Система автоматического управления комбинированного котла на постоянном токе

Курсовая работа по дисциплине "Системы управления энергетическими и общесудовыми установками".

Тема: "Система автоматического управления комбинированного котла на постоянном токе"

• Аннотация
• Введение
• 1. Основная часть
• 1.1. Логика работы автоматики
• 1.2. Алгоритмизация функционирования схемы
• 2. Электрическая схема котельной автоматики
• 3. Характерные неисправности
• 4. Требования техники безопасности
• 5. Требования Регистра для автоматизированных котлов
• 6. Недостатки системы автоматизации
• Список литературы

В пояснительной записке дан обзор существующих в настоящее время систем и принципов автоматизации судовых технологических механизмов, их достоинства и недостатки. Также, дан анализ существующей системы автоматизации запуска и работы вспомогательного парового котла, рассмотрены логические принципы работы автоматики в различных режимах, в том числе и в аварийных. По существующей принципиальной схеме реального блока автоматики разработана логическая и функциональная схема. Также, рассмотрены современные тенденции автоматизации различных процессов управления технологическим оборудованием на судах. Сделано предложение о замене одного из узлов блока автоматики на узел, соответствующий современным технологиям и элементной базе и проанализированы положительные и отрицательные стороны подобной замены.

Характеристика системы управления электропривода швартовного шпиля фирмы “Сименс”

В нынешнее время система управления электроприводом является одной из важнейших в судовой электроэнергетической системе, и имеет  перспективы развития, так как нуждается в безотказной работе. Система управления, описанная в данной курсовой работе, находится на начальной стадии развития по сравнению с современными цифровыми системами.

Релейно-контакторное управление заменило управление, основанное на логических элементах, микроконтроллерах. При проектировании такой системы необходимо учитывать то, что электро мотор запускается от маломощного источника и должен работать безотказно. Поэтому вся система должна бить минимизирована, чтобы уменьшить возможность появления неисправности. Так же необходимо обеспечить плавный пуск асинхронного двигателя так, как пусковые токи при обычном пуске доходят до шестикратных величин нормального тока. Современные системы управления стали более компактными, многочисленные реле, контакты которых требуют постоянного ухода заменили электронные микросхемы, что в десятки раз минимизирует объём занимаемый данной системой. 

Логика не требует периодического обслуживания, единственным её недостатком является то, что блок логического управления всегда должен находится в определённом температурном режиме. Т.е. на судах, не имеющих системы регулирования температуры в машинном отделении, установка подобных систем не уместна. Но так как на судах нового поколения, изготавливают центральный пункт управления, в котором размещают системы управления всех механизмов, их сигнализации и защиты. Все эти блоки монтируются в главный распределительный щит, а выводы этих блоков подключаются к ЭВМ с которого ведётся либо ручное, либо программное управление. 

Анализ системы управления дизель-генератора ДГР 100/750

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.

Анализ системы управления форсункой АФ65С-220 с питанием от сети переменного тока

В данной курсовой работе была проанализирована система управления форсункой АФ65С-220 с питанием от сети переменного тока. Была приведена краткая характеристика системы управления и режимов работы (основной режим работы форсунки – автоматический, также предусмотрен ручной режим), тактико-технические данные, исходная принципиальная схема. 

В работе были составлены функциональная и структурная схемы, и произведена алгоритмизация функциональной системы. Для этого приведено краткое словесное описание алгоритма, алгоритм функционирования в виде граф-схемы алгоритма (ГСА), логическая схема алгоритмов (ЛСА), граф состояния объекта (ГСО) и записаны переключательные функции.

Разработана таблица характерных неисправностей системы. Приведены основные требования Правил Регистра к системе управления.

Также в работе освещены вопросы технической эксплуатации системы, вопросы техники безопасности при эксплуатации котла и его элементов.

Конспект лекций по дисциплине "СУЭ и ОСУ"

Дисциплина: Системы управления энергетическими и общесудовыми установками (СУЭ и ОСУ)

Конспект лекций по дисциплине "СУЭ и ОСУ"

Содержание:

Структура системы автоматического управления (САУ).

• Системы автоматической регистрации (САР).
• Системы автоматической оптимизации (САО).

Общие вопросы автоматизации судового электрооборудования.

• Знак автоматизации в символе класса регистра.
• Посты управления энергетической установкой.

Система ДАУ и её функции.

• Функции ДАУ.

Элементы систем автоматического управления.

• Элементы теории измерений.
• Точность снятия показаний со шкалы прибора.

Датчики линейных перемещений.

• Потенциометрический датчик.
• Ёмкостные датчики перемещения.
• Схема включения ёмкостного датчика.
• Индуктивный датчик.
• Ёмкостные датчики (доп.).
• Индуктивные датчики (доп.).

Расчет мощности судовой электростанции по режимам работы судна

Методические указания к курсовому проекту "Расчет мощности судовой электростанции по режимам работы судна"

Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка включает в себя следующие разделы:

1. Введение.
2. Краткое описание проектируемого судна и его режимов работы.
3. Технико-экономическое обоснование выбора рода тока, напряжения и частоты.
4. Составление и расчет таблицы нагрузок судовой электростанции по режимам работы судна.
5. Выбор количества и мощности главных и резервных генераторов - технико-экономическое обоснование.
6. Расчет мощности и выбор аварийного генератора.
7. Выбор и описание схемы и конструкции ГРЩ.
8. Мероприятия по электробезопасности и пожарной безопасности при обслуживании электрических станций и сетей.
9. Приложения.

Расчет электроприводов шлюпочной лебёдки

Предмет: Судовые автоматизированные электроприводы (САЭП).
Курсовая: Расчет электроприводов шлюпочной лебёдки.

Содержание курсовой работы:

• Общие вопросы. Назначение. Условия работы электропривода
• Схема работы шлюпочной лебедки
• Выбор электродвигателя шлюпочной лебедки
• Технические данные электроприводов шлюпочных лебедок
• Технические данные односкоростных электродвигателей серии МАП на 1500 и 1000 об/мин
• Управление электроприводами шлюпочных лебедок и их технические данные
• Расчет по выбору электродвигателя шлюпочной лебедки
• Начальные данные
• Расчет
• Принципиальная и монтажная схема САЭП
• Спецификация

Разработка микроконтроллерной системы вывода валогенератора из работы

Курсовой проект по дисциплине МУС «Разработка микроконтроллерной системы вывода валогенератора из работы»

Задание

Разработать микроконтроллерную систему вывода валогенератора из работы:
1. Описать технологический процесс;
2. Отобразить граф-схему алгоритма;
3. Выбрать дискретные или аналоговые датчики;
4. Выбрать исполнительные реле;
5. Выбрать микроконтроллер или программируемый логический контроллер;
6. Распределить датчики и реле по портам микроконтроллера или программируемого логического контроллера;
7. Составить рабочую программу.
Примечание: при выборе микроконтроллера или программируемого логического контроллера необходимо описать его внутреннюю структуру, назначение вводов/выводов и систему команд (с пояснениями).
В качестве микроконтроллеров следует выбирать микроконтроллеры семейства AVR classic, либо микроконтроллеры семейства PIC. В качестве программируемого логического контроллера можно выбирать семейства МИК (МИК-51).

Исследование и отработка эксплуатационных навыков по использованию коммутаторов сигнально-отличительных огней

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомление с конструкцией, оборудованием, устройствами коммутатора сигнально-отличительных огней (КCO).

ПРОГРАММА РАБОТЫ
1. Ознакомиться с конструкцией КСО и устройствами светильников сигнальных огней.
2. Ознакомиться с техническими характеристиками оборудования.
3. Провести испытание КСО в условиях работы каждого ходового огня.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
На судах в темное время суток должны зажигаться сигнально-отличительные огни для обеспечения безопасности плавания и стоянки судов, а также подачи сигналов. Согласно международным правилам безопасности мореплавания МППСС-72 на всех судах устанавливаются фонари светосигнальных огней, цвет, углы и дальность видимости которых определяются их назначением.

Фонари светосигнальных огней для обеспечения необходимой дальности видимости снабжаются специальными приспособлениями в виде отражателей и линз. Для каждого светосигнального огня следует применять лампу, указанную в его паспорте. Как правило, в этих приборах применяются лампы с вертикально расположенной нитью накала и с двухштырьковым свановским цоколем. Нити накаливания других ламп могут оказаться не в фокусе или могут быть недостаточно мощными, в результате чего нарушается дальность видимости фонаря. По конструктивному исполнению сигнально-осветительные фонари (рис. 1) должны быть водозащищенными, герметичными, по способу установки стационарными или подвесными.

Исследование работы сельсинов в индикаторном режиме

1. Цель работы.

«Исследование работы однофазных сельсинов типа ВД-4О4А в индикаторном и трансформаторном режимах. Ознакомление с работой поворотных трансформаторов в схемах управления, изучение их основных характеристик»

2. Основные теоретические сведения.

Сельсины представляют собой малогабаритные индукционные машины переменного тока. Наиболее широкое распространение сельсины получили в системах синхронной связи. Применяются следующие основные схемы включения сельсинов:

Рис.1. Схема включения сельсинов, работающих в индикаторном режиме.

В этом режиме однофазный переменный ток, проходя по первичной обмотке, создает пульсирующий магнитный поток. Это поток индуктирует во вторичных обмотках ЭДС. При согласованном положении роторов, ЭДС в соответствующих обмотках датчика и приемника одинаковы и ток во вторичной цепи отсутствует. Если ротор датчика перевести в другое положение, ЭДС в соответствующих обмотках датчика и приемника становятся различными. При этом по линейным проводам трехфазных обмоток потекут уравнительные токи. При взаимодействии потоков, создаваемых уравнительными токами, с первичным потоком возникают синхронизирующие моменты на валах роторов датчика и приёмника. Ротор датчика жёстко соединён с какой-либо осью механизма, поэтому поворачивается ротор приёмника и непрерывно следует за ротором датчика.

Вопросы к I модулю по дисциплине "СУЭ и ОСУ"

1. Види електричної сигналізації: авральна, пожежна, попереджувальна сигналізація об'ємного пожежогасіння, сигналізація про наявність води у л'ялах та стічних колодезях, трюмах; сигналізація закриття водонепроникних дверей, побутова сигналізація.
2. Прибори акустичної сигналізації: дзвінки різних типів, дзвони голосного бою, ревуни, тріскуни, сирени.
3. Прибори оптичної сигналізації: нулярники, переривники світової сигналізації і сигнальної лампи, світлове табло. Схеми сигналізації.
4. Схеми судової електричної сигналізації. Узагальнена аварійно-попереджувальна сигналізація (УАПС). Схеми блоку узагальнених сигналів (БУС), відсутності вахтового механіка, авральної сигналізації об'ємного пожежогасіння.
5. Класифікація систем пожежної сигналізації. Структурні схеми променевої, шлейфної, димової пожежної сигналізацій.
6. Пожежні повідомлювачі. Димові повідомлювачі. Повідомлювачі з плавкою вставкою, з біметалевими пружинами. Максимальні монометричні повідомлювачі. Безконтактні температурні повідомлювачі. Система пожежної сигналізації ТОЛ-10/50-C. Експлуатація систем пожежної сигналізації.
7. Загальні відомості про синхронні передачі, Вимоги до синхронних передач. Потенціометрична система синхронної передачі змінюваної частоти. Принцип дії, принципова схема. Індукціонна система синхронної передачі. Принцип дії. Схема індукціонної системи синхронної передачі.
8. Суднові електричні телеграфи у загальній системі управління судном.
9. Схема систем керування судном, функціональні схеми. Суднові машинні телеграфи. Структурна схема машинного телеграфа. Схема обладнання включення викличної сигналізації машинних телеграфів. Принципова схема машинного телеграфа.
10. Рульові телеграфи та рульові покажчики. Структурна схема рульового телеграфа та рульових покажчиків. Принципова схема рульового телеграфа та аксіометра. Експлуатація суднових телеграфів і покажчиків. Відмови у процесі експлуатації, зовнішні ознаки. Усування погрішності.
11. Принцип телефонної передачі, параметри та сприймання звукових сигналів. Структурна схема телефонного тракту. Електроакустичні перетворювачі мікрофона і телефона. Вугільний і електромагнітний телефони. Диференціальний електромагнітний капсуль типу ДЕМ у режимі мікрофона, телефона. Засоби включення електроакустичних перетворювачів. Безбатарейний телефонний зв'язок. Система двохпровідного зв'язку з постачанням від центральної батареї.
12. Класифікація і характеристики систем судового телефонного зв'язку. Система телефонного зв'язку з командним комутатором, з окремим комутатором. Системи телефонного зв'язку загального користування з АТС і цифрового телефонного зв'язку. Сигнально- визивні та комутаційні прибори телефонних апаратів і комутаторів. Індуктори. Поляризовані дзвінки. Кулачкові ключі. Важільний перемикач.
13. Суднові телефонні апарати. Схеми безбатарейних телефонних апаратів типу СТА у системі прямого (полярного) зв'язку. Телефонні апарати АТС. Суднові телефонні комутатори. Схема ключового комутатора типу КТК.
14. Загальне уявлення про побудову та роботу автоматичних і цифрових телефонних станцій. Експлуатація систем внутрішнього телефонного зв'язку. Перевірка функціонування усіх елементів АТС і стан ліній разом з телефонними апаратами. Іспитові прибори. Необхідні умови швидкого знаходження ушкоджень.

Полный конспект лекций по дисциплине "СУЭ и ОСУ"

Исследование динамики трехконтурной мехатронной системы регулирования положения

Цель работы: рассчитать параметры и динамические процессы трехконтурной мехатронной следяще-позиционной системы.

В работе необходимо:
1. Определить тип регулятора положения и рассчитать неизвестные параметры структурной схемы.
2. Рассчитать динамические характеристики изменения напряжения на выходе РП – Uрп(t), напряжения на выходе ТП – Eтп(t), тока якоря двигателя – Iя(t), скорости двигателя – ω(t), положения – S(t) при двух сигналах задания на входе Uзп = 1 В и Uзп = 10 В. При необходимости произвести коррекцию настройки регулятора положения, обеспечив устойчивую работу системы без перерегулирования по положению.
3. Оценить показатели качества регулирования и сделать выводы.

Исследование динамики двухконтурной мехатронной системы регулирования скорости

Цель работы: рассчитать параметры и динамические процессы в двухконтурной мехатронной системе регулирования скорости.

В работе необходимо:
1. Определить тип регулятора скорости и рассчитать неизвестные параметры структурной схемы.
2. Рассчитать динамическую характеристику с П-регулятором скорости для режима пуска с набросом нагрузки в установившемся режиме при сигнале задания на входе Uзс = 1 В. Оценить статическую ошибку.
3. Использовать настройку на симметричный оптимум (СО) для получения ПИ-регулятора скорости. Рассчитать динамические характеристики в системе для следующих режимов:
а) режим пуска без фильтра на входе (Uзс = 1 В);
б) режим пуска с набросом нагрузки при установленном фильтре на входе для двух сигналов задания – Uзс = 1 В и Uзс = 10 В;
в) реверс с фильтром на входе и Uзс = 10 В.
4. Оценить показатели качества регулирования и сделать выводы.

Расчетно-графическая работа «Системы подчиненного регулирования координат»

Расчётно-графическая работа по предмету "Мехатронные системы" (методические указания).

1. Определение и уточнение паспортных данных, конструктивных особенностей и условий работы применяемого двигателя (используются каталожные сведения).
2. Краткий анализ структурной и функциональной схем тиристорного силового блока регулирования БТУ 3601 или иного выбранного самостоятельно (см. [6...9, 11] и данные методуказания).
3. Выбор трансформатора либо токоограничивающих реакторов (ТОР), расчет их параметров (каталожные сведения, знания из курса «Электрические машины»). Решение об использовании трансформатора, повышающего трансформатора либо ТОР принимается самостоятельно, с соответствующим обоснованием.
4. Расчет параметров и выбор сглаживающего дросселя.
5. Выбор и проверка тиристоров преобразователя.
6. Расчет и уточнение основных коэффициентов силовой части.

Отработка эксплуатационных навыков по измерению сопротивления изоляции судового электрооборудования и определению мест повреждения изоляции в кабелях

Цель работы

Освоение различных методов замера сопротивления изоляции и определения мест повреждения изоляции в кабелях.

Ознакомление с приборами и устройствами измерения сопротивления изоляции в судовых электрических сетях и установках, находящихся под напряжением и без напряжения.
Анализ и сравнение различных методов измерения сопротивления и определения мест повреждения изоляции на основании проведенных экспериментальных исследований.

Программа работы

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия переносного мегомметра. Произвести замеры сопротивления изоляции фидеров, отходящих от ГРЩ и других элементов электрооборудования.
2. Ознакомиться со схемами измерения сопротивления изоляции сетей, находящихся под напряжением. Произвести замеры сопротивления изоляции фидеров, отходящих от ГРЩ, находящихся под напряжением.
3. Ознакомиться с принципом действия устройств непрерывного контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока. Произвести испытание этих устройств при различных их уставках по сопротивлению изоляции контролируемой сети.
4. Определить место повреждения изоляции кабеля при различных случаях ее повреждения наиболее распространенными методами.

Исследование коммутационно-защитной аппаратуры судовых электроприводов

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить назначение, устройство, принцип действия, особенности эксплуатации и наладки коммутационно-защитной аппаратуры судовых электроприводов.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

На лабораторном стенде установлен магнитный пускатель П-3113. Принципиальная схема лабораторной установки показана на рисунке 1.

Питание в схему магнитного пускателя (переменное напряжение 220 В) включается автоматическим выключателем А (рис. 2).

Установочные автоматические выключатели серии А3134, выпускаются на номинальные токи 100, 200, и 600 А. Они предназначены для нечастых коммутаций и защиты электрических цепей 220 В постоянного и 380 В переменного тока от перегрузок и коротких замыканий.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторной установки

В выключателях на 200 и 600А имеются главные и дугогасительные контакты. При отключении такого автомата размыкаются сначала главные, а за ними дугогасительные контакты, что уменьшает дуговую эрозию главных контактов.

Исследование систем стабилизации напряжения судовых генераторов

Цель работы

Изучить устройство, принцип действия, особенности настройки, эксплуатации и исследовать основные режимы работы систем стабилизации напряжения.

Краткие теоретические сведения

Одним из основных параметров электрической энергии является напряжение, от стабильности которого в значительной степени зависит надежная работа судового электрооборудования. В установках переменного тока уменьшение напряжения на 15—20% вызывает значительное ухудшение механических характеристик асинхронных электродвигателей и затрудняет их пуск. Даже кратковременные глубокие провалы напряжения (свыше 35% от номинального) приводят к самоотключению обычных типов пусковой аппаратуры. Согласно Правилам Регистра напряжение генераторов переменного тока должно поддерживаться в статических режимах с точностью ±2,5% номинального значения при изменениях нагрузки от холостого хода до номинальной, а в динамических режимах при набросе 100% нагрузки и сбросе 50% изменение не должно превышать 20% номинального значения при времени переходного процесса не более 1,5 с. Поэтому синхронные генераторы снабжаются регуляторами напряжения, воздействующими на них возбуждение с целью стабилизации напряжения при действии внешних возмущений (величины и характера нагрузки, изменения частоты, температурного и гистерезисного влияния).

Отработка эксплуатационных навыков по управлению судовыми синхронными генераторами

Цель работы

Ознакомление с конструкцией ГРЩ, его коммутационно-защитной и измерительной аппаратурой, электрогенерирующими агрегатами и их системами регулирования и управления. Испытание электрической станции в различных режимах работы. Исследование различных способов включения генераторов на параллельную работу. Отработка навыков по настройке САР напряжения и частоты вращения генерирующих агрегатов.

Программа работы

1. Ознакомиться с конструкцией ГРЩ, дать эскиз его общего вида.
2. Ознакомиться с электрогенерирующими агрегатами, их конструкцией и техническими характеристиками.
3. Ознакомиться с конструкцией, устройством, техническими характеристиками коммутационно-защитной и измерительной аппаратуры ГРЩ.
4. Произвести испытания электростанции в условиях работы каждого электрогенерирующего агрегата в отдельности.
5. Произвести испытания электростанции в процессе синхронизации различными способами.
6. Произвести испытания электростанции в условиях параллельной работы агрегатов.
7. Произвести испытания защиты генераторов от обратной мощности.
8. Обработать результаты испытаний и дать их анализ.

Исследование эксплуатационных режимов работы судовых аккумуляторных батарей

Цель работы

Изучение конструкции кислотных и щелочных аккумуляторных батарей. Изучение порядка подготовки, включения и производства зарядки кислотных и щелочных аккумуляторов. Снятие и исследование характеристик кислотных и щелочных аккумуляторов при зарядке и разрядке.

Программа работы

1. Изучить конструкцию кислотных аккумуляторов.
2. Провести подготовку 1-й кислотной аккумуляторной батареи к зарядке и включить ее на зарядку.
3. Проверить состояние 2-й кислотной аккумуляторной батареи и включить ее на нагрузку.
4. Снять характеристики кислотных аккумуляторов при зарядке и разрядке.
5. Изучить конструкцию щелочных аккумуляторов.
6. Провести подготовку 1-й щелочной аккумуляторной батареи к зарядке и включить ее на зарядку.
7. Проверить состояние 2-й щелочной аккумуляторной батареи и включить ее на нагрузку.
8. Снять характеристики щелочных аккумуляторов при зарядке и разрядке.

Вопросы и теория к III модулю по дисциплине "СУЭ и ОСУ"

Дисциплина: Системы управления энергетическими и общесудовыми установками (СУЭ и ОСУ)
Вопросы и теория к III модулю по дисциплине "СУЭ и ОСУ"

Вопросы:

1. Перечислите системы автоматической зашиты судовых паровых котлов и поясните их необходимость (от какой аварии защищают).
2. Поясните смысл использования сигнала по расходу пара в системах автоматического поддержания уровня воды в пароводяном барабане судового парового котла.
3. Изобразите схемы регулирования горения в судовых паровых котлах в зависимости от характера взаимодействия между контурами, участвующими в процессах производства пара и поясните смысл работы этих схем.
4. Перечислите системы автоматической защиты и блокировки судовых паровых турбин и поясните их необходимость (от какой аварии защищают).
5. Приведите регуляторные характеристики двух параллельно работающих генераторов переменного тока и поясните, как перераспределяется между ними нагрузка при изменении общей нагрузки на шинах ГРЩ.
6. Поясните невозможность (без дополнительных мер) параллельной работы генераторов переменного тока, если хотя бы один из них снабжён астатическим регулятором.
7. Поясните принцип работы системы автоматического управления резервированием судовых источников электроэнергии.
8. Приведите алгоритм работы системы автоматизации судовых воздушных компрессоров.
9. Перечислите средства автоматизации и опишите алгоритм работы судовой осушительной системы. Поясните смысл сигнала «ОСУШИТЕЛЬНЫЙ НАСОС РАБОТАЕТ СЛИШКОМ ДОЛГО».
10. Перечислите средства автоматизации судовых противопожарных систем. Кратко опишите состав и работу спринклерной системы.

Полный конспект лекций по дисциплине "СУЭ и ОСУ"