В данный курсовой приведено описание работы системы управления вспомогательного дизель-генератора ДГР 100/750.
Курсовая работа включает разработку структурной и функциональной схем, по заданной принципиальной схеме, а так же их словесное описание.
Произведена алгоритмизация функционирования системы, которая включает краткое словесное описание алгоритма, разработка алгоритма функционирования в виде граф схемы алгоритма, логической схемы алгоритма, граф состояния объекта. Записаны переключательные функции пусковых цепей.
- Приведена таблица характерных неисправностей.
- Разработана инструкция по эксплуатации.
- Приведены основные требования Правил регистра к данной системе управления.
- Освещены вопросы технической эксплуатации и безопасности заданной системы управления.
- Разработано рационализаторское предложение по одному из недостатков системы управления.
- Определены имеющиеся недостатки системы и даны рекомендации по их устранению.
Оглавление
Введение
1. Краткая характеристика заданной системы управления и
режимов работы. Тактико-технические данные. Исходная
принципиальная схема. Объём автоматизации
2. Структурная схема управления
3. Функциональная схема управления
4. Алгоритмизация функционирования системы
4.1. Графическая схема алгоритма
4.2. Логическая схема алгоритма
4.3. Графическое состояние объекта
4.4.Переключательные функции
5. Таблица характерных неисправностей
6. Рационализаторское предложение
7. Инструкция по эксплуатации
8. Правила регистра данной системы управления
9. Правила техники безопасности данной системы управления
10. Список литературы
Введение
В настоящее время широко применяются дизеля в качестве приводных двигателей для генераторов. Дизель-генераторы зарекомендовали себя как наиболее надёжный и экономичный источник электроэнергии. Дизель-генератор как источник электроэнергии уже долгое время применяется на судах речного и морского флота. Первые ДГ не были оснащены предупредительной и аварийной сигнализацией и требовали постоянного надзора, постепенно с развитием автоматики на судах, ДГ достигли достаточно высокого уровня автоматизации, и имеют перспективы дальнейшего развития так как за время их применения хорошо себя зарекомендовали.
Система управления ДГ описываемая в данной работе достаточно автоматизирована, снабжена аварийной сигнализацией , возможностью запуска в 2-х режимах: дистанционный и автоматический; а так же аварийной остановкой при выходе из нормы одного из контролируемых параметров. Тем не менее данная система управления находится на начальном этапе развития по сравнению с современной системой управления.
Системы управления применяемые в данное время значительно минимизированы, имеют значительно большее число контролируемых параметров, снабжены не только аварийной но и предупредительной сигнализацией. Не требует вахтенного надзора и собрана на логических элементах, что значительно минимизирует и увеличивает надёжность, долговечность системы.
1.Краткая характеристика системы управления дизель-генератора ДГР-100/750
Вспомогательный дизель-генератор ДГР 100/750 предназначен для установки на судах в качестве источника переменного тока и может работать как один, так и параллельно с другими ДГ.
ДГ состоит из дизеля 63'18/22 и генератора переменного тока IGС 103-8М, установленных на общей раме и соединенных между собой
полужесткой пальцевой муфтой. ДГ поставляется с системой автоматизации первой или второй степени по ГОСТ 10032-62.
Основные технические данные
- Марка ДГР 100/750
- Заводская марка с 1-й степенью автоматизации ДД20З
- со 2-й степенью автоматизации ДД202
- Мощность номинальная/длительная 100 кВт
- Мощность максимальная/кратковременная 110 кВт
- Номинальное число оборотов в минуту 750
- Напряжение 230 В или 400 В
- Род тока переменный трехфазный
- Частота 50 Гц
- Тип соединительной муфты полужесткая, пальцевая
- Моторесурс ДГ 30000 час
- Вес ДГ /сухой /со всеми устройствами 6200кг
Система второй степени автоматизация ДГ
Система второй степени автоматизации предусматривает:
1. Дистанционную настройку рабочего числа оборотов /кнопками "Больше" и "Меньше" с дистанционного пульта.
2. Дистанционную остановку /кнопкой остановки на дистанционном пульте/ рабочим электромагнитным стоп-устройством, прекращающим подачу топлива к форсункам цилиндров.
3. Аварийную остановку по защищаемым параметрам рабочим стоп-устройством и аварийным электромагнитным приводом воздушной заслонки, срабатывающим одновременно.
4. Запуск дистанционный /кнопкой "пуск" на дистанционном пульте
5. Запуск автоматический по любому внешнему импульсу.
6. Автоматический выход на рабочие обороты после запуска.
7. Автоматический вывод регулятора в пусковое положение при остановке
8. Защиту по следующим параметрам:
- падению давления масла /отключаемую/,
- по чрезмерному увеличению числа оборотов коленчатого вала /по разносу/
9. Сигнализации:
-контрольно-световую - о наличии питания и готовности ДГ к принятию нагрузки на дистанционном пульте, о наличии питания и "ДГ прогрет" на коробке блок-реле,
-аварийно-предупредительную - световую по общим сигналам "Авария" и "Неисправность",,, а также сигнал "Зашита отключена" на дистанционном пульте и расшифровывающие сигналы: "Разнос", "Нет давления масла" /падение давление масла-до 0,4 кгс/см2 /, "Понижение давления масла" /Понижение давления до 1,3 кгс/см2 /, "Перегрев масла", "Перегрев воды" и "Пуск не состоялся" на коробке блок-реле, причем, допускается возможность дублирования указанных световых сигналов.
10. На дистанционном пульте предусмотрена кнопка, а на коробке блок-реле КБР-3 тумблер для проверки световых сигналов.
Устройства системы второй степени автоматизации
Система включает следующие устройства:
- коробку блок
- реле
- дистанционный пульт управления
- агрегат предпусковой прокачки масла,
- электромагнитное стон-устройство с защелкой
- электромагнитный привод воздушной заслонки
- электромагнитный привод главного пускового клапана
- трехпозиционное центробежное реле
- комбинированные реле температуры и давления
- реле давления воздуха в баллоне
- две аккумуляторные батареи
Электрическая схема /рис. / питается постоянным током напряжением .24В. питание на электродвигатель насоса предпусковой прокачки масла подается через автоматы 2А, на всю остальную часть схемы через автоматы 1А. при включении питания загорается лампочки 1ЛС и 6ЛС "питание" на дистанционном пульте и коробке блок-реле, запуск ДГ производится нажатием кнопки "пуск" на дистанционном пульте, при этом получает питание катушки реле 1РПМ и 2РПМ, замыкается контакт 1РПМ2 и блокируется кнопка КП, получает питание катушка ЭЗСУ электромагнита защелки стоп-устройства, который, срабатывая, освобождает рейку топливного насоса, через контакты 1РПМ1, и 2РПМ1 получает питание электронасос ПМ, начинается предпусковая прокачка дизеля маслом.
При достижении необходимого давления масла замыкается контакт 1РД1 реле давления, получает питание катушка РП реле пуска, через контакты РП1 и РУМ1 получает питание электромагнит ГПК главного пускового клапана, сжатый воздух через клапан поступает на запуск после чего ДГ выходит на обороты, определяемые затяжкой пружины регулятора, что соответствует 500 об/мин.
При достижении дизелем 450 об/мин замыкается контакт РЦ1 центробежного реле, получает питание и срабатывает реле 1РПМ, которое контактом 1ри1 обесточивает реле 1РПМ и 2ПМ, отключается электронасос предпусковой прокачки масла и электромагнит ГПК, пусковой цикл заканчивается.
Схемой предусматривается контроль времени запуска, который заключается в следующем: при срабатывании реле 2РПМ через контакт 2РПМ2 получает питание катушка реле времени РВ и, если в течение заданного времени ДГ не запустится, замыкается контакт РВ1 реле времени, получает питание и встает на блокировку реле 1РБ, которое контактом 1РБ1 отключает пусковую схему, через контакт 1РБ1 и диод 12Д поступает сигнал на лампочку "Неисправность" на дистанционном пульте, через контакт 1РБ2 - на лампочку "Пуск не состоялся"(8ЛС) на коробке блок-реле.
При достижении дизелем 450 об/мин и срабатывании реле 1РИ через контакт 1РИ2 получает питание катушка РУВ и контактом РУВ1 включается электродвигатель МВ, который увеличивает затяжку пружины регулятора, обороты ДГ растут.
При достижении ДГ рабочих оборотов замыкается контакт РЦ2 центробежного реле и получает питание катушки реле 1-2РИ и 2-2РИ, размыкается контакт 1-2РИ2, обесточивается реле РУВ, увеличение затяжки пружины регулятора и оборотов дизеля прекращается. Когда температура масла в дизеле достигает 35°С, то замыкается контакт 1РТ элемента температуры и загорается лампочка 7ЛС "Дизель прогрет" на коробке блок-реле. При рабочих оборотах дизеля /контакт 1-2РИ3 замкнут/ и при температуре масла 35°С загорается лампочка 2ЛС "Готов к нагрузке" контактом 3РИ2 реле ЗРИ подается автоматический сигнал на включение автосинхронизатора. Для настройки оборотов при включении ДГ на параллельную работу на дистанционном пульте имеются кнопки увеличения /КУВ/ и уменьшения /КУМ/ оборотов.
Аварийная сигнализация предусмотрена по двум параметрам: разносу /лампочка 13ЛС на коробке блок-реле/ и падение давления масла /лампочка 12ЛС на коробке блок-реле/. По обеим сигналам срабатывают реле 4РИ и 5РИ соответственно, которые становятся на самоблокировку. Но обоим параметрам имеется общий сигнал "Авария"/лампочка 5ЛС/ на дистанционном пульте.
Аварийно-предупредительная сигнализация предусмотрена по трем параметрам: понижение давления масла /лампочка 9ЛС на коробке блок-реле/, перегреву воды и масла /лампочки 11ЛС и 10ЛС соответственно коробке блок-реле/. По всем аварийно-предупредительным параметрам имеется общий сигнал "Неисправность" /лампочка 4ЛС/ на дистанционном пульте.
Цепи сигнализации по падению понижению давления масла включаются /контактами 2-2РИ1 и 2-2РИ2/ после достижений дизелем рабочих оборотов. Предусмотрена возможность проверки исправности всех сигнальных ламп. Местные световые сигналы проверяется тумблером ППС, а дистанционные - кнопкой КПС.
Дистанционная остановка ДГ производится кнопкой КО /кнопка "Стоп" на дистанционном пульте/. При этом получает питание катушка реле РЮ, контактом РО3 подается сигнал на снятие нагрузки с дизель-генератора, контакт РО2 через диод 14Д блокирует кнопку КО и подает питание на электромагнитное с стоп-устройство ЭСУ, которое срабатывает, становится на защелку и переводит рейку топливного насоса высокого давления в положение нулевой подачи топлива, дизель останавливается.
Одновременно контактом РО1 подается сигнал на уменьшение затяжки пружины регулятора. При достижении регулятором пускового положения размыкается контакт КР конечного выключателя регулятора, обесточивается реле РУМ, размыкается контакт РУМ4, исчезает питание на катушке РО, цепи остановки приходят в исходное положение сигнал на автоматическую остановку по аварии /защита ДГ/, отключаемый по падению давления-масла, поступает на катушку реле РО через диод 7Д и контакт ВЗТ выключателя защиты и неотключаемый сигнал по разносу - через диод 13Д. При этом, в отличие от дистанционной остановки ДГ, одновременно с электромагнитным стоп-устройством ЭСУ через контакт РА3 реле аварии получает питание и срабатывает электромагнит воздушной заслонки ЭВЗ. Одновременно перекрывается подача топлива к форсункам и доступ воздуха во всасывающий коллектор дизеля. При отключении защиты выключателем ВЗ, расположенном на дистанционном пульте, через контакт В32 получает питание лампочка ЗЛС "Защита отключена", а контактом ВЗ1 разрывается цепь прохождения аварийного сигнала по падению давления масла на катушку реле РО.
При срабатывании стоп-устройства ЭСУ и привод воздушной заслонки ПВЗ отключается конечными выключателями и становятся на механические защелки,/стоп-устройство на внешнюю с электромагнитными и ручным возвратом, а привод воздушной заслонки на защелку, расположенную вне привода. Возврат ПВЗ ручной. Для постановки ДГ на автозапуск и автоостановку выключатель ВАП на коробке блок-реле ставится в положение "Включено".
2. Структурная схема управления дизель-генератора ДГР-100/750
Wм(р)-передаточная функция прокачки масла
Wпб(р)-передаточная функция пускового блока
Wсинх(р)-передаточная функция блока синхронизации
Wраспр(р)-передаточная функция блока распределения нагрузки
3. Функциональная схема системы управления дизель-генератора ДГР-100/750
БП - Блок питания
ДН - Датчик нагрузки
ДПУ - Дистанционный пульт управления
КБР - Коробка блок-реле (для размещения сигнальных ламп, реле, диодов)
БУП - Блок управления пуском
АПМ - Агрегат прокачки маслом
РПВ - Реле пускового воздуха
БМР - Блок механизма разгона
БКВ - Блок контроля времени
БТ - Блок топлива (осуществляется контроль подачи топлива)
СУ - Стоп-устройство
БД - Блок датчиков (датчики температуры, давления и частоты вращения)
БС - Блок синхронизации
ДГ - Дизель-генератор
Описание работы функциональной схемы
Система управления работает от блока питания 24 В. Так как данная система обеспечивает автоматический запуск ДГ по любому внешнему сигналу, то дополнительно можно навесить датчик нагрузки. Запуск также осуществляется с пульта дистанционного управления. Коробка блок-реле размещает в себе сигнальные лампы, электромагнитные реле, диоды и установочную арматуру.
Сигнал на запуск от ДПУ или от ДН поступает на БУП, который подготавливает ДГ к запуску. Затем, сигнал поступает на БМР, здесь происходит разгон дизеля на воздухе, а затем на топливе. Запуск контролируется блоком времени БКВ, и в случае, если время запуска истекло, а ДГ еще не запустился, то но КБР и на ДПУ поступает сигнал “Неисправность”.
В блоке топлива БТ осуществляется контроль подачи топлива на дизель. Блок датчиков контролирует самые важные параметры дизеля, и если все в норме, дизель запустился и работает с допустимыми параметрами, то идет сигнал на синхронизацию генератора.
4. Графический алгоритм системы управления дизель-генератора ДГР-100/750
Sн - начало
А1 - команда на запуск ДГ
А2 - включение маслопрокачки
Р1 – давление масла достигло необходимого значения?
А3 - включение пускового воздуха
А4 - включение топливной системы
Р3 - проверяется, достигли ли обороты дизеля промежуточных (450 об/мин)
А5 – отключение прокачки масла, ГПК
Р4 – время пуска истекло или нет?
А6 - включение синхронизации
А7 - распределение мощности
А9 – Нормальное отключение Д.Г.(снятие нагрузки)
А8 - авария, отказ запуска Д.Г.
Sк – конец.
4.2. Логическая схема алгоритма управления дизель-генератора
4.3. Графическое состояние объекта
0 – Не готов к работе;
1 – Готов к работе;
2 – Запуск в автоматическом режиме;
3 – Запуск в ручном режиме;
4 – Д.Г. запустился
5 – Прогрев Д.Г.
6 – «Готов к работе», проверка всех параметров;
7 – Сигнализация;
8 – Включение синхронизатора ;
9 – Нормальная остановка.
4.4. Переключательные функции
РА=А1*5РИ2
13ЛС=А1*(4РИ1+РЦ3+АПС)
12ЛС=А1*(*2-2РИ2+5РИ1+АПС)
5РИ=1А**2-2РИ
4РИ=1А*РЦ3
5ЛС=А1*(4РИ2+5РИ2)
РО=А1*(4РИ1+ВАП2)*(1РИ3+РУМ4)
ЭСУ=А1*РО2*
ЭВЗ=А1*РО2**РА3
3ЛС=1А*(ВЗ2+3РИ1)
6. Рационализаторское предложение
В данном курсовом проекте приведено описание работы системы управления вспомогательного дизель-генератора ДГР 100/750. Ознакомившись со схемой, работой дизель-генератора, я считаю, что недостатком данной системы является отсутствие нагревательного элемента для масла, что заметно тормозит вывод Д.Г. к состоянию «готов принять нагрузки». В предложенном варианте Д.Г. не может принять нагрузку, пока температура масла не достигнет 35оС - это замедляет выход Д.Г. на режим взятия нагрузки.
Если бы такой узел подогрева масла был, то масло нагреваясь и циркулируя по системе поддерживалось в прогретом состоянии. При ручном или автоматическом пуске, тем более автоматическом, когда необходимо быстро разгрузить перегруженные генераторы, Д.Г. быстрее войдет в рабочие положение. Как пример, греть масло можно паром, пропуская его через теплообменник. Эта система особенно необходима, если судно заходит в северные широты.
К1 - картер дизеля №1
К2 - картер дизеля №2
МР - масленый резервуар
Рассмотрим работу системы, предположим, что оба дизеля стоят в резерве и включена данная система подогрева масла. В масленом резервуаре, находящимся на одном уровне с картерами дизелей, масло подогревается водой, когда температура масла опускается ниже заданного значения открываются вентили В1 и В2, вода с магистрали греет масло до заданного значения, затем они закрываются. Когда температура в любом из картеров опускается ниже заданной, то открываются вентили В3,В4 или В5,В6. Масло нагреваясь естественным способом поднимается вверх по трубопроводу, холодное же масло опускается и попадает в масленый резервуар. Но как только поступает сигнал на запуск дизеля, соответствующие вентили закрываются, и этот двигатель отсекается от системы подогрева масла. Представлена схема автоматической системы подогрева масла.
Рассмотрим работу схемы управления системы подогрева масла:
Схема управления питается постоянным напряжением 24В.
КП-кнопка пуска системы.
Л1-«Система прогрева включена»
ТРМ1, ТРМ2-реле соответственно нижнего и верхнего уровня температуры масла в масляном резервуаре.
Л2, Л3-лампы сигнализирующие закрытое, открытое соответственно состояние вентилей В1 и В2.
КТР2-1, КТР2-2-контакты открытия вентилей В1 и В2.
КДР1-контакт, который размыкается, когда катушка 1РПМ в схеме системы ДАУ ДГ1 получает питание, тем самым блокируя вентили в закрытом положении.
РТК1, РТК2- реле соответственно нижнего и верхнего уровня температуры масла в картере К1.
