武汉理工大学轮机自动化第9章 船舶主机遥控系统

1、第九章第九章 船舶主机遥控系统船舶主机遥控系统第一节第一节 主机遥控系统基本概念主机遥控系统基本概念第二节第二节 主机遥控系统常用的气动元件主机遥控系统常用的气动元件第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换 第四节第四节 主机遥控系统逻辑控制主机遥控系统逻辑控制第五节第五节 主机遥控系统的电气转换装置和执行机构主机遥控系统的电气转换装置和执行机构第六节第六节 船舶柴油主机气动遥控系统船舶柴油主机气动遥控系统第七节第七节 微机控制的主机遥控系统微机控制的主机遥控系统第八节第八节 现场总线型主机遥控系统现场总线型主机遥控系统第九节第九节 电控柴油机控制系统电控柴油机控制系统1

2、遥控基本概念：离开机旁对主机进行远距离操纵的工作方式。遥控基本概念：离开机旁对主机进行远距离操纵的工作方式。 2集控室遥控：手动遥控集控室遥控：手动遥控轮机员操车，操纵者在远离机旁的集控室，通过必要的操纵及控制设备，依轮机员操车，操纵者在远离机旁的集控室，通过必要的操纵及控制设备，依照主机固有的运行规律，一步、一步地依次进行手操发令，直到主机的运行照主机固有的运行规律，一步、一步地依次进行手操发令，直到主机的运行状态达到所希望的操作要求为止。状态达到所希望的操作要求为止。 转速设定 起动 停车 正车换向 倒车换向 传令指针操纵系统阀箱电磁阀/电开关 气动阀件液压元件 燃油泵齿 条机构主起动阀停

3、油装置 换向装置 操纵系统液压调速器主 机调速器主机手动遥控系统结构图 应急手柄第一节第一节 主机遥控系统基本概念主机遥控系统基本概念3驾驶台遥控：自动遥控驾驶台遥控：自动遥控驾驶员操车，操纵人员只需操动一次车钟手柄，自动化设备就会根据主驾驶员操车，操纵人员只需操动一次车钟手柄，自动化设备就会根据主机当时的运行状态，自动依照主机的操纵规律，实现主机工况的自动控机当时的运行状态，自动依照主机的操纵规律，实现主机工况的自动控制与变换，直到主机运行状态同车钟指令完全一致为止。制与变换，直到主机运行状态同车钟指令完全一致为止。 起动停车换向转速设定传令指针操纵系统阀箱电磁阀/电开关 气动阀件液压元件

4、燃油泵齿 条机构主起动阀停油装置 换向装置 操纵系统液压调速器主 机调速器主机自动遥控系统结构图 应急手柄控制箱控制箱驾驶台驾驶台第一节第一节 主机遥控系统基本概念主机遥控系统基本概念二、主机自动遥控系统的主要功能二、主机自动遥控系统的主要功能1.操作部位切换功能操作部位切换功能机旁设有机旁设有“机旁（机旁（LOCAL）”和和“遥控（遥控（REMOTE）”。集控台设有集控台设有“集控室（集控室（ECR）”和和“驾驶台（驾驶台（BR）”。2.逻辑程序控制功能逻辑程序控制功能（1）换向逻辑控制：车令与凸轮轴位置是否一致）换向逻辑控制：车令与凸轮轴位置是否一致（2）启动逻辑控制：启动条件鉴别）启动逻

5、辑控制：启动条件鉴别（3）重复启动程序控制）重复启动程序控制（4）重启动逻辑控制：应急启动、倒车启动或者重复启动的情况下）重启动逻辑控制：应急启动、倒车启动或者重复启动的情况下（5）慢转启动逻辑程序）慢转启动逻辑程序（6）运转中的换向与制动逻辑程序控制）运转中的换向与制动逻辑程序控制正车正车=倒车：停油倒车：停油换向换向制动制动倒车启动倒车启动倒车加速倒车加速制动：前提是换向完成制动：前提是换向完成能耗制动：空气分配器工作，主启动阀关闭能耗制动：空气分配器工作，主启动阀关闭强制制动：空气分配器工作，主启动阀开启强制制动：空气分配器工作，主启动阀开启二、主机自动遥控系统的主要功能二、主机自动遥控

6、系统的主要功能3.主机的转速与负荷控制功能主机的转速与负荷控制功能（1）转速程序控制：发送速率限制和程序负荷）转速程序控制：发送速率限制和程序负荷（2）转速）转速负荷控制负荷控制（3）转速限制）转速限制临界转速自动避让临界转速自动避让最小转速限制最小转速限制最大转速限制最大转速限制轮机长手动设定最大转速的限制轮机长手动设定最大转速的限制（4）负荷限制）负荷限制启动油量的设置启动油量的设置转矩的限制转矩的限制增压空气压力限制增压空气压力限制螺旋桨特性限制螺旋桨特性限制最大油量的限制最大油量的限制二、主机自动遥控系统的主要功能二、主机自动遥控系统的主要功能4.安全保护及应急操纵功能安全保护及应急操

7、纵功能（1）安全保护）安全保护（2）应急操纵）应急操纵机旁应急运行机旁应急运行应急运行应急运行手动应急运行手动应急运行5.模拟试验功能模拟试验功能1气动遥控系统：控制逻辑由气动逻辑阀件实现气动遥控系统：控制逻辑由气动逻辑阀件实现2电电气遥控系统：控制逻辑由电动逻辑元件实现气遥控系统：控制逻辑由电动逻辑元件实现 1）有触点电）有触点电气遥控系统：继电器（气遥控系统：继电器（HITACHI B&W ） 2）无触点电）无触点电气遥控系统：集成电路（气遥控系统：集成电路（AutoChief-3） 3计算机遥控系统：控制逻辑由计算机实现计算机遥控系统：控制逻辑由计算机实现 DIFA-31/41

8、西门子（西门子（SIEMENS ） RCS-51 西门子（西门子（SIEMENS ） AutoChief-4（AC4） 挪挪 康（康（NorControl）4现场总线型主机遥控系统现场总线型主机遥控系统AutoChief-C20 康斯堡（康斯堡（kongsberg）一、逻辑元件一、逻辑元件: 控制气流通断及气体的流动方向（开关元件）控制气流通断及气体的流动方向（开关元件）1、两位三通阀：、两位三通阀： 机械式机械式 气动式气动式 各种类型各种类型2、二位四通阀：、二位四通阀： 图图9-54、三位四通阀：、三位四通阀： 图图9-75、双座止回阀：、双座止回阀： 图图9-86、联动阀：、联动阀：第

9、二节第二节 主机遥控系统的主要气动元部件主机遥控系统的主要气动元部件3、二位五通阀：、二位五通阀： 图图9-6图图9-2 机械动作二机械动作二位三通阀结构原理及逻辑符号图位三通阀结构原理及逻辑符号图（a）（b）图图9-3 气气动动二二位三通阀结构原理及逻辑符号图位三通阀结构原理及逻辑符号图（a）（b）返回本节返回本节图图 9-4 各种两位三通阀逻辑符号图各种两位三通阀逻辑符号图(a)(b)(c)(d)(e)机械机械手动手动单气控单气控双气控双气控电动电动de返回本节返回本节图图9-5 二位四通阀结构原理及逻辑符号图二位四通阀结构原理及逻辑符号图（a）（b）返回本节返回本节图图9-6 二位五通阀

10、结构原理及逻辑符号图二位五通阀结构原理及逻辑符号图（a）（b）返回本节返回本节图图 9-7 三位四通阀结构原理及逻辑符号图三位四通阀结构原理及逻辑符号图657ABP(a)(b)1-阀体；阀体；2-左滑阀；左滑阀；3-弹簧；弹簧；4-右滑阀；右滑阀；5-倒车信号；倒车信号；6-正车信号正车信号；7-连锁信号；连锁信号；A-正车换向口；正车换向口；B-倒车换向口；倒车换向口；P-气源口气源口返回本节返回本节2 34 52 3 4 51616正车信号正车信号倒车信号倒车信号图图3-1-4 多路阀结构原理图及逻辑符号图多路阀结构原理图及逻辑符号图返回最近返回最近图图 多路阀结构原理及逻辑符号图多路阀结

11、构原理及逻辑符号图 滑阀 AB C双座止回阀逻辑符号图双座止回阀逻辑符号图(a)ABC(b)ABC(a)(b)联动阀逻辑符号图联动阀逻辑符号图返回本节返回本节二、时序元件二、时序元件:对气压信号的变化起延时作用对气压信号的变化起延时作用 1、单向节流阀单向节流阀2、分级延时阀分级延时阀3、速放阀速放阀三、比例元件三、比例元件:输出的气压信号与输入信号成比例变化输出的气压信号与输入信号成比例变化 1、减压阀减压阀2、速度设定精密调压阀速度设定精密调压阀图9-9 单向节流阀结构原理及逻辑符号图（a）（b）5522返回本节返回本节返回最近返回最近A A：调整开始节流延时的输入信号压力值；：调整开始节

12、流延时的输入信号压力值；B: B: 调整延时时间调整延时时间图9-10 分级延时阀结构原理及逻辑符号图返回本节返回本节AB(b)图图 9-11 速放阀结构原理及逻辑符号图速放阀结构原理及逻辑符号图(a)返回本节返回本节图图9-12 减压阀结构原理及逻辑符号图减压阀结构原理及逻辑符号图（a）（b）1-调节螺钉调节螺钉 3-调压弹簧调压弹簧 4-膜片膜片 5-阀座阀座 6-阀芯阀芯 7-顶杆顶杆 8-通气孔通气孔返回本节返回本节(b)ASAHP(c)返回最近返回最近图图9-13 转速设定精密调压阀结转速设定精密调压阀结构原理及输出特性图构原理及输出特性图1-滚轮；2-顶锥；3-上滑阀；4-进排气球

13、阀；5-下滑阀；6-膜片；7、8、9-弹簧；10-调整螺钉；P-气源；B-输出口；C-通大气端第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换STOPDEADSLOWSLOWHALFFULLNav.CR.A.S.FULLHALFSLOWDEADSLOWAHEADASTERN第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换（a）（b）第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换JoystickINC ASINC AHRemote

14、 Control SystemOrder PrinterSTOPJoystickINC ASINC AHSTOPEngine telegraph SystemEngine Control RoomEngine RoomBridge RoomPort WingSTB Wing第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换驾驶台车钟驾驶台车钟电位器输出范围电位器输出范围Max.AsternMax.Astern 0.5 K 0.5 KSTOP 2.5STOP 2.5Max.AheadMax.Ahead 4.5 K 4.5 K驾驶台驾驶台遥控装置遥控装置 模拟量输入模拟量输入CH.17

15、CH.175. 0K集控室集控室AC-4遥控系统遥控系统 模拟量输出模拟量输出 4-20mACH.17CH.17串行通信串行通信集控室集控室DGS8800e数字调速数字调速器系统器系统 模拟量输入模拟量输入 模拟量输入模拟量输入 CH.18CH.184 mA rpm at min.run20 mA rpm at MCR4 mA rpm at min.run20 mA rpm at MCR主配电盘室主配电盘室DSU001数字伺数字伺服放大器服放大器 10V10V电动执行机构电动执行机构STOPDEADSLOWSLOWHALFFULLNav.CR.A.S.FULLHALFSLOWDEADSLOWA

16、HEADASTERN第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换举例举例第三节第三节 车钟系统及操纵部位的转换车钟系统及操纵部位的转换第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制HSSHRLCICIYSSHHRLCICIY第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制STIYYYSTBLRLRT第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制()()()()RTHHSS

17、HHSSHHHSSSYI CI CI RI RICRICR=+=+STIYYYSTBLRLRT第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制STIYYYSTBLRLRT第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制()()()()RTHHSSHHSSHHHSSSYI CI CI RI RICRICR=+=+UPERRRTSSHHUPERRRTRLRDnnYCICIDnnYYY)()()(常闭断开常闭断开第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制倒车倒车第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系

18、统的逻辑控制常闭断开常闭断开第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制凸轮换向完成，凸轮换向完成，c=1转向连锁装置转向连锁装置车令与转向一致，输出车令与转向一致，输出1常闭断开常闭断开第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制倒车倒车第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制凸轮换向完成，凸轮换向完成，c=1转向连锁装置转向连锁装置车令与转向一致，输出车令与转向一致，输出1第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制IM3LOASCnTFSTTSPSESPPPMVTGYTG

19、PAPOES PSST F3nIMVPLTSTMIHCHIsCSYSCYSLYSO+第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制起动准备逻辑条件起动准备逻辑条件3TSTGMV1TS1MSCAOLSAOLYTG MV PPP ES PSST FTnPPPESPSST盘车机脱开，脱开为1；主启动阀位置，自动为1；启动空气压力正常与否，正常为1；操作空气压力正常与否，正常为1；滑油压力正常与否，正常为1；遥控系统电源正常，正常为1；操纵部位转换，转换完成为；模拟实验开关位置，工作位置为1；故障停车复位，已复位为3Fnn(1n0Y1MssIsISCTnn；三次起动失败，无三次起动失败为1

20、；起动限时，未达到限时时间为1；起动转速，发火转速）为，为 ；表示满足起动准备逻辑TGPAPOES PSST F3nIMVPLTSTMIHCHIsCSYSCYSLYSO+SSHHSLCICIY第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制TGPAPOES PSST F3nIMVPLTSTMIHCHIsCSYSCYSLYSO+)( 3SSHHIMLOASLSCSOCICInTFSTPSESPPPMVTGYYY第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四

21、节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制YBLSW1F1F3YTSYSLnIISHIESnBISTISTIHISG1G2G3FD25EG5G6G7CPD1D2LDTVPYSG9CP2D VPVP 1F2FG11G12G13G8G10YRLISTG14nBnIF3RRUnUR1RiRfURVP+F2G4DQCP RPL重起动重起动DCPRQ1Q2Q3时间起动控制回路时间起动控制回路车令与凸轮轴位置判别车令与凸轮轴位置判别转向判别转向判别+AP3第四节第四节 主机遥控系统的逻辑控制主机遥控系统的逻辑控制CP=1，Q跟随D变化；CP下降沿锁存。YBLSW1