микропроцессорным

микропроцессорным

- комбинированным;

по структурному по­строению — единым, в виде единой системы с ЭВМ, осуществля-

ющей весь комплекс автоматизации режимов работы, и

состав­ным, в виде нескольких автономных систем с определенными наборами алгоритмов автоматизации, включающих в себя ДАУ ДГА и отдельных электроустановок.

ДАУ основных ДГА на судах со знаком автоматизации А1 предусматривает поддержание неработающих ДГА во включае­мом («горячем») резерве; автоматический пуск резервных ДГА с синхронизацией, приемом и распределением нагрузки в по­рядке необходимой очередности при перегрузке работающих ДГА или обесточивании судна; автоматический ввод в действие в течение примерно 45 с после обесточивания судна ответствен­ных механизмов, обеспечивающих ход, управляемость и безо­пасность судна; автоматический пуск резервных водяных насо­сов и компрессоров пускового воздуха и автоматическое отклю­чение агрегатов при снижении нагрузки. На судах со знаком автоматизации А2 объем автоматизации ДАУ ДГА снижают. Автоматический пуск ДГА предусматривают только при работе одного ДГА в ходовом режиме. В остальных случаях доста­точно иметь дистанционный пуск ДГА из ЦПУ с синхрониза­цией, приемом и распределением нагрузки с ГРЩ, располагае­мого в ЦПУ.

Автоматизация пуска аварийных ДГА с приемом нагрузки в течение не более 45 с после исчезновения напряжения на ши­нах ГРЩ предусмотрена на всех промысловых судах. В каче­стве пускового устройства применяют электростартер с авто­номной АБ, обеспечивающей не менее трех последовательных пусков, и резервной АБ, обеспечивающей три дополнительных пуска в течение 30 мин, или резервным устройством ручного пуска. Допускается использова-ние воздушного пуска с автоном­ной системой сжатого воздуха, удовлетворяющей тем же тре-бо­ваниям в отношении количества пусков и резервирования.

Для судовых ДГА установлено три степени автоматизации управления:

степень I - предусматривает автоматизацию управ­ления частотой вращения, температурой, АПС и защитой с со­хранением всего технического использования дизеля за обслу­живающим персоналом;

степень II — дополнительно автомати­зацию предпусковых и пусковых операций, операций ввода под нагрузку, остановки и поддержания во включаемом резерве с сохранением частичного технического использования дизеля обслуживающим персоналом;

степень III — полный объем тех­нического использования дизеля без присутствия обслуживаю­щего персонала в течение не менее 150 ч.

 

УПРАВЛЕНИЕ ОСНОВНЫМИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРАМИ

ДАУ основных ДГА выполняют индивидуальным (для дизе­лей определенного типа) и унифицированным (для дизелей не­скольких типоразмеров). Для дизелей малой мощности приме­няют электростартерный пуск, а для дизелей большой мощности — воздушный. Получают распространение унифицированные системы ДАУ с использованием логических модулей и микро­модулей. К ним относится унифицированная система типа ДАУ СДГ-Т, предназначенная для управления ДГА постоянного и переменного тока мощностью 100—1000 кВт, обеспечивающая автоматизацию прокрутки дизеля; поддержания дизеля в про­гретом состоянии с готовностью к немедленному пуску; пуска из прогретого и непрогретого состоя-ния; нормальной и экстрен­ной остановки; повторных пусков при несостоявшемся предыду­щем пуске; защиты путем остановки ДГА по падению давления масла, перегреву масла и воды, падению давления воды и топ­лива, разносу дизеля или по импульсу от внешних защит, а также централизованное отключение защит с основного пульта управления (кроме защиты по разносу или разносу и давлению масла); ручную остановку; ограничение времени пуска и прокачки масла перед пуском; включение аварийного стоп-устройства при затянувшейся остановке; выдачу сигнала на прием и распределение нагрузки после установления вели­чин давления масла, температуры масла и воды и частоты вра­щения; оперативную, предупредительную и аварийную сигнали­зацию [11].

Система ДАУ СДГ-Т обеспечивает пять вариантов техно­логической последовательности выполнения операций техниче­ского использования дизеля с учетом наличия:

1) гидроупора (ограничителя хода) топливной рейки;

2) серводвигателя и ко­нечного выключателя топливной рейки на минимальной устой­чивой скорости прогрева;

3) конечных выключателей на мини­мально устойчивой и промежуточной скорости прогрева;

4) от­сечки топлива в крайнем положении рейки;

5) автономно управляемого серводвигателя и топливной рейки, без гидроупора.

 

 

ДАУ имеет четыре конструктивных блока (рис. 10.1): основной ПУО и выносной ПУВ пульты управления, блок управления БУ и блок питания БП. В ПУО сосредоточены органы управления и сигнальное табло, в ПУВ — тоже в меньшем объеме. В БУ входит девять сменных функциональных блоков: стабилизированного питания, БСП (два), контроля времени БКВ,пуска БП, остановки БО, аварийных защит БАЗ, неотключаемых элементов БЭН, усилителей БУ (два) и выходных реле БРВ.

Блок питания снабжает систему нестабилизированным на­пряжением — 24 В от судовой сети переменного тока или от АБ при исчезновении напряжения сети, защищает ее от ТКЗ и сигнализирует о наличии напряжения.

Элементная база блоков — логические модули на дискрет­ных элементах (диодно-транзи-сторная логика).

Блок стабилизированного напряжения обеспечивает стабиль­ное входное напряжение (12,5±0,5) В при колебаниях вход­ного напряжения в пределах 18—30 В, защиту от ТКЗ и пере­грузок.

Блок контроля времени (рис. 10.2) выдает временную про­грамму операций управления дизелем и состоит из усилителя DA2, мультивибратора на элементах DL1 и DL2 (ИЛИ —НЕ), двоичного счетчика на триггерах DT1 — DT6 с инверторами DL3—DL8 (НЕ) на выходах и сумматора на диодах VD2— VD9 и резисторах R3 — R10 реализующего функцию И. При от­сутствии сигналов на входах 1 и 2 БКВ с выхода усилителя

 

 

 

DA2 отрицательный сигнал «1» поступает на вход 1 элемента DL1, удерживая его запертым (мультивибратор заторможен), и на входы R сброса счета триггеров и устанавливает их в со­стоянии «1» на инверсных входах Q. После инвертирования эле­ментами DL3 — DL8 сигналы «0» поступают на входы сумма­тора. Диоды VD2—VD19 открыты и на резисторах R3 — R10

 

 

 

наблюдаются падения напряжения, т. е. на выходах сумматора сигналы отсутствуют. Сигнал входа БКВ инвертируется в сиг­нал «0» на выходе DA2, и мультивибратор начнет генерировать отрицательные прямоугольные импульсы «0»/«1» с длительно­стью 1 с и периодом следования 2 с, управляющие счетчиком. Триггер DT1 перебрасывается после каждого импульса мульти-

 

вибратора DT2— после двух, DT3— после четырех импульсови т. д. На инверсных выходах счетчика формируются прямоугольные импульсы длительностью 2™ с, где п — порядковый номер триггера (длительность первого импульса у всех триггеров на 1 с меньше). Суммируя длительности импульсов в соответствующих комбинациях, получают временную программу, указанную на выходах БКВ (рис. 10.2). Например, через диоды VD3, VD4 и резистор R3 сум-мируются импульсы DT2 и DT1. После подачи сигнала на вход БКВ в течение 3с будет заперт диод VD3, а затем в течение 2 с — диод VD4 сигналами, поступающими с триггеров DT2 и DT1 через инверторы DL4 и DL3. Из-за отсутствия падения напряжения на резисторе R3 на выходе БКВ в течение 5 с действует сигнал «1» (-12 В).

Блок пуска осуществляет прокрутку и прокачку маслом, пуск, прогрев, вывод на подсин-хронную скорость и прием на­грузки, сигнализацию о ходе управляемого процесса, готовно­сти к приему и о приеме нагрузки. Процесс пуска начинается нажатием кнопки SBon «Пуск» или по сигналу устройства типа УВР и запрограммирован для пяти вариантов конструкции ди­зелей [11].

Блок остановки (рис. 10.3) обеспечивает отключение на­грузки, снижение частоты и враще-ния до оборотов XX и охлаж­дение дизеля на XX, отключение системы охлаждения, оста­новку дизеля и необходимую сигнализацию.

В его состав входят элементы:дизъюнкторы DL1-1—DL1-4 (ИЛИ), элементы Пирса DL3 — DL18 (ИЛИ —НЕ), усилители DA2-1—DA2-9 (ИЛИ — НЕ). К выходу блока подключен БУ с усилителями мощности DA7 — DA15 (НЕ) и реле К8 — К13. При нажатии кнопки SBoff или срабатывании датчика Boff остановки включается питание БО, и через элемент DL1-1 сигнал «1» поступает на вход 7 ячейки памяти остановки DA2-1 — DA2-2, а с выхода DA2-2 через усилители DA2-8 и DA9 включает реле К4 отклю­чения генераторного автомата QF, снимаю-щего нагрузку СГ и блок-контактом отключающего насос охлаждения наддувоч­ного воздуха и табло «Нагрузка включена» (в схеме блока пуска).

Рассмотрим работу схемы применительно к вариантам тех­нического использования дизелей.

Вариант 5 — при охлаждении воды в системе охлаждения до температуры нормальной остановки датчик BKW включает реле К12 рабочего стоп-устройства по цепи: DL6 — DL16 — DA2-9 — DA10.

Вариант 1—включается реле К8 электромагнита гидро­упора по цепи памяти остановки: DA2-1 — DA2-2 — DL13— DA2-5 — DA7. После снижения частоты вращения и охлаждения действие схемы аналогично варианту 5.

Варианты 2—4 — срабатывает реле К9 переключения пита­ния по цепи: DL13 — DA2-6 — DA8 и переключает серводвигатель топливной рейки на ДАУ. На входах DL15 собираются сигналы, включающие реле К10 уменьшения частоты вращения по цепи: DA2-7 — DA15. Частота вращения дизеля уменьшается до уставки конечного выключателя SQ_min (вариант 2) или про­межуточного выключателя SQ (варианты 3, 4). После охлаж­дения дизеля датчик BKW (варианты 2, 3) включает реле К12 рабочего стоп-устройства по цепи: DL6—DL16—DA2-9—DA10(W). При варианте 4 включается реле К10 уменьшения частоты вра­щения по цепи: DL6 — перемычка XT 10—DL10—DL15— DA2-7—DA15.

Серводвигатель выводит топливную рейку в положение отсечки топлива (до уставки SQ_min).

Схемой предусмотрено включение реле К12 рабочего стоп-устройства непосредственно по сигналу остановки по цепи: SAoff (выключатель остановки)—перемычка XT 12 — DL1-4 — DL16 — DA2-9—DA10(W). Реле К12 дает сигнал на включение БКВ. Если за определенное время дизель не остановится (SQ— замкнут), то на входах DA2-4 собираются сигналы с DL3 и DL1-3, включающие реле К13 аварийного стоп-устройства по цепи: DA2-4 — DL1-4 — DA11.

При снижении частоты вращения дизеля ниже уставки дат­чика SQ1 отключается насос забортной воды, а при варианте 3 подключается серводвигатель и перемещает топливную рейку в положение минимальной устойчивой скорости (до установки

SQmin)

При остановке дизеля на входах DL2 собираются сигналы, вызывающие на входе сигнал разблокировки памяти остановки (через элемент DL1-3) и отключения питания БО.

Блок неотключаемых элементов обеспечивает поддержание неработающего дизеля во включаемом резерве, автоматическое управление подогревом воды и масла в системах охлаждения и смазки дизеля и сигнализацию по температуре воды и масла (выше и ниже уставок датчиков температуры), уменьшение уровня масла и топлива ниже уставок датчиков уровня и ава­рийному перегреву воды и масла.

Блок аварийных защит обеспечивает защиту дизеля путем остановки при перегреве пресной воды в системе охлаждения, перегреве масла в системе смазки, падения давления или уровня охлаждающей воды и разносе дизеля.

Функциональный контроль обеспечивает проверку исправно­сти БУ перед пуском, во время длительного бездействия и ПТО путем контрольного теста в виде технологической последова­тельности операций управления. В систему контроля входит генератор тактовых импульсов, коммутатор контролируемых блоков, шифратор и информационный экран.

Неисправности функциональных блоков индицируются на информационном экране и быстро устраняются заменой отка­завшего блока.

 

УПРАВЛЕНИЕ АВАРИЙНЫМИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРАМИ Сух.168

 

Для автоматизации управления АДГ применяют унифици­рованные электрические системы ДАУ АДГ с программным уп­равлением на релейно-контактных и полупроводниковых эле­ментах.

В релейно-контактных системах пуск и прием нагрузки про­граммируют кулачковым конта-ктным устройством с электро­двигательным приводом, а в полупроводниковых системах — электронными реле времени.

Унифицированная система ДАУ АДГ для дизелей типов 1Д6-150М (100 кВт), 6412/14 (50 кВт) и 4410,5/13 (25 кВт) конструктивно выполнена в виде пульта, блока управления и элемен-тов, смонтированных на дизеле.

Программное управление допускает структурную и времен­ную перестройку и выполнено на полупроводниковых реле вре­мени РВ1—РВЗ и мультивибратора MB (рис. 10.4), обеспечи­ваю-щих выдержки времени: РВ1 — длительность всего цикла программы (30 с для дизеля 1Д6-150М и 44 с для остальных дизелей); РВ2 — длительность предварительной маслопрокачки и предпускового перемещения рейки топливного насоса (3 с для дизеля 1Д6-150М) или включе-ния свечей накаливания (5 с для остальных дизелей); MB — длительность раскруток дизеля и интервалов между ними (3 с раскрутка и 3 с интервал для дизеля 1Д6-150М и 6 с через 6 с для остальных дизелей); РВЗ — ограничение числа попыток пуска тремя (16 с для ди­зеля 1Д6—150М и 31 с для остальных дизелей). Программу пуска изменяют сопротивлениями резисторов R2, R8, R17, ем­костями конденсаторов С6 и С7 и схемой включения элементов (см. штриховые линии).

Применительно к.дизелю 1Д6-150М исчезновение напряже­ния на шинах ГРЩ (выпрямителе UZ1) вызывает срабатывание реле Р1, т. е. входной транзистор VT1 запирается отрица­тельным напряжением смещения—U_s на базе и отпирает вы­ходной транзистор VT2, запуская реле вре-мени РВ1. Его вход­ной транзистор VT3 запирается падением напряжения на рези­сторе R5 и начинается медленный разряд конденсатора С2, зарядившегося при подготовке схемы через высокоомный рези­стор R8, во время которого транзистор VT4 отперт, а транзи­стор VT5 заперт. Одновременно теряет питание выпрямитель UZ2 и срабатывает реле Р2, т. е. его входной тран-зистор VT6 запирается и отпирает транзистор VT7, к коллектору которого подключено всту-пающее в действие реле времени РВ2. Начина­ется медленный заряд конденсатора этого реле С4 через рези­стор R17, отпираются транзисторы VT9 и VT10 и срабатывает реле маслопрокачки КО, включающее электродвигатели масло­прокачки МО и подачи топлива MP (рис. 10.5). Через 3 с реле времени РВ2 срабатывает с отпиранием транзистора VT8 и за­пиранием VT9 и VTI0. Реле КО обесточивается, заканчивается

 

 

предварительная маслопрокачка дизеля и предпусковое переме­щение рейки топливного насоса.

До срабатывания реле времени РВ2 транзисторы VTJ4 и VT15 удерживались отпертыми положительным напряжением смещения, подаваемым на базы через резисторы R29 и R30 с коллектора отпертого транзистора VT10, и удерживали муль­тивибратор MB в заторможенном состоянии. Через диод VD5 происходит ускоренный заряд конденсатора С5, после чего тран­зистор VT11 отпирается, а транзисторы VT12 и VT13 удержи­ваются запертыми. После срабатывания РВ2 происходит мед­ленный разряд конденсатора С5 через резисторы R22 и R24, за­пираются транзисторы VT14 и VT15 и отпирается VT16. Мультивибратор растормаживается, так как с базы транзистора VT17 снимается отрицательное смещение, а на коллекторную цепь поступает напряжение.

За время выдержки реле РВЗ мультивибратор отрабатывает три импульса. В течение генерируемого импульса, длитель­ностью 3 с, транзистор VT18 заперт, a VT17 — отперт и паде­нием напряжения на резисторе R39 отпирает транзистор VT19, включающий реле пуска KQ, которое через реле стартера KS включает электростартер MS (рис. 10.5), раскручивающий ди­зель. В течение паузы, длящейся 3 с после опрокидывания мультивибратора, транзистор VT18 отперт, a VT17 заперт, т. е. реле пуска KQ и электростартер MS отключены.

Если запуск дизеля не состоялся после третьей раскрутки, то через 1 с закончится разряд конденсатора С5, и сработает реле времени РВЗ (транзистор VT11 запирается, отпирает VT12 —VT15 и запирает VT16), затормаживающее мультивибратор за­пиранием транзистора VT17. Через отпертый транзистор VT13 по отходящей цепи а включается световая (красные лампы HL3) и звуковая (ревуны НА1 и НА2) сигнализация (рис. 10.4 и 10.5).

 

При состоявшемся запуске дизеля от напряжения зарядного генератора G сработает реле удавшегося запуска KN, которое замыкающим контактом вновь подключит электродвигатель по­дачи топлива MP (рис. 10.5), а размыкающим контактом за­действует центробежное реле SR (см. рис. 10.4), обесточиваю­щее реле пуска KQ и реле электростартера KS. В рабочем по­ложении топливной рейки микровыключателем включается реле первой ступени приема нагрузки KW1, отключающее электро­двигатель MP и включающее промежуточное реле KV1, после чего контактор КМ1 подключает к АРЩ первую ступень на­грузки.

 

По истечении времени полного цикла программного управле­ния (30 с) разрядится конденсатор С2, и сработает реле вре­мени РВ1. После запирания транзистора VT4 и отпирании VT5 падение напряжения на резисторе RJ2 превысит напряжение смещения, реле Р2 отпускается с отпиранием транзистора VT6 и запиранием VT7, вызывающим отключение реле второй сту­пени приема нагрузки KW2 (см. рис. 10.4). Срабатывают про­межуточное реле KV2 и контактор КМ2, подключающий к АРЩ вторую ступень нагрузки. Зеленые лампы НЫ сигнализируют о подключении полной нагрузки (рис. 10.5).

При восстановлении контролируемого напряжения про­граммная часть схемы сразу возвращается в исходное состоя­ние и прекращает отработку программы. Реле контроля напря­жения KV (рис. 10.5) разрывает цепи реле пуска KQ (см. рис. 10.4) и промежуточного реле KV1 (рис. 10.5), а контактор КМ1 отключает от АРЩ всю нагрузку и контактор КМ2. Реле KW2, обесточившись, возбуждает промежуточное реле KV3, и контактор КМЗ подключает первую ступень нагрузки к ГРЩ, после чего через промежуточное реле KV2 контактор КМ2 под­ключает вторую ступень нагрузки. Переключение всей нагрузки на ГРЩ сигнализируется желтыми лампами HL2 (зеленые лампы НЫ гаснут).

Реле контроля напряжения KV благодаря конденсатору С имеет выдержку времени при отпускании, исключающую пре­ждевременное подключение нагрузки к АРЩ при нарушении работы схемы программного управления. Кнопки SB2 и SB1 используют при ручном управлении пуском дизеля.

Программу запуска дизелей других типов задают незначи­тельными изменениями в схеме программного управления (по­казаны штриховыми линиями). При запуске этих дизелей дви­гатель MP отсутствует, двигатель МО включается одновременно со свечами накала ЕК, а нагрузка переключается в одну сту­пень после всего цикла программы.