Понятие о комплексной автоматизации судов

За последнее десятилетие мировой морской торговый флот пополнился большим числом судов, оборудованных средствами автоматизации, которая в настоящее время стала одним из главных направлений технического прогресса во всех отраслях промышленности. Внедрение на морских судах средств автоматизации позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность плавания, повысить производительность и улучшить условия труда, способствует совершенствованию форм технического обслуживания.

Основной особенностью автоматизации морских судов на данном этапе является комплексная автоматизация работы энергетической установки, палубных механизмов, грузовых операций и процессов навигации. Внедрение комплексной автоматизации связано с применением электронных цифровых вычислительных машин (ЭЦВМ).

Системы ДАУ пароэнергетическими установками

Задачей судовой энергетической установки (СЭУ) является преобразование химической (или ядерной) энергии топлива в механическую энергию движителя и в электрическую или тепловую энергию, потребляемую механизмами общесудового назначения и удовлетворяющую бытовые нужды экипажа.

В упрощенной схеме судовой пароэнергетической установки (СПУ) (рис. 1) топливный насос подает топливо в топку котла, где химическая энергия топлива преобразуется в тепловую, а тепловая энергия передается пароводяной смеси. Носитель энергии (пар) поступает из котла в главные турбины, в турбины электрических генераторов и вспомогательных механизмов, где его энергия с помощью лопаточных аппаратов преобразуется в механическую энергию вращения роторов.

Рис. 1. Упрощенная функциональная схема СПУ:

1—топливный насос; 2 — котел; 3, 8 — питательный и конденсатный турбонасосы; 4 — турбогенератор; 5 — главная турбина; 6 — главный редуктор и винт; 7, 9 — главные конденсатор и эжектор

Кинетическая энергия главных турбин через редуктор передается на винт. Энергия роторов турбин электрогенераторов преобразуется в электрическую, а энергия роторов турбин вспомогательных механизмов установки передается соответствующим насосам, где преобразуется в энергию давления, нагнетаемых жидкостей. Пар из турбин поступает в конденсатор, где его энергия передается забортной воде.

Системы ДАУ компрессорами пускового воздуха

Системы ДАУ компрессорами пускового воздуха, предназначенные для поддержания в заданных пределах давления воздуха в баллонах главных дизелей и дизель-генераторов, позволяют производить автоматическое управление в функции давления и температуры.

Системы управления могут быть выполнены по схемам релейноконтакторного типа с применением функциональных логических элементов. Наибольший интерес представляет система управления на функциональных логических элементах.

На рис. 1 представлена блок-схема системы управления электрокомпрессора типа ЭКП с применением типовых транзисторных логических элементов серии «Логика-Т».

Система обеспечивает: автоматические местные и дистанционные пуск и остановку компрессора; открытие и закрытие клапанов продувания и охлаждающей воды; автоматическую остановку при аварийном отклонении от нормы контролируемых параметров (давления охлаждающей воды и масла, давления сжатого воздуха в первой и второй ступенях компрессора, температуры воздуха за холодильником второй ступени); световую сигнализацию о месте управления, об исчезновении электро- и пневмопитания, расшифровывающую аварийную сигнализацию.

Системы ДАУ главными двигателями

Системы ДАУ главными двигателями относятся к числу основных систем автоматизации.

В состав дизельной установки входят сам дизель и системы, обеспечивающие его функционирование, — системы пуска, реверса, смазки, охлаждения, топливоподачи, наддува, управления.

Безаварийная и экономичная работа дизельной установки возможна при условии автоматического контроля и управления основными рабочими параметрами дизеля.

К рабочим параметрам, по которым осуществляется автоматическое регулирование, защита и сигнализация, относятся: температура атмосферного воздуха Т₀, наддувочного воздуха во впускном коллекторе Т_к, выпускных газов по цилиндрам и средняя за газовой турбиной T_г, пресной воды на входе O_в1 и на выходе О_в2, смазочного масла на входе О_м1 и на выходе О_м2; давление атмосферного воздуха р₀, воздуха во впускном коллекторе р_к, смазочного масла р_м, газов в выпускном коллекторе р_г, охлаждающей воды р_в; крутящий момент М и частота вращения n коленчатого вала. На рис. 1 представлена обобщенная схема автоматического контроля и регулирования дизеля.

Системы ДАУ судовыми дизель-генераторами

Судовые дизель-генераторы условно можно разделить на две группы: обеспечивающие непрерывное электропитание потребителей в нормальных эксплуатационных режимах; обеспечивающие электроснабжение наиболее ответственных потребителей электроэнергии в аварийных режимах.

В зависимости от объема автоматизации для дизель-генераторов установлены три степени автоматизации. Наибольший интерес представляют системы ДАУ основными и аварийными дизель-генераторами, охватывающие главную часть объемов автоматизации.

На судах отечественной постройки эксплуатируются различные системы ДАУ судовыми дизель-генераторами (ДАУ 7Д12, ДАУ 6Д50А, ДАУ СДГ-Т и др.).

Книга "Автоматическое управление судовыми электроэнергетическими установками" Баранов А.П. 1981

Автоматическое управление судовыми электроэнергетическими установками

Баранов А.П.

Оглавление

ЧАСТЬ 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ

Глава 1. Основы математики, применяемые при описании систем
управления электроэнергетическими установками

§ 1. Сведения из теории множеств 9
§ 2. Элементы алгебры логики 13
§ 3. Теория графов 20
§ 4. Теория алгоритмов 27
§ 5. Теория конечных автоматов 30

Глава 2. Построение систем управления электроэнергетическими установками

§ 6. Системный подход к автоматизации управления техническими объектами 35
§ 7. Автоматное описание функционирования СУ 38
§ 8. Графические и логические схемы алгоритмов функционирования СУ 43
§ 9. Логические сети и схемы СУ 47
§ 10. Программирование функций СУ 51
§ 11. Управляющие вычислительные машины в СУ 54
§ 12. Контроль и диагностирование СУ 56
§ 13. Оценка экономической эффективности СУ 58

Вопросы ко II модулю по дисциплине "СУЭ и ОСУ"

1. Перечислите существующие знаки автоматизации энергетических установок морских судов, поясните их смысл и укажите область распространения.
2. Перечислите существующие посты управления автоматизированной СЭУ, укажите места их расположения и приоритетность одних по отношению к другим.
3. Дайте пояснение понятию «Система дистанционного автоматизированного управления» (ДАУ), приведите общие требования к системам ДАУ в зависимости от комплектации главного энергетического оборудования, охарактеризуйте применяемые программы систем ДАУ и укажите места расположения переключателей программ.
4. Охарактеризуйте основные функции системы ДАУ (для минимально необходимой конфигурации).
5. Перечислите системы автоматической защиты судовых двигателей внутреннего сгорания и поясните их необходимость (от какой аварии защищают).
6. Перечислите основные величины, которые автоматически регулируются в судовых двигателях внутреннего сгорания.
7. Приведите требования классификационных обществ к регулированию и защите судовых ДВС по частоте вращения вала.
8. Опишите виды регуляторов частоты вращения вала ДВС в зависимости от диапазона задаваемых частот вращения. Укажите области применения этих регуляторов.
9. Приведите упрощенную схему и дайте краткое описание работы регулятора частоты вращения вала ДВС, включённого по предельной схеме. Приведите соответствующий иллюстративный материал и пояснения.
10. Приведите упрощённую схему и дайте краткое описание работы регулятора частоты вращения вала ДВС, включённого по всережимной схеме. Приведите соответствующий иллюстративный материал и пояснения.
11. Приведите требования классификационных обществ к судовым ДВС в отношении перегрузки. Опишите и проиллюстрируйте соответствующими диаграммами возможные причины перегрузки судовых ДВС.
12. Приведите выражения для подвода и отвода теплоты в ДВС. Проиллюстрируйте это на соответствующей диаграмме.
13. Приведите упрощённую схему автоматического регулирования температуры охлаждения цилиндров ДВС и поясните её работу.
14. Приведите упрощённую схему автоматического регулирования температуры циркуляционной смазки ДВС и поясните её работу.