GMA_Microprocess_systems_1

Отключение групп неответственных потребителей

Для предотвращения обесточивания шин ГРЩ при перегрузке генераторного агрегата и недопустимом снижении частоты на шинах ГРЩ осуществляется отключение групп неответственных потребителей.

При достижении заданного предела нагрузки генераторов производится отключение групп неответственных потребителей. При аварийном отключении одного из генераторных автоматов производится одновременное отключение обоих групп.

Оператором задаются следующие параметры отключения групп неответственных потребителей:

для первой группы: уставка «DG P> NEL 1»;

таймер «DG P> NEL 1»;

для второй группы: уставка «DG P> NEL 2»;

таймер «DG P> NEL 2».

На ПУ DGU, произведшего отключение одной из групп, выводится соответствующее сообщение: «DG-P NEL 1 TRIP» – при отключении первой группы; «DG-P NEL 2 TRIP» – при отключении второй группы.

Для отключения групп неответственных потребителей по низкой частоте на шинах ГРЩ задаются следующие уставки:

для первой группы: уставка «DG f<NEL 1»;

таймер «DG f<NEL 1»;

для второй группы: уставка «DG f<NEL 2»;

таймер «DG f< NEL 2».

351

3. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ

3.1.СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

ИВИНТОМ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА «SELMA-MARINE»

Система SELMA-MARINE построена с применением 16-разряд- ного микропроцессора 8086-2, тактовая частота которого 8 МГц, и арифметического процессора 8087 фирмы INTEL. Логическая часть системы дистанционного управления главным двигателем (ГД) располагается в одной процессорной станции AS32.

Процессорная станция AS32 осуществляет функции управления ГД и винтом регулируемого шага (ВРШ), а также управляет маневрографом на мостике. Система управления предусматривает следующие режимы работы:

а) управление разворотом лопастей ВРШ с мостика при фиксированной частоте вращения ГД 712 мин-1, корректировка шага винта регулятором нагрузки и отборе мощности на валогенератор. Этот режим считается основным;

б) режим «а», но без корректировки шага винта регулятором нагрузки (регулятор нагрузки отключен);

в) режим «а», но управление из центрального поста управления

(ЦПУ);

г) режим «б», но управление из ЦПУ; д) резервное управление разворотом лопастей с мостика с помо-

щью нажимных кнопок при фиксированной или регулируемой из ЦПУ частоте вращения ГД;

е) режим «е», но из ЦПУ; ж) управление разворотом лопастей с местного поста управления

при фиксированной частоте вращения ГД.

Панели дистанционного управления находятся в машинном отделении (МО) и на мостике. Основными функциями системы являются

352

управление и контроль вспомогательными насосами главного двигателя и гребного винта, предварительная смазка, пуск, остановка ГД и регулирование частоты вращения гребного винта, включая контроль и управление нагрузкой ГД.

Управление частотой вращения и шагом гребного винта может осуществляться в двух режимах:

•через систему дистанционного управления (на мостике или в ЦПУ);

•местно у ГД с аварийными управляющими воздействиями. Первый режим представляет основной способ маневрирования, а

второй предназначен для нерегулярного и аварийного применения. В режиме дистанционного управления рабочую скорость гребно-

го винта можно выбрать из двух фиксированных значений. В маневренном режиме – 204 мин-1 и в ходовом режиме – 237 мин-1. После пуска ГД работает на холостом ходу (около 100 мин-1), пока одна из указанных скоростей не выбрана. В маневренном режиме допускаемый диапазон шага ограничен запрограммированным значением 75 % от максимального. Движение рычага управления масштабировано соответственно.

При нормальной работе системы шаг винта регулируется рукояткой управления с мостика или из центрального поста управления (ЦПУ). Заданное рукояткой значение шага подается на регулятор положения, который сравнивает значение заданного и фактического шага и вырабатывает сигнал на гидравлический привод изменения шага винта. Шаг регулируется при малых рассогласованиях шага пропорциональными клапанами, а при больших – клапанами с двухпозиционными соленоидами, осуществляя таким образом точную и грубую регулировку.

Нагрузка ГД ограничивается только при включенной системе дистанционного автоматического управления (ДАУ). Для этого в системе предусмотрены:

ограничение максимально допустимого значения нагрузки (задается оператором на панели в ЦПУ);

программа постепенного ввода ГД в режим (разогрева), которая активизируется после пуска ГД или работы при низкой нагрузке;

353

ограничение нагрузки как функции частоты вращения ГД; сброс нагрузки и понижение скорости как функции частоты вра-

щения валогенератора.

Ограничение нагрузки производится воздействием на шаг винта или путем регулирования максимально допускаемой подачи топлива. В последнем случае программа управления нагрузкой стремится поддерживать подачу топлива в максимально допускаемом значении путем изменения шага винта. Процесс регулирования осуществляется через контур обратной связи и ПИ-регулятор с использованием сигнала положения топливной рейки как регулируемой величины.

Максимально допустимое значение нагрузки ограничивается потенциометром на панели ЦПУ. При применении данного ограничения сигнал обратной связи (фактическое положение топливной рейки) подвергается фильтрации низких частот для стабилизации сигнала ограничителя при волнении.

При температуре в высокотемпературном контуре охлаждения ниже 50 °С, нагрузка ГД ограничивается 75%-ным шагом винта. При падении температуры в высокотемпературном контуре ниже 50 °С или работы ГД некоторое время на частичных режимах (ниже 75 % шага) нагрузка ограничивается значениями, заложенными в программе разогрева. Данная программа за 30 мин (время регулируется) увеличивает ограничение шага от 75 до 100 %.

Нагрузка ГД ограничивается в функции частоты вращения ГД (согласно регламентам изготовителя ГД). Информация о нагрузке получается от датчика положения рейки топливных насосов. В случае падения частоты вращения более, чем на 15 % от заданной, система управления уменьшает шаг на 30 % (значения могут быть перепрограммированы). Уменьшение шага происходит с выдержкой времени.

Система сбрасывает нагрузку на ГД с одновременным понижением шага винта и частоты вращения ГД. Сигнал на сброс нагрузки подается от системы машинного контроля и сигнализации (процессорная станция AS11). Сброс осуществляется двумя ступенями. Первая ступень за 7 с (время регулируется) уменьшает шаг винта примерно на 10 %, одновременно формируется команда на пуск резервного

354

дизель-генератора. ГД продолжает работать на номинальной частоте вращения. Затем вторая ступень, предварительно отключив валогенератор, понижает частоту вращения.

ГД при перемещении рукоятки управления нагружается по линейному закону.

На рис. 3.1 и 3.2 представлены функциональные схемы системы управления.

Рис. 3.1. Функциональная схема системы SELMA-MARINE

355

На рис. 3.2 выделены две подсистемы: ограничения нагрузки ГД (верхняя часть) и управления шагом ВРШ (нижняя часть). Входными сигналами первой подсистемы являются: сигнал о положении рей-

Рис. 3.2. Функциональная схема системы SELMA-MARINE

356

ки топливных насосов (МЕ load); заданное значение ограничителя нагрузки (Chief limit), сигнал включения/отключения ограничителя нагрузки (Load control on/off).

Входными сигналами второй подсистемы являются: положения рукояток телеграфа на мостике (Bridge telegr.) и в ЦПУ (ECR telegr.);

шаг ВРШ (Pitch feedback).

Ограничитель нагрузки реализует пропорционально-интеграль- ный закон регулирования.

Сигнал ограничения вырабатывается по рассогласованию заданного оператором с пульта значения нагрузки и действительной нагрузки ГД, определяемой положением рейки топливных насосов.

Запрограммированные в системе параметры ограничителя нагрузки ГД и алгоритм функционирования менее предпочтительны, чем в системе управления фирмы «КаМеWa».

Фактически ограничитель реализует ПИ-закон регулирования без зоны нечувствительности. Отсутствие нечувствительности и наличие пропорциональной составляющей приводит к тому, что при волнении выходной сигнал ограничителя отслеживает колебания момента сопротивления на гребном винте с периодом, равным периоду качки судна. Такие колебания не дают никакого положительного эффекта в защите ГД от перегрузок, т. к. изменение шага винта, из-за инерционности системы управления шагом винта, происходит с большим отставанием по фазе от колебаний нагрузки. Вследствие чего возникает отрицательное явление – раскачивание контура частоты вращения.

3.2. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ FAHM-S

Система управления FAHM-S предназначена для дистанционного управления главным дизелем с мостика. Система FAHM-S разработана фирмой ASEA.

Система может использоваться для следующих машин: Burmeister & Wein, Sulzer, MAN.

357

Благодаря предусмотренной возможности перепрограммирования система без больших переделок может применяться с другими типами дизелей.

Система рассчитана на работу с мало- и среднеоборотными дизелями для одномашинных и двухмашинных установок.

Оборудование системы делится на три отдельных части: панель мостика, панель ЦПУ и центральный шкаф (рис. 3.3). Обе панели и телеграф мостика соединяются с центральным шкафом.

Рис. 3.3

358

Со шкафом соединены датчики, конечные выключатели и исполнительные элементы главной машины с соответствующими системами подачи топлива и продувочного воздуха.

Центральный шкаф находится в центральном посту управления (ЦПУ), в нем размещена микропроцессорная система DS-8, построенная на базе микропроцессора INTEL-8080.

Программа для управления пуском, остановкой и реверсом для двигателей различного типа выполнена в соответствии с требованиями заводов-изготовителей ГД.

Система FAHM-S имеет электронный регулятор частоты вращения. Он может быть установлен независимо от наличия штатного регулятора.

Регулятор имеет защиту от сверхоборотов, которая срабатывает мгновенно.

Если в систему DS-8 не подается сигнал обратной связи с датчика частоты вращения, то за счет специальной функции регулятора сохраняется полная маневренность, но с уменьшением точности поддержания частоты вращения.

Центральный процессор совместно с электронным регулятором выполняют следующие функции:

регулирование частоты вращения; последовательности пуска/остановки;

автоматический выбор легкого или тяжелого пуска для экономии пускового воздуха;

медленная остановка, остановка; ограничение подачи топлива в функции частоты вращения и/или

давления продувочного воздуха (рис. 3.4); программа разгона и остановки в соответствии с рассчитанной

температурой машины (рис. 3.5); избежание критической частоты вращения;

ограничения крутящего момента, определяемого косвенным образом по положению рейки топливных насосов и значению частоты вращения;

минимальную подачу топлива при задержке двигателя в диапазоне низкой частоты вращения.

359

Рис. 3.4

Электронный регулятор обеспечивает мягкий переход с автоматического режима на ручной и наоборот.

В состав системы FAHM-S входят внешние устройства:

датчики низкого давления: смазочного масла распределительного вала главной машины; турбонагнетателей; охлаждающего масла поршней; охлаждающей воды;

датчик частоты вращения; датчик утечки топлива;

датчик давления продувочного воздуха; датчик телеграфа мостика;

конечные выключатели распределительного вала и телеграфа мостика в позиции «Стоп».

360