“合永轮”主机遥控系统分析及故障诊断

1、大连海事大学装订线毕业论文二一五年四月“合永”轮主机遥控系统分析及故障的诊断专业班级：船舶电子电气工程 09级2班姓名：指导教师：轮机工程学院内容摘要摘要：主机遥控是现代船舶的重要标志,是实现无人值班机舱的重要条件之一。主机遥控是被用来在驾驶台或者集控室操作主机的装置，合永轮采用的主机型号为MAN B&W 6S80MC。本文主要介绍了本轮主机遥控装置的系统组成，包括遥控操作台，车钟系统，逻辑控制单元，转速与负荷控制单元，主机气动操纵系统，安全保护装置等。本轮采用的主机遥控装置是纯电子主机遥控装置，没有任何的液压及气动部件。关键词：船舶主机主机遥控伺服马达气动回路ABSTRACT：The

2、 main engine remote control system is considered to be an important symbol of modern ships,which is also one of the most important conditions for the unattended engine room.The main engine remote control device is used to control main engine operation on the bridge or the control room.The main engin

3、e used on the vessel of “HE YONG” is the MAN B&W 6S80MC.This paper mainly introduces the composition of the main engine remote control system which includes a remote control console, telegraph system, logic control unit, speed and load control unit, engine pneumatic control system, safety protec

4、tion device and so on. The main engine remote control system on “HE YONG” vessel is a pure electronic system,without any hydraulic and pneumatic components. Keywords: Main engine Remote control system Servo motor Pneumatic目录第1章引言1第2章“合永”轮船舶主机遥控系统装置概述12.1主机遥控系统的组成和维护12.1.1主机遥控系统的组成12.1.2主机遥控系统运行管理和维护

5、22.2主机遥控系统的主要功能22.2.1操作位置切换功能22.2.2逻辑控制功能32.2.3主机的转速与负荷控制功能32.2.4安全保护及应急操纵功能4第3章主机遥控系统M-800-II数字逻辑电路及控制系统分析53.1 M-800-II系统组成框图分析及其特点53.2主机遥控中各逻辑回路分析63.2.1换向与逻辑回路63.2.2主机起动及其控制回路73.2.3重复起动逻辑回路83.2.4主机重起动控制回路93.2.5主机转速与负荷控制原理10第4章“合永”轮主机遥控系统外围电路分析114.1主机遥控系统供电电路分析114.2电车钟系统框图124.3主机调速系统框图124.4主机遥控系统接线

6、图134.4.1主机遥控系统驾驶台操作台电源接线图134.4.2主机遥控系统集控室部分电源接线图144.4.3主机辅助鼓风机起动电路分析144.4.4主机集控室控制面板及其警报回路154.4.5主机遥控系统转速信号及车钟线路图16第5章 “合永”轮多起主机遥控装置的故障分析165.1故障发生过程及现象165.2故障原因分析过程及解决方法16【参考文献】17“合永”轮主机遥控系统分析及故障诊断第1章 引言随着科技的发展及船舶制造技术的提高，船舶自动化程度越来越高，为了更安全及方便的控制船舶主机，引入了船舶主机遥控系统。现在我国远洋及近海船舶的主机遥控系统主要分为两大类，一种为可反转柴油机与固定螺

7、旋桨连接直接传动的遥控系统，这种系统按能源又分为纯气动和电气混合的两种遥控系统，另一种是不可反转柴油机与可变螺距螺旋桨连接直接传动的主机遥控系统。合永轮采用的是第一种可反转柴油机与固定螺旋桨直接传动的遥控系统。第2章 “合永”轮船舶主机遥控系统装置概述2.1主机遥控系统的组成和维护2.1.1主机遥控系统的组成(1)遥控操作台；遥控操作台设置在驾驶室和集控室，驾驶室操作台主要有车令手柄，辅助车钟，车令记录装置，指示灯，和控制面板及显示仪表。集控室操作台主要有车令手柄等。此外主机机旁还设有应急操作台，包括应急车钟和机旁应急操作装置。(2)车钟系统；从外观上看与车钟一样，这种车钟具有两种功能，一是当

8、在集控室或者机旁操纵主机时，作为一般的传令车钟用。另一个当在驾驶台操纵主机时，作为自动遥控系统的指令发送器用。(3)主机起动、制动控制环节；它是由逻辑程序电路和逻辑程序气路组成的开环控制系统，控制主机的换向，起动制动和停车。逻辑程序有起动逻辑程序，重复起动逻辑程序，慢起动逻辑程序，负荷程序，自动避开临界转速程序，全速换向程序，安保程序，紧急操作程序等。(4)主机转速控制环节；转速控制单元一方面通过闭环控制主机运行在车令手柄设置的转速，另一方面在加减速过程中要对加减速速率及主机所承受的机械负荷进行必要的限制，确保主机运行的安全。主机转速由调速器控制，本轮采用电子调速器，主要由PI调节器和执行器以

9、及它们相匹配的变换器组成(5)主机气动操作系统；主机的起动、换向、制动和停车等操作的逻辑控制通常都是以压缩空气作为动力源的，本轮采用的电气调速器，其控制回路同样是以压缩空气为动力的。(6)主机保护环节；为了主机安全可靠的运行自动遥控系统必须设有完善的保护环节。主要的保护环节有转速限制器，加速限制器，燃油限制器和负荷限制器，当主机运转不正常时发出声光警报，甚至使主机停车。(7)主机和螺旋桨；它们是自动控制系统的主要控制对象，本轮主机装有调速器，执行器，还有限位开关，来确认凸轮轴及油门杆位置，飞轮端装有测速发电机来确定主机转速和转向，作为遥控系统的控制信号和反馈信号，以便实现各种逻辑功能及完成预定

10、的程序动作。2.1.2主机遥控系统运行管理和维护(1)日常管理1) 观察主控台上的各种指示灯的状态。2) 观察安保系统及遥控系统上指示灯的状态。3) 保证MG-800系统的供电，防止程序丢失。4) 注意主机遥控系统驱动装置控制箱的散热，保证散热小风机的正常运行。5) 注意主机遥控系统面板的整洁干净，不允许在主机遥控控制面板处放置液体，防止液体倾覆损坏内部电子元件。(2)日常维护1) 小容量辅助继电器每年检查测试一次,三年大修一次,五年检查更换一次。2) 大容量辅助继电器每半年检查测试一次,每一年检查接触状况一次,每三年更换一次。3) 限位开关每个月检查螺丝紧固情况,每一年进行一次除尘除灰,每五

11、年更换一次。4) 电压传感器每一年检查一次螺丝紧固情况,每三年进行一次功能测试。5) AC-DC,DC-AC Converter每五年更换一次。6) 压力温度开关每半年检查螺丝紧固状态,每一年检查接触状况,每三年进行功能测试。2.2主机遥控系统的主要功能合永轮所采用的主机遥控系统为一种电-气结合式的遥控系统。其主要功能有：通过逻辑电路控制八个电磁阀，再通过这八个电磁阀控制控制一些气动阀件来实现主机的起动，停止，换向，制动，慢转等操作。而主机调速则是由设置于驾驶室车种或者集控室车钟杆上的电位器传送与车钟指令成正比的电压信号，经放大元件控制伺服电机，气动执行机构，产生与车令成比例的电压信号，送到伺

12、服马达，实现主机调速。合永轮主机调速系统共分成四个系统，分别为安保系统,转换系统，起动停车系统，转速设定系统。2.2.1操作位置切换功能遥控系统必须在机旁和集控室及驾驶台提供做操位置转换功能，机旁一般设有“机旁（Local）”和“遥控（Remote）”转换开关，如图2-1所示。而在集控室控制台上则设有集控室和驾驶台转换开关，如图2-2所示，有在机旁将转换开关打至遥控位置时才能在驾驶台和集控室进行操作，是在集控室还是在驾驶台进行操作则由控制台上的转换开关决定。在三个操作位置中，机旁操作的优先权最高，自动化程度最低，集控室的操作优先权和自动化均其次，驾驶台的操作优先权最低，但自动化程度最高。在进行

13、操作位置转换时，在高优先级的操作部位可以无条件的获得操作权。图2-1 应急操作台 图2-2集控室控制台2.2.2逻辑控制功能(1)换向逻辑控制，当有动车车令即车钟手柄从停车位置移置正车或者倒车位置的某一位置，遥控系统首先进行换向逻辑判别，即进行车令与凸轮轴位置是否一致，当车令与实际凸轮轴位置不一致时，便自动控制主机换向，将主机的凸轮轴换到车令所需要的位置上，换向完成后，遥控系统转入起动逻辑控制。(2)起动逻辑控制，换向逻辑完成后，遥控系统紧接着进入起动逻辑判断，也就是对起动条件进行鉴别。当满足起动主机所需要的各项条件时，控制空气分配器投入工作，打开主起动阀，起动空气进入主机进行起动，在主机达到

14、发火转速时，自动完成油气转换，停止起动，这时若起动成功，自动转入主机加速程序。(3)重复起动程序控制，若主机在起动过程中发生点火失败，遥控系统将自动进行第二次起动，若第二次起动又失败，则进行第三次起动，若出现第三次起动失败主机将禁止起动，同时发出起动失败报警，当故障排除后需将车钟手柄拉到停车位置，对三次起动失败信号复位，才能对主机进行再次起动。(4)重起动逻辑控制，在应急起动、倒车起动或有重复起动的情况下，为了提高起动成功率，遥控系统将自动增大供油量，或自动提高起动空气切断转速，对主机进行重起动。2.2.3主机的转速与负荷控制功能(1)转速程序控制，加速程序控制有两种形式，发送速率限制，程序负

15、荷限制，其中发送速率指的是主机在中速区以下的加速控制，加速速率较快，而程序负荷指的是在高速区的加速控制，特别强调慢加速。实际上不仅有加速程序控制，减速也有程序控制，除遇到应急情况外主机从海速降速时进行一段减速程序负荷控制，对延长主机使用寿命和降低故障率都是十分重要的。因为在高负荷时加速太快，会使主机超热负荷，严重影响缸套、活塞和缸盖等燃烧室部件的寿命。因此，有了发送速率和程序负荷这种控制功能，驾驶员可按实际情况把车钟手柄扳到任一速度档，而不必考虑是否会损害主机。在主机起动完成到转速稳定这段时间内，主机转速控制系统实际上是在完成一个转速程序控制过程,实际上不仅有加速程序负荷，还有减速程序负荷，除

16、遇到应急情况外，主机在从海速降速时进行一段减速程序负荷控制，对延长主机使用寿命和降低故障率都是十分重要的。(2)转速-负荷控制，主机的转速与负荷控制回路是一个综合控制回路。在正常航行工况下，控制回路主要是通过调速器对主机转速进行定值控制。控制回路的作用就是克服各种扰动，把主机转速控制在车钟手柄所设定的转速上。但是，当船舶在恶劣海况下航行时，螺旋桨可能会频繁露出水面转速升高，若此时仍采用转速定值控制，调速器为了维持主机运行在设定转速上，不得不频繁地大幅度调节主机供油量，这就有可能导致主机超热负荷。一旦调速器减油不及时，主机就会发生飞车而使主机超机械负荷。这时，主机转速控制系统常采用负荷控制方式或

17、死区控制方式来保障主机的安全运行。(3)转速限制，为了保证主机安全、可靠及有效地运行，遥控系统将对进入主机调速器的设定转速进行临界转速避让、最小转速限制、最大转速限制以及轮机长手动设定最大转速的限制。(4)负荷限制，主机转速控制系统在对主机转速进行转速自动控制时，主机的供油量是由调速器根据偏差转速大小来控制的。调速器为了把主机的转速快速调节到设定转速，有可能使主机因供油量太大而超负荷。为此，遥控系统应对主机的供油量进行限制。负荷限制主要包括如下几个方面，起动油量的设置，转矩的限制，增压空气压力限制，螺旋桨特性限制，最大油量的限制。负荷限制主要包括如下几个方面：起动油量的设置，若要使主机顺利且平

18、稳地起动起来，就必须在主机起动时供给适量的燃油，为了使起动油量不受车令设定转速的影响，实现定油量起动，遥控系统在主机起动期间自动阻断车令设定转速，给出一个最佳起动转速及最大允许起动油量，以确保主机安全、平稳、可靠地起动。转矩的限制，主机在某一转速下运行时，如供油量过大就有可能使主推进轴的扭矩超机械负荷。此时，遥控系统将自动地限制主机的供油量，即根据车令设定的转速或主机的实际转速给出一个相应的允许供油范围，从而将主机的转矩限制在安全的范围内。增压空气压力限制主机从低速开始加速时，油量会突然增加很多，而此刻增压器输出的增压空气压力较低，这样就会出现油多气少的现象，导致燃烧不充分而冒黑烟。为防止主机

19、在加速过程中出现冒黑烟现象，遥控系统将自动地根据增压空气压力的高低来限制主机的供油量，以保证喷入汽缸的燃油充分燃烧，同时也可防止主机受热部件的过热现象。螺旋桨特性限制有的遥控系统设置了按螺旋桨的特性来限制主机的供油量，用来修正原有负荷的限制特性，使之接近螺旋桨推进特性曲线形状，以满足螺旋桨吸收功率的需要。最大油量的限制在主机供油量超出轮机长所设定最大供油量时，遥控系统将自动地将主机供油量限制在轮机长设定的最大供油量上，以实现主机的最大负荷限制。2.2.4安全保护及应急操纵功能(1)安全保护：安全保护装置是主机遥控系统的重要组成部分，当主机重要参数越限时，它能使主机自动减速或自动停车，并发出报警

20、信号并显示安全系统动作的原因，以保护主机的安全。有些重要参数的安全保护值有两个：一个是自动减速值，另一个是自动停车值。当出现安全保护装置动作且故障排除后，这时需要对故障复位才能进行起动和加速。(2)应急操纵：在应急情况下，为了保证船舶的安全需要对主机进行一些特殊的操纵，主要包括以下三个方面，机旁应急运行，在主机遥控系统失灵的情况下，为了保证主机扔然继续运行，只需要将主机操作部位从驾驶台或者集控室直接切换到机旁，即可实现机旁应急操作。应急运行，在运行中的全速换向操作一般在紧急避碰中使用，属于应急运行。它包括应急换向、应急起动及应急加速。应急换向指的是主机在应急换向转速下的换向。应急起动除了采用重

21、起动外还将自动取消慢转起动与时间起动。应急加速主要指的是取消负荷程序进行快加速，同时还自动取消某些限制（如增压空气压力限制，转矩限制等）。当安全保护系统动作后，使主机减速和停车，但从整个船舶的安全看，又不允许停车和减速，这时应采取“舍机保船”措施，取消自动减速和自动停车信号，迫使主机带病运转。但对一些严重的故障停车信号（如主机滑油低压和超速）一般是不能强迫运转的。有的船上只能在有自动减速信号才可采取应急运行的强迫运转方式，而对所有故障停车信号都不能采取强迫运转方式。手动应急停车：当车钟手柄扳回到停车位置，由于遥控系统出现了故障，不能使主机停油，这时应按下“应急停车”按钮，通过应急停车装置使主机

22、立即断油停车，同时发出报警。若要重新起动主机，必需对应急停车信号进行复位，才可进行起动操作。第3章主机遥控系统M-800-II数字逻辑电路及控制系统分析3.1 M-800-II系统组成框图分析及其特点M-800-II型主机遥控系统是日本NABCO公司研制的新型遥控系统，其控制程序简单、实用，控制功能合理完善，在一定程度上反映了主机微机遥控系统的最新发展动向。该系统是一个复杂的综合性控制系统，其系统组成如图3-1所示。微机遥控系统接收车令信号、控制室信号和柴油机转速及位置信号。其系统的主要特点是:图3-1M-800-II主机遥控系统组成框图(1)外围回路采用现场可编程门阵列。故可大幅削减逻辑集成

23、电路块数；同时选用耗电少的元器件，并对各部件进行老化和底版刻蚀，可降低故障率。(2)重要电路板采用冗余设计：如CPU板、存储器板用双重化设计，可相互热备用。(3)控制系统与安全装置独立设置。故障时，转换操作便可有效地控制主机运转。(4)借助监视定时器和双重设置的RAM进行数据检查。故可随时对系统各重要部件进行自检，异常时自动报警。(5)驾驶台的显示与开关板、控制室的控制板和安全装置均按各自功能分组布置。借助发光二极管显示主机的运转、控制状态和安全装置的故障原因，可提高视觉识别性和操作性。(6)采用串行回路状通讯方式。在驾驶台的显示与开关板、控制室的控制板和安全装置板三个部位间的通讯，采用串行同

24、步方式并配置成回路状，可提高通讯系统的可靠性。(7)控制用电源采用开关电源，故无电容器的老化问题，可延长使用寿。该主机遥控系统控制程序简单、实用，控制功能合理完善，在一定程度上反映了主机微机遥控系统的最新发展动向。3.2主机遥控中各逻辑回路分析在本轮的主机遥控系统即M-800-II系统中存在各种控制回路，而这些控制回路是主机遥控的重要组成部分，是主机遥控系统控制主机的重要环节，通过这些逻辑环节来控制主机的换向、起动、制动、转速负荷控制等。下面详细分析这些逻辑控制回路的电路构成。3.2.1换向与逻辑回路换向逻辑主要解决两个问题，即要不要换向和能不能换向。所谓要换向就是要有换向操作指令，主机遥控中

25、的换向操作指令是由换向逻辑控制回路在满足换向鉴别逻辑条件时自动生成的。有了换向操作指令后主机能不能换向还要取决于是否满足停油和换向转速条件，只有在满足上述条件情况下换向逻辑控制回路才进行换向，从而使主机遥控系统能按主机的操作规律准确无误地完成换向操作，以确保主机的操作安全。其正倒车电磁阀驱动电路如图3-2所示。图3-2主机正倒车电磁阀驱动电路主机的换向操作不受换向转速的约束，只要车令与主机凸轮轴位置不一致，即可控制凸轮轴换向，使凸轮轴相对曲轴转动一差动角。若在主机运行中换向，则在车令改变的同时，还能控制主机停油。由于这一遥控系统的换向控制较简单，柴油机的操纵系统中已具备了换向及停油控制逻辑功能

26、。因此， 用于这种换向装置的电动遥控装置中无换向逻辑判断回路，仅设置了用于车令信息与操作系统中的正、倒车电磁阀驱动电路，在图中25D为正车电磁阀；25C为倒车电磁阀；IH和IS分别为驾驶台正车和倒车车令，IST为停车车令。当驾驶台车钟传送过车令过来后逻辑回路进行逻辑判断，判断车令与主机实际转向是否一致，其逻辑方程式如下YRL=IH CS+IS CH，YRL1，说明车令与凸轮轴位置不一致，满足换向逻辑鉴别，允许换向；若YRL0，说明车令与凸轮轴位置一致，不能进行换向操作。其换向逻辑回路如图3-3所示。图3-3主机换向逻辑控制回路3.2.2主机起动及其控制回路主机起动控制逻辑回路的作用是，当有开车

27、指令时，能自动检查是否满足起动的逻辑条件；当所有的起动条件均得到满足时，能自动输出一个起动信号去开启主起动阀，对主机进行起动。当主机达到发火转速时，能自动撤消起动信号，关闭主起动阀结束起动，使主机在供油状态下运行。起动逻辑回路包括主起动逻辑回路、重复起动逻辑回路、重起动逻辑回路及慢转起动逻辑回路。其中起动鉴别逻辑是指能起动鉴别逻辑是指能自动判定车令与凸轮轴位置是否一致。有开车指令时，只有车令与凸轮轴位置一致才允许起动，否则是不准发起动信号的。主起动逻辑回路：主起动逻辑回路发出起动信号，必须满足起动准备逻辑条件，还要满足起动鉴别逻辑，这两者是与的关系。主起动逻辑控制回路如图3-4所示。图3-4主

28、起动逻辑控制回路其中各种起动准备的逻辑条件如下，盘车机必须脱开TG=1，主起动阀处于自动位置, MV =1，起动空气压力正常,PA =1，控制空气压力正常, PC =1 .主机滑油压力正常, PL =1。遥控系统电源正常,ES =1。操纵部位转换到位, PS =1。模拟试验开关处于“工作”位置，TS =1。故障停车已复位，ST =1。无三次起动失败闭锁，F3 =1。未到起动限时时间，TM =1。主机转速低于发火转速，NI=1。当主机在驾驶台或者集控室进行起动时，图3-4中的发光二极管LD指示灯亮表明主机在起动过程中，同时电磁阀25E通电上位通，0.7MPa的控制空气经阀25E上位、阀29D上位

29、（驾控时控制信号为1）、阀27C上位（换向完成时其控制信号为1，阀30B上位（有开车指令，油管a和b必定有一个为1信号），使起动控制阀8.18上位通，3.0MPa的起动空气进入起动系统，对主机进行强制制动和起动。图中与非门G4是起动逻辑回路用于判别起动条件的，它有8个输入端，只有这些输入信号均为1，即满足所有的主机起动逻辑条件，与非门G4，才输出0，允许对主机进行起动。这8个输入信号是：没有起动故障连锁信号为1，YTS：没有时间起动信号，或有时间起动信号但在时间起动计时时间之内，YTS为1。YSL：起动鉴别逻辑。车令与凸轮轴位置一致，YSL为1；不一致，YSL为0。该信号表明，只有换向完成才能

30、发起动信号，否则不允许起动主机。车钟手柄不在停车位置为1。该信号表明，要起动主机必须有开车指令，或者有倒车指令IS为1，或者有正车指令IH为1。车钟手柄在停车位置为0，不能起动主机。YBL和nI：即制动鉴别逻辑和发火转速。当车令与转向不一致，YBL为1，车令与转向一致，YBL为0。主机转速小于发火转速时nI为1，高于发火转速时nI为0。nB：当主机转速下降到低于制动转速时，nB为1，高于制动转速n B为0。FB：测速装置的故障信号。它是用来检测主机的转向和实际转速的，该装置无故障为1，有故障FB为0。在起动逻辑条件全部得到满足后，G4输出为0，G6为1，经放大器G7输出1使晶体管T导通。SW1

31、：是一个压力开关，在起动过程中该开关闭合，向起动逻辑回路送去一个时间起动信号。R和C组成的电路：起延时关闭主起动阀，提高主机起动成功率。3.2.3重复起动逻辑回路重复是指主机在一次起动失败后，自动控制主机中断起动片刻后的再次起动。重复起动的次数一般为三次，三次起动失败，终止起动，发出起动失败报警。重复起动失败，轮机员排除故障后，必须将车钟手柄拉回到停车位置，进行复位操作，才能重新起动主机。重复起动逻辑回路大致有两种安排方式，即按时序逻辑方式和按时序转速控制方式。时序方式安排的气动重复起动回路：大多数用于气动遥控系统，其中延时环节可用节流元件与气容组成的惯性环节来实现，调整节流阀的开度，可调整延

32、时时间。本轮采用的是时序一转速控制方式，在主机三次起动失败或一次性起动失败或起动空气压力过低的情况下会发生起动故障联锁。主机故障排除后，将车钟手柄拉回到停车位置，复位移位寄存器1F和触发器2F，撤消起动故障联锁。两次起动的间隔时间是由运算放大器A组成的电压比较器（斯密特电路）实现的。电路的输出就是主起动回路输入的转速条件NI。运算放大器A的反相端接主机实际转速所对应的电压值Un，同相端接经电位器调定的对应于发火转速的电压值UnI。运算放大器A的输出NI经Rf和Ri的分压接在同相端，使UR会发生变化，NI=1时，UR=URH；NI=0时，UR=URL。两次起动的间隔时间取决于URH与URL之间的

33、差值，称为回差，=Ri（Rf+Ri）U0+。调整电阻Rf和Ri可改变回差，即可调整两次起动的间隔时间。其控制回路图3-5所示图3-5时序一转速逻辑控制方式回路3.2.4主机重起动控制回路重起动是指在一些特殊条件下的起动过程，目的在于保证起动的成功。在应急起动等情况下，遥控系统自动增加起动供油量或者自动提高发火转速的起动。重起动逻辑回路功能：遥控系统发出起动指令后，重起动逻辑回路要能判别是否满足重起动逻辑条件，如果不满足，起动逻辑回路发正常起动信号；若满足重起动逻辑条件，则发重起动信号；如果起动成功，要撤消重起动信号，以备下次起动时重新判别是否满足重起动逻辑条件。重起动实现方案：提高起动设定转速

34、，以致增加起动供油量。YS和YSH分别为正常起动和重起动信号，正常起动和重起动供油量设定值Uss送至调速器。调整PN可改变正常起动供油量设定值；调整PH可改变重起动供油量设定值。调整时应先调整正常起动设定转速，然后再调整重起动设定转速。其逻辑控制回路如图3-6所示。图3-6重起动逻辑回路图3.2.5主机转速与负荷控制原理转速控制系统的组成及功能：主机的转速控制若只考虑控制系统的品质指标就可能造成主机的热负荷或机械负荷超指标。因此，为了保障主机的运行安全，控制中一旦出现危急主机安全的情况，转速控制系统将自动放弃某些控制指标，把主机的转速或供油量限制在其安全范围内。然而，在船舶遇到紧急情况，控制系

35、统必须能采取“舍机保船”的紧急措施，应急撤销某些限制或放宽限制，实现紧急操作。由此可见，主机的转速控制与负荷控制是包括各种限制和应急操作在内的综合性自动控制。然而，在恶劣海况下，船舶纵向摇摆厉害，螺旋桨吃水变化大，调速系统为了把主机转速维持在设定转速，将频繁调节主机供油量，使主机的负荷变化可能超出主机所能承受的范围，甚至发生飞车现象，从而危及主机运行安全。为此，遥控系统通常采用如下两种方法来避免主机负荷变化过大及飞车现象。（1）负荷控制方法，当船舶航行中遇到风浪时，可通过操作台上的选择开关接通负荷控制开关，使主机的控制方式从转速控制切换到负荷控制。负荷控制是一种开环控制。单纯的定油量控制，当螺

36、旋桨露出水面，主机会出现飞车现象。必须将控制系统转化为转速控制方式，将主机油门关小，阻止主机转速进一步上升，从而避免主机超速。（2）死区控制方法：利用控制死区范围来实现三种不同的控制方式。刻度控制方式。这种控制方式的死区范围最大。刻度控制适用于主机高负荷范围内需维持主机进油量恒定，以获得稳定的热平衡效果的场合。正常控制方式。正常控制方式的死区范围适中，比刻度控制小得多。正常控制是在保证所需的调节精度下尽可能减小主机油门刻度位置波动的一种控制方式。因此，适用于主机正常运行工况恶劣海况控制方式。这种控制方式主要是为防止主机在大风浪运行中发生超速。在恶劣海况控制方式中，将死区调得最小（趋于零），以提

37、高转速控制灵敏度。因此，当螺旋桨上翘露出水面时，调速系统就能以最快响应速度减小主机进油量，从而有效的防止了主机超速。其转速与负荷控制原理框图如图3-7所示。图3-7主机转速与负荷控制原理框图第4章“合永”轮主机遥控系统外围电路分析4.1主机遥控系统供电电路分析主机遥控系统是主机安全运行的重要保证,而对其安全供电就显得更为重要了,对主机遥控系统的供电,采取双路的供电方式,无论是驾驶台还是集控室都采用的是一路从主配电板经变压器的220v交流电,另一路来自从应急配电板过来的24v电源。其详细配电线路及用电设备如图4-1所示。图4-1主机遥控系统配电图首先我们分析一下驾驶台供电系统，从配电板过来的电源

38、，经过配电电缆2c供应给驾驶台操作面板指示装置及开关面板，通过电缆3c配电给电车钟，相比于驾驶台集控室的配电就相对复杂一些，其中电源跟驾驶台一样，都是主配电板220V交流电和应急配电板的24V电源，通过配电电缆4c供电给主机遥控控制系统控制面板和安保系统的控制面板，而通过2c配电给集控室显示面板及集控室回复面板，通过11c接到终端接线面板上。而通过终端接线板主要有车钟手柄位置显示装置，运转时间表，及驾驶台车钟信号等。而从终端接线板通过电缆19c接到功能控制箱，从功能箱里分别通过电缆接到分别连接到主起动控制阀，主机起动空气分配阀，机旁油门位置，盘车机脱开装置，应急停车电磁阀，燃油切断等传感器。通

39、过这些电磁阀压力开关等装置实现对主机的遥控。4.2电车钟系统框图车钟系统是实现驾驶台与集控室、驾驶台与机旁之间进行车令传送与应答的重要设备，由驾驶台车钟、集控室车钟和机旁应急车钟组成。车钟系统一般有两种工作模式，一种是操控模式，另一种是传令模式。操控模式对应于在驾驶台遥控主机的情况，此时驾驶台车钟直接通过逻辑控制单元和转速控制单元对主机进行自动遥控。传令模式对应于在集控室或机旁操作的情况，此时驾驶台车令通过首先传递到集控室或机旁，轮机员进行车令应答（回复）后，再对主机进行相应的操作。本轮车钟供电及控制系统分为三个部分其分别为驾驶台部分，集控室部分，机旁部分，其中驾驶台部分包括车钟记录仪，车钟传

40、送装置。集控室部分包括车钟接收装置，通过电缆3cs接收驾驶台信号，而机旁部分则包括机旁车钟接收装置和机旁车钟接线箱，接线箱通过电缆连接S4主起动阀锁定装置，P11起动空气关闭装置，P13安全空气关闭装置。其电路框图如图4-2所示。图4-2车钟配电图4.3主机调速系统框图主机遥控系统中最为重要的系统就是主机调速系统，主机调速系统通过各种传感器获取主机的实际转速，来调整主机的油门杆位置来实现对主机的调速，使主机稳定在我们设置的转速附近运行，实现我们对主机的完美控制，其控制系统框图如图4-3所示。图4-3主机调速系统框图从框图上可以看出主机调速系统同样可以简单分为两个部分集控室控制台上的调速系统控制

41、面板，及主机机旁的各种传感器及驱动装置，其中在集控室的控制面板通过配电电缆分别与主机车钟手柄及终端接线板及调速器驱动装置、脉冲发电机、扫气压力传感器等装置联系在一起，以实现对主机的遥控操作。4.4主机遥控系统接线图4.4.1主机遥控系统驾驶台操作台电源接线图下面我们详细介绍分析一下主机遥控系统的驾驶台操作台供电系统接线图，其电源系统接线图如图4-4所示图4-4主机遥控系统电源接线图从上图我们可以看出主机遥控系统的电源从主配电板接出来的220V交流电及应急配电板过来的24V直流电分别经接线端子接入主机遥控系统，经接线端子接入AC/DC 变换器分别为车钟系统及驾驶台系统供电，驾驶台系统及车钟系统分

42、别都有自己的隔离开关，并且两套系统都采用双路供电，来保证系统供电的稳定性。4.4.2主机遥控系统集控室部分电源接线图下面我们详细分析一下主机遥控系统关于集控室部分的电源接线图，跟驾驶台控制台采用的方式相同，集控室也采用的是双线供电的方式，分别是从主配电板经变压器过来的220V交流电和应急配电板过来的24V直流电，其详细配电线路如图4-5所示。图4-5主机遥控系统集控室部分电源接线图从图中可以看出从配电板过来的电源经接线端子与主隔离开关和应急电源的隔离开关相连，220V交流电经过AC/DC转换器分别供电给控制系统接线终端、集控室控制面板、安保系统接线终端、集控室安保系统面板、集控室显示面板。从图

43、中分析控制系统终端接线端子可以监控接入控制系统的电源是否正常，是主电源供电还是应急电源供电，控制面板供电分析，从主配电板过来的电源经变换器从TP1（P1，N1）到控制面板接线端子供电给控制系统电路。从TB1（P1F,N1F）到控制面板为控制面板通风扇供电，同时为安保系统控制面板的通风扇供电。安保系统配电分析，主电源经过安保系统自有隔离开关进入接线端子从TP2分线接入主机安保系统控制面板为安保系统供应24V电源。同时从该接线端子出来的电源接入集控室显示器为其供应24V电源。分析接线端子TB3，从TB3出来的信号接入警报回路，反应电源系统故障报警。4.4.3主机辅助鼓风机起动电路分析船舶主机一般都

44、装有一台或二台输出功率较大的辅助鼓风机，也叫应急鼓风机，它是在主机输出功率较低，主机换气质量较差时使用，使主机能保持正常运转。一般都在船舶进出港，船舶机动用车或在透平增压器损坏的情况才使用，平时仅作为备用。本轮同样安装有两台辅助鼓风机，其接线图如图4-6所示图4-6主机辅助风机起动接线图下面我们分析一下一号辅助风机的在主机遥控系统中起动回路，在集控室控制面板上可以看到主机辅助风机的起动按钮及辅助风机的启动方式选择旋钮，分别为自动和手动。与TB28号端子相连的是主机辅助风机的手动起动按钮，当主机处去备车状态时，按下此按钮主机辅助风机便会起动，在土纸右半部分即主机辅助风机机旁控制箱上可以显示其正在

45、运转。二号辅助风机的起动电路与一号风机完全一样。4.4.4主机集控室控制面板及其警报回路主机遥控是远离主机在集控室和驾驶台进行操作的模式，在自动航行状态时处去自动控制的模式下，其控制面板上的显示装置及主机遥控系统警报装置的好坏将直接影响主机的操控，下面我们分析一下主机遥控系统的警报回路。其警报回路如图4-7所示。图4-7主机遥控系统警报回路在上图中可以看出在接线端子TB1（40）上接有主机控制电源故障报警，当此回路断开时连接在控制面板上的报警设备就会发出控制电源丢失警报。在TB1（43）上的回路，当其回路断开时，主机控制系统就会发出主机起动失败报警。在TB1（61）上的回路断开时，主机报警系统发出主机控制系统异常警报。在TB11（26）上的回路断开后主机会发出主机减速警报，在TB11（61）上的回路断开时就会发出主机安保系统异常的警报。其余接线端子上的警报均是断开警报在此不再赘述。4.4.5主机遥控系统转速信号及车钟线路图下面我们分析一下主机转速信号机车钟手柄位置接线图其接线图如图4-8所示图4-8转速信