Назначение, классификация и основные типы систем ДАУ ГД

 

Системы дистанционного автоматизированного управления главными двигателями предназначены для автоматизации процессов управления ГД при пуске, реверсе, изменении режимов работы с мостика с помощью одного органа, обычно совмещенного с рукояткой машинного телеграфа. Степень автоматизации процессов управления должна быть такой, чтобы задание режимов производилось рукояткой управления перемещением в любое положение с любой скоростью без выдержек в промежуточных положениях. Все промежуточные операции по выводу ГД на заданный режим выполняются автоматически. Этим ДАУ отличается от дистанционного управления, где по существу повторяются способы и последовательность местного ручного управления с помощью органов, отнесенных только на некоторое расстояние от ГД.

Первая система ДАУ мощным судовым дизелем была установлена в 1961 г., однако широко применять такие системы начали в 1963 г. В настоящее время системы ДАУ разработаны для всех типов судовых ГД и устанавливаются на дизелях любой мощности. Системы ДАУ обладают рядом экономических и эксплуатационных достоинств, к которым следует отнести:

- освобождение вахтенного механика от необходимости находиться у поста управления ГД как при маневрировании, так и на установившихся режимах работы, уменьшение трудозатрат на управление и создание предпосылок для новой организации вахтенной службы в машинном отделении, службы операторов в ЦПУ;

- непосредственное управление движением судна с мостика улучшает качество процесса маневрирования за счет сокращения времени передачи и исполнения команд и отсутствия промежуточного звена – вахтенного механика, обеспечения четкости и стабильности в отработке команд, плавного изменения скоростного режима ГД и получение любой требуемой скорости судна;

- уменьшение затрат на ремонт силовой установки за счет сокращения числа маневренных операций – пусков и реверсов; обеспечение защиты ГД от перегрузок, исключение работы в зоне критической частоты вращения и других возможных ошибочных операций по управлению; программированием пусков, реверсов и нагрузочных режимов создаются лучшие, чем при ручном управлении, условия работы ГД в динамических режимах; уменьшается износ ГД, а следовательно, увеличивается его моторесурс; уменьшается вероятность аварийности ГД.

Основные требования Регистра РФ к системам ДАУ:

- эффективное исполнение команд с мостика с учетом состояния установки;

- точное регулирование частоты вращения гребного вала при изменениях режима работы (мощности) ГД на маневрах;

- обеспечение полной мощности заднего хода одним движением рукоятки ПУ;

- снятие блокировок и ограничения скорости нагружения дизеля при аварийном маневре;

- возможность в любое время передать управлением дизелем с мостика в МО в случае выхода из строя системы управления.

Системы ДАУ включают в себя стоп-устройство аварийной остановки, питающееся от независимого источника (аккумуляторной батареи) и имеющее независимую связь с постом управления на мостике, а также систему автоматической регистрации маневров (реверсограф).

Четкую классификацию систем ДАУ из-за их многообразия и использования элементов различной физической природы трудно привести. Они могут быть классифицированы по признакам, присущим тем или иным системам.

По роду энергии, применяемой в системах ДАУ, различают электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные.

Электрические (релейные, электронные, микропроцессорные) системы обладают высоким быстродействием, экономичностью и большой точностью, способны передавать и дублировать команды с большим усилением на неограниченные расстояния. Системы компактны, для них не требуется специальных помещений. Недостатки систем определяются в основном степенью надежности их элементов, особенно низкая надежность у релейных систем, которые чувствительны к вибрациям и ударам. Микропроцессорные системы (МКПС) более надежны, однако они достаточно дорогие и для их обслуживания требуется высококвалифицированный персонал со специальной электротехнической подготовкой.

Гидравлические системы ДАУ ГД передают сигналы на 80—100 м достаточно точно, развивают большие усилия, компактны, оперативны. К недостаткам такой системы следует отнести чувствительность к проникновению воздуха в рабочие жидкости и изменению температуры окружающей среды, необходимость в запасах рабочих жидкостей и возвратных трубопроводах, пожаровзрывоопасность некоторых рабочих жидкостей, а также сложность проверки и ликвидации повреждений трубопроводов.

Пневматические системы ДАУ ГД на универсальных элементах пневматики передают команды управления на 200—250 м, просты, компактны, точны, обладают большим ресурсом, ремонтопригодны, не имеют возвратных коммуникаций. Ошибки, допущенные при их обслуживании, не приводят к опасным ситуациям и выходу их из строя.                          

Быстродействие относительно невелико, но достаточно для судовых условий. Недостатком пневматических систем ДАУ является зависимость качества их работы от изменения температуры окружающей среды, чистоты и влажности силового и командного воздуха. На практике широко применяются, в том числе и на отечественных судах, пневмоэлементы фирмы «Вестингауз» (США).

Наиболее эффективны комбинированные системы ДАУ ГД. Они позволяют реализовывать сложные алгоритмы управления и развитые логические и вычислительные функции. Для получения командных сигналов в таких системах применяются пневматические и электронные элементы, а для силовых — электрические, гидравлические и пневматические элементы. Тип системы ДАУ, как правило, определяется видом энергии, используемой в логической части, в системе автоматики.

В настоящее время элементы логики, дистанционные связи, цепи сигнализации и элементы контроля в основном электрические (электронные).

В качестве силовых механизмов обычно применяются пневматические серводвигатели (сервомеханизмы) в цепях управления пуском, реверсом, топливоподачей, остановкой. Гидравлика (масляная) применяется для перемещения органов штатной системы управления ГД: реверсирующего золотника, реверсивных серводвигателей, распределительного вала (РВ), воздухораспределителя (ВР) и др. Учитывая наличие практически всех видов энергии, можно говорить об электропневматических, пневмогидравлических, пневматических, электрических системах ДАУ ГД.

По способу привязки к двигателям различают систем и ДАУ навешенного (универсального) и встроенного типа. Системы навешенного типа подключаются к наружным штатным органам управления дизелем; конструкция штатной пуско-реверсивной системы ГД практически не изменяется. В системах встроенного типа автоматизация процесса управления осуществляется в значительной степени за счет внутренних свойств объекта путем соответствующего изменения его штатной системы управления.

По характеру взаимодействия со штатной пуско-реверсивной системой ГД различают системы зависимого типа, включаемые последовательно со штатной системой, и независимого типа, включаемые параллельно штатной системе. В них дублируются все блокировки штатной системы управления ГД.

По совмещению поста управления с МТ - совмещаемые и несовмещаемые.

По гибкости структуры и объему исполняемых функций – гибкие, у которых объем и номенклатура функций могут изменяться в зависимости от требований, что обычно возможно в универсальных системах, и негибкие, с установленным объемом функций (обычно встроенные системы).

В соответствии с требованиями Регистра РФ, сформулированными на основе опыта эксплуатации, системы ДАУ ГД должны быть электропневматическими или электрическими (электронными, с МКП техникой), совмещаемыми, гибкими, независимого типа, навешенными.

Статическая ошибка систем ДАУ ГД не должна превышать 1,5 % номинальной частоты вращения. Переключение управления с мостика в ЦПУ, т. е. переход с автоматического на дистанционное управление, должно быть простым, а время перехода не более 10 с.

Кроме основного электропитания в системах ДАУ предусматривается независимое автономное питание. При возникновении перерыва питания в системе сохраняются имеющиеся установки и режим работы, которые возобновляются после ликвидации аварийного режима.

Серийные отечественные системы ДАУ ГД стали устанавливать на судах в 1962 г. Это были пневматические и электропневматические системы, в которых использовались магнитные усилители и электронные элементы. В настоящее время на судах типа «Капитан Гаврилов», «Харитон Греку», «Академик Благонравов» и др. эксплуатируется электропневматическая отечественная система ДАУ ГД «ГРОМ» и «ГРОМ-М».

На многих судах установлены различные типа ДАУ зарубежных фирм.

Ведущими к этой области являются фирмы Швеции — «Jungner Instrument» (электрические системы типа FAHМ модификаций 1—5, 2, 2—5, 1—6); ASEA (микропроцессорная система FAHM-S); Германия — «Funkwerk Kopenik» (электронные системы типа AFD модификаций I, III); Польши.— «РКА — Meramant» (системы типов USSG модификаций I,II, II—I; UZS модификаций В2, Т2; ZSPN модификаций 21, 22, 23, 23-A; OSM-4); Дании — STL (электропневматические системы типа BMS модификаций 890, 930); Италии — FIAT (электропневматические системы «Пилотрон-Д», SEPA — модификаций 6701, AN-102/105; S-794-A267); Норвегии (электрическая система AUTRONICA-II) и Японии (электрическая система We-2).

 

Вопросы для самопроверки:

 

1. Назначение дистанционной автоматизированной системы

управления главных двигателей ДАУ ГД.

2. Какие системы ДАУ применяют на современных ГД?

3. Какие действия предусматривает алгоритм автоматизированного

пуска ГД?

4. Что означает время реверса и каков диапазон их значений?