船舶機(jī)艙自動(dòng)化4.1 主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本概念

4.1主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本概念4.2主機(jī)遙控系統(tǒng)基本氣動(dòng)閥件和氣源4.3主機(jī)遙控系統(tǒng)的邏輯控制4.4主機(jī)遙控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制4.5船舶柴油主機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)

第四章船舶推進(jìn)裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)主機(jī)遙控：遠(yuǎn)離機(jī)旁，在駕駛室或集控室通過(guò)遙控裝置操縱主機(jī)的方式。AUTO-0船舶，駕駛臺(tái)必須采用全自動(dòng)遙控。集控室通常采用手動(dòng)遙控。4.1主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本概念4.1.1主機(jī)遙控系統(tǒng)的組成

1.遙控操縱臺(tái)

2.車鐘系統(tǒng)

3.邏輯控制單元

4.轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制單元

5.主機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)

6.安全保護(hù)裝置

1．遙控操縱臺(tái)遙控操縱臺(tái)設(shè)置在駕駛室和集控室內(nèi)，分別與駕駛臺(tái)盤臺(tái)和集控室盤臺(tái)形成一個(gè)整體。駕駛室操縱臺(tái)：車令手柄、輔助車鐘、車令記裝置、指示燈和控制面板以及顯示儀表等；集控室操縱臺(tái)：車鐘回令兼換向手柄、主機(jī)起動(dòng)與調(diào)速手柄、操作部位切換裝置、指示燈和控制面板以及顯示儀表等。在主機(jī)機(jī)旁還設(shè)有應(yīng)急操縱臺(tái)，包括應(yīng)急車鐘和機(jī)旁應(yīng)急操縱裝置。

2．車鐘系統(tǒng)作用：實(shí)現(xiàn)駕駛臺(tái)與集控室、駕駛臺(tái)與機(jī)旁之間進(jìn)行車令傳送與應(yīng)答。組成：駕駛臺(tái)車鐘、集控室車鐘和機(jī)旁應(yīng)急車鐘。工作模式（1）操控模式：用于駕駛臺(tái)遙控主機(jī)，此時(shí)駕駛臺(tái)車鐘直接通過(guò)邏輯控制單元和轉(zhuǎn)速控制單元對(duì)主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)遙控；（2）傳令模式：用于在集控室或機(jī)旁操作，此時(shí)駕駛臺(tái)車令首先傳遞到集控室或機(jī)旁，輪機(jī)員進(jìn)行車令應(yīng)答(回復(fù))后，再對(duì)主機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作。

3．邏輯控制單元

邏輯控制單元是主機(jī)自動(dòng)遙控系統(tǒng)的核心，它根據(jù)遙控操縱臺(tái)給出的指令、轉(zhuǎn)速的大小和方向、凸輪軸位置以及主機(jī)的其它狀態(tài)信息，完成對(duì)主機(jī)的起動(dòng)、換向、制動(dòng)、停油等邏輯控制功能。4．轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制單元

轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制單元一方面通過(guò)閉環(huán)控制使主機(jī)最終運(yùn)行在車令手柄設(shè)定的轉(zhuǎn)速，另一方面在加、減速過(guò)程中對(duì)加、減速速率以及主機(jī)所承受的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷進(jìn)行限制，以確保主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全。

5．主機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)

主機(jī)的起動(dòng)、換向、制動(dòng)和停車等操作的邏輯控制通常都是以壓縮空氣作為動(dòng)力源的，對(duì)于采用液壓調(diào)速器的主機(jī)，其轉(zhuǎn)速給定環(huán)節(jié)也是通過(guò)氣路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。主機(jī)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)就是為實(shí)現(xiàn)上述功能而設(shè)置的一套氣動(dòng)邏輯回路，通常由主機(jī)廠家隨主機(jī)一起提供，是主機(jī)遙控系統(tǒng)的重要組成部分。通過(guò)氣動(dòng)操縱系統(tǒng)，可以在集控室對(duì)主機(jī)進(jìn)行手動(dòng)遙控和在機(jī)旁進(jìn)行應(yīng)急操作。

6．安全保護(hù)裝置

安全保護(hù)裝置用來(lái)監(jiān)視主機(jī)運(yùn)行中的一些重要參數(shù)。一旦某個(gè)重要參數(shù)發(fā)生嚴(yán)重越限，安全保護(hù)裝置應(yīng)能通過(guò)遙控系統(tǒng)使主機(jī)減速或停車，以保障主機(jī)安全。安全保護(hù)裝置是一個(gè)不依賴于遙控系統(tǒng)而相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，即使遙控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也應(yīng)能正常工作。4.1.2主機(jī)自動(dòng)遙控系統(tǒng)的主要功能1.操作部位切換控制2.邏輯程序控制3.轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制4.安全保護(hù)與應(yīng)急操縱5.模擬試驗(yàn)1.操作部位切換控制機(jī)旁可進(jìn)行“機(jī)旁（Local）/遙控（Remote）”轉(zhuǎn)換集控臺(tái)可進(jìn)行“集控室（ECR）/“駕駛臺(tái)（BR）”轉(zhuǎn)換。在駕駛臺(tái)自動(dòng)遙控失效時(shí)，能切換到集控室進(jìn)行操縱，集控室失效時(shí)能切換到機(jī)旁進(jìn)行應(yīng)急操縱。優(yōu)先級(jí)機(jī)旁最高，集控室其次，駕駛臺(tái)最低。2.邏輯程序控制（1）換向邏輯控制判斷車令位置與實(shí)際凸輪軸的位置是否一致。（2）起動(dòng)邏輯控制滿足條件，起動(dòng)空氣進(jìn)入主機(jī)進(jìn)行起動(dòng)，達(dá)到發(fā)火切換轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行油氣轉(zhuǎn)換，進(jìn)而加速。（3）重復(fù)起動(dòng)當(dāng)三次起動(dòng)失敗時(shí)，自動(dòng)停止起動(dòng)，發(fā)出報(bào)警。（4）重起動(dòng)在應(yīng)急起動(dòng)、倒車起動(dòng)時(shí)，自動(dòng)增大起動(dòng)供油量。（5）慢轉(zhuǎn)起動(dòng)停車超過(guò)規(guī)定時(shí)間或停車期間停過(guò)電，主機(jī)緩慢

轉(zhuǎn)動(dòng)1-2轉(zhuǎn)，隨后轉(zhuǎn)入正常起動(dòng)。目的：增加潤(rùn)滑；試起動(dòng)。（6）運(yùn)行中的換向與制動(dòng)邏輯程序控制過(guò)程：停油→換向→制動(dòng)→反向起動(dòng)→反向加速。

換向：正常換向，應(yīng)急換向。

能耗制動(dòng)（中速機(jī)）：高壓空氣進(jìn)入氣缸，強(qiáng)行阻止活塞，使主機(jī)轉(zhuǎn)速為0。

強(qiáng)制制動(dòng)（大型低速機(jī)）：使主機(jī)起壓縮機(jī)作用，消耗能量，降低轉(zhuǎn)速。3.轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制（1）轉(zhuǎn)速程序控制發(fā)送速率限制：主機(jī)在中速區(qū)以下的加速控制，速率快。程序負(fù)荷（熱負(fù)荷限制）：高速區(qū)的加速控制，慢加速。起動(dòng)→按速率加速→程序負(fù)荷加速→正車海速（2）轉(zhuǎn)速-負(fù)荷控制正常工況下，通過(guò)調(diào)速器對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行定值控制。惡劣海況下，采用負(fù)荷控制。（3）轉(zhuǎn)速限制①臨界轉(zhuǎn)速自動(dòng)避讓②最小轉(zhuǎn)速限制③最大轉(zhuǎn)速限制④輪機(jī)長(zhǎng)手動(dòng)設(shè)定最大轉(zhuǎn)速的限制（4）負(fù)荷限制（燃油限制）①起動(dòng)油量的設(shè)置②轉(zhuǎn)矩的限制③增壓空氣壓力限制④螺旋槳特性限制⑤最大油量的限制4.安全保護(hù)與應(yīng)急操縱（1）安全保護(hù)（SLOWDOWN、SHUTDOWN）（2）應(yīng)急操縱

①機(jī)旁應(yīng)急運(yùn)行②應(yīng)急運(yùn)行（應(yīng)急換向、應(yīng)急起動(dòng)、應(yīng)急加速，越控）③手動(dòng)應(yīng)急停車(EMSTOP)5.模擬試驗(yàn)顯示遙控系統(tǒng)的運(yùn)行工況測(cè)試和調(diào)整遙控系統(tǒng)的各種參數(shù)檢查遙控系統(tǒng)的各種功能是否正常1.氣動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng)

2.電動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng)

3.電-氣式主機(jī)遙控系統(tǒng)

4.電-液式主機(jī)遙控系統(tǒng)

5.微機(jī)型主機(jī)遙控系統(tǒng)

6.現(xiàn)場(chǎng)總線型主機(jī)遙控系統(tǒng)4.1.3主機(jī)遙控系統(tǒng)的分類1.氣動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng)由氣動(dòng)遙控裝置和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；特點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)功率大，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直觀，便于掌握管理，但存在壓力傳遞滯后的現(xiàn)象。2.電動(dòng)式主機(jī)遙控系統(tǒng)遙控裝置與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均由電動(dòng)元部件構(gòu)成；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，遙控距離不受限制，控制性能好，實(shí)現(xiàn)功能靈活；但執(zhí)行機(jī)構(gòu)功率小，遙控裝置復(fù)雜。3.電—?dú)馐街鳈C(jī)遙控系統(tǒng)遙控裝置由電動(dòng)元器件構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)元件構(gòu)成，兼有電動(dòng)式和氣動(dòng)式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。4.電—液式主機(jī)遙控系統(tǒng)由電動(dòng)遙控裝置與液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成。5.微機(jī)式主機(jī)遙控系統(tǒng)由PLC或微型計(jì)算機(jī)及其接口電路組成，