Курсовая работа (т): Разработка контура регулирования нагрузки главных двигателей в системе дистанционного автоматизированного управления (ДАУ)

Kподв= KTh•ΔhT − подача топлива

Чтобы перейти к безразмерным единицам, левую и правую часть уравнения (2.3) разделим на номинальную величину МН :

Та Ỳ + ZY = KTh•µоб −К•λ ,                                                            (2.4)

где µоб =ΔhT/Δnн - коэффициент характеризующий подвод энергии;

λ = ΔC/ ΔCн - коэффициент характеризующий отвод энергии;

Та=J(Wн/Mн) - постоянная времени аккумулирования;

Т0= Та/Z - постоянная времени разгона двигателя.

Поделив уравнение (2.4) на Z получим :

Т0 Ỳ + Y = Kµ•µоб −К λ •λ ,                                                            (2.5)

Решение дифференциального уравнения (2.5) при скачкообразном возмущающем воздействии и нулевых начальных условиях, представляется в виде:

 = (Kµ•µоб −К λ •λ)•(1−е-t/Т0)                                                         (2.6)

В уравнение (3.6) нужно ввести µоб(t) с запаздыванием, указываемым в документации.

Изобразим переходную характеристику двигателя при пуске:

где t1 − время транспортного запаздывания топлива.

(t1 − t2) − переходное запаздывание.

Алгоритм функционирования контура регулирования нагрузки ГД представлен на рисунке 2

Содержание блоков алгоритмов представлено в таблицах 2.1, 2.2 приведённых ниже.

Таблица 2.1 Содержание блоков команд алгоритма

Таблица 2.2 Содержание блоков условий алгоритма

2.1 Разработка функционально-структурной схемы контура регулирования нагрузки ГД.

Схема представлена на рисунке 2.1

На схеме приняты следующие обозначения:

ДН1, ДН2- датчики наполнения Гд1 и ГД2 соответственно (выдаёт сигнал пропорциональный количеству топлива потребляемому двигателем за определённый промежуток времени).

ЗН - задатчик нагрузки.

ЗЗН - задатчик зоны нечувствительности.

РМ1÷РМ3 - разделительные модули.

АСВ - аналоговая схема выделения.

БК1÷БК6 - блоки компараторов.

БЛ - блок логики.

БПШ - блок понижения шага.

КВРШ - контур управления ВРШ.

Q1,Q2 - количество топлива потребляемое ГД1 и ГД2.

ΔН - сигнал понижения шага (идёт в схему управления ВРШ).

Н - сигнал текущего шага.

НЗ - сигнал заданного шага.

ΔНЗ - сигнал рассогласования шага.

. Составление функциональной схемы системы ДАУ ГД AFA1 по ГОСТ 21404-85

Функциональную схему ДАУ ГД AFA1 составляем используя структурную схему приведённую в [1] .

На функциональной схеме приняты следующие обозначения элементов:

1. Номерами 1-1, 2-1 обозначены датчики подачи топлива - датчики наполнения. Сигналы с этих датчиков поступают на стрелочные приборы 1-2, 1-3, 1-4, 2-2, 2-3, 2-4 указателей наполнения ГД1, ГД2, установленные в МО, на ПВМ в ЦПУ и ПУС. Также сигналы с этих датчиков поступают в контур управления нагрузки ГД для работы схемы защиты ГД от перегрузки.

2. Номерами 1-5, 2-5 обозначены датчики аварийной защиты каждого ГД по предельной частоте вращения и аварийному давлению масла в системе смазки, которые работают в контуре аварийной защиты ССУ воздействуя на соответствующие ПМ сцепленя.

3. Номерами 1-16, 2-7, 3-18 обозначены датчики аварийной защиты муфт сцепления ПМ1 и ПМ2 и раздаточного редуктора, которые работают в контуре аварийной защиты ССУ отключая соответствующие ПМ сцепления по следующим параметрам:

·   низкому давлению масла в системе смазки редуктора;

·   низкому давлению рабочего воздуха в пневмосистеме муфты;

·   исчезновению напряжения на шинах судовой сети.

4. Номером 3-17 обозначен датчик аварийной защиты муфты гребного вала ПМ3 и упорного подшипника, который учавствует в работе контура аварийной защиты ССУ путём отключения муфты по параметрам:

·   низкому давлению рабочего воздуха в пневмосистеме муфты;

·   аварийному давлению масла в системе смазки упорного подшипника;

·   исчезновению напряжения на шинах судовой сети.

5. Номерами 1-6, 2-6, 3-1, 3-4 обозначены тахогенераторы, сигналы с которых поступают на стрелочные приборы обозначенные на схеме 1-7,1-8, 2-8, 2-9, 3-2, 3-3, установленные в МО, на ПВМ в ЦПУ и ПУС и показывают частоту вращения ГД, а также сигналы с тахогенераторов поступают в блок контроля частоты вращения 1-15, 2-19 находящиеся в ШУ в ЦПУ.

7. Номерами 1-8, 1-19 и 2-17, 2-18 обозначены элементы контуров ДУ муфтами ПМ1 и ПМ2

1. ГД, воздействующие на электромагнитные клапаны включения муфт ПМ1 и ПМ2.

2. Номерами 3-9, 3-12, 3-13, 3-14 обозначены элементы контуров ДУ муфтой и тормозом гребного вала, управляющие клапаном включения муфты ПМ3 и гидравлического тормоза вала (ГТВ).

3. Номером 3-5 обозначен датчик положения ВРШ, сигнал с которого поступает на стрелочные приборы указателей шага ВРШ под номерами 3-6 и 3-7 установленные на ПВМ в ЦПУ и ПУС; и в контур управления ВРШ 3-11, воздействующий на исполнительный двигатель управляющий шагом ВРШ. Также предусмотрено управление шагом с ПВМ в ЦПУ элементом под номером 3-10, путём воздействия на клапан оперативного управления МИШ.

4. Номером 4-1 обозначен датчик машинного телеграафа, установленный в ПУС и воздействующий на приёмники машинного телеграфа 4-2 и 4-3 установленные в МО и на ПВМ в ЦПУ при управлении ВРШ из ЦПУ.

4. Анализ соответствия схемотехнической реализации требованиям правил Регистра правил эксплуатации

.1 Общие требования

.1.1 Механизмы в установки должны быть построены в соответствии с применимыми к ним требованиями соответствующих частей Правил и оборудованы местными постами управления и устройствами индикации.

.1.2 Механизмы и установки, имеющие возможность автоматического или дистанционного пуска, на местных постах управления должны иметь устройства для отключения автоматического или дистанционного управления.

В случае неисправности в системе автоматического или дистанционного управления должна сохраняться возможность местного управления.

.13 Переключение режимов работы с местного управления на «автоматическое управление» или «дистанционное управление» должно быть возможно только на местных постах управления. Переключение с «дистанционного управления» на «автоматическое управление» допускается производить на постах дистанционного управления.

.1.4 При нарушении заданной последовательности операций система автоматического управления должна прекратить выполнение программы и привести механизмы в безопасное состояние с обязательной подачей аварийно-предупредительного сигнала в пост управления, где предусмотрена постоянная вахта управления.

.1.5 При нарушении заданной последовательности операций система автоматического управления должна прекратить выполнение программы и привести механизмы в безопасное состояние с обязательной подачей аварийно-предупредительного сигнала в пост управления, где предусмотрена постоянная вахта.

.2 Автоматизированные главные установки и движетели

.2.1 Должно быть предусмотрено дистанционное автоматизированное управление, с помощью которого можно производить пуск, остановку, а также управление частотой вращения, величиной и направлением упора в пределах всей области работы главной энергетической установки

.2.2 Дистанционное автоматизированное управление должно обеспечивать следующее:

.1 при вводе различных команд в быстрой последовательности должна быть выполнена команда, введенная последней, независимо от рабочего состояния;

.2 установка частоты вращения, величины и направления упора должна быть возможна одним органом управления;

.3 при установке частоты вращения главной энергетической установки должна быть предусмотрена возможность автоматического прохождения зон критической частоты вращения независимо от заданного режима;

.4 системы дистанционного автоматизированного управления и машинных телеграфов должны быть независимы друг от друга так, чтобы неисправности одной системы не оказывали влияния на работу другой системы; допускается для обеих систем использовать один и тот же орган управления;

.5 должна быть предусмотрена сигнализация о потере питания и неисправностях в системе дистанционного автоматизированного управления;

.6 для главных механизмов, которые обслуживаются автономными вспомогательными электромеханизмами и которые останавливаются при обесточивании судна, должна быть предусмотрена возможность дистанционнного запуска при восстановлении электрической энергии;

.7 сохранение заданного режима работы главных механизмов и движителей при выходе из строя дистанционного автоматизированного управления до момента перехода на управление с местного поста управления;

.8 дистанционное автоматизированное управление должно обеспечивать выполнение аварийных маневров, при которых изменение скорости судна и движение в противоположном направлении должны быть достигнуты за возможно короткое время. При этом автоматически должны быть сняты ограничения мощности, которые были отрегулированы на значения мощности меньше номинальной.

.2.3 При наличии нескольких постов управления пост в ЦПУ должен быть доминирующим по отношению к посту управления на ходовом мостике.

Таким же должен быть пост управления в машинном помещении у главных механизмов по отношению к посту управления в ЦПУ.

Перевод управления на доминирующий пост и обратно должен быть возможен только с доминирующего поста, независимо от того, в согласованном или рассогласованием положении находятся органы управления на переключаемых постах.

Перевод управления должен сопровождаться подачей звукового и светового сигнала на всех постах управления. На постах должна быть предусмотрена световая сигнализация (индикация), указывающая, с какого поста осуществляется управление.

Возможность одновременного управления с разных постов должна быть исключена. Если на постах предусматривается несколько органов управления (например, на крыльях ходового мостика и в центре), то эти органы управления должны быть" либо непереключаемыми, но жестко связанными, либо переключаемыми без нулевого положения.

На всех постах управления, включая отключенные, должна быть предусмотрена нс-отключаемая индикация заданных машинным телеграфом команд.

.2.4 Устройство для экстренной остановки главных механизмов, требуемое 3.2.1.6 части VII «Механические установки», должно быть независимо от системы дистанционного автоматизированного управления, систем аварийно-предупредительной сигнализации и защиты, а также от судовой сети, если для работы этого устройства требуется электрическая энергия.

.2.5 Система защиты может быть выполнена так, чтобы при неисправностях, не вызывающих непосредственного повреждения приводной установки, происходило автоматическое уменьшение мощности.