1.8, что приводит к закрытию электромагнитного клапана КОВ1. Полуавтоматический пуск и остановка компрессора производится с помощью кнопок «Пуск» КП2 и «Стоп» КС2 с аналогичной работой схемы.

       Защита воздушного компрессора от падения давления смазочного масла осуществляется реле НДМ. При понижении давления масла до минимального предела  блок-контакт НДМ1 релеразмыкается и обесточивается реле РПК, после чего электропривод компрессора отключается от сети. Одновременно замыкается контакт НДМ2  и через 3сек. срабатывает реле аварийной сигнализации РАС, подающее питание на ревун Рв и загорается сигнальная красная лампа  ЛК2, расположенная на панели сигнализации в ЦПУ, и красная лампа ЛК1, расположенная на местном посту управления.

       По высокой температуре масла и высокой температуре воды осуществляется сигнализация с помощью реле ВТМ и ВТВ. При достижении температуры масла или воды предельного значения замыкаются контакты реле ВТМ или ВТВ и логическая единица подается на элемент»ИЛИ» DD 3.2, проходит через него и запоминается элементом памяти DD 1.11 – DD 1.12, послечего срабатывает реле РАС  и включается звуковая сигнализация. Одновременно загораются сигнальные лампы ЛК3 или ЛК4. Для отключения звуковой сигнализации нажимается кнопка квитирования звукового сигнала КЗС, элемент памяти «обнуляется» и реле РАС обесточивается. Сигнальные лампы продолжают гореть до снятия неисправности.

       Защита от обрыва фазы осуществляется с помощью реле РН1, РН2 и РН3. При обрыве одной из фаз реле, питающееся от этой фазы, теряет питание и размыкает свой контакт в цепи управления электроприводом. Теряют питание катушка реле Р1, катушка контактора К, выпрямительный блок ВБ1 и электропривод отключается от сети.

 

       11.3. Автоматическая система управления судовым вспомогательным паровым котлоагрегатом.

Судовыекотлоагрегаты должны надежно работать в условиях качки при крене до 45⁰ и дифференте до 10⁰, при длительном крене до 15⁰ и диф­ференте до 5⁰. Вспомогательные механизмы и аппаратура системы авто­матического управления, защиты и сигнализации должны надежно ра­ботать при температуре окружающей среды + 50⁰ С и относительной влажности воздуха 95 ± 5 %.

Схема, пока­занная на рис 11.3., предназначена для автоматического или дистанционного пус­ка и остановки котлоагрегата с целью поддержания в заданных пределах давления пара для судовых нужд.

Схема выполнена на базе типовых логических элементов.. Питание логических элементов осуществляется постоянным током на­пряжением ± 48 В, ± 24 В, ± 12 В.

В качестве устройств измерения давления пара используются тензодатчики (ДНДП, ДВДП и АВДП), основанные на тензорезистивном эффекте (эффект пьезосопротивления), который состоит в том, что сопротивление полупроводника зависит от давления на полупроводник. В данной схеме в качестве датчика используется тензорезисторы, внутреннее сопротивление которых увеличивается при увеличении давления на них (см. Главу 4 данного издания). Сигнал от тензодатчика подается на электронный преобразователь ( UR 1, UR 2, UR 5), на выходе которого появляется логический сигнал «0» или «1».

В качестве устройств измерения уровня воды (НУВ, ВУВ,АВУВ) используются  магнитодатчики (эффект Холла) на основе магнитодиодов, внутреннее сопротивление которых увеличивается при нахождении в зоне магнитного поля от постоянного магнита, закрепленного на поплавковом устройстве  (см.Главу 3 данного издания). Сигнал от магнитодатчика подается на электронный преобразователь ( UR 3, UR 4, UR 6, UR 7), на выходе которого логический сигнал «0» или «1». На выходе вышеперечисленных устройств по давлению пара и уровню воды устанавливаются реле времени ( RW 5 ÷ RW 11), которые замыкают цепь с выдержкой времени 5 сек. от ложных срабатываний устройств во время бортовой и килевой качки судна. 

 

Последовательность работы схемы в автоматическом режиме:

 

1. При срабатывании устройства нижнего давления пара (ДНДП) происходит запуск вентилятора котла (ЭДВ) .

3. Через 20сек. после запуска вентилятора происходит запуск топливного насоса (ЭДТН), открытие электромагнитного клапана топлива (КТ) и включение трансформатора розжига (ТРЗ)..

4 Черех 5сек. отключение трансформатора розжига. В случае фиксации пламени в топке котла фотодиодом ФД котлоагрегат работает в заданном режиме. В случае отсутствия пламени клапан КТ закрывается, останавливается ЭДТН, а вентилятор котла работает еще 30сек. , после чего отключается.

5. При достижении давления пара до номинального срабатывает датчик ДВДП, клапан КТ закрывается, останавливается ЭДТН, а вентилятор котла работает еще 30сек , после чего отключается.

6. При снижении уровня воды до нижнего предела срабатывает датчик НУВ и включается электродвигатель питательного насоса (ЭДПН).

7.   При повышении уровня воды до верхнего предела срабатывает датчик ВУВ и электродвигатель питательного насоса (ЭДПН) отключается.

       Принцип работы:

 

       Котлоагрегат обслуживают вспомогательные механизмы: топлив­ный шестеренный насос, центробежный вентилятор и питательный на­сос центробежно-вихревого типа.

       Питание на электрооборудование котлоагрегата подается от сети 380 В  автоматическим выключателем Q 1. Включение электродвигате­лей и их защита осуществляются автоматическими выключателями А 1, А2 и А3 а также магнитными пускателями К1, К2  и К3  с тепловыми реле ТР1,ТР2 и ТР3.

       Трансформатор Тр1 (380/220 В) служит для питания управления магнитных пускателей, трансформатора розжига, трансформатора Тр2 (220/14) для блока питания логических элементови сигнализации.

       Пакетные выключатели ПВ1, ПВ2 и ПВ3 служат как аварийные выключатели  электроприводов, обслуживающих котлогенератор.

       Система автоматического управления, защиты и сигнализации пред­назначена для автоматического управления процессами горения и питания водой, т. е. поддержания заданных значений давления пара и уровня воды в котле.   Прекращение горения в топке и включение аварийной сигнализации происходят при следующих ситуациях: аварийное дав­ление пара в котле, нижний

 

11.3. Принципиальная схема судового автоматизированного вспомогательного парового котла

аварийный уровень воды, верхний предель­ный уровень воды, срыв факела во время горения, невоспламенение топлива при включении котлоагрегата.

       Система управления котлоагрегатом подразделяется на: ручное управление, полуавтоматическое и автоматическое. Ручное управление, как правило, применяется при вводе котельной установки в действие после ремонта или длительной стоянки.

       При ручном управлении переключатель ПП1 (см.рис.11.3) устанавливаются в положение «Р». Кнопками КП1,КП2 и КП3 включаются электродвигатели ЭДВ, ЭДПН и ЭДТН. Подача и прекращение по­дачи топлива к форсунке производятся быстрозапорным клапаном – байпасом. В действие котлоагрегат вводится кнопкой ручного зажигания (КРЗ), которая подает питание на первичную об­мотку трансформатора зажигания ТРЗ, высокое напряжение вторич­ной обмотки трансформатора по­дается на электроды ЭЗ и возни­кает электрическая дуга. В случае выхода из строя системы электро­искрового зажигания котлоагрегат разжигают факелом, который вво­дят через патрубок крышки топоч­ного устройства после снятия фо­тореле.

       Запуск котла в полуавтоматическом режиме производится кнопкой КП4 при установке переключателя ПП1 в положение «А». Кнопка КП4 подает  логическую единицу на элементы памяти DD 1.1 – DD 1.2  и DD 1.7 – DD 1.8 . На выходах  5

элементов DD 1.2  и DD 1.8  фиксируются логические единицы и кнопку КП4 можно отпускать. С выхода 5 элемента DD 1.2   «1» подается на вход 10 усилителя U 11, который запитывает катушку реле запуска электропривода вентилятора РЭВ. Блок-контакт реле РЭВ подает питание на реле Р1, которое срабатывает и своим контактом Р1.2 подает питание на катушку контактора К1. Контактор К1 срабатывает и главными своими контактами К1.1 подает питание на электропривод вентилятора. Электропривод вентилятора запускается.

       С этого же выхода 5 элемента DD 1.2  подается «1» на вход 6 реле времени RW 2. По истечению 20 сек. на выходе 7 реле RW 2 формируется «1», которая подается на элемент памяти DD 1.5 – DD 1.6, с выхода 5 которого «1» подается на фотодиод ФД, усилитель U .1, усилитель U .2. Усилитель U .1 подает питание на реле запуска топливного насоса РТН, которое свои контактом РТН подает питание на реле Р3. Контакт Р3.2 замыкается и подает питание на катушку контактора К.3 и электропривод топливного насоса запускается.  Усилитель U .2 подает питание  на электромагнитный клапан КТ подачи топлива к форсунке. Одновременно с этим на выходе 7 реле времени RW 3 формируется «1», которая подается на усилитель U .3, запитывающий реле РТЗ подачи питания на трансформатор зажигания ТРЗ.

       Таким образом, после запуска вентилятора котла по истечению 20 сек. (выдержка времени дается для удаления взрывоопасных газов из топки котла с помощью потока воздуха от вентилятора) запускается электропривод топливного насоса, срабатывает электромагнитный клапан КТ и подается питание на трансформатор розжига ТРЗ, высокое напряжение вторич­ной обмотки которого по­дается на электроды ЭЗ и возни­кает электрическая дуга.

       Через 5сек. на выходе 7 реле времени RW 4 формируется «1» и элемент памяти DD 1.7 – DD 1.8 обнуляется. Реле РТЗ теряет питание и трансформатор розжига отключается. В это же время на выходе 7 реле времени RW 12 формируется «0» и фотодиод подключается к схеме сигнализации. В случае нормального розжига фотоэлемент фиксирует пламя и котел работает в заданном режиме.

       Если фотоэлемент не зафиксировал воспламенения топлива в топке, на выходе 3 элемента DD 1.11 появляется логическая единица и через 5сек. срабатывает контакт реле времени RW 12, пропуская «1» на вход 2 элемента «ИЛИ» DD 2.2. С выхода 5 данного элемента сигнал  фиксируется элементом памяти  DD 1.11 – DD 1.12, усиливается усилителем U 9, который подает питание на катушку реле аварийной тревоги РАТ. Данное реле своим контактом РАТ замыкает цепь питания катушки ревуна Рв и раздается звуковой сигнал.

       Световой сигнал осуществляется сигнальной лампой ЛК СФ,  получая питание от усилителя U 7, который использует сигнал с входа 2 элемента DD 2.2. С этого же входа сигнал поступает на вход 4 элемента «ИЛИ» DD 2.1, формирует на выходе «1» и «обнуляет» элемент памяти DD 1.5 – DD 1.6, после чего отключается электропривод топливного насоса ЭДТМ и закрывается электромагнитный клапан подачи топлива КТ. Через 30сек. отключается вентилятор котла.  

       Звуковой сигнал квитируется кнопкой ККЗС по цепи: + 12 В – кнопка ККЗС – элемент памяти DD 1.13 – DD 1.14 – вход 4 элемента DD 1.12 - обнуление элемента памяти DD 1.11 – DD 1.12 – обесточивание реле РАТ. После исчезновения сигнала с выхода 5 элемента DD 2.2 гаснет сигнальная лампа и «обнуляется» элемент памяти квитирования DD 1.13 – DD 1.14.

       При работе котлоагрегата в нормальном режиме кнопка КС4 используется для прекращения процесса паропроизводства, т.е. остановки котла. При нажатии кнопки КС4 элемент памяти DD 1.3 – DD 1.4  запоминает «1», а исходящий от него логический сигнал «обнуляет» элемент памяти DD 1.5 – DD 1.6, после чего останавливается электропривод топливного насоса ЭДТМ и закрывается электромагнитный клапан подачи топлива КТ. Через 30 сек. «обнуляется» элемент памяти DD 1.1 – DD 1.2 через  реле времени RW 1 и вентилятор котла отключается.  

       При автоматическом режиме работы пуск и остановка котлоагрегата  осуществляется при помощи датчиков низкого и высоко давления пара ДНДП и ДВДП (смотри информацию о датчиках выше). При падении давления пара до установленного предела датчик низкого давления пара (ДНДП) с выхода 9 преобразователя UR 1 подает логическую единицу на вход 6 реле времени RW 5, которая с выдержкой времени 5 сек. попадает на входы элементов памяти  DD 1.1 – DD 1.2 и DD 1.7 – DD 1.8 и ими запоминается. С выхода 5 элемента DD 1.2 «1» устремляется ко входу 6 реле времени RW 2, а также на вход 10 усилителя U 11, после чего срабатывает реле пуска электропривода вентилятора РЭВ. Электропривод вентилятора запускается.

       По истечению 20 сек. (срабатывают реле времени RW 2 и RW 3) подается питание на реле запуска топливного насоса РТН, электромагнитный клапан КТ и реле трансформатора зажигания РТЗ. Происходит подача топлива на форсунку котла и его розжиг. По истечению 5 сек. на выходе 7 реле времени RW 12 формируется «0»  и фотоэлемент подключается к системе сигнализации (5 сек. дается на время воспламенения топлива). Одновременно срабатывает реле времени RW 4, сигнал которого «обнуляет» элемент памяти DD 1.7 – DD 1.8  и трансформатор зажигания ТРЗ отключается.

       При достижении установленного значения пара высокого давления на выходе 11 преобразователя UR 2 появляется логическая единица и поступает на вход 6 электронного реле времени RW 6. По истечению 5 сек. на выходе 7 данного реле появляется «1». Элемент памяти DD 1.3 – DD 1.4  запоминает «1», а исходящий от него логический сигнал «обнуляет» элемент памяти DD 1.5 – DD 1.6, после чего останавливается электропривод топливного насоса ЭДТМ и закрывается электромагнитный клапан подачи топлива КТ. Через 30 сек. «обнуляется» элемент памяти DD 1.1 – DD 1.2 через замкнутую цепь реле времени RW 1 и вентилятор котла отключается.  

       Подпитка котла водой осуществляется электроприводом питательного насоса, управляемого реле РПН. При понижении уровня воды до установленного нижнего уровня устройство НУВ посылает сигнал в виде логической единицы на реле времени RW 10 и по истечению 5сек. логическая единица запоминается элементом памяти DD 1.9 – DD 1.10, что позволяет усилителю U 8 подать питание на реле РПН. Блок-контакт РПН подает питание на реле Р2, контакт которого Р2.2 подает питание на катушку контактора К2, с помощью которого электропривод питательного насоса ЭДПН подсоединяется к сети.

       При достижении установленного верхнего уровня воды в котле устройство ВУВ посылает логическую единицу по истечению 5сек. на вход 4 элемента DD 1.10 и «обнуляет» элемент памяти DD 1.9 – DD 1.10, что приводит к обесточиванию реле РПН и остановке питательного насоса.

       Аварийная сигнализация и защита котла по аварийному высокому уровню воды АВУВ, по аварийному низкому уровню воды АНУВ и аварийному высокому давлению пара АВДП осуществляется по подобию схемы аварийной сигнализации и защиты котла по срыву факела: отключение топливного насоса, закрытие топливного клапана и через 30сек. отключение вентилятора котла. Звуковая сигнализация снимается нажатием кнопки ККЗС, а световая сигнализация присутствует до исчезновения или устранения сигнала неисправности. Настройка устройств АВУВ, АНУВ и АВДП  происходит с учетом условий диапазона работы устройств ДВДП, НУВ и ВУВ, т.е.с учетом отказа этих устройств по времени.

Автоматическая система управления судовой швартовной лебедкой.

Автоматическая швартовная лебедка (АШЛ) предназначена для швартовных операций при ручном управлении на трех ступенях частоты вращения электродвигателя, при автоматическом – на двух. Особенно актуальна АШЛ в портах с широким диапазоном приливов и отливов, а также во время выгрузки и загрузки судна.

При автоматическом управлении тяговое усилие на канате может регулироваться от 30 до 80 кН, автоматика срабатывает при измерении усилия на 12 кН.

Электродвигатель швартовной лебедки (ЭДШЛ) снабжен электрогидравлическим тормозным устройством (ЭДТ) и электродвигателем вентилятора (ЭДВ).

Питание на электрооборудование АШЛ (см.рис.11.5) подается от сети 380В через автоматическим выключателем Q 1. Включение электродвигате­лей и их защита осуществляются автоматическими выключателями А 1, А2 и А3 а также магнитными пускателями КВТ и КТ  с тепловыми реле ТР1 и ТР2.

Трансформатор Тр1 (380/220 В) служит для питания управления магнитных пускателей, трансформатора Тр2 (220/14) для блока питания логических элементов, блока контроля температуры (БКТ) обмоток АШЛ и сигнализации.

Переключатель ПП1 служат для выбора режима работы АШЛ и как аварийный выключатель.

Стабилизация напряжения блока питания осуществляется электронной схемой на транзистора VT 1, VT 2, стабилитроне Ст, резисторах Ro , Rk , R 1, R2 и конденсаторе С1. (описании схемы см. Глава 7, параграф 7,9 данного издания).

Температурная защита обмоток статора электродвигателя АШЛ осуществляется блоком контроля температуры БКТ. В пазы статора уложены температурные преобразователи, которые соединены последовательно. В Нормальном состоянии сопротивление преобразователя составляет около 100 Ом, при критической температуре обмоток фаз статора сопротивление увеличивается до 2 кОм.

На схеме условно показан один преобразователь Rt . Транзисторы VT 3 и VT 4 создают схему несимметричного триггера с выходом на реле Р1.

При низком сопротивлении преобразователя Rt транзистор VT 3 закрыт положительным потенциалом на базе. На коллекторе транзистора VT 3 возникает отрицательный потенциал и передается на базу транзистора VT 4, при этом транзистор VT 4   открывается и реле срабатывает. При повышении температуры обмоток сопротивление преобразователя Rt возрастает до 2 кОм. На базе транзистора VT 3 возникает отрицательный потенциал и он открывается. При этом на коллекторе VT 3 возникает положительный потенциал, который передается на базу транзистора VT 4 и последний закрывается, реле Р1 отключается и контакт Р1.1 размыкается. Цепь управления АШЛ обесточивается и электропривод отключается от сети. Контакт Р1.2 замыкается и загорается красная сигнальная лампа ЛК1.

Рисунок 11.4 Устройство грузового реле

       В качестве грузового реле ГР используется тензопреобразователь. Электронные устройства ( UR 1 и UR 2) данного преобразователя преобразует изменение сопротивления в токовый выходной сигнал. Чувствительным элементом  тензопреобразователя  является  пластина  из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами 6 (см. рис.11.4) (коэффициент тензочувствительности отрица-тельный, т.е. при возрастании давления сопротивление уменьшается). прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя (см. Главу 4, параграф 4.2).

Воздействие на мембраны осуществляют демпферные пружины 8 (см. рис.11.4), которые связаны посредством штока 9 с поршнем 7, контролирующим натяжение или ослабление швартовного каната 4.

Измерительный орган грузового реле (см. рис. 11.5) состоит из тензорезисторов и регулировочных резисторов, собранных в мостовую схему. С помощью регулировочных резисторов мостовая схема уравновешивается при тяговом усилии 10 кН. При увеличении тягового усилия до 16 кН лебедка включается в направлении «Травить», а при уменьшении тягового усилия до 6 кН лебедка включается в направлении «Выбирать».

При натяжении каната (см.рис.11.4) через блок 1 рычаг 3 толкает шток 9 и поршень 7 вниз, сжимая нижнюю демпферную пружину 8, которая работает на сжатие нижнего тензорезистора 6, из-за чего изменяется его внутреннее сопротивление. Результатом этого изменения является вращение барабана 5 АШЛ в сторону «Травить».

При ослаблении каната пружина 2 сжимается и поднимает рычаг 3 вверх и верхняя демпферная пружина 8 уже воздействует на верхний тензорезистор 6, изменяя его внутреннее сопротивление. Результатом этого изменения является вращение барабана 5 АШЛ в сторону «Выбирать».

Электронный командоконтроллер (ЭКК) (см. рис.11.5) собран на магнитотиристорных устройствах, состоящих из магнитотиристоров (МТ1,МТ2,МТ3 и МТ4) и преобразователей сигналов ( U 3 ÷ U 6). На рукоятке командоконтроллера закреплен магнит, который воздействует на магнитотиристор, находящийся в данный момент напротив.  Работа подобной схемы описана в Главе 3, параграф 3.6, рис. 3.23.

 

Принцип работы:

 

Схема с помощью переключателя ПП1 располагает двумя режимами управления: ручным и автоматическим. Ручной режим управления осуществляется электронным командоконтроллером и имеет три ступени частоты вращения. Автоматический режим управления осуществляется с помощью электронного тензопреобразователя грузового реле (ГР) и имеет две ступени частоты вращения.

А в т о т а т и ч е с к о е у п р а в л е н и е АШЛ производится при переключении переключателя ПП1 в положение «А», при этом загорается сигнальная лампа ЛЗ «А».

 

 

           Рисунок 11.5. Автоматическая система управления судовой швартовной лебедкой.

 

 

В случае натяжения швартовного каната более 16 кН тензорезистор RP 1 сжимается, его сопротивление резко падает и на выходе 6 грузового реле (ГР) появляется положительный потенциал незначительной величины, который, попадая на вход 8  преобразователя UR 1,   на выходе 9 преобразовывается в логическую единицу.

По истечению 3сек. с выхода 7 реле времени RW 1 поступает «1» на вход 3 элемента «И» DD 1.1 (выдержка времени устанавливается от случайных рывков каната). На вход 4 данного элемента подается «1» от переключателя ПП1 в положении «А». На вход 2 подается также «1» с выхода 5 элемента «НЕ» DD 4.5, который осуществляет блокировку от одновременного включения реле РТР и РВ.   Функция «И» элемента DD 1.1 реализует на выходе 5  логическую единицу, которая устремляется на вход 10 усилителя U 3, на вход 6 элемента «ИЛИ» DD 2.1, посылающего на вход 10 усилителя U 5 «1», и на вход 5 элемента «ИЛИ» DD 2.2, посылающего «1» на вход 10 усилителя U 6.

С выхода 7 элемента DD 2.1 «1»  поступает на вход 3 элемента «И» DD 1.3. на вход 2 данного элемента подается «1» от переключателя ПП1 в положении «А», после чего реализуется функция «И» и с выхода 4 «1» проходит на вход 10 усилителя U 7 через реле времени RW 4, действующего на размыкание контакта по истечению указанного времени. Как только на входы 10 усилителей U 3, U 5, U 6 и U 7 поданы логические единицы, срабатывают реле РТР, РТ, РВТ и Р1С. Блок-контакты данных реле срабатывают и подают питание на катушки контакторов КТР, КТ, КВТ и К1С соответственно. Вследствие чего запускается электродвигатель вентилятора лебедки, электродвигатель гидротолкателя тормоза лебедки и электродвигатель лебедки на первой скорости в сторону «Травить».

По истечению 0,3 сек. контакт реле времени RW 4 размыкается, а через 0,2 сек. замыкается контакт реле времени RW 5, вследствие чего обмотка первой скорости отключается, а обмотка второй скорости включается в сторону «Травить». Логические элементы DD 4.4 и DD 1.4 служат для защиты от одновременного включения обмоток первой и второй скоростей.

При наступлении равновесия усилий натяжения швартовного каната и пружины 2 (рис.11.4) сопротивления тензорезисторов RP 1 и RP 2 (рис.11.5) равны по величине регулировочным резистора R рег1 и R рег2, и поэтому мост грузового реле уравновешен и на выходах его 6 и 8 отсутствует какой-либо сигнал. Вследствие этого электродвигатель АШЛ, электродвигатель вентилятора и электродвигатель гидротолкателя тормоза отключаются от сети.

В случае ослабления швартовного каната менее 6 кН тензорезистор RP 2 сжимается, его сопротивление резко падает и на выходе 8 грузового реле (ГР) появляется положительный потенциал незначительной величины, который, попадая на вход 8  преобразователя UR 2,   на выходе 9 преобразовывается в логическую единицу.

По истечению 3сек. с выхода 7 электронное реле времени RW 2 поступает «1» на вход 3 элемента «И» DD 1.2 (выдержка времени устанавливается от случайных рывков каната). На вход 4 данного элемента подается «1» от переключателя ПП1 в положении «А». На вход 2 подается также «1» с выхода 5 элемента «НЕ» DD 4.4, который осуществляет блокировку от одновременного включения реле РТР и РВ. Функция «И» элемента DD 1.2 реализует на выходе 5 логическую единицу, которая устремляется на вход 10 усилителя U 4, на вход 6 элемента «ИЛИ» DD 2.1, посылающего на вход 10 усилителя U 5 «1», и на вход 5 элемента «ИЛИ» DD 2.2, посылающего «1» на вход 10 усилителя U 6.

С выхода 7 элемента DD 2.1 «1» также поступает на вход 3 элемента «И» DD 1.3. На вход 2 данного элемента подается «1» от переключателя ПП1 в положении «А», после чего реализуется функция «И» и с выхода 4 «1» проходит на вход 10 усилителя U 7 через реле времени RW 4, действующего на прерывания цепи по истечению указанного времени. Как только на входы 10 усилителей U 4, U 5, U 6 и U 7 поданы логические единицы, срабатывают реле РВ, РТ, РВТ и Р1С. Блок-контакты данных реле срабатывают и подают питание на катушки контакторов КВ, КТ, КВТ и К1С соответственно. Вследствие чего запускается электродвигатель вентилятора лебедки, электродвигатель гидротолкателя тормоза лебедки и электродвигатель лебедки на первой скорости в сторону «Выбирать». Все остальное происходит аналогично режиму «Травить».

Р у ч н о е у п р а в л е н и е АШЛ производится посредством, как было уже сказано, электронного командоконтроллера (ЭКК) при переключении переключателя ПП1 в положение «Р», при этом загорается сигнальная лампа ЛЗ «Р».

Нулевая защита электропривода АШЛ осуществляется триггером TR 1. При обесточивании схемы управления и подачи напряжения питания вновь, когда рукоятка командоконтроллера стоит не в нулевом положении, триггер TR 1 обнуляется конденсатором С2 при исчезновении питания и прекращается подача питания (+12 В) на схему управления.

При установке рукоятки в нулевое положение внутреннее сопротивление магнитотиристора МТ1 резко увеличивается из-за нахождения его в зоне действия магнита, расположенного на рукоятке, и на его выходе 2 появляется сигнал «0», который, попадая на вход 10  преобразователя UR 3,   преобразовывается на выходе 11 в логическую единицу. Попадая на вход 1 триггера TR 1, логическая единица запоминается (+12 В) и подается на схему управления с выхода 3 триггера TR 1.

Командоконтроллер имеет нулевое положение и три фиксированных положения в обе стороны. При нулевом положении рукоятки с выдержкой времени в 1сек. после переключения переключателя ПП1 в положение «Р» происходит обнуление триггеров TR 2, TR 3 и TR 4.

Для работы лебедки в режиме «Выбирать» установим рукоятку командоконтроллера в первое фиксированное положение. Замыкается контакт  ЭКК 4-5 и подается положительный потенциал + 14 В на вход 10 усилителя U 4, на вход 5 элемента DD 2.1 и на вход 6 элемента DD 2.2 с дальнейшим выходом «1» на входы 10 усилителей U 5 и U 6.

Внутреннее сопротивление магнитотиристора МТ2 резко возрастает и на его выходе 2 появляется «0», который преобразуется в логическую единицу преобразователем UR 4, поступающую на вход 1 триггера TR 2  и запоминается им. С выхода 3 данного триггера «1» проходит через реле времени RW 7, инвертируется элементом DD 4.1 и поступает на вход 4 элемента «И-НЕ» DD 3.1 в виде логического нуля. На входах 5 и 6 данного элемента также логические нули, т.к. триггеры TR 3 и TR 4 обнулены. Следовательно, на выходе 7 элемента DD 3.1 имеем логическую единицу, которая поступает на вход 10 усилителя U 7. По истечению 0,3сек. реле времени RW 6 замыкает цепь и «1» с выхода 11 преобразователя UR 4  поступает напрямую на вход усилителя U 7. Через 0,2 сек. электронное реле времени RW 7 прерывает цепь и на выходе 5 элемента DD 4.1 образуется «1», которая обнуляет триггер TR 2.

После подачи «1» на входы 10 усилителей U 4, U 5, U 6, U 7 срабатывают реле РВ, РТ, РВТ и Р1С. Блок-контакты данных реле срабатывают и подают питание на катушки контакторов КВ, КТ, КВТ и К1С соответственно. Вследствие этого запускается электродвигатель вентилятора лебедки, электродвигатель гидротолкателя тормоза лебедки и электродвигатель лебедки на первой скорости в сторону «Выбирать».

При переводе рукоятки командоконтроллера во второе и в третье положения схемы этих каналов работают аналогично первому.

Теперь рассмотрим вариант резкого перевода рукоятки командоконтроллера из нулевого положения в третье.

При нахождении рукоятки в нулевом положении триггеры TR 2, TR 3, TR 4 обнулены логической единицей, исходящей с выхода 7 реле времени RW 3.

При резком переводе рукоятки из нулевого положения в третье магнит, закрепленный на рукоятке командоконтроллера, проходит все три магнитотиристора, что позволяет    триггерам TR 2, TR 3, TR 4 запомнить «1».

В силу того, что триггер TR 2 запомнил «1» на доли секунд раньше остальных, потому что магнит проходил зону его воздействия первым, логическая единица проходит через   реле времени RW 7 и инвертируется логическим элементом DD 4.1. Логический нуль поступает на вход 4 элемента «И-НЕ» DD 3.1 и на выходе 7 имеем «1», которая поступает на вход 10 усилителя U 7, вследствие чего срабатывает реле Р1С и контакты скоростного контактора М включаются. Электродвигатель начинает вращаться на первой скорости.

По истечению 0,5 сек. электронное реле времени RW 7 прерывает цепь подачи «1» на элемент DD 4.1, на выходе 5 которого образуется логическая единица, обнуляющая триггер TR 2. Реле Р1С обесточивается и контакты скоростного контактора М отключаются.

На входе 6 элемента DD 3.2 появляется третий логический нуль, вследствие чего на выходе этого элемента появляется «1», усиливается усилителем U 8 и срабатывает реле Р2С, что приводит к включению скоростного контактора С. Электродвигатель начинает вращаться на второй скорости.

По истечению 0,5 сек. электронное реле времени RW 8 прерывает цепь подачи «1» на элемент DD 4.2, на выходе 5 которого образуется логическая единица, обнуляющая триггер TR 3. Реле Р2С обесточивается и контакты скоростного контактора С отключаются.

На входах 2 и 3 элемента DD 1.5 образуются оба «0» и на выходе 4 этого элемента также появляется «0», что дает возможность появлению на выходе 7 элемента DD 3.3 появиться «1». Сигнал усиливается усилителем U 9 и срабатывает реле Р3С, что приводит к включению скоростного контактора Б. Электродвигатель начинает работать на третьей скорости.

По истечению 0,5 сек. электронное реле времени RW 9 прерывает цепь подачи «1» на элемент DD 4.3, на выходе 5 которого образуется логическая единица, обнуляющая триггер TR 4. Но реле Р3С не теряет питание. Питание подается через реле времени  RW 11, которое замыкает цепь одновременно с разрывом цепи реле времени RW 9.

При резком переводе рукоятки из третьего положения в нулевое триггеры TR 3 и TR 2 запоминают логическую единицу. Электронное реле RW 11 теряет питание и обесточивается реле Р3С, что приведет к отключению скоростного контактора Б. На входе 5 элемента DD 3.2 появляется «0» и на выходе 7 элемента DD 3.2 появляется «1», т.к. на других входах уже присутствовали логические нули. Включается реле Р2С и электродвигатель переходит на вторую скорость.

По истечению 1 сек. электронное реле времени прерывает цепь питания на вход 4 элемента DD 4.2 и на его  выходе 5 появляется «1», которая поступает на вход 4 элемента DD 3.1 и обнуляет триггер TR 3. На выходе 7 элемента DD 3.2 появляется «0» и реле  Р2С обесточивается, что приводит к отключения скоростного контактора С.

. На входе 6 элемента DD 3.1 появляется «0» и на выходе 7 данного элемента появляется «1», т.к. на других входах уже присутствовали логические нули. Включается реле Р1С и электродвигатель переходит на первую скорость.

По истечению 0,5 сек. электронное реле времени прерывает цепь питания на вход 4 элемента DD 4.1 и на его выходе 5 появляется «1», которая поступает на вход 4 элемента DD 3.1 и обнуляет триггер TR 3. На выходе 7 элемента DD 3.1 появляется «0» и реле Р1С обесточивается, что приводит к отключения скоростного контактора М.

При резком переводе рукоятки из третьего положения в нулевое контакты командоконтроллера 4-5 или 4-6 размыкаются, но реле РВ, РТВ, РТ, РВТ получают питание через логический элемент DD 2.3 или DD 2.4, на выходах 7 которых всегда присутствует «1», если электродвигатель АШЛ работает хотя бы на какой-либо скорости.

При работе АШЛ в режиме «Травить» происходят аналогичные действия в схеме системы управления.

 

 

---

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1398; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!