第3章船舶主机遥控

第三章 自动遥控系统中的起动和停止控制
柴油机的主要运行工况可分为： 起动(起动电磁阀) 换向(正车电磁阀、倒车电磁阀) 制动(制动电磁阀) 慢转(慢转电磁阀) 停车(停车电磁阀) 调速 主机转速控制系统
主机起、停控制系统
起动和换向工况的控制有时会合在一起，由正车起动电磁 阀和倒车起动电磁阀来完成。 电磁阀是控制电路与执行气路的分界线。
输出非端Q
图3-1
2）继电器型 变距桨系统的特点： 图3-2 主机无需换向 主机转速恒定 图3-3 二、起动电位器的控制电路 起动电位器是用来发送主机起动燃油给定值的。 起动电位器的控制电路实际上是控制起动电位器的接通和 切除作用，并不是直接控制起动油门的大小。 图3-4
§3-3 重复起动
重复起动：当主机第一次起动不成功时，系统应能自动进 行多次起动，超过三次或四次，系统将不再允许起动，并发出 故障报警信号。 具有以上功能的控制环节，叫重复起动控制环节。 换向时间监视电路 起动时间监视电路 起动间歇延时电路 起动次数寄存电路 一、换向时间监视电路 本电路需要完成的功能：从换向机构准备动作时开始，如 果在整定的延时范围内，换向结束就是成功，反之就是失败。 本电路的输出信号： 发出换向失败报警信号 发出再次换向起动的信号
1）起动次数寄存器逻辑电路 双稳态触发器的逻辑关系： 时钟端（ 6，16，26 ） 置“1”端（5，15，25） 复位端（12，22，32） 输出端（7，17，27） 输出非端（8，18，28） 2）继电器式起动次数寄存器
图3-10
图3-11
图3-12
§3-4 慢转控制
慢转控制原理：在遥控系统中，如果主机停车时间过长，
§3-1 停车控制
停车控制单元有三个控制阀： 停车电磁阀（油路切断） 调速器停车电磁阀（油门杆拉到零位） 紧急停车电磁阀（喷油泵齿条零位） 在大多数遥控系统中，停车电磁阀和调速器停车电磁阀同 时动作，也就是说，受控于同一套控制电路。而紧急停车电磁 阀由单独电路控制。 紧急停车电磁阀的控制原理图：
+24V
以下所介绍的慢转控制实例是正逻辑电路。
图中的1D、8C、8B、2C均为二进制计数器。 1D用于延时时间的计算。 8C和8B组成 8位二进制计数器，用于计算主机转过的圈数。 2A、2C、5C组成二—十进制计数器。用于计算主机转数。 2D和5D均为“一次脉冲发生器”，其真值表如下：
输入 A1 A2 B Q
一般超过30分钟后，则在下一次起动主机之前，应首先使主机 以低速旋转一圈或两圈，然后转入正常起动；或者在电源断电 后恢复供电，也应首先以低速旋转一圈。 慢转：使主机以低速旋转一圈或两圈的运转。
什么情况下需要进行慢转？
①主机停车超过30分钟。 ②遥控系统断电后恢复供电。
慢转的目的：
①使主机各运动部件之间，通过慢转建立起润滑油膜。 ②通过压缩空气吹走气缸中的残水、积油或杂质等。 慢转的作用与手动操车时的“冲车”效果相当。 并非所有的主机遥控系统均具备慢转控制环节。
紧急停 车开关
停车电磁阀的控制原理图： 车钟发出 停车指令 故障停车信号 (Shut down) 紧急停车信号 (EM. Stop) 车令与运转 方向不一致
停车 电磁阀
调速器停 车电磁阀
§3-2 起动控制
柴油机的起动过程根据机型的不同而有所不同。 柴油机的起动过程中有两个控制量： 油 气 起动控制电路由两部分组成： 起动电磁阀的控制 起动电位器的控制 本章所介绍的大部分电路取自于挪威KMSS集团Norcontrol 公司的AUTOCHIE II。所针对的控制机型为MAN型中速机。 一、起动电磁阀的控制电路 1）逻辑电路型 起动电磁阀的控制电路由两部分组成： 正车起动电磁阀的控制 倒车起动电磁阀的控制 逻辑电路的基本知识： 正逻辑：“1”为高电平，“0”为低电平。
负逻辑：“0”为高电平，“1”为低电平。 正逻辑的与门=负逻辑的或门 逻辑电平的电压一般在5V~24V之间。 常见的逻辑符号： 中国 挪威 德国 ＆
与门
或门
≥1
逻辑电路中最为常见的比较电路是双稳态触发器： （以下以负逻辑电路为例加以介绍）
复位端R
置位端S
输出端Q 起动控制电路的分析步骤： 起动的连锁条件 停车下的起动 起动 正常反向起动 紧急反向起动 起动结束 起动电磁阀的切除 起动逻辑电路的复位 重复起动
紧急情况下的起动示例(由倒车向正车反向起动): 倒车400rpm 倒车125rpm 倒车40rpm “正车起动” 1 0 0 402 1 1→0 0 810 1 0 0 828 0 1 1→ 0 三、起动间歇延时电路 本电路需要完成的功能：当起动失败后，由起动间歇延时 电路产生延迟后，再次发送起动信号，直至三次起动失败为止。 本电路的输出信号： 发出再次起动的信号 图3-8 U51903 ZK2型短延时单元的工作原理： ①当输入端(19,22)为“0”时，输出端(28)为“0”。 ②当输入端有一个“1”信号时，输出在t秒内为“1”，t秒后 又 为“0”。 本电路的工作特点：
输出 Q
X L
X H
X X
L ↑
L ↑
↑ H
L
H
慢转电路工作原理： 1）正常运行 ①主机处于运转状态。 ②主机停车。 ③慢转信号的产生。 ④起动主机。 ⑤撤消慢转。 2）初次上电 ①慢转信号的产生。 ②起动主机。 ③撤消慢转。
图3-13
§3-5 制动控制
可以进入制动状态的两种特殊情况： 紧急操纵 大于运河中航行限制转速 断油减速 正车全速 断油减速 倒车全速 -125rpm 图3-14 125rpm 减压制动 -40rpm 减压制动 40rpm 强制制动 0rpm 强制制动 0rpm
机起动过一次。 ②输出信号控制起动电磁阀的通断和去起动次数寄存电路 寄存起动次数。 ③因输入脉冲是短暂信号，所以输出又反馈到输入，保持2 秒内的稳定。 一般起动间歇延时电路的延时时间为2秒。 四、起动次数寄存电路 本电路需要完成的功能：寄存重复起动次数，当连续三次 或四次失败后，便发出停止自动再起动信号。 本电路的输出信号： 发出重复起动超过三次的报警信号。 起动次数的寄存方式有三种： 按起动次数移位寄存 次数原则 按计数器式的计数方式 按重复起动时间寄存 时间原则
本章作业
1）在哪些情况下停车电磁阀将动作？ 2）试述正车起动电磁阀的工作原理。 3）什么叫重复起动？重复起动由哪些环节组成？ 4）什么情况下需要进行慢转？ 5）慢转的目的是什么？ 6）慢转对控制电路有什么要求？
慢转对控制电路的要求：
①满足起动条件。 ②计算主机的停车时间是否超过30分钟，或有否失电 信号。 ③无紧急操纵信号。 ④计算慢转延时时间，或主机正好转过一圈（两圈） 时，撤消慢转信号。
慢转起动的控制方式：
①控制主起动阀的开度大小。如部分开启，使得进入 到气缸中的压缩空气量少，则主机的转速较慢，从而实现慢转。 ②分别控制主起动阀和辅起动阀。当发出慢转起动信 号时，先打开辅起动阀，该管路较细，用以控制主机只能慢转， 当转过一圈后，关闭辅起动阀，打开主起动阀，进入正常起动。
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图3-5 U50401 ZL2型长延时单元的工作原理： ①当输入端(15,16,17,22,21)为“0”时，输出端(13)为“1”。 ②当输入端有一个“1”信号时，则延时t秒后，输出端由 “1” 变“0”。 二、起动时间监视电路 本电路需要完成的功能：从起动机构准备动作时开始，如 果在整定的延时范围内，起动结束就是成功，反之就是失败。 本电路的输出信号： 发出起动失败报警信号 图3-7 发出再次起动的信号 起动机构开始动作的时间分为两种情况: 主机在停车情况下开始的起动 主机在紧急情况下进行的反向起动 U50701延时单元的功能与U50401的功能完全相同。 正常反向起动的情况与停车情况下的起动相似。