自动操舵仪在更换电罗经后的接口方法

1、自动操舵仪在更换电罗经后的接口方法?渔业现代化2021年第36卷第4期59自动操舵仪在更换电罗经后的接口方法林文革,张志强,赵宪勇(中国水产科学研究院黄海水产研究所,青岛266071)摘要:为解决更换电罗经后AP一8A自动操舵仪的航向参考信号与新安装的NAVIGATXMK一2型电罗经的接口匹配问题,在实践中设计了一种简单实用的接口改装方法.通过海上8个方位航行试验,航向跟踪迅速,灵敏度高,自动操舵仪工作正常.该思路和方法为解决其他类似昂贵设备老化后的更换改装问题提供了借鉴.关键词:电罗经;自动操舵仪;接口改装中图分类号:U666.151153文献标识码:A文章编号:10079580(2021)

2、04593自动操舵仪通常与电罗经(或磁罗经的电信号)一起使用;没有电罗经或磁罗经的航向信号,自动操舵仪是不能自开工作的.电罗经的故障直接影响自动操舵仪的使用.本文对电罗经更新换代后,自动操舵仪的航向参考信号与电罗经的接口匹配问题进行设计改装,取得实效.1RPG-90型电罗经与AP-8A自动操舵仪的航向信号连接黄海水产研究所"北斗"号海洋科学调查船安装使用的挪威ROBERTSON(劳博森)AP.8A自动操舵仪(简称自动操舵仪)与ROBERTSONRPG-90电罗经(简称电罗经)均为20世纪80年代产品.自动操舵仪的航向信号来自电罗经的同步控制变换器CT1,其匹配连接接口方式如

3、图1E2电罗经故障分析因电罗经年久老化,在航行中出现指向误差不断变化增大的故障现象,且误差不固定,到达20.4O.,电子单元有故障报警声信号.关闭报警声控开关消声后,仔细监听到陀螺仪运行有噪声,且明显不平稳.检查测量陀螺仪工作电流在420500mA波动.而陀螺仪正常工作电流约为RPG一90电罗经电子单元置l划1ll2Il3l4l8l9Il10l1llll2l3I4ls,广丑l:I2.:.:CT1电罗经随动球步进随动马达同步控制变换器1REVI360.4811.1REv/360.图1AP-8A自动操舵仪与RPG-90电罗经接口方式Fig.1HeadinginterfacebetweenAP一8A

4、andRPG一90200mA,启动转速上升阶段电流约为500mA,工作电压为100VAC.关闭电罗经电源开关,按步骤对主罗经进行解体检查,发现罗经球顶部凹槽内覆盖顶电极的水银已分解,水银上面也无绝缘液体;经过清洁陀螺球,检查罗经球外表周围无明显的突起,检查清洁中心定位针,顶电极,底电极,垂直环和水平环均正常,没有断路和接触不良现象.清洁垂直环反应电极,清洁储液缸,换新罗收稿日期:2021516;修回日期:20217-27作者简介:林文革(1964一),男,工程师,主要从事船舶自动化与导航方面的管理与维修.Email:linwgys抽.ac ?渔业现代化)2021年第36卷第4期经液,水银和绝缘

5、液体.正常罗经启动通常需3h即可稳定指北(误差±1.)J,但罗经装妥重新启动4h后主罗经仍未稳定,又过数小时仍然不稳定.根据故障现象分析判断为主罗经球已坏.由于无法购置到电罗经的罗经球,为不影响船舶的使用,必须更换电罗经,新购置的电罗经型号为NAVIGATXMK2型(简称2型电罗经).该型电罗经是数字式电罗经,是由微处理器控制具有综合的自动速度误差校正电路,能自动寻北,指北的航海电罗经.3设计改装因为新装的2型电罗经无48步/1.的航向输出信号,所以无法直接驱动48步/1.的步进马达(M)运转进而带动同步跟踪发信器CT1转动使自动操舵仪获得航向信号,因此自动操舵仪不能正常工作.为了使

6、船舶正常航行使用,尽快恢复自动操舵的功能,假设更换安装新的自动操舵仪,那么投资费用较大,且安装更换比拟复杂.为在不更换自动操舵仪的情况下恢复船舶的自动航行功能,必须解决操舵仪航向参考信号与2型电罗经航向输出信号的接口问题.改装思路是设法驱动同步控制变换器CT1按1:1的比率同步跟踪电罗经,为此我们增加了信号转换接口电路RS422/同步信号转换器(图2).将2型电罗经的航向输出信号RS422经过转换电路转换成同步信号,输出的同步信号驱动一个同步方位电机(SM),同步方位电机(SM)转一圈为l.,同步方位电机的转子轴上安装齿轮(1)经过齿轮组(2),(3),(4)变换驱动一个大齿轮(5),大齿轮的

7、设计制作满足电罗经方位变化360.时大齿轮(5)正好旋转一周,大齿轮(5)上安装一个360.罗经分度刻度盘(6),也即相当一个分罗经.大齿轮(5)的转轴与原自动操舵仪AP一8A的同步控制变换器CT1的转子同轴旋转,转一周为360.CT1的定子绕组s1,s2,s3与同步控制变换器CT2的定子绕组S1,S2,S3一一对应连接;CT1与CT2转子绕组问产生的航向偏差作为控制信号输送到自动操舵仪控制装置,自动操舵仪控制舵的转动来到达控制船舶按给定航向航行.图2改装后的连接示意图Fig.2Sketchofconnectionprincipleafterrefit4系统调试结果4.1同步零位调整启动2型电

8、罗经,待电罗经稳定后,将齿轮上的罗经刻度盘(6)所指示的真北方位作上固定标志,并在船艏向方位上作上指针标志.启动舵机液压泵电机,手动操舵将舵操到正舵位,舵角指示器指示零.将操舵方式转换开关转到自动操舵位置,并将控制面板的最大舵角限制设定到10.,旋转航向设置旋钮使航向指示刻度盘指示的读数与电罗经真航向读数一致.此时,假设CT1与CT2的转子的位置一致,那么自动操舵仪无操舵指令信号发出,舵角指示器指示零位;假设CT1与CT2的转子的位置不一致,那么自动操舵仪有操舵指令(左或右)信号发出,舵将按照指令转动到最大舵角限制位置10.,舵角指示器指示10.(左或右);此时需要调整CT1,将固定CT1的定

9、子的3个螺钉松开,慢慢转动的CT1定子到自动操舵仪发出回舵指令,微动调整CT1的定子到自动操舵仪控制舵回到正舵位置,舵角指示器为零,自动操舵仪无操舵指令发出为止,然后将固定CT1的定子的3个螺钉拧紧,并在同步变换器CT1的转子轴与齿轮(5)连接部位做好固定标记,同步零位调整结束.4.2相位调整船向右偏航,给左舵;向左偏航,给右舵H.因此,旋转航向设置旋钮使航向指示刻度盘指示的读数比电罗经真航向大10.,那么自动操舵仪应有右操舵指令信号发出;旋转航向设置旋钮使航?渔业现代化)2021年第36卷第4期向指示刻度盘指示的读数比电罗经真航向少10.,那么自动操舵仪应有左操舵指令信号发出.假设与上述结果

10、相反,那么将同步控制变换器CT1的s1,s2,s3的任意2根接线调换一下即可.旋转航向设置旋钮使航向指示刻度盘指示的读数与电罗经真航向读数一致,那么舵自动回到正舵,舵角指示器指示零位,相位调整结束.4.3海上航行试验船舶在海上实际航行使用自动操舵仪时,在各种天气,海况下,自动操舵仪能在船舶因风,浪,海流及螺旋桨的不对称作用等造成的船舶偏航时,靠电罗经测知并通过RS422/同步信号转换器输出同步控制信号驱动同步电机(SM)带动CT1自动发出航向信号,自动操舵仪自动控制改变舵角,使船舶能够自动地保持既定的航向航行.通过海上在8个方位上航行试验,船舶在给定的航向上航行,改变航向时,航向跟踪迅速,灵敏

11、度高,自动操舵仪工作正常.口参考文献1ROBERTSONA/SRADIO-ELEKTRONORWAY.ROBERTSONAUTOPILOTTYPEAP.8ATECHNICALMANUAL.Section4principlesofoperation:4.2ROBERTSONA/SRADIOELEKTRONORWAY.MARINEGY-ROCOMPASSRPG90INSTRUCTIONMANUAL.a.Section3.3.14Technicaldata:22-23.b.GyrocompassRPG90wiringdiagram3-703507.3GYROCOMPASSSYSTEMNAVIGATX

12、MK2MANUALa.Chapter1,1.1Designandmainfeatures.b.DrawingNo.4911015312/D.4冒天诚.船舶电力拖动自动控制系统M.第一版.北京:人民交通出版社,1981:445447.AmethodofinterfaceforautopilotaftergyrocompassrenewedLINWen-ge,ZHANGZhi-qiang,ZHAOXian-yong(YellowSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyoferySciences,Qingdao266071,China)Abstract

13、:InordertoresolvethematchproblembetweentheautopilotheadingrefereneesignalofAP一8AandtheNAVIGATXMK2gyrocompass.Amethodwasdesignedinpracticetorefittheinterface,whichissimpleandusefu1.Throughseatrial,triedtheautomaticsteeringondifferentheadingsandperformedseveralmajorcoursechanges.wefoundthattheautopilo

14、tworkwellwhenthecoursewaschangedormaintained.ThisdesignneednottoreplaceAP一8Aautopilotanditismoreeconomica1.Thisdesigncanbegeneralized.Keywords:gyrocompass;autopilot;interfacerefit(上接第58页)Comparativeexperimentalresearchonfishingvessel'sbulbousbowmodelinresistancereductionandenergyconservationLIAN

15、GJian-sheng,TANWen-xian(1Keylaboratoryoffisheryequipmentandengineering,Ministryofagriculture,FheuMachineryandInstrumentResearchInstitute.ineseAcademyofFheuSciences,Shanghai200092.China)Abstract:Specifictotheobjectivehullform,itcomestoakindofbasichullformwhichdoesnthavebulbousbowafteranalysisthemaind

16、imensionandform,byaddingthebulbousbowwithaviewtofurtherresistancere-ductionandenergyconservation.Makeageneralanalysistothebulbousbow,andmatchthreekindsofdifferentsizesSV.typebulbousbowfortheinvolvedhullformtoresearch.wegetaquantifiedcomparativeresultandoptimizationtypethroughthemodeltest.Aftermatchingthreekindsofbulbousbow,resistanceisreducedby4.4%10.4%inuprightstateandby15.7%一16.0%intrimstatewhendesignspeedF=0.325.Forthisfishingvesselisusuallytrim,afterapplyingthebulbousbo