МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ХЕРСОНСЬКА ДЕРЖАВНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ
Практична робота №8
з дисципліни «Управління судновими енергетичними установками»
Виконав:
Курсант 162с групи
Кравець О.Ю.
Переаірив викладач:
Погорлецький Д.С.
Херсон-2012
Практична робота №8
Тема: Розгляд головного двигуна як об’єкта управління СЕУ та порівняння динамічних характеристик дизеля.
Мета: закріпити теоретичні знання з будови, принципу дії, та призначення головного дизеля як об’єкта управління СЕУ та рівняння динаміки дизеля, вивчити призначення окремих деталей і механізмів головного дизеля, та закріпити знання на практичних заняттях.
Завдання: на натурних об’єктах, макетах, плакатах вивчити особливості будови та призначення окремих деталей головного дизеля як об’єкта управління СЕУ та рівняння динаміки дизеля.
Контрольні питання:
Призначення головного дизеля як об’єкта управління сеу та його складових?
Главный дизель рассматривается как объект управления частотой вращения коленчатого вала (гребного винта). Считается, что дизель имеет газотурбинный наддув от свободно-приводимого турбокомпрессора. Задачей данного раздела является получение системы дифференциальных уравнений отдельных элементов дизеля, дающих возможность с требуемой степенью точности описывать нестационарные изменения частоты вращения дизеля при изменении во времени управляющих и возмущающих воздействий. Согласно теории управления судовыми ДВС при решении данной задачи необходимо рассмотрение динамики трёх взаимодействующих элементов самого дизеля , воздушного ресивера и турбокомпрессора.
Расчётная схема главного дизеля как объекта управления.
На схеме обозначено:
nд – частота вращения гребного винта (коленчатого вала);
ht – положение топливной рейки;
Gт – расход топлива на дизель;
Мв – вращающий момент дизеля;
Мс – момент сопротивления вращения гребного винта;
nк – частота вращения ротора турбокомпрессора;
Рн – давление воздуха в ресивере;
Gв – расход воздуха от турбокомпрессора;
Gг – расход газов на турбину;
Hв – шаг гребного винта.
Рассмотренные взаимодействия показаны на динамической схеме:
Особливості будови головного дизеля як об’єкта управління сеу?
Система дистанционного автоматизированного управления (система ДАУ) судовым главным дизелем предназначена: - для пуска, остановки и реверса главного дизеля (ГД) , - для управления частотой вращения ГД на ходовых режимах.
Современные системы автоматизации судовых главных дизелей являются электрическими.
Обработка информации и формирование алгоритмов управления ГД в этих системах производится в микропроцессорах.
Сведения по судовым микропроцессорным системам управления можно найти в [5].
Поскольку в главных дизелях, как правило, используются пневматиче-ские пуско-реверсивные системы (ПРС) [4], электрические управляющие сигналы из системы управления ГД на входе в ПРС преобразуются в пнев-матические.
Для этой цели используются электромагнитные клапаны, управляющие подачей сжатого воздуха на соответствующие элементы ПРС.
Конфигурацию системы автоматизации МОД показывает блок-схема, приведенная на рис. 1.1 [7].
Система автоматизации главного дизеля включает в себя: - систему машинных телеграфов, - регистратор маневров ГД (печатающее устройство), - модуль управления ГД на мостике, - главный модуль управления (в ЦПУ), - систему управления частотой вращения ГД, - систему защиты ГД.
Рис. 1.1 Блок-схема системы автоматизации главного дизеля.
Система машинных телеграфов содержит: - телеграф на посту управления ГД с ходового мостика, - телеграф в центральном посту управления машинного отделения, - кнопочный телеграф на посту аварийного управления в машинном отделении.
Машинный телеграф мостика служит: - для непосредственного управления ГД или - для передачи команд о требуемых режимах работы ГД операторам в ЦПУ или на аварийном посту.
Машинный телеграф ЦПУ служит для управления ГД в соответствии с командами, передаваемыми телеграфом мостика.
Машинный телеграф в машинном отделении служит для приема команд с мостика о требуемых режимах работы ГД.
Командные сигналы с телеграфа мостика поступают на модуль управле-ния ГД на мостике и передаются через него на главный модуль управления ГД.
Телеграф ЦПУ подает сигнал заданного режима работы ГД на главный модуль управления.
Модуль управления ГД на мостике выполняет следующие основные функции:
обобщенная аварийно-предупредительная сигнализация состояния ГД и системы ДАУ;
индикация состояния ГД и системы ДАУ.
Кроме того, этот модуль дает возможность судоводителю отключать в случае необходимости экстренного маневрирования ГД: - сигналы аварийной остановки или аварийного снижения частоты враще- ния, - программу изменения частоты вращения ГД, - ограничения на частоту вращения и расход топлива, - медленное проворачивание ГД.
Модуль управления ГД на мостике содержит микропроцессор.
Главный модуль управления ГД располагается на пульте управления в ЦПУ. Модуль выполняет следующие функции: - формирует команды управления ГД, поступающие в ПРС и в систему управления частотой вращения ГД, - представляет оператору в ЦПУ полную информацию о состоянии ГД и системы автоматизации.
Преобразование сигналов в модуле в соответствии с его функциями производится микропроцессором модуля.
Панель главного модуля содержит соответствующие индикаторы состояния и мнемосхему, на которой визуально отражается прохождение сигналов управления ГД.
Кроме того, на пульте управления ГД в ЦПУ находятся: - переключатель управления дизелем между мостиком и ЦПУ, - кнопка включения- выключения ограничений на частоту вращения и рас- ход топлива, - кнопка включения- выключения медленного проворачивания ГД.
Таким образом, главный модуль и модуль управления ГД на мостике выполняют функции (рис. 1.1): - системы формирования команд, - системы индикации ГД.
Сигналы управления из главного модуля поступают на пуско-реверсивную систему и систему управления частотой вращения ГД.
Система управления частотой вращения главного дизеля получает из главного модуля сигналы положения рукояток управления ГД на машинных телеграфах мостика и ЦПУ.
Эти сигналы в системе преобразуются в сигналы заданной частоты вра-щения ГД с мостика и из ЦПУ. Выбор одного из этих сигналов производится переключателем постов управления.
По данному сигналу система управления частотой вращения перемещает топливную рейку дизеля таким образом, чтобы расход топлива на дизель обеспечил его работу при частоте вращения, равной заданной.
Преобразование сигналов в системе производится ее микропроцессором.
Система защиты: - получает сигналы от датчиков параметров ГД, - сравнивает значения параметров с предельными значениями, - при выходе значений параметров за допустимые пределы формирует сигнал аварийной остановки дизеля или сигнал снижения частоты вращения до безопасного уровня.
Обработка сигналов производится в микропроцессоре системы защиты.
Судовой главный малооборотный дизель управляется с трех постов: - на ходовом мостике, - в ЦПУ машинного отделения, - в машинном отделении.
С постов на ходовом мостике и в ЦПУ ГД управляется посредством системы ДАУ.
Переключатель управления ГД между местным постом и системой ДАУ находится на местном посту в машинном отделении, Переключатель дистанционного управления ГД между ЦПУ и ходовым мостиком находится на пульте управления в ЦПУ.
С местного (аварийного) поста в машинном отделении управление ГД производится: - через командные пневматические элементы пуско-реверсивной системы, - путем ручного перемещения топливной рейки дизеля.
С ходового мостика выполняется полностью автоматическое управление ГД. Поэтому маневровое устройство ГД на мостике совмещено с машинным телеграфом.
Изменение режима работы ГД с мостика производится установкой (поворотом) рукоятки маневрового устройства ГД в положение, соответствующее заданному режиму.
Система ДАУ после этого автоматически выполняет все операции вывода ГД на заданный режим.
Если в исходном состоянии ГД был в остановленном состоянии, система ДАУ производит автоматический пуск дизеля.
В ЦПУ может быть установлено аналогичное маневровое устройство и в этом случае из ЦПУ также будет выполняться полностью автоматическое управление режимами работы ГД.
Во многих случаях является предпочтительным, чтобы при управлении из ЦПУ судомеханик имел большую возможность воздействия на ГД при его пуске.
Для этих целей предусматривается ручной дистанционный пуск ГД, при котором судомеханик устанавливает: - продолжительность пуска ГД на воздухе, - величину и продолжительность пусковой подачи топлива.