Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu chở nhựa đường 1700 m3 – đi sâu nghiên cứu thiết kế bảng điều khiển tại buồng lái và lầu máy

…………..o0o…………..

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CHỞ NHỰA ĐƯỜNG 1700 m3 – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT

KẾ BẢNG ĐIỀU KHIỂN TẠI BUỒNG LÁI VÀ

LẦU MÁY

Lời nói đầu

Trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hoá đất nước, ngành giao thông vận tải có một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đem lại hiệu quả cao về kinh tế cho đất nước, đặc biệt là giao thông vận tải biển. Nước ta với lợi thế có bờ biển dài, khí hậu ổn định tạo điều kiện thuận lợi cho ngành giao thông vận tải biển phát triển, là tiền đề để ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta phát triển mạnh mẽ. Hiện nay, công nghệ đóng tàu của Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc. Chúng ta đã đóng được những con tàu cỡ lớn, trang thiết bị hiện đại với chất lượng cao, được nhiều bạn hàng trên thế giới như Nhật Bản, Đức, Đan Mạch, Na Uy, Anh … tin cậy đặt hàng.

Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam với đội ngũ giảng viên giỏi chuyên môn và giàu kinh nghiệm giảng dạy, là nơi đào tạo nên những kỹ sư có tay nghề trình độ chuyên môn cao, đảm bảo đáp ứng được các yêu cầu khai thác công việc trên tàu và trong các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu biển.

Qua gần 5 năm học tập tại trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, được sự dìu dắt dạy bảo nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện tử tàu biển, với sự cố gắng học hỏi của bản thân và được sự giúp đỡ của các bạn trong lớp ĐTT-46-ĐH1.Sau gần ba tháng thực tập tốt nghiệp, em được Ban Chủ nhiệm Khoa Điện - Điện tử tàu biển và Nhà trường giao cho đề tài : “Trang thiết bị điện tàu chở nhựa đường 1700m3, Đi sâu nghiên cứu thiết kế bảng điều khiển tại buồng máy và lầu lái”.

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Phạm Ngọc Tiệp, cùng nhiều thầy giáo khác trong khoa, với sự cố gắng tự giác của bản thân để hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Tuy nhiên, do kinh nghiệm kiến thức thực tế và trình độ hạn chế, tài liệu tham khảo không nhiều nên trong đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy giáo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Phạm Ngọc Tiệp và các thầy cô

giáo trong khoa Điện-Điện tử tàu biển.

MỤC LỤC Đề Mục

Trang

Chương 1: TRANG THIẾT BỊ TÀU CHỞ NHỰA ĐƯỜNG 1700m3………. 1.1 Giới thiệu chung về tàu chở nhựa đường 1700m3……………………….. 1.1.1Thông số kĩ thuật………………………………………………………... 1.1.2Bố trí thuyền viên……………………………………………………….. 1.2 Trạm phát điện chính tàu chở nhựa đường 1700m3……………………… 1.2.1Tổng quan về trạm phát điện chính………………………………........... 1.2.2Cấu tạo và các thông số chính của trạm phát điện chính………………... 1.2.3Nguyên lý hoạt động…………………………………………………….. 1.3 Hệ thống điều khiển từ xa Diesel chính……………………………. ……. 1.3.1Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển từ xa Diesel chính……………. 1.3.2Hệ thống điều khiển từ xa Diesel chính tàu chở nhựa đường 17003m…. 1.4 Hệ thống điều khiển nồi hơi……………………………………………… 1.4.1Giới thiệu chung về hệ thống nồi hơi…………………………………… 1.4.2Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu chở nhựa đường 17003m……………... 1.5 Hệ thống bơm nhựa đường………………………………………………. 1.5.1Giới thiệu hệ thống bơm nhựa đường tàu của tàu………………………. 1.5.2Giới thiệu phần tử……………………………………………………….. 1.5.3Nguyên lý hoạt động hệ thống…………………………………………... 1.5.4Báo động và bảo vệ hệ thống……………………………………………. 1.6 Hệ thống điều khiển máy nén khí………………………………………… 1.6.1Giới thiệu hệ thống máy nén khí tàu chở nhựa đường 17003m…………. 1.6.2Giới thiệu phần tử hệ thống……………………………………………... 1.6.3Nguyên lý hoạt động của hệ thống……………………………………… 1.6.4Các báo động và bảo vệ…………………………………………………. Chương 2 : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BẢNG ĐIỀU KHIỂN TẠI BUỒNG MÁY VÀ TRÊN LẦU LÁI 2.1Lý thuyết chung về hệ điều khiển tại buồng máy và lầu lái………………. 2.1.1Khái niệm chung………………………………………………………… 2.1.2Các yêu cầu và chức năng của bảng điều khiển ECC và BCC………….. 2.2 Giới thiệu về PLC S7-200………………………………………………… 2.2.1Tổng quan về công nghệ PLC và cấu hình cứng………………………... 2.2.2Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-200………………………… 2.2.3Trình tự chung của việc thiết kế một hệ thống tự động điều khiển sử dụng bộ điều khiển PLC……………………………………………………… 2.3 Bảng điều khiển tại buồng máy(ECC) và trên lầu lái(BCC) của tàu chở nhựa đường 17003…………………………………………………………….. 2.3.1Bảng điều khiển tại buồng máy(ECC)…………………………………... 2.3.2Bảng điều khiển tại kầu lái (BCC)………………………………………. 2.4 Viết chương trình điều khiển trên PLC S7-200…………………………...

1 1 2 2 2 2 3 11 21 21 24 30 30 32 40 40 40 41 41 43 43 43 44 44 45 45 45 45 46 46 47 61 62 62 64 65

65 71 71 71

2.4.1Phân công đầu vào ra cho PLC………………………………………….. 2.4.2Lựa chọn cấu hình phần cứng…………………………………………… 2.4.3Chương trình điều khiển trên PLC S7-200……………………………… 2.5 Bản vẽ kĩ thuật bảng ECC và BCC……………………………………….. KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo

Chương 1: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CHỞ NHỰA ĐƯỜNG 1700m3 1.1Giới thiệu chung về tàu chở nhựa đường 1700m3 Tàu chở nhựa đường 1700m3 là có cấu tạo phức tạp,đòi hỏi kĩ thuật cao,chính xác, áp dụng những công nghệ tiên tiến trên thế giới.Tàu do Viện Khoa học và Công nghệ hàng hải thiết kế, được đóng tại công ty đóng tàu Quỳnh Cư do Đăng Kiểm Việt Nam và Đăng kiểm BV Pháp giám sát.Tàu được trang bị các hệ thống và thiết bị điện hiện đại với mức độ tự động hoá cao,rất thuận tiện dễ dàng cho người vận hành khai thác. Tàu chở nhựa đường 1700m3 la loại tàu hoạt động có giới hạn,1 chân vịt lai bằng động cơ Diesel,chuyên chở nhựa đường. 1.1.1 Thông số kĩ thuật Kích thước chính Chiều rộng :12,6m Chiều dài toàn bộ :78m Chiều dài giữa 2 đường vuông góc :72m Chiều cao mạn :5,8m Mớn nước thiết kế :5m Tải trọng 1700m3 Tốc độ tàu và tiêu hao năng lượng Thử tốc độ ở điều kiện đã dằn tại nơi nước sâu ở vòng quay lớn nhất của động cơ chính: khoảng 13,6 hải lý Tốc độ phục vụ trong điều kiện tải thiết kế tại nơi nước sâu ở công suất ra rung bình của máy với 15% điều kiện biển: khoảng 12,7 hải lý Suất tiêu hao năng lương thiết kế: Dung tích két dầu và két nước Két dầu F.O : 130m3 Két dầu D.O : 50m3 Két nước ngọt : 55m3 Két nước ballát : 600m3 Trạm phát chính Số lượng :2 Công suất tác dụng :180 KW Điện áp :450 V Dòng điện :295 A Số pha :3 Tần số :60 Hz

Cos :0.8

Trạm phát sự cố Số lượng :1 Công suất tác dụng :12KW Điện áp :220 V Dòng điện :40A Số pha :3 Tần số :60Hz

Cos :0.8 Máy chính

Máy chính là động cơ Diesel kiểu 2 thì, quét thẳng qua xupap, tác dụng đơn, đảo chiều trực tiếp, một hàng xilanh thẳng đứng, đầu chữ thập, tuabin khí xả tăng áp. Chong chóng kiểu 4 cánh đồng nhất.Máy chính được làm mát gián tiếp bằng 2 vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng khí nén, có thể điều khiển tại chỗ hoặc từ xa nhờ hệ thống điều khiển từ xa Diesel dùng khí nén kết hợp với mạch điện. 1.1.2 Bố trí thuyền viên Sĩ quan: Boong: -Thuyền trưởng : 1 -Đại phó : 1 -Phó II : 1 -Phó III : 1 Máy: -Máy trưởng : 1 -Máy nhất : 1 -Máy II : 1 Thuỷ thủ: -Boong trưởng : 1 -Thuỷ thủ boong : 2 -Thợ chấm dầu I : 1 -Phục vụ trưởng : 1 -Nấu ăn : 1 -Thuỷ thủ khác : 1 Tổng số thuyền viên : 14 1.2 Trạm phát điện chính tàu chở nhựa đường 1700m3 1.2.1Tổng quan về trạm phát điện chính Trạm phát điện là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác nhau thành năng lượng điện và từ đó phân phối đến các hộ tiêu thụ điện. a,Phân loại trạm phát điện Trạm phát điện tàu thuỷ có thể phân loại theo : - Dòng điện:

+ Trạm phát điện 1 chiều.

+ Trạm phát điện xoay chiều.

+ Trạm phát được truyền động bằng động cơ đốt trong. + Trạm phát đồng trục. + Trạm phát được truyền động hỗn hợp.

+ Trạm phát nhiệt điện. + Trạm phát điện nguyên tử.

- Truyền động: - Dạng biến đổi năng lượng: - Mức độ tự động:

Kết hợp với hệ thống động lực, trạm phát điện có những cấp tự động sau: + Cấp A1: Không cần trực ca dưới buồng máy cũng như buồng điều khiển. + Cấp A2: Không cần trực ca dưới buồng máy nhưng phải trực ca trên buồng điều

khiển.

+ Cấp A3: Các loại tàu thường xuyên trực ca trên buồng máy.Việc điều khiển,

kiểm tra hầu như phải bằng tay. - Nhiệm vụ:

+ Trạm phát chung cung cấp năng lượng điện cho toàn mạng. + Trạm phát cung cấp năng lượng quay chân vịt.

b,Các yêu cầu của trạm phát điện chính tàu thuỷ - Về độ tin cậy: Hệ thống trạm phát phải đáp ứng được các chức năng nhiệm vụ và yêu cầu của nó. Các phần tử đều có dự trữ (máy phát, cáp dẫn, thiết bị đóng ngắt) và phân ra những mạch và mỗi mạch có thể công tác độc lập. Tự động khởi động máy phát dự trữ, tự động cắt các phụ tải không quan trọng khi bị quá tải. - Về tính cơ động: Thoả mãn yêu cầu này để đảm bảo vận hành tàu an toàn thuận lợi và chuyển đổi không những ở chế độ công tác bình thường mà ngay cả khi một vài phần tử bị hỏng. Tức là cho phép tiến hành kiểm tra khắc phục sai sót thay đổi thiết bị hư hỏng sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng. - Vận hành và sử dụng thuận tiện: Sơ đồ phải đơn giản, cấu tạo phải hoàn chỉnh, ít sửa chữa, tăng thời gian khai thác, áp dụng điều khiển từ xa tập trung và dễ dàng phát hiện những hư hỏng. - Kinh tế trong vận hành và khai thác: Phải ứng dụng các hệ thống tự động rộng rãi, có thể dùng nguồn điện bờ khi tàu nằm trong cảng và ứng dụng máy phát đồng trục khi tàu hành trình, phải chia phụ tải ra những nhóm có mức độ cần thiết khác nhau. 1.2.2Cấu tạo và các thông số chính của trạm phát điện chính tàu chở nhựa đường 1700m3 Tàu chở nhựa đường 1700m3 có 2 máy phát chính lai bởi 2 động cơ Diesel của hãng AKASAKA ố trí dưới buồng máy ở tầng trên của máy chính về phía đuôi tàu.

Trạm phát chính có thể thực hiện khởi động Diesel lai máy phát và hoà các máy phát khi công tác song song với nhau bằng tay hoặc tự động và có thể điều khiển ở trạm tại chỗ hay từ xa. Máy phát chính là loại máy phát không chổi than của hãng TAYJO. Máy phát không chổi than có rất nhiều ưu điểm như kích thước và trọng lượng gọn nhẹ; sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản và đặc biệt là độ tin cậy cao. a,Các thông số kĩ thuật của máy phát chính Số lượng :2 Công suất tác dụng :225 KVA Điện áp :450 V Dòng điện :295 A Số pha :3 Tần số :60 Hz Cos :0.8 b,Cấu tạo mặt ngoài của bảng điện chính Bảng điện chính tàu chở nhựa đường cấu tạo và thiết kế chia thành 8 panel: - Nhóm panel khởi động các phụ tải tại bảng điện chính số 1 (No.1 GSP) - Nhóm panel khởi động các phụ tải tại bảng điện chính số 2 (No.2 GSP) - Panel máy phát số 1 (NO.1 GEN PANEL) - Panel máy phát số 2 (NO.2 GEN PANEL) - Panel cấp nguồn 220V (220V FEED PANEL) - Panel cấp nguồn 440V (NO.1 440V FEEDER PANEL) - Panel cấp nguồn 440V (NO.2 440V FEEDER PANEL) - Panel hoà đồng bộ (SYNCHRONIZING PANEL)

* Panel máy phát số 1 (NO.1 GEN PANEL) ACB1 : Aptomat chính máy phát số 1 A11 : Ampe kế đo dòng máy phát 1

V11 : Volt kế đo điện áp máy phát 1 FM11 : Đồng hồ đo tần số máy phát 1 ORC11 : Rơle bảo vệ quá tải RPR11 : Rơle bảo vệ công suất ngược AS11 : Công tắc chuyển mạch đo dòng các pha VFS11 : Công tắc chuyển mạch điện áp pha SHS11 : Công tắc điều khiển mạch sấy 3-105 : Nút dừng máy 3-106 : Nút khởi động máy VR1 : Biến trở điều chỉnh điện áp không tải máy phát RL : Đèn báo máy phát số 1 chưa được đóng lên lưới

GL : Đèn báo máy phát số 1 đang hoạt động trên lưới WL : Đèn màu trắng báo máy phát số 1 đang hoạt động *Panel máy phát số 2 (NO.2 GEN PANEL) ACB2 : Aptomat chính máy phát số 2 A21 : Ampe kế đo dòng máy phát 2

V21 : Volt kế đo điện áp máy phát 2 FM21 : Đồng hồ đo tần số máy phát 2 ORC21 : Rơle bảo vệ quá tải RPR21 : Rơle bảo vệ công suất ngược AS21 : Công tắc chuyển mạch đo dòng các pha VFS21 : Công tắc chuyển mạch điện áp pha SHS21 : Công tắc điều khiển mạch sấy 3-205 : Nút dừng máy 3-206 : Nút khởi động máy VR1 : Biến trở điều chỉnh điện áp không tải máy phát RL : Đèn báo máy phát số 2 chưa được đóng lên lưới GL : Đèn báo máy phát số 2 đang hoạt động trên lưới WL : Đèn màu trắng báo máy phát số 2 đang hoạt động * Panel cấp nguồn 220V (220V FEED PANEL)

A61 : Ampeke xoay chiều. V61 : Đồng hồ vôn kế xoay chiều

M61 : Đồng hồ đo cách điện EL61 : Đèn cách điện pha R, S, T AS61 : Công tắc chọn đo dòng các pha VS61 : Công tắc chọn đo điện áp các pha ES61 : Đèn cách điện pha R, S, T PL1÷PL11:Các aptomat cấp nguồn cho các phụ tải *Panel cấp nguồn 440V (NO.1 440V FEEDER PANEL)

M51 : Đồng hồ đo cách điện ES51 : Nút thử đèn cách điện các pha EL51 : Đèn báo cách điện các pha R, S, T ES51 : Nút thử đèn cách điện các pha P1÷P20: Các aptomat cấp nguồn cho các phụ tải *Panel cấp nguồn 440V (NO.2 440V FEEDER PANEL) P21÷P35 :Các aptomat cấp nguồn cho các phụ tải

*Panel hoà đồng bộ (SYNCHRONIZING PANEL) SYS : Công tắc chuyển mạch chọn máy phát định hoà BZ : Chuông báo động khi máy phát bị sự cố W11 : Đồng hồ đo công suất máy phát số 1

W21 : Đồng hồ đo công suất máy phát số 2 SY : Đồng bộ kế SYS : Công tắc chuyển mạch chọn máy phát định hoà

3-28Z : Nút ấn tắt chuông.

3-28F : Nút ấn tắt tín hiệu nhấp nháy 3R-28 : Nút ấn reset hệ thống khi sự cố đã được khắc phục

: Nút kiểm tra đèn

3-11 CS11,CS21 : Công tắc chuyển mạch điều khiển động cơ secvo GS11,GS21 : Công tắc dùng cho phân bố tải tác dụng bằng tay BZ : Chuông báo động khi máy phát bị sự cố

*GSL10,GSL20 Nhóm đèn tín hiệu máy phát

+REMOTE CONTROL(YL): Đèn màu vàng báo máy phát đang ở chế độ điều khiển từ xa.

trở sấy hoạt động

+LOCAL CONTROL(YL): Đèn màu vàng báo máy phát đang ở chế độ điều khiển tại chỗ. +SPACE HEATER(OL): Đèn màu cam báo điện +READY TO START(YL): Đèn vàng báo máy sẵn sàng khởi động +AUTO ST-BY(YL): Đèn vàng báo máy chờ ở chế độ tự động

+AUTO SYNCHRO(YL): Đèn vàng báo máy đang chờ ở chế độ hoà tự động. +AUTO LOAD SHIFT(YL): Đèn vàng báo máy ở chế độ tự động phân chia tải. +ACB REVERSE POWER(RL): Đèn đỏ báo aptomat ngắt bảo vệ công suất ngựơc. +ACB ABNORMAL TRIP(RL): Đèn đỏ báo aptomat ngắt không bình thường. +ACB OVER CURRENT(RL): Đèn đỏ báo aptomat ngắt bảo vệ quá dòng. +START FAILURE(RL): Đèn đỏ báo Diesel lai máy phát khởi động không thành công.

+ENG SHUTDOWN(RL): Đèn đỏ báo Diesel ngừng hoạt động *GSL50 Nhóm đèn tín hiệu báo động +DC24V CONTROL POWER(YL): Đèn vàng báo nguồn điều khiển 1 chiều 24volt.

+EMERG STOP&PREF TRIP POWER(YL): Đèn vàng báo máy phát sự cố dừng và ngắt ưu tiên trong chế độ sự cố. +POWER CONTROL MANUAL(YL): Đèn vàng báo nguồn điều khiển ở chế độ bằng tay. +POWER CONTROL AUTO(YL): Đèn vàng báo nguồn điều khiển ở chế độ tự động. +EMERG STOP & PREF TRIP POWER FAIL(RL): Đèn vàng báo máy phát sự cố dừng máy phát sự cố và lỗi ngắt ưu tiên trong chế độ sự cố.

+PREFERENCE TRIP(RL): Đèn đỏ báo ngắt ưu tiên những tải ít quan trọng khi máy phát bị quá tải. +MSB 220V LOW INSULATION(RL): Đèn đỏ báo cách điện thấp mạng 220v trên bảng điện chính. +MSB 440V LOW INSULATION(RL): Đèn đỏ báo cách điện thấp mạng 440v trên bảng điện chính .

+ACB NON CLOSE(RL): Đèn đỏ báo aptomat mở. +PWC ABNORMAL(RL): Đèn đỏ báo mất nguồn điều khiển. c,Các phần tử bên trong bảng điện chính và chức năng của phần tử - S01 Mạch điều khiển nguồn máy phát số 1.

+ G : Máy phát điện số 1 + ACB1: Áptômát chính máy phát số 1. + CT11 : Biến dòng 600/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất và bảo vệ

máy phát 1.

+ T14 :Biến áp hạ áp 440/220V, được đưa tới mạch điều khiển áptômát và mạch

điện trở sấy.

+ T13 : Biến áp hạ áp 440/220V, được đưa tới động cơ secvo. + PT11 : Biến áp hạ áp 440/220V, được đưa tới mạch đo, bảo vệ máy phát, hòa

đồng bộ bằng tay và tự động.

- S02 Mạch điều khiển nguồn máy phát số 2. + G : Máy phát điện số2. + ACB2 : Aptomat chính máy phát số 2. + CT21 : Biến dòng 600/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo và bảo vệ máy phát

2.

+ T24 : Biến áp hạ áp 440/220V, được đưa tới mạch điều khiển aptomatvà mạch

điện trở sấy.

+ T23 : Biến áp hạ áp 440/220V, được đưa tới động cơ secvo. + PT21 : Biến áp hạ áp 440/220V, được đưa tới mạch đo, bảo vệ máy phát, hòa

đồng bộ bằng tay và tự động.

-S05 Bus điều khiển công suất.

+ PT51 : Biến áp hạ áp 440/220V cấp tới mạch PWC, hòa đồng bộ bằng tay và tự

động.

+ MΩ51 : Đồng hồ megaom đo điện trở cách điện. + EL51 : Đèn thử cách điện. + 43DV : Công tắc chọn đoạn thanh cái cần lấy tín hiệu đo. + ES51 : Nút ấn thử cách điện. + F501, F502, F83, F82, F84, F91, F51, F52, F58 là các cầu chì bảo vệ.

-S07 Mạch cấp nguồn xoay chiều 220V.

+ VS61 : Công tắc xoay đo điện áp các pha.

+ V61 : Đồng hồ volt kế. + EL61 : Đèn thử cách điện. + MΩ61 : Đồng hồ megaom đo điện trở cách điện cho nguồn xoay chiều 220V. + AS61 : Công tắc xoay đo dòng các pha. + A61 : Đồng hồ ampe kế.

-S09 Sơ đồ 1 dây. -S10 Mạch bảo vệ biến áp. -S11 Mạch đo và bảo vệ máy phát số 1.

+ W11 : Đồng hồ đo công suất máy phát số 1. + AS11 : Công tắc xoay để đo dòng điện các pha. + A11 : Đồng hồ ampe kế đo dòng điện máy phát số 1. + VS11 : Công tắc xoay đo điện áp và tần số máy phát số 1. + V11 : Đồng hồ vôn kế để đo điện áp máy phát số 1. + FM11 : Đồng hồ đo tần số máy phát số 1.

- S12 Mạch đo và bảo vệ máy phát số 2.

+W21: +AS21: +A21: +VS21: +V21: +FM21: Đồng hồ đo công suất máy phát số 2. Công tắc xoay chọn đo dòng các pha. Ampe kế đo dòng điện máy phát số 2. Công tắc xoay chọn đo điện áp và tần số các pha . Vôn kế đo điện áp máy phát số 2. Đồng hồ đo tần số máy phát số 2.

-S16 Mạch hoà đồng bộ bằng tay.

Công tắc xoay dùng để hòa đồng bộ các máy phát.

+ SYS: + SY: Đồng bộ kế. + SYL: Ba đèn quay hoà đồng bộ.

-S17 Mạch điều khiển động cơ secvo.

+ 115R: + 115L: + 215R: + 215L: Rơle điều chỉnh tốc độ D-G 1 theo chiều tăng cho máy phát số 1. Rơle điều chỉnh tốc độ D-G 1 theo chiều giảm cho máy phát số 1. Rơ le điều chỉnh tốc độ D-G 2 theo chiều tăng cho máy phát số 2. Rơle điều chỉnh tốc độ D-G 2 theo chiều giảm cho máy phát số 2.

-S18 Mạch tự động điều chỉnh điện áp.

+ CCT1:

+ AVR1: + CCT2:

+ AVR2: Biến dòng lấy tín hiệu đưa tới bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 1. Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 1. Biến dòng lấy tín hiệu đưa tới bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 2. Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 2.

-S19 Mạch điện trở sấy các máy phát.

+ 188H: Contactor cấp điện cho điện trở sấy máy phát số 1.

+ 288H: Contactor cấp điện cho điện trở sấy máy phát số 2.

-S21 Mạch điều khiển aptomat máy phát số 1.

Rơ le thời gian tạo độ trễ khi đóng aptomat.

Rơle trung gian để đóng aptomat. Rơle trung gian để mở aptomat.

+ 184T: + 152A,B: Rơle trung gian. + YC : + YU : +K042-1: Cuộn hút để bảo vệ điện áp thấp cho máy phát số 1 + RPR11 : Cuộn hút để bảo vệ điện áp ngược cho máy phát số 1.

-S22 Mạch điều khiển aptomat máy phát số 2.

Rơle thời gian tạo độ trễ khi đóng aptomat.

Rơle trung gian để đóng aptomat. Rơle trung gian để mở aptomat.

+ 284T: + 252A,B : Rơle trung gian. + YC : + YU : + K042-2: Cuộn hút để bảo vệ điện áp thấp cho máy phát số 2. + RPR21 : Cuộn hút để bảo vệ điện áp ngược cho máy phát số 2.

-S24 Mạch kết nối điện bờ.

+ PT500 + UVT Biến áp lấy tín hiệu mạng điện bờ Rơle để đóng và bảo vệ điện áp thấp của mạng điện bờ.

-S26 Mạch dừng khẩn cấp và ngắt ưu tiên.

+ ESPC:

Khối tích hợp dùng để xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu để ngắt ưu tiên khi quá tải và sự cố . Cuộn ngắt từ xa của các aptomat.

+ SHC: -S28 Mạch dừng sự cố

+ ES : Cuộn ngắt sự cố

-S31 Mạch điều khiển một chiều 24V. +ICU-GP1,ICU-GP2:

+114X: +105X: +110X: +143R: +148X:

Khối xử lý và đưa ra các lệnh: Ngắt ưu tiên, đóng aptomat, bảo vệ công suất ngược, reset, bảo vệ quá tải báo máy chạy, dừng … Rơ le thực hiện chức năng để báo Diesel máy 1 đang hoạt động. Rơ le thực hiện chức năng để báo Diesel máy 1 dừng. Rơle thực hiện chức năng để báo sẵn sàng khởi động máy phát 1. Rơle thực hiện chức năng điều khiển từ xa máy số 1. Rơle thực hiện chức năng báo máy số 1 khởi động không thành công. Rơle thực hiện chức năng để báo máy số 1 dừng. Rơle thực hiện chức năng để báo Diesel máy 2 đang hoạt động. Rơle thực hiện chức năng để báo Diesel máy 2 dừng. Rơle thực hiện chức năng để báo sẵn sàng khởi động máy phát 2. Rơle thực hiện chức năng điều khiển từ xa máy số 2. +186X: +214X: +205X: +210X: +243R:

+248X:

+286X: Rơle thực hiện chức năng báo máy số 2 khởi động không thành công. Rơle thực hiện chức năng để báo máy số 2 dừng.

-S51,S52 Mạch điều khiển tự động hòa đồng bộ, điều khiển công suất.

+ T4500 : Khối tự động hoà đồng bộ

+ LSU-112DG : Khối điều khiển công suất

Đây là khối tích hợp để xử lý bảo vệ quá tải, điện áp cao, điện áp thấp, tần số cao,

tần số thấp và phân bố tải tác dụng ở chế độ tự động cho 2 máy phát. -S61 Tín hiệu đèn báo.

+L207(RL): Tín hiệu đèn báo điều khiển từ xa. +L208(YL): Tín hiệu đèn báo điều khiển tại chỗ. +L203(YL): Tín hiệu đèn báo sẵn sàng khởi động. +L204(YL): Tín hiệu đèn báo chế độ tự động sẵn sàng làm việc. +L205(YL): Tín hiệu đèn báo hòa tự động. +L206(RL): Tín hiệu đèn báo tự động phân chia tải. +L201(YL): Tín hiệu đèn báo điện trở sấy đang hoạt động. +L210(RL): Tín hiệu đèn báo công suất ngược. +L211(RL): Tín hiệu đèn báo quá tải. +L212(RL): Tín hiệu báo aptomat ngắt không bình thường. +L213(RL): Tín hiệu đèn báo khởi động bị lỗi. +L214(RL): Tín hiệu đèn báo Diesel tắt.

-S62 Tín hiệu đèn báo.

+ Chân L501 đưa tín hiệu đèn (YL) báo nguồn điều khiển 24V. + Chân L502 đưa tín hiệu đèn (YL) báo dừng khẩn cấp. + Chân L503 đưa tín hiệu đèn (YL) báo hoà bằng tay + Chân L504 đưa tín hiệu đèn (YL) báo hoà tự động + Chân L506 đưa tín hiệu đèn (RL) báo dừng khẩn cấp khi nuồn lỗi + Chân L507 đưa tín hiệu đèn (RL) báo đã ngắt aptomat + Chân L508 đưa tín hiệu đèn (RL) báo cách điện thấp + Chân L510 đưa tín hiệu đèn (RL) báo áptômát không đóng + Chân L511 đưa tín hiệu đèn (RL) báo phân chia tải

-S63 Tín hiệu đèn báo.

+ Chân SL52 đưa tín hiệu đèn (WL) báo nguồn điện bờ + Chân SL11,SL21 đưa tín hiệu đèn (WL) báo máy phát 1,2 đang hoạt động. + Chân SL12,SL22 đưa tín hiệu đèn (GL) báo aptomat ACB1,ACB2 đóng. + Chân SL13,SL23 đưa tín hiệu đèn (RL) báo aptomat ACB1,ACB2 mở.

-S71,S72 Mạch báo động điều khiển bằng PLC.

+ IRU0 : Khối PLC dùng để báo động, xử lý.

-S91,S92 Mạch kết nối với bên ngoài

1.2.3 Nguyên lý hoạt động a,Khởi động và dừng Diesel - Khởi động: Khi tất cả các thông số của máy phát thỏa mãn đảm bảo cho diesel làm việc, ta có thể thực hiện khởi động bằng tay hoặc tự động. Giả sử muốn chạy máy phát số 1. Khi các thông số điều kiện khởi động Diesel đã thoả mãn như : nguồn cung cấp cho mạch điều khiển đảm bảo, khoá liên động khởi động không có sự cố, ACB mở thì đèn YL sáng báo nguồn điều khiển, đèn RL sáng báo ACB mở. Các điều kiện trên đảm bảo thì ta ấn nút Start động cơ Diesel. Bộ điều tốc hoạt động, nếu không có tín hiệu tốc độ thì đưa tín hiệu ngừng khởi động và báo khởi động không thành công. Nếu có thì đèn WL sáng báo GEN RUN. Để công tắc 43A ở MANUAL . Nếu như trên lưới chưa có tín hiệu điện áp thì kết hợp với điều kiện ACB bình thường để công tắc S041-1(S21) ở vị trí CLOSE thì ACB được đóng. Đèn ACB CLOSE GL sáng báo ACB đóng. Sử dụng công tắc GS11 để điều chỉnh tần số cho đủ để kết thúc quá trình. Nếu như lưới đã có tín hiệu điện áp; tức là đang có máy phát 2 cấp điện cho lưới thì sẽ chuyển sang quá trình hoà đồng bộ máy phát 1. Nếu 43A vẫn ở Manual tức là quá trình hoà diễn ra bằng tay. Chuyển công tắc SYS tới vị trí tương ứng với máy cần hoà. Điều chỉnh tần số máy bằng GS11 và quan sát đồng bộ kế, hệ thống đèn quay khi đủ điều kiện hoà đồng bộ thì đóng ACB bằng công tắc S041-1.Đèn báo ACB đã đóng GL sáng, điều chỉnh tần số và phân chia tải bằng GS11. Kết thúc quá trình, 2 máy phát hoạt động song song cấp điện lên lưới. Nếu chuyển 43A sang Auto thì quá trình hoà và phân chia tải tự động diễn ra. -Dừng:

Khi hai máy phát đang công tác song song mà tải của trạm phát giảm đáng kể, chỉ cần một máy công tác là đủ thì ta tiến hành cắt một máy ra. Giả sử ta cắt máy phát số 2 ra khỏi lưới.

Trước tiên, ta đưa công tắc GS11 về vị trí RAISE để tăng lượng nhiên liệu vào Diesel của máy phát số 1, đồng thời đưa công tắc GS21 về vị trí LOWER để giảm nhiên liệu vào Diesel của máy phát số 2. Lúc này công suất của máy phát số 2 dần chuyển sang cho máy phát số 1. Khi đồng hồ W21 chỉ ‘0’ ta đóng S042-2, cấp điện cho rơle K091- 2(S22) làm tiếp điểm K091-2 mở ngắt điện rơle YU sẽ mở ACB2. Khi ACB2 mở, tiếp điểm ACB2(Q/1,S22) mở cắt điện rơle K041-2,tiếp điểm K041-2 mở làm 252A, 252B mất điện. Tiếp điểm ACB2(S63) đóng lại cấp điện cho đèn SL23(S63) sáng báo ACB2 đã mở.

Sau khi ACB2 đã mở thì ta ấn nút 3-205 để cấp tín hiệu dừng Diesel.

b, Hòa đồng bộ công tác song song các máy phát * Giới thiệu chung:

Hiện nay để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho các phụ tải, hầu hết các trạm phát đều được bố trí để công tác song song, điều đó thuận tiện cho việc tự động hóa trạm phát điện tàu thủy. - Ưu điểm:

+ Tạo điều kiện giảm bớt các thiết bị chuyển mạch và dây cáp nối các thiết bị phần tử với nhau. + Bảo đảm nguồn điện liên tục cho các phụ tải trong mọi trường hợp. + Làm giảm bớt trọng lượng và kích thước của các thiết bị phân phối điện. + Giảm bớt sự dao động điện áp khi tải tăng vọt đột ngột. + Nâng cao hiệu suất sử dụng công suất của các tổ máy phát.

- Nhược điểm:

+ Đòi hỏi người sử dụng có trình độ cao về chuyên môn hơn. + Độ lớn dòng ngắn mạch tăng lên cần phải có các thiết bị bảo vệ ngắn mạch phức tạp và nhất định phải có thiết bị bảo vệ công suất ngược. + Sự phân chia tải phức tạp hơn khi một trong các động cơ truyền động có sự cố nhỏ.

- Điều kiện hoà đồng bộ.

+ Thứ tự pha của các máy phát phải như nhau. + Điện áp của máy phát phải bằng điện áp của lưới. + Tần số của máy phát cần hoà bằng tần số của lưới. + Góc lệch pha giữa vectơ điện áp của 2 máy phát bằng nhau.

- Các phương pháp hoà đồng bộ.

+ Hoà đồng bộ thô là thời điểm đóng máy phát lên lưới khi tất cả các điều kiện hoà thoả mãn trừ điều kiện góc pha ban đầu của điện áp máy phát và điện áp lưới chưa bằng nhau.

+ Hoà đồng bộ chính xác là tại thời điểm hoà khi tất cả các điều kiện hoà đều được thoả mãn, phương pháp này được áp dụng chủ yếu. Trên tàu thuỷ có 3 cách để thực hiện phương pháp này. Đó là dùng hệ thống đèn tắt, đèn quay, đồng bộ kế.

Ta giả sử trên lưới máy phát số 2 đang công tác, khi đó ta phải hòa máy phát 1 lên

Hệ thống hòa đồng bộ giữa các máy phát cho phép đưa các máy phát vào công tác song song với nhau được thực hiện bằng tay hoặc tự động. Quá trình hoà đồng bộ được coi là thành công khi không gây ra xung dòng lớn và thời gian hoà ngắn. * Hệ thống hòa đồng bộ tàu chở nhựa đường - Quá trình hòa đồng bộ bằng tay: lưới. Bật công tắc hòa đồng bộ 43A(S311) sang chế độ Manu, bật công tắc SYS(S16) về NO.1 hệ thống đèn quay và đồng bộ kế được đưa vào hoạt động, tín hiệu áp của máy

+ Tần số máy phát và lưới bằng nhau được kiểm tra qua VS11(S11). + Điện áp của máy phát và điện áp lưới bằng nhau, kiểm tra thông qua VS11(S11). + Góc lệch pha giữa véc tơ điện áp lưới và máy phát bằng nhau được kiểm tra

Thời điểm đóng máy phát lên lưới là thời điểm kim đồng bộ kế chỉ xấp xỉ giá trị 0,

phát 1 được lấy thông qua 11V sau biến áp PT11, tín hiệu áp của máy phát 2 được lấy thông qua 21V. Khi thực hiện hòa đồng bộ thì điều kiện sau phải được thỏa mãn: thông qua đồng bộ kế SYS(S16). Quan sát đồng bộ kế và hệ thống đèn quay, nếu kim đồng bộ kế quay theo chiều kim đồng hồ (f1> f lưới) và hệ thống đèn quay quay theo chiều nhanh (FAST) thì ta xoay công tắc GS11(S17) theo chiều giảm (LOWER), khi đó rơ le 115L(S17) có điện, cấp điện vào sécvô motor G1-GM quay theo chiều giảm nhiên liệu vào động cơ Diesel máy phát 1. Ngược lại nếu kim đồng bộ kế quay ngược chiều kim đồng hồ và hệ thống đèn quay theo chiều giảm (SLOW), thì ta quay công tắc GS11(S17) theo chiều tăng khi đó rơ le 115R(S17) có điện, cấp điện cho secvo motor đưa nhiên liệu vào Diesel máy phát 1 theo chiều tăng. còn hệ thống đèn quay thì có một đèn tắt còn 2 đèn sáng như nhau. Khi các điều kiện hòa đã thỏa mãn ta bật công tắc S041-1(S21)để đóng máy phát 1 lên lưới. Khi đó rơle K041-1(S21) có điện tiếp điểm của nó đóng lại cấp tín hiệu đến đóng máy phát lên lưới, và đèn SL12(S63) sáng báo máy phát 1 được đóng lên lưới và quá trình hòa kết thúc. - Quá trình hòa tự động:

+ Tín hiệu điện áp của lưới đưa vào khối T4500(S51) thông qua 2 chân BVR1 và

+ Tín hiệu điện áp của máy phát số 1 được đưa vào khối T4500(S51) thông qua 2

+ Tín hiệu điện áp của máy phát số 2 được đưa vào khối ASD(S51) thông qua 2

Chuyển công tắc 43A(S31) sang vị trí AUTO, trước đó tiếp điểm 252A(S31) đã đóng vì máy phát 2 đã đóng lên lưới, làm rơle 77AX2 có điện tiếp điểm của nó ở S31 đóng lại, cấp điện đến chân 43AX1 của ICU-GP1 chế độ hòa tự động sẵn sàng hoạt động và tiếp điểm 77AX2 ở S61 đóng làm đèn sáng báo chế độ tự động sẵn sàng hoạt động. BVT1. chân 15VR và 15VT. chân 25VR và 25VT.

Ta chọn máy phát số 1 để hòa lên lưới. Khi các điều kiện hòa đã được kiểm tra tại T4500 và điều chỉnh, đồng thời nó thực hiện cả chức năng hòa. Khi điều kiện hòa chưa thỏa mãn về tần số thì khối T4500(S51) sẽ xử lý tín hiệu cảm biến được và đưa ra tín hiệu để đưa đến điều khiển động cơ secvo. Giả sử tần số máy phát số 1 nhỏ hơn tần số của lưới thì khối T4500(S51) đưa tín hiệu qua chân 15, 16 lúc đó tiếp điểm của nó đóng lại cấp điện cho rơle K061-1(S51) tiếp điểm K061-1(S17) đóng lại làm cuộn hút rơle 115R(S17) có điện khi đó điều chỉnh secvo

Phân bố tải tác dụng cho các máy phát đồng bộ công tác song song được quyết

motor theo chiều tăng nhiên liệu vào Diesel máy 1. Khi nào tần số máy phát bằng với tần số lưới thì khối T4500(S51) xử lý, lúc đó tiếp điểm của nó mở ra và rơle K061-1 mất điện làm rơle 115R(S17) mất điện dừng việc điều chỉnh secvo motor. Nếu như tần số máy phát 1 lớn hơn tần số của lưới quá trình điều chỉnh động cơ secvo theo chiều giảm nhiên liệu vào Diesel máy 1 cũng diễn ra tương tự. Khi các điều kiện hòa thỏa mãn thì T4500(S51) sẽ gửi tín hiệu ra chân 9 và 10 tới S21 làm tiếp điểm của T4500 là T145-1 đóng, cấp điện cho rơle YC làm tiếp điểm Q/3 đóng, aptomat máy phát 1 đóng, máy phát 1 cấp điện lên lưới kết thúc quá trình hòa. b, Phân bố tải tác dụng cho các máy phát công tác song song. định bởi bộ điều tốc của động cơ truyền động cho máy phát.

Giả sử máy phát 2 đang công tác, hoà máy phát 1 vào công tác song song, thì tại thời điểm máy phát 1 được đóng vào mạng, máy phát 1 nhận một lượng tải nhất định, quá trình phân chia tải như sau: * Phân bố tải tác dụng bằng tay. Chuyển công tắc 43A(S31) sang chế độ MANU, quan sát đồng hồ đo công suất W21(S12)và W11(S11) sau khi hòa đồng bộ. Giả sử công suất tác dụng của máy phát số 2 lớn hơn công suất tác dụng của máy phát số 1. Khi đó ta quay công tắc điều khiển GS12(S17) theo chiều “LOWER” giảm nhiên liệu vào Diesel máy phát 2, đồng thời quay công tắc GS11(S17) theo chiều “RAISE” tăng nhiên liệu vào Diesel máy phát 1, đến khi thấy công suất 2 máy bằng nhau thì dừng lại và kết thúc quá trình phân bố tải tác dụng. * Phân bố tải tác dụng ở chế độ tự động.

Đưa công tắc 43A(S31) sang chế độ AUTO, khi đó tiếp điểm thường mở của nó đóng lại ở S62 đèn YL(L504) sáng báo phân bố tải tác dụng ở chế độ tự động, đồng thời khi ở chế độ tự động thì rơle K071, K072(S05) có điện,tiếp điểm ở S52 đóng cấp nguồn cho khối LSU-112DG thông qua chân 1,3 khối LSU-112DG ở đây là khối thực hiện tự động phân bố tải tác dụng cho 2 máy, tín hiệu áp của thanh cái ở S05 đưa vào chân 43, 44-45, 46 tín hiệu công suất máy 1 đưa đến LSU-112DG từ S11 thông qua chân 28 và 29 tín hiệu công suất máy 2 đưa đến PWC từ S12 thông qua chân 28 và 29. Để thực hiện tự động phân bố tải tác dụng phải có tín hiệu các aptômat của máy phát 1 và máy phát 2 đã đóng lên lưới thông qua chân 24, 26 của khối LSU-112DG. Khi có đầy đủ tín hiệu tới LSU-112DG, nó xử lý và tự động phân chia tải tác dụng cho các máy phát. Giả sử công suất tác dụng của máy phát số 2 lớn hơn công suất tác dụng của máy phát số 1. Khi đó khối LSU-112DG xử lý sẽ đưa tín hiệu ra chân 43, 44(S51) và 45, 46(S52)làm rơle K061-1(S51) và K062-2(S52) có điện đóng tiếp điểm K061-1(S17), K062-2(S17) đóng cấp tín hiệu điều khiển secvo motor tăng nhiên liệu vào Diesel máy phát 1, điều khiển secvo motor giảm nhiên liệu vào Diesel máy phát 2, cho đến khi công suất tác dụng của 2 máy bằng nhau thì quá trình kết thúc.

c,Phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song. * Giới thiệu chung:

- Máy phát này nhận toàn bộ tải của máy kia dẫn đến cắt một máy ra khỏi mạng do

- Tăng tổn hao trong các cuộn dây vì luôn luôn có dòng cân bằng chạy trong hai

Theo qui định của đăng kiểm thì sự chênh lệch tải vô công giữa hai máy công tác song song phải ≤ 10% công suất định mức của máy lớn nhất. Khi các máy phát công tác song song, nếu có sự phân bố tải vô công không đều, vượt quá giới hạn cho phép sẽ dẫn đến: quá tải. máy. - Hiệu suất của máy có tải vô công lớn sẽ rất thấp. Để thực hiện phân bố tải vô công có các phương pháp sau:

- Điều khiển đặc tính ngoài. - Nối dây cân bằng. - Tự điều chỉnh phân bố tải vô công.

b, Hệ thống phân chia tải vô công tàu chở nhựa đường Sơ đồ: Mạch tự động điều chỉnh điện áp(S18)

Hệ thống này dùng phương pháp nối dây cân bằng phía xoay chiều và thay đổi độ

nghiêng đặc tính ngoài.

CT11 là biến dòng lấy tín hiệu dòng của máy phát 1, cuộn thứ cấp của nó nối với chân L,K. Chân L2,K2 của khối AVR ở máy phát này được nối dây cân bằng với chân L2, K2 của khối AVR của máy phát kia. CT21 là biến dòng lấy tín hiệu dòng của máy phát 2.Cuộn thứ cấp của nó nối với chân L,K.

Khi máy phát công tác độc lập, các tiếp điểm 152A hoặc 252A đóng lại cuộn K2L2 bị ngắn mạch, dòng chạy trong cuộn này rất lớn, tín hiệu này cùng với tín hiệu dòng tải máy phát ở cuộn sơ cấp của biến dòng DCT làm cho dòng ở cuộn thứ cấp lớn, dẫn tới tín hiệu áp trên CCR đưa tới khối AVR lớn. Tín hiệu này cộng với tín hiệu điện áp thực của máy phát lấy thông qua biến áp TP1 đưa qua khối AVR làm dòng IAVR nhỏ. Như vậy Ikt (= I – I AVR) tăng lên, dòng kích từ tăng làm tăng độ cứng đặc tính ngoài của máy phát. Nhờ đó tăng được sự ổn định điện áp cho máy phát. Việc điều chỉnh độ nghiêng đặc tính ngoài của máy phát thông qua biến trở CCR được chỉnh định từ trước.

Khi hai máy phát công tác song song trên lưới, các tiếp điểm 152A, 252A mở ra, độ cứng đặc tính ngoài giảm xuống ở độ hữu sai cho phép (đảm bảo sự ổn định điện áp máy phát). Hai cuộn thứ cấp L2K2 của 2 biến dòng DCT được nối với nhau, lúc này tín hiệu dòng của mỗi cuộn thứ cấp thứ 2 không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu dòng ở cuộn sơ cấp KL mà còn phụ thuộc vào tín hiệu dòng của cuộn thứ cấp phía bên kia. Như vậy sự thay đổi tải vô công của máy phát này luôn được máy kia cảm nhận thông qua biến dòng DCT, nhờ đó luôn đảm bảo được sự cân bằng tải vô công giữa 2 máy phát khi công tác song song.

c,Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp Tất cả các thiết bị điện hay khí cụ điện trang bị trên tàu đều được chế tạo để công tác với một giá trị điện áp nhất định gọi là giá trị điện áp định mức. Từ góc độ kinh tế, kĩ thuật chất lượng khai thác thì khi công tác với điện áp ổn định bằng điện áp định mức thì các trang thiết bị sẽ công tác ở trạng thái tốt nhất, tin cậy nhất. Do vậy mọi sai lệch quá giá trị cho phép của điện áp đều gây ra sự công tác không ổn định và giảm độ tin cậy cho thiết bị. Để đáp ứng được các quy định về hệ thống tự điều chỉnh của đăng kiểm, các hệ thống hiện nay ngày càng được thiết kế với sự hoạt động chính xác, tin cậy. Tàu chở nhựa đường 1700m3 sử dụng bộ tự động điều chỉnh điện áp cho máy phát không chổi than.

Xuất phát từ tầm quan trọng đó, đăng kiểm của một số nước trong đó có Việt Nam quy định như sau về hệ thống tự động điều chỉnh điện áp. * Chế độ tĩnh: Khi phụ tải thay đổi dần từ 0 ÷ Iđm với cosφ = cosφđm tốc độ quay ổn định với sai số là ±5% nđm thì điện áp máy phát không được phép sai số quá ± 2,5% Uđm. Còn khi cosφ thay đổi từ 0,6 ÷ 0,9 thì sự dao động điện áp máy phát không vượt quá ± 3,5% Uđm. * Chế độ động: (Hình 1.1) Khí tải thay đổi đột ngột (giả sử là tăng tải), điện áp máy phát giảm tức thời một giá trị là: ΔU1 = (U0 – U1) rồi tiếp tục giảm đến ΔU2 = (U0 – U2). tđc: thời gian điều chỉnh, tính từ khi UMF giảm tới khi hệ thống đã điều chỉnh UMF trở về độ chính xác ± 3,5%. Giá trị tđc phải ≤ 1,5s. Khi tải thay đổi đột ngột 60%Iđm và cosφ < 0,4 thì sự dao động điện áp phải nhỏ hơn (-15% ÷ 20%) Uđm

Hình 1.1 Để đáp ứng được các quy định về hệ thống VCU của đăng kiểm, các hệ thống VCU hiện nay ngày càng được thiết kế với sự hoạt động chính xác, tin cậy.

*Giới thiệu phần tử hệ thống TĐĐCĐA

+ G: Máy phát đồng bộ ba pha không chổi than. + EX: Máy phát kích từ. + F1: Cuộn kích từ máy phát chính. + F2: Cuộn kích từ máy phát kích từ. + RT: Cuộn kháng lấy tín hiệu điện áp máy phát. + CT: Biến dòng lấy tín hiệu dòng tải. + Si1,Si2: Các bộ chỉnh lưu.

+ Deviation detecting circuit: Mạch tạo tín hiệu độ lệch. + PID circuit: Mạch PID. + Phase contort circuit: Mạch điều chỉnh pha. + Power source circuit: Mạch cấp nguồn. + Main thysistor circuit: Mạch thysistor chính. + Synchronize control circuit: Mạch điều khiển đồng bộ. + CTT: Biến dòng lấy tín hiệu dòng cho mạch phân bố tải vô công. + TP1: Biến áp cảm biến điện áp thực của máy phát. + CCR: Biến trở điều chỉnh tải vô công. + D1: Cầu chỉnh lưu 3 pha. + VR: Biến trở điều chỉnh điện áp máy phát. + Q1: Khuếch đại thuật toán. + Tụ C8,C9 và R11: Bù tần số tạo ra tính ổn định cho Q1. + Q3,Q4: Các transistor. + Q5: Transistor 1 tiếp giáp UJT tạo xung. + Z1,Z2: Các điot zener ổn áp. + D9: Cầu chỉnh lưu 2 pha. + TP3: Biến áp xung. + AA-049: Bộ lọc sóng hài bậc cao. + SCR1, SCR2: Các thysistor thực hiện chức năng điều chỉnh. + TP2: Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển pha. + Q2: Khuếch đại thuật toán tạo điện áp đồng bộ. + C16,C15,R31: Bù tần số tạo tính ổn định cho Q2.

Hệ thống điều chỉnh điện áp này là hệ thống điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp giữa phức hợp pha song song và điều chỉnh theo độ lệch: - Phần mạch phức hợp pha: - Phần mạch điều chỉnh theo độ lệch: * Nguyên lý hoạt động:

- Quá trình tự kích ban đầu: Khởi động Diesel lai máy phát đến tốc độ định mức. Khi đó do có từ dư ở máy phát kích từ nên cuộn dây phần ứng máy phát chính cảm ứng được tín hiệu điện áp nhỏ

có giá trị khoảng 2-5% điện áp định mức. Bởi vì có tín hiệu phản hồi điện áp ở khối phức hợp pha nên điện áp kích từ tăng lên nhanh chóng, do đó điện áp của máy phát tăng nhanh. Nếu không có tín hiệu từ bộ hiệu chỉnh AVR tác động đến cuộn kích từ thì điện áp máy phát chính có thể lên tới 110% điện áp định mức. Nhiệm vụ của bộ AVR là đưa điện áp máy phát trở về giá trị định mức.

- Nguyên lý hoạt động theo phức hợp pha: Tín hiệu dòng được lấy thông qua biến dòng CT, tín hiệu áp lấy thông qua cuộn cảm RT. Hai tín hiệu này cộng điện trước chỉnh lưu rồi cấp cho cuộn kích từ F2 của máy phát kích từ. Ta có:

Ikt= Ii + Iu + IAVR Nếu xét về độ lớn ta có: Ikt= Ii + Iu - IAVR = Itổng – IAVR Giả sử khi tải máy phát tăng làm điện áp máy phát giảm đi. Nhiệm vụ là phải điều chỉnh để đưa điện áp máy phát về giá trị định mức. Khi tải tăng làm cho Ii tăng lên dẫn đến Itổng= Ii + Iu. Đồng thời do điện áp máy phát giảm nên khối AVR hoạt động làm giảm IAVR. Vậy khi dòng kích từ máy phát kích từ tăng thì dòng kích từ của máy phát chính cũng tăng dẫn đến điện áp máy phát tăng. Độ tăng của điện áp máy phát sẽ vượt quá 10%Uđm. Lúc này phần điều chỉnh điện áp theo nhiễu sẽ dừng hoạt động. Do Udm tăng tín hiệu này đưa đến khối AVR khối này sẽ thực hiện điều chỉnh làm IAVR tăng dẫn tới dòng kích từ của máy phát giảm do đó điện áp được kéo về giá trị định mức.

- Nguyên lý hoạt động mạch hiệu chỉnh: + Nguyên tạo tín hiệu độ lý của mạch

lệch E3 và mạch PID: Tín hiệu điện áp thay đổi của máy phát được cảm biến bởi biến áp TP1 qua cầu chỉnh lưu 3 pha D1 tạo ra điện áp E1, điện áp E1 tỉ lệ tuyến tính với điện áp thực của máy phát. Điện áp chuẩn E2 được tạo ra bởi điot zener Z1, hai tín hiệu điện áp này được so sánh và tạo ra tín hiệu độ lệch: E3 = E1+E2. Tín hiệu độ lệch E3 được đưa vào cửa đảo của khuếch đại thuật toán Q1 thông qua điện trở R7 và R8. Tín hiệu độ lệch điện áp sau khi qua mạch PID sẽ được khuếch đại thành E3’.

+ Nguyên lý hoạt động của mạch tạo xung đồng bộ điều khiển Thysistor SCR1,

SCR2:

Tín hiệu độ lệch điện áp sau khi qua mạch PID sẽ khuếch đại và đảo cực tính

thành E3’ đưa tới chân bazơ B của transistor Q3 thông qua điện trở R14 và điot D3.

Giả sử điện áp thực của máy phát nhỏ hơn điện áp chuẩn thì tín hiệu E3 sẽ mang giá trị dương. Nếu E3 càng lớn thì điện áp dương đặt vào cửa đảo của khuếch đại thuật toán Q1 càng lớn thì tín hiệu ra của Q1 càng âm đi làm cho thế đặt vào chân bazơ của Q3 giảm đi dẫn đến bóng Q3 khoá bớt lại do đó tụ C10 được nạp chậm hơn làm Q5 phát xung muộn hơn theo chu kì của điện áp đặt vào 2 chân A-B. Tín hiệu xung do Q5 phát ra được khuếch đại qua biến áp xung TP3 sau đó xung từ thứ cấp biến áp xung TP3 được đưa đến cực điều khiển G1K1, G2K2 của thysistor SCR1, SCR2 làm 2 thysistor này khoá

bớt lại lúc này dòng vào 2 chân A-B mạch thysistor chính giảm đi do đó dòng điện đưa vào cầu chỉnh lưu Si2 sẽ tăng lên vì vậy dòng kích từ đưa đến cuộn F2 cũng tăng lên dẫn đến điện áp máy phát cũng tăng lên. Đến khi điện áp của máy phát đạt đến giá trị định mức thì dòng vào 2 chân A-B trở về giá trị nhất định và dòng kích từ đưa đến cuộn F2 cũng trở về giá trị định mức. Trong trường hợp điện áp máy phát lớn hơn so với điện áp chuẩn thì quá trình xảy ra nguợc lại. Trong trường hợp này Q3 thông nhiều hơn dẫn đến tụ C10 nạp nhanh hơn, thời gian đạt đến điện áp phóng nhanh hơn, Q3 phát xung sớm hơn, Hai thysistor mở nhiều hơn dẫn đến dòng vào hai chân A-B lớn, dòng kích từ đưa đến F2 giảm, điện áp máy phát nhanh chóng trở về giá trị định mức.

Trong quá trình vận hành, khai thác luôn có khả năng xảy ra sự cố hoặc hư hỏng,

- Tự động ngắt mạch một số phần tử, dự báo những chế độ công tác khác với chế

- Ngắt mạch khi dòng công tác xấp xỉ hoặc lớn hơn dòng định mức, điện trở của

+ Nguyên lý mạch đồng bộ pha: Mạch này kết hợp với mạch điều khiển xung để tạo xung đồng bộ mở thysistor. Ở ½ chu kì điện áp duơng khi có điện áp dương đặt lên thysistor SCR1 và tín hiệu E3’ có giá trị lớn thì tụ C10 được nạp nhanh đến giá trị điện áp phóng, Q5 phát xung điều khiển thysistor SCR1 thông. Sun sơ cấp biến áp TP2 lại làm tín hiệu điện áp ở đầu thứ cấp đặt lên cầu chỉnh lưu D13 gần như bằng không. Điện áp đặt lên R33 lại có giá trị khác 0, vì vậy tín hiệu ở của khuếch đại thuật toán Q2 có giá trị dương lớn, tín hiệu ở cửa ra được khuếch đại và có giá trị dương lớn, thế đặt vào bazơ của transistor Q4 có giá trị lớn nên Q4 mở hoàn toàn và sun C10 lại. Ở ½ chu kì điện áp âm lúc SCR1 khoá dần và ở đầu chu kì điện áp âm biến áp TP2 có điện, tín hiệu từ thứ cấp đưa đến cầu chỉnh lưu D13 và điện áp đặt trên R32 lớn nên tín hiệu đầu ra của Q2 nhỏ, Q4 bớt thông tụ C10 được nạp nhanh chóng đạt đến điện áp phóng để Q phát xung điều khiển mở thysistor SCR1. Như vậy thời gian nạp của tụ C10 nhanh hay chậm để đạt điện áp phóng được quyết định bởi giá trị độ lớn của E3 cũng có nghĩa là dòng tăng hay giảm là phụ thuộc vào giá trị của E3. d, Báo động và bảo vệ cho trạm phát chính vì vậy hệ thống nào cũng bao gồm một hoặc nhiều thiết bị bảo vệ riêng biệt. + Ý nghĩa: - Tự động ngắt mạch những phần tử có sự cố, tách khỏi những phần tử khác đang hoạt động bình thường. Nó tác dụng ngăn ngừa những hậu quả tiếp theo, có thể đưa đến ngắn mạch phần tử khác. độ công tác định mức. hệ thống giảm quá giới hạn. + Yêu cầu:

- Có tính chọn lọc. - Có độ nhạy cao. - Có tính tác động nhanh. - Có độ tin cậy.

* Bảo vệ quá tải

Bảo vệ quá tải máy phát được thực hiện bởi khối LSU-112DG,IRU01 IRU02. Tín hiệu điện áp và tín hiệu dòng tải của máy phát thông qua biến dòng gửi tới

Bảo vệ ngắn mạch là việc hết sức quan trọng đối với các máy phát cũng như các

- Tác động về nhiệt có thể làm nóng chảy hoặc bốc cháy các tiếp điểm hoặc các

- Gây ra một lực điện động rất lớn làm cong vênh hoặc phá vỡ các vật cố định của

- Làm sụt áp trong mạng rất lớn gây ra sự công tác không ổn định của các hộ tiêu

- Làm các máy phát công tác song song mất đồng bộ.

Khi xảy ra ngắn mạch tùy từng trường hợp mà aptomat thực hiện bảo vệ với thời

+ Khi dòng tải I = 115% Iđm thì thời gian bảo vệ là 20s. + Khi dòng tải I = 250 % Iđm thì thời gian bảo vệ là 20ms. + Khi dòng tải I = 1200% Iđm thì thời gian bảo vệ ngay tức khắc.

LSU-112DG thông qua chân 1,3,28 và 29. Nếu máy phát 1 bị quá tải, ACB1 có tín hiệu đóng tiếp điểm làm cho đầu vào 11 của khối IRU01 có tín hiệu tiếp điểm của nó đóng lại cấp tín hiệu tới PLC xử lý, làm đầu ra của PLC 03 ở S61 có tín hiệu, khi đó đèn RL sáng báo máy phát số 1 quá tải. Khi máy phát 1 bị quá tải thì khối IRU01(S31) cũng gửi tín hiệu đến PLC, từ PLC gửi tín hiệu đến các cuộn SHC(S26) để ngắt các phụ tải không quan trọng như thiết bị làm lạnh, quạt gió, máy đốt rác và các hệ thống không quan trọng khác. Nếu như ngắt các phụ tải không quan trọng mà vẫn còn quá tải thì LSU-112DG gửi tín hiệu đến chân 9,10 làm K042-1 có điện và tiếp điểm K042-1(S21) mở YU mất điện ngắt ACB1,đèn SL13 sáng báo đã ngắt ACB1. Nếu máy phát 2 bị quá tải thì quá trình bảo vệ tương tự như đối với máy phát 1. * Bảo vệ ngắn mạch thiết bị trên tàu thủy, nếu xảy ra ngắn mạch mà không được bảo vệ kịp thời thì gây ra: dây cáp mà nó đi qua. phần tử nó đi qua như bung các giá đỡ, trụ đỡ. thụ. Việc thực hiện bảo vệ ngắn mạch được thực hiện phối hợp bởi các aptomat và cầu chì. Khi xảy ra ngắn mạch thì aptomat có tác động để mở tiếp điểm của nó. gian khác nhau. * Bảo vệ công suất ngược Bảo vệ công suất ngược được thực hiện bởi khối RPR11(S11), RPR21(S12). Giả sử khi máy phát số 1 xảy ra hiện tượng công suất ngược thì RPR11 hoạt động đóng tiếp điểm của nó ở S21 cấp điện cho K091-1 làm tiếp điểm K091-1 dẫn đến YU mất điện và ACB1 ngắt. Đồng thời có tín hiệu đến chân 8 của khối IRU01, khối này sẽ gửi tín hiệu đến PLC và đâu ra 02 của PLC có tín hiệu làm đèn RL sang báo máy 1 công suất ngược. * Bảo vệ điện áp thấp

Bảo vệ điện áp thấp được thực hiện bởi khối UVC, vì lý do nào đó mà điện áp giảm xuống thấp dưới 80%Uđm thì khối UVC tác động gửi tín hiệu ngắt aptomat ra khỏi lưới điện để đảm bảo an toàn cho hệ thống. * Báo động cách điện thấp - Mạng 440V. Điện áp 440V của máy phát được đưa vào khối GRS51(S05). Khi có cách điện thấp thì đầu ra 5-6 của khối GRS51(S05) có tín hiệu gửi đến PLC nếu sau 30s cách điện vẫn thấp thì đầu ra 2.2 của PLC có tín hiệu đèn RL(L508)sáng báo cách điện 440V thấp.

- Mạng 220V. Điện áp 220V của máy phát được đưa vào khối GRS61(S07). Khi có cách điện thấp thì đầu ra 5-6 của khối GRS61(S07) có tín hiệu gửi đến PLC, nếu sau 30s cách điện vẫn thấp thì đâu ra 2.3 của PLC co tín hiệu làm đèn RL(L509) sáng báo cách điện 220V thấp. 1.3 Hệ thống điều khiển từ xa Diesel chính 1.3.1Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển từ xa Diesel chính a, Khái niệm chung

Hệ thống điều khiển từ xa diezen là hệ thống cho phép thực hiện các động tác điều khiển hoạt động của động cơ ở mọi chế độ hoạt động, từ các vị trí không nằm ở trên động cơ như buồng điều khiển trung tâm hoặc buồng lái của con tàu.

b,Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển từ xa Diezen

Thực hiện quá trình khởi động, dừng, đảo chiều, thay đổi tốc độ động cơ chỉ thực hiện từ một cần điều khiển, có thể đưa cần điều khiển từ bất cứ vị trí nào tới một vị trí khác không cần dừng lại ở vị trí trung gian nào. Trình tự hoạt động của hệ theo một chương trình logic có sẵn trong hệ thống điều khiển.

- Cần điều khiển trên các vị trí lái luôn gắn với tay chuông truyền lệnh.

- Quá trình điều khiển và điều chỉnh phải êm, nhẹ nhàng.

- Phải có trạm điều khiển dự phòng khi xảy ra sự cố, thưòng thì được trang bị 2 đến 3 trạm dự phòng khác chẳng hạn ở buồng lái, buồng điều khiển trung tâm, điều khiển tại chỗ.

- Hệ thống phải có khả năng tự động khởi động lại, số lần khởi động tuỳ thuộc khả năng

phục hồi và dung tích "chai gió" của hệ thống khí khởi động.

- Tự động điều khiển động cơ diezen phải gắn liền với tự động kiểm tra và dự báo

thông số tập trung.

- Phải có các thiết bị tự động bảo vệ, ngăn ngừa sự cố nguy hiểm như mất dầu bôi

trơn, quá tốc...

- Thiết bị phải có độ tin cậy cao, ít chủng loại, chịu được điều kiện môi trường khắc

nghiệt.

- Phải có chương trình đưa nhanh động cơ qua vùng tốc độ cộng hưởng nếu như tay

điều khiển vô tình đặt ở vùng tốc độ cộng hưởng.

- Có thể gắn máy tự ghi với tay chuông truyền lệnh để ghi lại các lệnh điều khiển.

c,Phân loại hệ thống điều khiển từ xa Diezen

- Phân loại theo dạng đối tượng điều khiển

+ Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt bước cố định: Với tổ hợp này để

đảo chiều quay chân vịt của tàu thì bằng 2 cách:

Đảo chiều quay của động cơ .

Đảo chiều quay bằng bộ ly hợp.

Hình 4

+ Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt biến bước (Hình 5): Đặc điểm là

không cần đảo chiều quay Diesel, hộp số chỉ cần có một chiều nhưng phải có hệ thống

điều khiển bước chân vịt. Do vậy việc điều khiển động cơ Diesel chỉ cần khởi động động

cơ là xong, còn điều khiển từ xa Diesel là điều khiển bước chân vịt. Thường thì người ta

thay đổi bước chân vịt bằng hệ thống thuỷ lực.

Hình 5

+ Hệ thống chân vịt điện (Hình 6):

Loại này động cơ Diesel không cần đảo chiều quay. Thường dùng hệ thống F- D.

Muốn đảo chiều quay chân vịt thì người ta đảo chiều quay của động cơ điện lai nó bằng

cách đảo nguồn cấp từ máy phát vào động cơ điện.

Hình 6

- Phân loại theo dạng năng lượng điều khiển

+ Hệ điều khiển cơ khí: Từ trạm điều khiển các lệnh điều khiển và phản hồi đều

thông qua các phần tử cơ khí như cáp, xích thanh truyền. Loại này chỉ tồn tại ở các tàu

xuồng bé vì chúng có nhược điểm là cồng kềnh khó điều khiển.

+ Hệ điều khiển khí nén: Các hệ thống điều khiển khí rất gọn, nhẹ, ít hư hỏng,

điều khiển chắc chắn, dễ sửa chữa, bảo quản.Tổ chức lắp đặt đơn giản hơn và khoảng

cách có thể xa hơn. Nhược điểm của hệ thống khí nén phải đảm bảo khí nén khô, sạch,

tránh bị gỉ sét dẫn đến rò rỉ, kẹt, khi áp lực khí nén nhỏ thì khó điều khiển.

+ Hệ điều khiển thuỷ lực: Ngoài ưu điểm như hệ thống khí thì chúng còn có khả

năng chịu quá tải và tạo ra công suất lớn. Nhược điểm của nó là khó truyền đi xa.

+ Hệ điều khiển điện - điện tử: Chủ yếu dùng cho các mạch điều khiển, các phần

tử logic có khả năng truyền được tín hiệu từ xa. Hệ thống có thể thực hiện nhanh do hằng

số thời gian điện từ rất nhỏ so với khí nén và thuỷ lực, khả năng tự động cao, khoảng

cách không hạn chế, việc lắp đặt dễ dàng, tác động điều khiển chính xác và có thể kết nối

với các máy vi tính, máy telex. Nhược điểm của hệ thống loại này phức tạp, hạn chế về

công suất, hay gặp trục trặc do ảnh hưởng của yếu tố môi trường.

+ Hệ điều khiển hỗn hợp cơ-khí-thuỷ lực-điện tử: Đây là loại phổ biến nhất hiện

nay vì nó phát huy được các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của các loại trên.

d,Chức năng hệ thống điều khiển từ xa Diezen

- Khởi động từ xa động cơ

- Dừng máy từ xa

- Đảo chiều quay từ xa

- Điều khiển tốc độ từ xa

- Đóng mở ly hợp

- Tự động kiểm tra, báo động và bảo vệ

Hệ thống điều khiển từ xa máy chính tàu chở nhựa đường 1700m3 là một hệ thống điều khiển sử dụng kết hợp với một phần điện. Đây là hệ thống điều khiển từ xa một cách an toàn và chính xác. Việc điều khiển được thực hiện bằng cần điều khiển thuộc hệ thống điều khiển đặt trong buồng điều khiển máy hoặc tại buồng lái. Hệ thống có thể điều khiển tiến, lùi, điều khiển tốc độ, dừng máy. Hệ thống còn có thêm các thiết bị an toàn và báo động cho nên nó rất tiện ích cho việc bảo vệ máy chính. Nguồn khí và nguồn khí điều khiển được lấy từ nguồn khí chai gió qua bộ giảm áp. Nguồn điện điều khiển là nguồn một chiều.

1.3.2Hệ thống điều khiển từ xa Diesel chính tàu chở nhựa đường1700m3

a,Giới thiệu phần tử của hệ thống

*Sơ đồ khí điều khiển:

-Trụ điều khiển tại lầu lái

+101: tay truyền lệnh

+102: van điều khiển tốc độ và cho tín hiệu hạn chế nhiên liệu khi khởi động.

+103: van điều khiển tốc độ và cho tín hiệu hạn chế nhiên liệu khi khởi động.

+104:

+106: giảm âm

+107: bộ lọc

+108,111,113: đồng hồ đo áp suất

+109,112: van chặn

+110: cảm biến áp lực

-Bảng điều khiển tại máy chính:

+E01: tay điều khiển khởi động và dừng

+E02: tay điều khiển chuyển đổi tiến lùi

+E03: van 3 ngả thay đổi vị trí điều khiển

+E04: van điều khiển tốc độ

+E05: xylanh hạn chế dầu F.O +E06: xylanh dừng +E07: van khoá khởi động khi via máy +E08: bộ lọc +E09: điều khiển áp lưc khí nén +E10: bình dầu

+E11: van dừng sự cố +Governor: Máy phát tốc +Governor booster: Tăng áp máy phát tốc +Cam shaft change over divice: thiết bị thay đổi vị trí trục cam + LS: Các tiếp điểm hành trình -Bảng nguồn khí nén +501: van bi +502: van giảm áp +503: van OR +504: van an toàn +505: đồng hồ đo áp suất +506,601: bộ lọc +602: bộ làm khô khí *Sơ đồ điện: -Sơ đồ 2: +RD1: rơle báo nguồn AC110V +RD2: rơle báo nguồn 24V +RD3: rơle báo có nguồn cho mạch điều khiển vào ra +RD4: rơle báo mạch dừng sự cố +RD5: rơle báo cấp nguồn cho mạch điều khiển +DC/DC1: bộ biến đổi cấp nguồn cho CONTROL PC +DC/DC2: bộ biến đổi cấp nguồn cho mạch đèn báo -Sơ đồ 3: +PS: tiếp điểm cảm biến áp lực +PB: nút ấn +LS: tiếp điểm hành trình +HSAH,HSAS: tiếp điểm chiều tiến lùi -Sơ đồ 4: +LED: diôt phát quang là các đèn báo +TLRC1: rơle thời gian điều khiển cắt khí khởi động +TRC12: van điện từ thay đổi trạng thái từ xa +TRC13: điều khiển van 102 trên trụ lái -Sơ đồ 5: +TRC41: điều khiển van khởi động +TRC42: điều khiển van dừng +TRC43: điều khiển van chiều tiến +TRC44: điều khiển van chiều lùi -Sơ đồ 7: +TLRFOH: rơle thời gian điều khiển dưng cấp dầu FO

+TLRE1 : rơle thời gian báo áp suất dầu L.O thấp +RE1 : rơle điều khiển dừng sự cố khi áp lực dầu F.O thấp +TLROS : rơle thời gian điều khiển dừng máy khi quá tốc +RE4 : rơle điều khiển dừng sự cố bằng tay +RE10 : rơle điều khiển dừng sự cố +RE6 : rơle điều khiển dừng cấp dầu F.O +RA1 : rơle điều khiển thử đèn báo động ở lầu lái +RA2 : rơle điều khiển thử đền báo động ở buồng máy +BZ : chuông báo động lầu lái +HN : còi báo động +RA8 : rơle điều khiển còi báo động -Sơ đồ 11: +REV : đồng hồ do tốc độ ở các vị trí +DMR1HH : tiếp điểm khởi động theo chiều tiến +DMR1H : tiếp điểm dừng khi máy quay chiều tiến +DMR1L : tiếp điểm dừng khi máy quay chiều lùi +DMR1LL : tiếp điểm khởi động chiều lùi +DMR2H : tiếp điểm dịch trục cam theo chiều tiến +DMR2L : tiếp điểm dịch trục cam theo chiều lùi + MR1H : rơle tốc độ điều khiển dừng khẩn cấp khi quá tốc + MR1L : rơle tốc độ thực hiện đưa mạch báo động dầu bôi trơn xilanh không chảy vào hoạt động. -Sơ đồ 12: +M : động cơ lai bơm dầu bôi chơn +FM : quạt thong gió +HM : đồng hồ đo thời gian chạy của máy -Sơ đồ 13 +RYLO : rơle điều khiển dừng bơm dầu bôi chơn +TLRLO1, TLRL02 : rơle thời gian điều khiển tự động dừng bơm dầu bôi chơn b,Nguyên lý hoạt động *Thao tác chuẩn bị máy: - Via máy : Trước khi chạy máy cần via máy để kiểm tra xem máy có bị kẹt hay không và bôi trơn một số chi tiết động. Động cơ via máy là động cơ điện. Khi vào ly hợp máy via, tiếp điểm LS(3-20) bị tác động mở ra,van E07 khoá lại ngăn khởi động.Luc này đèn LED(5-11) báo đang thực hiện via máy. Khi mở ly hợp máy via, LS(3-20) đóng lại, đèn LED(5-12) báo máy đã ra via.Van E07 mở cấp gió sẵn sàng khởi động. - Khởi động bơm dầu bôi trơn : Sau khi bơm dầu bôi trơn được đưa vào hoạt động, tiếp điểm cảm biến áp lực dầu bôi trơn máy chính PS(7-4) và tiếp điểm cảm biến áp lực dầu bôi trơn tuabin PS(7-19) sẽ bị tác động mở ra, rơle TLRE1 và TLREA2 mất điện đóng

các tiếp điểm TLRE1(7-6),TLREA2(7-21) cấp điện tới rơle RE1, RE2 và 2 đèn báo. Tiếp điểm RE1(7-23) và RE2(7-24) đóng cấp điện cho RE10 dừng máy chính. - Mở gió điều khiển (30kgf/cm2) *Điều khiển trên trụ điều khiển lầu lái Đưa tay gạt van E03 sang REMOTE(W/H) làm van E03 mở ra cho gió điều khiển lên lầu lái.Khi muốn dịch trục cam theo chiều tiến,ta đưa tay điều khiển 101 theo chiều tiến,luc này tiếp điểm DMR2H(3-10) đóng sẽ co tin hiệu cấp cho TRC43(4-51),tiếp điểm TRC43(6-9) đóng lại cấp điện cho van E02(AHEAD),van E02(AH) mở ra cho gió khởi động từ bộ cấp gió đi qua van E02(AH) tới tạo áp lực nén dầu trong bình AH tác động vào bên phải xilanh dịch trục cam theo chiều tiến. Khi cam dịch xong theo chiều tiến thì tiếp điểm LS(3-21)đóng lại cấp nguồn cho đèn báo cam ở vị trí tiến, đồng thời đưa tín hiệu báo lên buồng điều khiển là Cam ở vị trí tiến.Muốn đưa cam dịch theo chiều luì thì ta làm ngược lại -Khởi động: Ấn START theo chiều tiến tiếp điểm DMR1H đóng đưa tín hiệu cấp cho TRC41(5- 49), tiếp điểm TRC41(6-4) đóng làm van E01(START) mở. Khí khởi động qua van E01(Start) và rẽ làm 2 nhánh, một nhánh qua van E07 tác động vào bộ điều tốc đưa tham số của bộ điều tốc ứng với giá trị min hạn chế nhiên liệu khi khởi động, một nhánh qua thiết bị an toàn của trục cam tới tác động mở van Starting Air Valve cho gió khởi động vào động cơ, động cơ quay, dầu đựơc cấp vào, quá trình cháy nổ xảy ra, tốc độ động cơ tăng lên. Quan sát trên đồng hồ đo tốc độ, khi nào tốc độ động cơ đạt được tốc độ khởi động thì ngừng ấn START và thực hiện điều chỉnh tốc độ cho động cơ. -Điều chỉnh tốc độ: Điều chỉnh tốc độ bằng tay điều khiển 101 sẽ tác động vào bộ điều tốc làm thay đổi vị trí thanh răng nhiên liệu và làm thay đổi tốc độ động cơ.Khí điều khiển đi từ bộ cấp nguồn khí qua 109->107->103->104->E09. -Đảo chiều quay : Gỉa sử ta muốn đổi chiều quay từ tiến sang lùi,ta dung tay điều khiển 101 điều chỉnh tác động vào bộ điều tốc làm thanh răng nhiên liệu mở ít nhất,tốc độ động cơ giảm dần, khi nào tốc độ còn khoảng 5%nđm thì đưa tay điều khiển sang ASTERN lúc nay tiếp điểm DMR2L(3-10) đóng lại cấp tín hiệu cho TRC44(5-52) tiếp điểm TRC44(6-11) đóng lại,van E02(ASTERN) mở cho gió điều khiển từ bộ cấp gió tới van E02(AS) tạo áp lực nén dầu trong bình AS. Dầu được nén tác động vào bên trái của xilanh đẩy pitton dịch trục cam theo chiều lùi. Dịch truc cam xong thì ấn START tr ụ điều khiển lúc này tiếp điểm DMR1LL(3-17) đóng lại làm van E01(ST ART) mở để đưa gió khởi động vào nhanh chóng hãm động cơ và khởi động động cơ theo chiều lùi, đồng thời đưa tay điều khiển 101 lên sao cho ngừng cấp dầu F.O. Khi tốc độ quay theo chiều lùi đạt tốc độ khởi động thì dùng tay điều khiển 101 để thực hiện điều khiển tốc độ.

-Dừng máy: Muốn dừng máy ta đưa tay điều khiển 101trên trụ lái từ từ giảm lương dầu vào động cơ khi tốc độ gần về 0 ta đưa tay điều khiển về Stop sẽ cấp tín hiệu cho TRC42(5-49), tiếp điểm TRC42(6-4) đóng làm mở van E01(STOP) đưa khí điều khiển vào E06 dừng cấp dầu F.O cho động cơ, tốc độ dần về 0. Tiếp điểm LS(7-3) đóng lại cấp điện vào TLRFOH.Rơle TLRFOH có điện, sau một thời gian trễ tiếp điểm TLRFOH(7-6) mở ra ngắt mạch dừng sự cố. Đồng thời tiếp điểm TLRFOH(7-28) đóng cấp điện cho rơle RE6 đưa tín hiệu tới báo lên buồng điều khiển là dừng máy bình thường. * Điều khiển tại máy Đưa tay gạt van E03 sang E/S (Engine Side) làm van E03 khoá lại không cho gió điều khiển lên buồng điều khiển trên lầu lái.Khi muốn dịch trục cam theo chiều tiến, ta đưa tay điều khiển trên van E02 sang AHEAD, van E02(AH) mở ra cho gió khởi động từ bộ cấp gió đi qua van E02(AH) tới tạo áp lực nén dầu trong bình AH tác động vào bên phải xilanh dịch trục cam theo chiều tiến. Khi cam dịch xong theo chiều tiến thì tiếp điểm LS(3-21) đóng lại cấp nguồn cho đèn báo cam ở vị trí tiến, đồng thời đưa tín hiệu báo lên buồng điều khiển là Cam ở vị trí tiến. Muốn đưa cam dịch theo chiều lùi ta đưa tay điều khiển của van E02 đến vị trí ASTERN làm van E02(AS) mở ra, gió khởi động từ bộ cấp gió qua van E02(AS) dầu trong bình AS bị nén tác động vào bên trái xilanh làm dịch trục cam theo chiều lùi. Khi dịch cam xong theo chiều lùi thì tiếp điểm hành trình LS(3-22) đóng lại cấp điện cho đèn báo cam ở vị trí lùi. Đồng thời đóng cấp tín hiệu báo lên buồng điều khiển cam đã ở vị trí trí lùi. -Khởi động: Chuyển tay điều khiển FO HANDLE đến vị trí 0, ấn tay gạt START trên van E01. Khí khởi động qua van E01(Start) và rẽ làm 2 nhánh, một nhánh qua van E07 tác động vào bộ điều tốc đưa tham số của bộ điều tốc ứng với giá trị min hạn chế nhiên liệu khi khởi động, một nhánh qua thiết bị an toàn của trục cam tới tác động mở van Starting Air Valve cho gió khởi động vào động cơ, động cơ quay, dầu đựơc cấp vào, quá trình cháy nổ xảy ra, tốc độ động cơ tăng lên. Quan sát trên đồng hồ đo tốc độ, khi nào tốc độ động cơ đạt được tốc độ khởi động thì ngừng ấn van E01 và thực hiện điều chỉnh tốc độ cho động cơ. - Điều chỉnh tốc độ: Ta thực hiện điều chỉnh tốc độ bằng cách xoay van E04. Góc xoay van E04 sẽ quyết định áp lực khí điều khiển tác động vào bộ điều tốc. Bộ điều tốc tác động vào thanh răng nhiên liệu thay đổi lưu lương bơm dầu FO cấp cho động cơ qua đó thay đổi tốc độ của động cơ. Nếu không sử dụng van E04 ta có thể điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách đưa tay điều khiển FO HANDLE thay đổi từ vị trí qua cơ cấu thanh truyền làm thay đổi độ mở

thanh răng nhiên liệu tác động vào dịch tâm bơm dầu FO làm thay đổi lượng dầu cấp cho động cơ. - Đảo chiều quay : Giả sử đảo chiều quay động cơ từ tiến sang lùi ta đưa tay điều khiển FO HANDLE về vị trí STOP, dầu vào bơm cao áp bị cắt làm tốc độ động cơ giảm dần, khi tốc độ còn khoảng 5%ndm thì đưa tay điều khiển trên van E02 sang vị trí ASTERN. Van E02(AS) mở cho gió điều khiển từ bộ cấp gió tới van E02(AS) tạo áp lực nén dầu trong bình AS. Dầu được nén tác động vào bên trái của xilanh đẩy pitton dịch trục cam theo chiều lùi. Dịch cam xong thì ấn START trên van E01 để đưa gió khởi động vào nhanh chóng hãm động cơ và khởi động động cơ theo chiều lùi, đồng thời đưa tay điều khiển FO HANLE lên vị trí "0". Khi tốc độ quay theo chiều lùi đạt tốc độ khởi động thì mở van E04 để thực hiện điều khiển tốc độ. - Dừng máy: Muốn dừng động cơ ta đưa tay điều khiển FO HANDLE về STOP qua cơ cấu truyền tác động dịch tâm bơm về vị trí ngưng cấp dầu FO cho động cơ, động cơ sẽ giảm tốc độ dần về 0. Tiếp điểm LS(7-3) đóng lại cấp điện vào TLRFOH.Rơle TLRFOH có điện, sau một thời gian trễ tiếp điểm TLRFOH(7-6) mở ra ngắt mạch dừng sự cố. Đồng thời tiếp điểm TLRFOH(7-28) đóng cấp điện cho rơle RE6 đưa tín hiệu tới báo lên buồng điều khiển là dừng máy bình thường. c,Báo động và bảo vệ * Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn máy chính quá thấp:

Khi áp lực dầu bôi trơn máy chính thấp quá mức cho phép thì tiếp điểm PS(7-4) đóng làm rơle TLRE1 có điện, sau 3s tiếp điểm TLRE1(7-6) đóng lại cấp điện cho rơle RE1. Tiếp điểm RE1(7-7) đóng lại tự nuôi, REB1(7-23) đóng cấp điện cho RE10 dừng sự cố, tiếp điểm RE1(3-39) mở ra ngắt tín hiệu đến chân A5 báo dừng sự cố dầu bôi trơn máy chính quá thấp. * Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn tuabin thấp: Khi áp lực dầu bôi trơn tuabin giảm quá thấp, tiếp điểm PS(7-19) đóng lại làm rơle TLREA2 có điện, sau 3s tiếp điểm TLREA2(7-9) đóng lại cấp điện cho rơle TLRE2.Sau 5s TLRE2(7-9) đóng cấp nguồn cho RE2.Tiếp điểm RE2(7-10) đóng lại tự nuôi, RE2(7- 25) đóng lại cấp điện cho RE10 dừng sự cố, RE2(3-43) mở ra ngắt tín hiệu đưa tới chân A5 báo dừng sự cố áp lực dầu bôi trơn tuabin quá thấp. * Bảo vệ quá tốc : Khi tốc độ của máy bằng 110-115% ndm rơle MR1H có điện, tiếp điểm MR1H(7- 11) đóng lại cấp điện cho rơ le TLROS làm tiếp điểm TLROS(7-13) đóng lại tự nuôi và tiếp điểm TLROS(7-25) đóng lại cấp điện cho van điện từ dừng sự cố, đồng thời tiếp điểm TLROS(3-39) mở ra ngưng cấp điện vào chân A5 báo dừng sự cố do quá tốc. e, Tự động kiểm tra giám sát :

Thực hiện chức năng này người ta sử dụng PLC, các cảm biến đặt ở các vị trí khác nhau trong buồng máy, chúng cảm nhận thông số cần kiểm tra giám sát và đưa về trung tâm xử lý tín hiệu. Tín hiệu gửi về có thể là tín hiệu số hoặc tín hiệu tương tự.

Các thông số được kiểm tra giám sát của máy chính gồm: - Hệ thống bôi trơn: Nhiệt độ, áp suất, mức dầu bôi trơn xilanh. Nhiệt dộ, áp suất dầu bôi trơn tuabin.

Nhiệt độ, áp suất nước làm mát pitton. Nhiệt độ, áp suất nước làm mát vòi phun. Áp suất, nhiệt độ, độ nhớt, mức nhiên liệu. Nhiệt độ khí xả, khí nén. Áp suất khí nén, gió khởi động, gió điều khiển.

- Hệ thống làm mát: Nhiệt độ, áp suất nước làm mát xilanh. - Hệ thống nhiên liệu: - Hệ thống khí: Và ngoài ra còn 1 vài thông số khác nữa. Hệ thống này còn có chức năng giám sát các thông số của các Diesel máy phát,

mức nước, dầu trong các két ... 1.4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HƠI 1.4.1 Giới thiệu về hệ thống nồi hơi a, Khái niệm. Nồi hơi tàu thuỷ là thiết bị dùng năng lượng của chất đốt (hoá năng của dầu, than, củi) biến nước thành hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao, nhằm cung cấp hơi nước cho thiết bị động lực hơi nước chính, cho các máy phụ và nhu cầu sinh hoạt của hành khách và thuyền viên. b, Các loại hệ thống nồi hơi.

- Nồi hơi phụ : Dùng tạo nên lượng hơi cần thiết khi tàu chưa hành trình, có thể

Theo mục đích sử dụng trên tàu thuỷ hiện nay thường dùng các loại nồi hơi sau : - Nồi hơi chính: Nồi hơi cung cấp hơi nước cho thiết bị đẩy tàu trong các máy hơi nước chính, hoặc tuabin hơi chính lai chân vịt và dùng cho các máy phụ và nhu cầu sinh hoạt. hoạt động ở mọi chế độ của tàu.

- Nồi hơi kinh tế : Hoạt động chế độ khi tàu hành trình trên biển, chúng ta dùng

nhiệt độ khí xả ra từ máy chính đun nóng nước. c, Các yêu cầu đối với hệ thống nồi hơi tàu thuỷ.

- Sử dụng an toàn, phải có kết cấu bền chắc, độ tin cậy cao. - Gọn nhẹ dễ bố trí trên tàu để nhằm tăng tải trọng của tàu cũng như tầm xa hoạt

động của tàu nồi hơi thường có dung tích loại lớn và quá trình hơi cao.

- Cấu tạo đơn giản, bố trí thiết bị thuận tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa và khai

thác, sử dụng đơn giản và điều kiện làm việc vận hành thoáng mát dễ khai thác.

- Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò sấy hơi nhanh có thể tăng giảm tải để thích

ứng với sự tăng giảm của động cơ khi cần thiết, khi tàu nghiêng lắc ngang ± 30, lắc dọc

± 12 thì các phần tử hấp nhiệt không bị nhô lên khỏi mặt nước.

- Hệ thống điều khiển làm việc chắc chắn và tin cậy thuận tiện trong việc sửa

chữa.

- Có tính kinh tế cao.

d, Các chức năng của hệ thống điều khiển nồi hơi

- Chức năng tự động cấp nước

Chức năng này nhằm giữ cho mức nước trong nồi hơi luôn luôn trong giới hạn

nhất định. Đảm bảo cho nồi hơi không bị cháy khi nước trong nồi hơi giảm thấp, hay trào

ra ngoài khi mức nước quá cao. Thường hệ thống nồi hơi có 2 bơm cấp nước. Quá trình

cấp nước có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động.

Mức nước luôn luôn được duy trì ở mức: hmin1  h  hmax .(Hình 3)

Hình 3

- Chức năng hâm dầu đốt

Nồi hơi thường dùng dầu nhẹ để đốt mồi sau đó khi cháy thành công chuyển sang

dùng dầu đốt hoạt động sau này. Dầu đốt có độ nhớt cao, quá trình phun sương khó, độ

bắt lửa kém vì vậy trước khi phun dầu vào lò dầu cần được hâm nóng để giảm độ nhớt dễ

max

min  t0  t0

dàng cho quá trình phun sương. Nhiệt độ dầu hâm cỡ 80  1200C và luôn ở mức: t0

Chức năng hâm dầu đốt thực hiện được bằng tay hoặc tự động.

- Chức năng tự động đốt lò

Quá trình đốt được chia ra làm 2 giai đoạn là giai đoạn chuẩn bị đốt lò và giai

đoạn đốt lò. Quá trình đốt nồi hơi có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động. Thiết bị tạo

chương trình đốt có thể là:

+ Cam chương trình.

+ Rơle chương trình: Kiểu bán dẫn, vi mạch…

+ Thiết bị điều khiển khả trình PLC.

- Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi

Đối với nồi hơi thì áp suất hơi là thông số quan trọng cần được điều chỉnh và duy

trì ở mức Pmin  P  Pmax . Để đảm bảo chức năng trên thì tuỳ từng nồi hơi mà có thể thực hiện đốt một cấp hoặc hai cấp. Pmin cỡ 3  4 Kg/cm2, Pmax cỡ 7,5 Kg/cm2.

- Chức năng kiểm tra, báo động, bảo vệ nồi hơi

Các thông số báo động và bảo vệ tắt nồi hơi:

min hoặc t0  t0

max.

+ Mức nước nồi hơi giảm quá thấp h  hmin3. + Nhiệt độ dầu đốt không đảm bảo t0  t0

+ Áp suất dầu đốt giảm quá thấp.

+ Quạt gió có sự cố.

+ Mất lửa.

+ Nhiệt độ khí thoát ra của lò quá cao tuỳ từng hệ thống có thể bảo vệ tắt lò hoặc

không.

Các thông số báo động:

+ Mức nước trong nồi hơi giảm thấp ở mức h  hmin2.

+ Mức nước tăng quá cao.

+ Ngoài ra còn 1 số thông số khác : Nhiệt độ dầu hâm, nhiệt độ khí xả.

1.4.2 Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu nhựa đường 1700m3 a, Thông số Kiểu : BV-AUT-UMS Loại : Nồi hơi ống nước kiểu đứng tuần hoàn tự nhiên. Áp suất thiết kế : 1.0 Mpa. Áp suất làm việc : 0.5 – 0.7 Mpa. Diện tích bề mặt đốt nóng: 15.3 m 2 . Nguồn điện : AC440V, 60Hz , 3pha. Công suất : 30.7 KW Lượng tiêu thụ nhiên liệu : 98 kg/ h. Công suất khí xả : 4310 m 3 /h. Nhiệt độ khí xả : 450 0 C. b, Các phần tử của hệ thống điều khiển - Sơ đồ 1/21 MCCB1,MCCB2: Aptomat cấp nguồn cho bơm cấp nước. MCCB7 : Aptomat cấp nguồn cho bộ sấy, bơm tăng áp. MCCB6 : Aptomat cấp nguồn cho mạch điều khiển. MCCB3 : Aptomat cấp nguồn cho quạt gió.

MCCB4,MCCB5: Aptomat cấp nguồn cho bơm tuần hoàn nước. MCCB8,MCCB9: Aptomat cấp nguồn cho bơm dầu F.O TR : Biến áp hạ áp 440v/110v, 500VA. CT : Biến dòng. F1, F3 : Các cầu chì. CP1, CP2 : Hai động cơ lai bơm cấp nước cho nồi. OH : Bộ hâm sấy dầu FO. BP1,BP2 : Động cơ lai bơm cấp dầu FO cho nồi hơi. BF : Động cơ lai quạt gió. BTP : Động cơ lai bơm tăng áp. CP3, CP4 : Động cơ lai bơm tuần hoàn. 88FX : Rơle cấp tín hiệu quạt gió dừng sự cố. A1 : Đồng hồ đo dòng của quạt. - Sơ đồ 2/21 REMOTE EM’CY STOP CONTACT: Công tắc dừng sự cố từ xa. PB3-LT : Các nút thử đèn. WH-1 : Đèn màu trắng báo nguồn. GN-1 : Đèn báo cháy thành công. GN-7 : Đèn báo bơm tăng cường hoạt động. GN-5 : Đèn báo đốt thấp khi đốt bằng tay. GN9 : Đèn báo bơm dầu F.O số 1 hoạt động GN10 : Đèn báo bơm dầu F.O số 2 hoạt động - Sơ đồ 3/21 EFX : Rơle cấp tín hiệu báo nguồn. PM : Động cơ bơm dầu mồi. IGT : Biến áp đánh lửa. 20VP1, 20VP2 : Hai van dầu mồi. 20VR : Van hồi dầu. 20VL : Van đốt thấp. 20VH : Van đốt cao. LM : Tiếp điểm hành trình. TSX : Rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ khí xả cao. DM : Động cơ điều chỉnh le gió. LS1 : Cảm biến mức nước quá thấp LM5 : Cảm biến mức nước quá cao phải dừng bơm và mở van xả -Sơ đồ 4/21 88BTP : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm tăng áp SS43BTP : Công tắc đưa bơm tăng áp vào hoạt động 4X : Rơle trung gian

PB3-4B : Nút ấn phát lệnh đốt PB3-5B : Nút ấn dừng lệnh đốt 88Q1 : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ lai bơm dầuF.O số1 88Q2 : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ lai bơm dầuF.O số2 SS43F2 : Công tắc chọn bơm dầu F.O số 1 hoặc 2 49QX1,49QX2 : Rơle cấp tín hiệu dừng sự cố 2 đông cơ lai bơm dầu FO RD2 : Đèn báo chương trình đốt có sự cố -Sơ đồ 5/21 TCX : Rơle điều khiển buồng đốt hoạt động ETSX : Rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ khí xả cao THEX : Rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ dầu cao 43BX1 : Rơle cấp tín hiệu báo nồi hơi hoạt động tự động 43BX2,43BX3 : Rơle cấp tín hiệu báo nồi hơi hoạt động bằng tay -Sơ đồ 6/21 CA1 : Cặp nhiệt cảm biến sự thay đổi nhiệt độ của nồi hơi CA5 : Cặp nhiệt cảm biến sự thay đổi nhiệt độ khí xả M/E cao CA2,CA4 : Cặp nhiệt cảm biến sự thay đổi nhiệt độ dầu -Sơ đồ 7/21 CA9 : Cặp nhiệt cảm biến nhiệt độ khí xả quá cao CA10 : Cặp nhiệt cảm biến nhiệt độ khí xả cao FS-100 : Bộ xử lý tín hiệu cảm biến lửa FRX1,FRX2 : Rơle trung gian báo có tín hiệu lửa FRX4 : Rơle cấp tín hiệu báo cháy FRX3 : Rơle trung gian cấp tín hiệu cháy và đốt thấp -Sơ đồ 8/21 63Q : Cảm biến áp suất dầu cao -Sơ đồ 9/21 22Q : Cảm biến nhiệt độ dầu F.O thấp 23QH : Cảm biến nhiệt độ dầu F.O cao SS43H : Công tắc điều khiển hâm dầu -Sơ đồ 10/21 SS43C1 : Công tắc điều khiển bơm tuần hoàn SS43F2 : Công tắc điều khiển bơm dầu F.O -Sơ đồ 13/21 CA : Cặp nhiệt cảm biến sự thay đổi nhiệt độ dầu SS43H : Công tắc điều khiển hâm dầu F.O 88H : Công tắc tơ cấp nguồn cho bộ hâm dầu 88F : Công tắc tơ cấp nguồn cho quạt IGX : Biến áp đánh lửa

IGX2 : Rơle điều khiển biến áp đánh lửa 20VLX : Rơle điều khiển đốt thấp PMX : Rơle điều khiển bơm dầu mồi 20VPX : Rơle điều khiển van dầu mồi 20VHX : Rơle điều khiển đốt cao Sơ đồ 14/21 QX1,QX2 : Rơle điều khiển bơm dầu số 1,2 hoạt động 23QHX : Rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ dầu F.O cao 23QH : Rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ dầu F.O thấp AX2 : Rơle điều khiển cắt đốt BZ : Chuông -Sơ đồ 18/21 88CP1,88CP2 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước số 1,2 88CP3,88CP4 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm tuần hoàn 1,2 SS43C1 : Công tắc chọn chế độ hoạt động của bơm cấp nước SS43C2 : Công tắc chọn chế độ hoạt độnh của bơm tuần hoàn -Sơ đồ 20/21 Các đầu vào ra của CPU -Sơ đồ 21/21 Giản đồ thời gian đốt tự động d, Nguyên lí hoạt động Cấp nguồn cho hệ thống. Các aptomat được đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho các động cơ lai bơm, quạt gió.Qua biến áp Tr500VA (440V/100V) cấp nguồn cho mạch điều khiển, cho mạch khởi động, dừng bơm tuần hoàn nước; cho mạch khởi động, dừng bơm cấp nước nồi. * Chức năng cấp nước. - Quá trình cấp nước bằng tay.

Công tắc chọn vị trí SS43C1(18/21) được bật sang vị trí Manu sẵn sàng cấp nguồn

cho bơm cấp nước. Chọn bơm cấp nước hoạt động bằng nút ấn PB-1,PB-3.Contactor 88CP1(18/21) hoặc 88CP2(18/21) có điện đóng tiếp điểm ở mạch động lực cấp điện cho động cơ lai bơm cấp nước hoạt động cấp nước vào nồi. Đồng thời 2 rơle 88CX1,88CX2 có điện.Tiếp điểm 88CX1(18-E) hoăc 8CX2(18-F) đóng lại. Đèn GN-3,GN-4 sáng báo bơm cấp nước hoạt động. Đèn GN-3,GN-4 chỉ thử được khi cả 2 CTT 88CP1 và 88CP2 đều không có điện. Quan sát ống thuỷ để biết mức nước của nồi hơi, khi mức nước đã đạt yêu cầu ta bật công tắc SS43C1 về vị trí OFF hoặc chuyển công tắc SS43C1 sang vị trí Auto để dừng bơm và sẵn sàng cấp nước tự động. - Quá trình cấp nước tự động.

Quá trình cấp nước tự động thông qua cảm biến mức nước và điều khiển bởi CPU của máy tính. Công tắc cấp nước SS43C1(18/21) được bật sang vị trí Auto và 1 trong 2 bơm cấp nước được chọn.

Khi mức nước nồi giảm đến ngưỡng thấp.LS4(11/21) đóng cấp tín hiệu đầu vào 00302 của PLC làm đầu ra 00706 hoặc 00707(15/21) có tín hiệu,lúc đó CX1 hoặc CX2 có điện đóng tiếp điểm 18-C cấp điện cho bơm hoạt động.Khi mức nước đạt đến mức cao thì LS3(11/21) đóng, đầu vào PLC 00303 có tín hiệu làm đầu ra 00706 hoặc 00707 mất điện và làm bơm ngừng hoạt động. * Chức năng tự động hâm dầu đốt.

Khi công tắc SS88Q(5/21) được bật trong quá trình đốt bằng tay hay đầu ra 00501 của CPU có tín hiệu trong quá trình đốt tự động thì CTT 88H(13/21) có điện đóng tiếp điểm 88H(1/21) ở mạch động lực cấp điện cho bộ sấy dầu hoạt động.

Bật công tắc chọn dầu đốt SS43H sang vị trí C hoặc A/C. Nếu nhiệt độ dầu đốt thấp hơn nhiệt độ đặt ở bộ 23T(13/21) thì tiếp điểm 23T(13- B) đóng lại cấp điện cho CTT 88H(13/21) đóng tiếp điểm ở mạch động lực cấp điện cho bộ hâm sấy dầu hoạt động.

Nhiệt độ dầu tăng dần lên trong quá trình hâm sấy. Khi nhiệt độ dầu tăng tới ngưỡng của nhiệt điện trở 23QHH tiếp điểm của cảm biến nhiệt này mở ra cắt điện vào

CTT 88H  bộ hâm dừng hoạt động. * Quá trình đốt nồi. - Quá trình đốt bằng tay.

Công tắc chọn chế độ đốt SS43B(5/21) được chuyển sang vị trí bằng tay làm rơle 43BX1(5/21) không có điện, tiếp điểm mở không cho hoạt động ở chế độ tự động, 43BX1(4-D)(8/21) mở không có tín hiệu tự động chạy đưa vào CPU, 43BX1 (2- B)(13/21) mở không cho tín hiệu vào cổng COM của CPU, 43BX1(4-E)(2/21)=1 sẵn sàng cấp điện cho đèn GN-5.

Chế độ đốt bằng tay được thực hiện theo thứ tự sau: Bật công tắc SS88Q(5/21) rơle 43BX2(5/21) và 43BX3(5/21) có điện. 43BX2(4- C) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ 88Q1 hoặc 88Q2(4/21) khi đó tiếp điểm ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ lai bơm dầu đốt hoạt động. Đồng thời 43BX2(13- B) đóng lại sẵn sàng cấp điện cho 88H thực hiện hâm dầu đốt nếu nhiệt độ dầu thấp.

Bật công tắc SS88F(6/14) có tín hiệu theo đường Y203.Contactor 88F(13/21) có

điện đóng tiếp điểm 88F(1-C) quạt gió hoạt động thổi sạch khí dễ cháy nổ ra ngoài.

Khi quạt gió chạy được 30(s) ta bật công tắc SSIGT(5/21),có tín hiệu theo đường Y159.Trước đó tiếp điểm 43BX3(13/21) đã đóng, sau 35s FT(13-C) đóng lại làm PMX(13/21) có điện đóng tiếp điểm PMX(3-B),PM (3/21) có điện làm động cơ lai bơm dầu mồi hoạt động.Đồng thời IGX2(13/21) có điện làm IGX2(13-D)đóng→IGX(13/21) có điện→IGX(3-E) đóng lại cấp điện cho biến áp đánh lửa hoạt động. Đồng thời IGX(13- D) đóng và trước đó 43BX2 đã đóng nên 20VPX(13/21) có điện làm 20VPX(3-D) đóng

lại khi đó van dầu mồi 20VP1(3/21) có điện mở ra, dầu mồi được phun vào lò. Lúc này sẽ có 2 khả năng xảy ra :

Nếu cháy thành công thì thông qua cảm quang Cds và khối xử lý tín hiệu FS-100 làm rơle FRX1, FRX2 có điện, tiếp điểm FRX1(7-C) đóng làm FRX4(7/21) có điện, FRX4(2-B) đóng đèn GN1 sáng báo cháy thành công.

Để thực hiện đốt thấp ta đóng tiếp công tắc SS20V để cấp tín hiệu đến đường Y205. Do trước đó FRX3(7-E) và NX1(13-B) đóng→cấp điện cho rơle 20VLX → 20VLX(3-C)=1 cấp điện cho van đốt thấp 20VL, thực hiện quá trình đốt thấp.

Sau 7(s) ta bật công tắc SS43-20V sang vị trí HIGHcấp điện cho rơle 20DX→ 20DX(3-E)=1 cấp điện cho động cơ để mở rộng cửa gió sẵn sàng cho quá trình đốt cao. Khi cửa gió đã xác lập ở vị trí đốt cao thì tiếp điểm hành trình LM=1 cấp điện cho rơle LMX (3/21)→ LMX(13-F)=1 cấp điện cho rơle 20VHX(13/21)→20VHX(3-D) =1 cấp điện cho van đốt cao 20VH, thực hiện quá trình đốt cao.5(s) sau ta bật công tắc SSIGT

trở lại vị trí cũ  Cắt biến áp đánh lửa, cắt bơm dầu mồi,van dầu mồi.Nồi hơi được đốt. Quá trình dừng đốt bằng tay được thực hiện bằng cách bật trở lại các công tắc theo thứ tự ngược với thứ tự khi đốt từ công tắc, SS20V, SS88F, SS88Q, SS43B.Tuy nhiên phải chú ý khi dừng đốt là phải cho quạt gió hoạt động thêm 35(s) nữa mới dừng hẳn. - Quá trình đốt tự động Qúa trình đốt tự động được điều khiển bởi CPU theo một chương trình đã được lập trình sẵn Đầu tiên bật cam SW sang vị trí AUTO,sau đó bật SS43B sang vị tri ON để cấp điện cho rơle 43BX1.Tiếp điểm 43BX1(3-B)(4/21) =1 để chờ phát lệnh đốt.43BX1(4- D)(8/21)=1 gửi tín hiệu vào đầu vào 00007 của PLC để chọn chế độ tự động.43BX1(2- B)(13/21) đóng vào chờ sẵn. Khi áp suất dầu đốt đảm bảo thì 63Q đóng →đầu vào 00009=1 sẽ đưa tín hiệu báo thoả mãn điều kiện đốt.Nếu áp suất dầu đốt không đảm bảo thì đầu ra 00606=1→đèn RD5 sáng báo áp suất dầu đốt thấp. Khi đó nếu cần thiết ta bật công tắc SS43BTP(4/21) sang vị trí ON để đưa bơm tăng cường chạy. Khi đó đèn GN-7 sáng báo bơm tăng cường chạy. Sau một thời gian áp suất dầu đốt đảm bảo thì 63Q đóng→đầu ra 00606=0 thì đèn RN5 tắt báo áp suất dầu đã đủ, đồng thời đầu ra 00800=1→rơle 63QX có điện→mở tiếp điểm 63QX(3-A)(4/21) để cắt bơm tăng cường. Kiểm tra mức nước trong nồi xem đã đảm bảo hay chưa thông qua các cảm biến. Kiểm tra nhệt độ dầu đốt đảm bảo hay chưa thong qua cảm biến nhiệt độ kiểu vi sai điện động 23T(13/21) và cảm biến nhiệt độ 22Q và 23QH. Sau khi các điều kiện đã đảm bảo, ta ấn nút PB3-4B(2-A)(4/21) để phát lệnh đốt. Trước đó tiếp điểm RX của rơle RX đóng khi chương trình đốt trong PLC chạy, tiếp điểm 43BX1 đóng, AX2 đóng→ rơle 4X có điện và tiếp điểm 4X đóng tự duy trì.Khi 4X có điện→ đóng tiếp điểm 4X(4-D)(8/21)→ có tín hiệu ở đầu vào 00008 của PLC báo bắt

đầu quá trình đốt.Tiếp điểm 4X(4-B)(19/21) để đưa đến mạch báo nồi hơi chạy. Sau khi phát lệnh đốt thì CPU sẽ xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu ở các đầu ra như sau : -Đầu ra 00501 có tín hiệu,Contacter 88H có điện đưa mạch sấy vào làm việc. Đầu ra 00507 có tín hiệu đưa bơm dầu đốt vào làm việc và dầu đốt được đưa qua mạch sấy. -Đầu ra 00503 có tín hiệu đưa quạt gió vào hoạt động, đầu vào 00103 không có tín hiệu do khi quạt gió chạy thì 88FX mở ra→ quạt gió hoạt động bình thường. -Ban đầu mức nước đảm bảo→ 88CX1 đóng.Khi quạt gió hoạt động bình thường thì 88FX=1→đóng tiếp điểm 88FX(13/21). Khi không có lệnh dừng đốt thì AX2=1→tiếp điểm AX2(13/21) vẫn đóng. Khi nhiệt độ khí xả không cao thì tiếp điểm TSX vẫn đóng→mạch cấp nguồn cho NX1 được thông mạch→NX1 có điện,các tiếp điểm của nó đóng lại sẵn sang cấp nguồn cho van dầu mồi và dầu đốt. Đầu ra 00504 có tín hiệu→bật biến áp đánh lửa.Sau 5s đầu ra 00507 và 00510 có tín hiệu cho van dầu mồi và bơm dầu mồi,khi đó quá trình đánh lửa diễn ra. Nếu đốt lò thành công : Ngọn lửa sẽ xuất hiện,thong qua cảm biến Cds thì gửi tín hiệu tới FS-100→đầu ra sẽ cấp điện cho rơle FRX.Tiếp điểm FRX(7/21)→ FRX4 có điện,tiếp điểm FRX4(2/21) đóng cấp nguồn cho đèn GN1 sáng báo cháy thành công.Tiếp điểm FRX1(4-D)(8/21)=1→có tín hiệu đưa vào đầu vào 00010 của PLC. Tiếp điểm FRX3(4-D)(13/21) đóng cấp điện cho 20VLX, 20VHX cấp điện cho 2 van dầu đốt. Tiếp điểm FRX4(19/21)=1 để báo cháy thành công. Đầu ra 00504 mất tín hiệu→IGX =0→ngắt biến áp đánh lửa(ở giây thứ 38).Trước đó ở giây thứ 36 thì van dầu đốt đã mở, đến giây thứ 47 đồng thời 00504, 00507, 00510 đều mất tín hiệu và cắt biến áp đánh lửa, van dầu mồi, bơm dầu mồi.(biến áp đánh lửa ngắt ra ở giây 38) Nếu cháy không thành công : Cảm biến Cds không phát hiện được lửa, rơle FRX không có điện→van dầu đốt không được câp điện, tín hiệu cháy không thành công gửi tới đầu vào của PLC,FRX4(2/21)=0→đèn GN1 không sang báo cháy không thành công. Đầu ra 00507 không có tín hiệu→PMX=0→ không đóng tiếp điểm để cấp điện cho bơm dầu mồi PM.PLC sẽ điều khiển cắt van dầu mồi rồi đến cắt biến áp đánh lửa. Quạt gió chạy sau 35s nữa thì đầu ra 00503 =0 dừng quạt gió.Đầu ra 00605 có tín hiệu, đèn RD-1 sáng nhấp nháy báo cháy không thành công, đồng thời đầu ra 00613=1→chuông kêu. Khi ta ấn PB3-RST(nút Reset)thì đèn tắt và hệ thống trở lại trạng thái ban đầu. Muốn đốt lại ấn nút PB3-4B. * Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi:

Nếu vì lý do nào đó mà áp suất hơi tăng vượt quá giá trị đặt thì cảm biến áp suất hơi 63DS5,63DS6 mở ra→cắt tín hiệu tới đầu vào 00309,00310 của CPU. Nhận được tín hiệu CPU sẽ cấp tín hiệu tới đầu 00600 để cấp điện cho rơle AX2→ tiếp điểm AX2(4/21) mở ra làm rơle 4X mất điện, tiếp điểm 4X(8/21) = 0→ đầu 00008 mất tín hiệu làm nồi hơi ngừng đốt.

Trong quá trình đem hơi đi công tác áp suất hơi giảm dần khi áp suất hơi giảm xuống nhỏ hơn giá trị đặt thì tiếp điểm cảm biến 63DS3, 63DS4 đóng lại làm đầu 00300,

00301 sẽ có tín hiệu.Thông qua CPU sẽ cung cấp tín hiệu tới đầu 00600 làm rơle AX2 mất điện→ tiếp điểm AX2(4/21) = 1 cấp điện trở lại cho rơle 4X→ tiếp điểm 4X(8/21) = 1 đưa tín hiệu đốt tự động tới đầu 00008 của CPU nồi hơi được tự động đốt lại. e, Các bảo vệ cho hệ thống * Mức nước nồi giảm thấp :

Khi mức nước nồi hơi giảm mức thấp nhất, LS4 đóng và gửi tín hiệu vào CPU.Khi nhận được tín hiệu mức nước nồi giảm thấp CPU đưa tín hiệu ra tới đầu 00706, 00707 cho bơm cấp nước hoạt động,đồng thời cấp tín hiệu tới 10101→ đèn RD-23 sáng báo hiệu, tín hiệu 00613 cho còi BZ kêu. * Mức nước nồi hơi giảm quá thấp:

Khi mức nước nồi giảm quá thấp thì LS1 đóng tín hiệu này gửi đến PLC. Tín hiệu ra của khối này cấp tới CPU sẽ đưa tín hiệu ra tới đầu 00600 làm rơle AX2 có điện mở tiếp điểm AX2(4/21) rơle 4X mất điện cắt tín hiệu tới đầu 00008 (đốt tự động) của CPU làm nồi hơi ngừng hoạt động. Đồng thời đưa tín hiệu 00601 cấp tới đèn RD-25 báo mức nước nồi quá thấp. Tín hiệu 00706,00707 cấp điện cho rơle CX1, CX2 để bơm nước hoạt động * Ngọn lửa không bình thường:

Khi lửa không bình thường CPU đưa tín hiệu ra 00600 để nồi hơi ngừng hoạt

động, tín hiệu 10112 làm đèn RD-9 sáng và tín hiệu 00613 làm chuông BZ kêu. * Áp suất dầu đốt thấp:

Khi áp suất đốt thấp khả năng phun dầu vào buồng đốt kém đi nhiều ảnh hưởng tới quá trình đốt lò. Khi áp suất dầu đốt thấp tiếp điểm cảm biến 63Q mở ngừng cấp tín hiệu tới đầu 00009 của CPU.Nhận được tín hiệu này CPU đưa tín hiệu ra tới đầu 00800 làm rơle 63QX có điện mở tiếp điểm 63QX(4/21) cắt điện tới công tắc tơ 88BTP (nếu trước đó công tắc SS43BTP đã bật)làm bơm tăng áp ngừng hoạt động.Đồng thời CPU đưa ra tín hiệu 00606 đèn RD-5 sáng báo mất áp lực dầu FO, đầu 00613 có tín hiệu làm chuông kêu. Đầu ra 00600 có tín hiệu rơle AX2 có điện nồi hơi ngừng hoạt động. * Nhiệu độ dầu đốt thấp:

Khi nhiệt độ dầu đốt thấp tiếp điểm cảm biến 22Q đóng lại đưa tín hiệu tới đầu 00100. CPU sẽ xử lý tín hiệu này và đưa tín hiệu tới đầu ra 00501 cho bộ hâm sấy dầu hoạt động.Đồng thời tín hiệu 00600 cấp điện cho rơle AX2 làm nồi hơi ngừng hoạt động. Tín hiệu 10107 và 00613 làm đèn RD-8 sáng, chuông BZ kêu. * Nhiệt độ dầu đốt cao :

Khi nhiệt độ dầu đốt cao tiếp điểm cảm biến 23QH mở làm mất tín hiệu tới đầu 00101 của CPU, CPU đưa tín hiệu tới đầu 00608 làm đèn RD-7 sáng, tín hiệu 00613 làm chuông BZ kêu. * Nhiệt độ khí xả cao :

Khi nhiệt độ khí xả cao tiếp điểm cảm biến 23TE3 mở ra làm rơle TSX mất điện.Tiếp điểm TSX(5-E) =1 cấp tín hiệu tới đầu 00102.Nhận được tín hiệu này CPU sẽ

xử lý để cấp tín hiệu tới đầu 00600→ rơle AX2 có điện cấp tín hiệu dừng đốt. Đồng thời cấp tín hiệu tới đầu 00610 làm đèn RD-4 sáng và đầu 00613 có tín hiệu làm chuông kêu. * Chương trình bị sự cố :

Khi chương trình bị sự cố, CPU cắt tín hiệu đến 00615 làm rơle RX(14/21) mất điện.Tiếp điểm RX(4/21)=1 cấp tín hiệu cho đèn RD-2 sáng, RX(4/21) = 0 làm rơle 4X mất điện cấp tín hiệu dừng đốt. * Quạt gió bị sự cố :

Khi quá tải động cơ quạt gió, rơle nhiệt 49F hoạt động ngắt điện động cơ này đồng thời tiếp điểm 49F gửi tín hiệu đến đầu 00103 của CPU, CPU đưa tín hiệu đến 00600 cấp điện cho rơle AX2 để ngừng đốt lò. Tín hiệu 00607 và 00613 làm đèn RD-3 sáng, chuông BZ kêu. 1.5Hệ thống bơm nhựa đường 1.5.1Giới thiệu hệ thống bơm nhựa đường của tàu 1700m3 Hệ thống bơm nhựa đường dùng để nhận và trả hàng. Hệ thống gồm 2 bơm có công suất 300m3/h đươc lai bởi Diesel. Trong đó bơm số 1 được lai bởi Diesel riêng biệt và bơm số2 được lai bởi một Diesel lai máy phát điện trên tàu. Bơm số 2 chỉ hoạt động khi máy phát được lai bởi Diesel đó ngừng hoạt động và ngược lại, được thực hiện nhờ khoá liên động. 1.5.2Giới thiệu phần tử -Sơ đồ khí đóng mở ly hợp(YF40-000344-A1) Supply air : nguồn khí điều khiển(2-2.8MPa) Reducing Valve Panel : panel giảm áp khí điều khiển gồm các phần tử như van giảm áp,van an toàn,bộ lọc, đồng hồ đo áp lực van điện từ đóng mở nguồn khí Cargo Pump Cont.Panel : panel điều khiển đóng mở ly hợp trên boong gồm 2 van đóng mở bằng tay bơm số 1 và số 2 Solenoid Valve Panel : panel điều khiển mở ly hợp tại buồng máy gồm 2 van điện từ điều khiển đóng mở ly hợp bơm số 1 và số 2 và 1 van điện từ cấp nguồn khí cho còi khí báo động Alarm Panel : panel báo động hệ thống bằng đèn và chuông No.2 C/P On Signal : khoá liên động bơm số 2 -Sơ đồ ALARM PANEL(1/2) TS11,TS12,TS13,TS14,TS21,TS22,TS23,TS24 là các cảm biến nhiệt độ R1 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ vỏ bơm số 1 cao R2 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 1 cao R3 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 1 cao R4 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 1 cao R5 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ vỏ bơm số 2 cao

R6 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 2 cao R7 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 2 cao R8 : rơle cấp tín hiệu báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 2 cao PG1,PG2 : cảm biến áp lực cửa ra của bơm số 1 và số 2 R17 : rơle cấp tín hiệu báo áp lực cửa ra bơm số 1 cao và dừng bơm R18 : rơle cấp tín hiệu báo áp lực cửa ra bơm số 2 cao và dừng bơm SV1,SV2,SV3 là các cuộn hút của các van điện từ ở panel van điện từ R19,R20 là các rơle trung gian điều khiển các van điện từ bơm số 1 và số 2 PB1,PB2,PB3 là các nút ấn thử còi,dừng còi và RESET BZ : còi báo động R23 : rơle cấp tín hiệu báo áp lực khí điều khiển thấp và dừng bơm WL : đèn báo nguồn mạch báo động -Sơ đồ ALARM PANEL(WF81-00636-CO) RL1 : đèn báo nhiệt độ vỏ bơm số 1 cao RL2 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 1 cao RL3 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 1 cao RL4 : đèn báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 1 cao RL5 : đèn báo nhiệt độ vỏ bơm số 2 cao RL6 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 2 cao RL7 : đèn báo nhiệt độ ổ đỡ phía đuôi bơm số 2 cao RL8 : đèn báo nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 2 cao RL17 : đèn báo áp lực cửa ra bơm số 1 cao RL18 : đèn báo áp lực cửa ra bơm số 2 cao RL19 : đèn báo áp lực khí điều khiển thấp FX1N-40MR,FX2N-8EYR là các bộ xử lý tín hiệu 1.5.3Nguyên lý hoạt động hệ thống Ta tác động vào van cấp nguồn khí điều khiển ở Panel giảm áp,lúc này nguồn khí điều khiển sẵn sàng cung cấp cho quá trình điều khiển.Khi các điều kiện thoả mã ta tác động vào các van ở Panel van trên boong tương ứng với bơm cần hoạt động.Gỉa sử ta muốn chạy bơm số 1 ta ấn van tương ứng điều khiển bơm số 1 lúc này khí điều khiển sẽ tác động đóng ly hợp làm bơm số 1 chạy.Với bơm số 2 thì muốn chạy được thì máy phát được lai bởi Diesel đó phải ngừng hoạt động thì khoá liên động mới mở và khí điều khiển mới tác dụng đóng ly hợp. 1.5.4Báo động và bảo vệ hệ thống a,Báo động -Khi nhiệt độ vỏ bơm số 1 cao thì tiếp điểm của cảm biến TS11 đóng lại cấp điện cho rơle R1 khi đó tiếp điểm R1(2/2) mở ra mất tín hiệu vào chân X04 lúc này bộ xử lý tín hiếu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0, Y4 làm đèn R1 sáng báo nhiệt độ vỏ bơm cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/1) của nó đóng lại cấp điện cho chuông kêu báo động.

Khi khắc phục được sự cố ta ấn nút PB3 cấp điện cho rơle R21 làm tiếp điểm của nó mở ra làm rơle R1 mất điện làm chuông và đèn tắt. -Khi nhiệt độ ổ đỡ phía mũi bơm số 1 cao thì tiếp điểm của cảm biến TS12 đóng lại cấp điện cho rơle R2 khi đó tiếp điểm R2(2/2) mở ra mất tín hiệu vào chân X05 lúc này bộ xử lý tín hiệu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0,Y05 làm đèn R2 sáng báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi của bơm số 1 cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/2) đóng lại cấp điện cho chuông báo động. Khi khắc phục được sự cố ta ấn nút PB3. -Khi nhiệt độ ổ đỡ phía lái bơm số 1 cao thì tiếp điểm của cảm biến TS13 đóng lại cấp điện cho rơle R3 khi đó tiếp điểm R3(2/2) mở ra mất tín hiệu vào chân X06 lúc này bộ xử lý tín hiệu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0,Y06 làm đèn R3 sáng báo nhiệt độ ổ đỡ phía mũi của bơm số 1 cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/2) đóng lại cấp điện cho chuông báo động.Khi khắc phục được sự cố ta ấn nút PB3. -Khi nhiệt độ chất dính quanh pittông bơm số 1 cao thì tiếp điểm cảm biến nhiệt TS4 đóng lại cấp điện cho rơle R4 khi đó tiếp điểm R4(2/20 mở ra mất tín hiệu vào chân X07 lúc này bộ xử lý tín hiệu sẽ cấp tín hiệu ra chân Y0,Y07 làm đèn R4 sáng báo nhiệt độ chất dính quanh pittông cao, đồng thời rơle BZX có điện tiếp điểm BZX(1/2) đóng lại cấp điện cho chuông báo độnh. Đối với bơm số 2 thì cũng tương tự như bơm số 1 b,Bảo vệ -Khi áp lực cửa ra bơm số 1 cao thì tiếp điểm cảm biến áp lực PG1 đóng lại cấp điện cho rơle R17. Rơle R17 có điện đóng tiếp tiểm R17(1/2) cấp điện cho R19, khi đó tiếp điểm thường đóng R19(1/2) mở ngắt điện cuộn hút van điện từ SV1.Trên sơ đồ mạch khí ta thấy mất tín hiệu khí điều khiển vào van điêu khiển bơm số 1ở panel trên boong sẽ cắt nguồn khí và mở ly hợp ra. Khi rơle R17 có điện thì đồng thời tiếp điểm của nó ở sơ đồ 2/2 cũng mở ra cắt tín hiệu vào chân X24 của bộ xử lý, lúc này có tín hiệu ra chân Y0(FX1N),Y4(FX2N) làm chuông kêu báo động và đèn RL17 sáng. - Khi áp lực cửa ra bơm số 2 cao thì tiếp điểm cảm biến áp lực PG2 đóng lại cấp điện cho rơle R18. Rơle R18 có điện đóng tiếp tiểm R18(1/2) cấp điện cho R20, khi đó tiếp điểm thường đóng R20(1/2) mở ngắt điện cuộn hút van điện từ SV2.Trên sơ đồ mạch khí ta thấy mất tín hiệu khí điều khiển vào van điêu khiển bơm số 1 ở panel trên boong sẽ cắt nguồn khí và mở ly hợp ra. Khi rơle R18 có điện thì đồng thời tiếp điểm của nó ở sơ đồ 2/2 cũng mở ra cắt tín hiệu vào chân X25 của bộ xử lý,lúc này có tín hiệu ra chân Y0(FX1N),Y5(FX2N) làm chuông kêu báo động và đèn RL18 sáng. -Khi áp lực khí thấp thì tiếp điểm cảm biến áp lực đóng lái cấp điện cho rơle R23 lúc đó các tiếp điểm thường mở của nó đóng lại cấp điện cho rơle R17, R18 làm cuộn hút của SV1, SV2 mất điện và điều khiển mở ly hợp.Khi rơle R23 có điện thì R23(2/2) của nó mở ra ngắt tín hiệu vào chân X26(FX1N) lúc đó có tín hiệu ra chân Y0 chuông kêu và đèn R19 sáng.

1.6Hệ thống điều khiển máy nén khí 1.6.1Giới thiệu hệ thống máy nén khí tàu chở nhựa đường 1700m3

Trên tàu thủy máy nén khí được sử dụng khá rộng rãi với các mục đích khác nhau. Không khí được máy nén vào các bình chứa để từ đó dùng cho c ác mục đích khác nhau như : Dùng khởi động máy chính, tổ hợp diezel máy phát, các hệ thống điều khiển từ xa Diezen, các thiết bị vệ sinh…

Trên tàu chở nhựa đ ường được trang bị 2 máy nén,một máy nén chính(MAIN AIR

COMPRESSOR) một máy dùng khi có sự cố (EMERGENCY AIR COMPRESSOR) Máy nén khí chính là loại có 2 xilanh, công suất 29 m 3 /h,trọng lượng 200 kg

:Bình chứa khí :Van an toàn :Đồng hồ đo áp lực :Bơm nước làm mát

:Piston máy nén

DS SV1,SV2,SV3 P1,P2 C. W COOLING WATER INLET: Đường nước đến làm mát PISTON MV :Van tay để kiểm tra áp lực

1.6.2Giới thiệu phần tử hệ thống MCCB : cầu dao cấp nguồn cho hệ thống A : đồng hồ đo dòng điện 88 : công tắc tơ chính cấp điện cho động cơ lai máy nén 51X : rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ lai máy nén F1,F2,F3,F4 : cầu chì TR440/220 : biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển AUTO,MANU : công tắc chọn chế độ tự động và bằng tay 3-0 : nút dừng ở chế độ bằng tay 3C : nút khởi động ở chế độ bằng tay 20T : rơle thời gian P.S : tiếp điểm của rơle áp lực,khống chế áp lực chai gió,tiếp điểm sẽ đóng lại khi áp lực gió trong chai giảm thấp hơn mức đặt áp lực thấp và mở ra khi áp lực gió lớn hơn mức đặt áp lực cao SV : van điện từ C.W : công tắc tơ cấp điện cho bơm nước làm mát WL : đèn báo nguồn GL : đèn báo động cơ lai máy nén khi chạy H : đồng hồ tính thời gian máy chạy RL : đèn báo động cơ lai máy nén quá tải

1.6.3Nguyên lý hoạt động của hệ thống a,Chế độ tự động Đóng aptomat MCCB cấp nguồn cho hệ thống điều khiển máy nén khí, đèn WL sáng báo có nguồn. Bật công tắc chọn chế độ sang AUTO.Khi đó việc khởi động và dừng máy nén được khống chế bởi cảm biến áp lưc P.S.Khi áp lực chai gió thấp thì tiếp điểm PS đóng còn khi áp lực chai gió cao thì tiếp điểm PS mở tuỳ theo ngưỡng đặt. Gỉa sử áp lực chai gió thấp thì tiếp điểm PS đóng,rơle 88 có điện,rơle thời gian 20T và có tín hiệu cấp nguồn cho bơm làm mát hoạt động. Khi rơle 88 có điện thì các tiếp điểm ở mạch động lực và mạch điều khiển của nó đóng lại làm động cơ lai máy nén khởi động và đèn GL sáng báo máy chạy đồng thời đồng hồ đếm thời gian máy chạy cũng hoạt động. Khi rơle 20T có điện thì sau 5s tiếp điển của nó đóng lại cấp điện cho van điện từ MV đóng lại.Trước đó van MV mở để xả nước giảm tải cho động cơ lai máy nén khi khởi động. Máy nén hoạt động cho đến khi áp lực chai gió cao đến ngưỡng đặt thì tiếp điểm PS sẽ mở ra làm động cơ lai máy nén dừng. b,Chế độ hoạt động bằng tay Bật công tắc chọn chế độ sang MANU.Muốn khởi động ta ấn nút 3C,muốn dừng ta ấn nút 3-0.Khi đó cần quan sát đồng hồ đo áp lực để điều khiển sự hoạt động của máy nén. 1.6.4Các báo động và bảo vệ a,Bảo vệ ngắn mạch Bảo vệ ngắn mạch mạch động lực bằng aptomat MCCB,bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển bằng các cầu chì F1,F2,F3,F4. b,Bảo vệ quá tải

Bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt 51.Khi máy nén bị quá tải thì rơle nhiệt 51 tác động, tiếp điểm 51 đóng sang bên phải cấp điện cho rơle 51 ở mạch điều khiển→đèn RL sáng báo máy quá tải và ngắt điện mạch điều khiển bên dưới → các rơle và công tắc tơ mất điện→ngắt điện cấp vào động cơ→động cơ dừng.Ấn nút reset trên rơle nhiệt 51 sau khi khắc phục được sự cố để máy nén hoạt động trở lại.

c,Bảo vệ “0”

Bảo vệ “0” chỉ có trong chế độ điều khiển bằng tay, bằng cách mắc tiếp điểm tự giữ 88 song song với nút ấn khởi động 3C.

Chương2: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BẢNG ĐIỀU KHIỂN

TẠI BUỒNG MÁY VÀ BẢNG ĐIỀU KHIỂN TẠI LẦU LÁI

2.1Lý thuyết chung về hệ điều khiển tại buồng máy và lầu lái

2.1.1Khái niệm chung

Bảng điều khiển tại buồng máy(ECC) và bảng điều khiển tại lầu lái(BCC) là các bảng để giám sát các thông số của một số hệ thống quan trọng như Điesel chính, Điesel lai máy phát,máy lái, máy nén khí vv…các thông số được giám sát bởi PLC và hiển thị cảnh báo bằng đèn trên mặt bảng điều khiển.

2.1.2Các yêu cầu và chức năng của bảng điều khiển ECC và BCC

a,Các yêu cầu

+ Tính chính xác : thể hiện bằng sự báo động không nhầm lẫn.Không tồn tại báo động giả do nhiễu gây lên.

+ Tính liên tục : khi một thông số đã báo động (đã khẳng định sự cố) thì các thông số khác vẫn sẵn sàng báo động gồm tín hiệu ánh sang và âm thanh. Nếu thông số báo động trở về giá trị bình thường thì tín hiệu báo sự cố sẽ mất và thông số đó được đưa vào kiểm tra trở lại một cách tự động hoặc qua nút RESET.

+ Tính đơn giản, gọn nhẹ : hệ thống phải có sơ đồ đơn giản, gọn nhẹ,tuổi thọ cao, làm việc tin cậy.

+ Thuận tiện cho việc kiểm tra trong mọi điều kiện : khi cần kiểm tra trạng thái sẵn sàng hoạt động của hệ thống chỉ cần ấn nút TEST và có 2 loại thử là

1.Thử đèn, còi

2.Thử hệ thống : là đưa tín hiệu giả thay thế tín hiệu từ cảm biến để kiểm tra hệ thống có hoạt động tốt hay không

+ Thuận tiện cho người vận hành và bảo dưỡng

+ Đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật

b,Chức năng của bảng điều khiển

*Chức năng bảng điều khiển tại buồng máy (ECC)

+ Điều khiển và giám sát các thông số của Điesel chính

+ Giám sát các thông số của Điesel lai máy phát số 1, số 2 và diesel lai máy phát sự cố

+ Điều khiển và giám sát các thông số của 2 máy nén khí chính

+ Giám sát các thông số của máy lái

+ Hiển thị trạng thái bằng đèn của các máy lọc dầu F.O, D.O, L.O, bơm nước làm mát dầu thuỷ lực, bộ xử lý nước thải, bơm dầu cặn, bơm nước làm mát máy chính, bơm dầu H.F.O, nồi hơi phụ

*Chức năng của bảng điều khiển tại lầu lái (BCC)

+ Điều khiển và giám sát các thông số của Điesel chính

+ Giám sát các thông số của máy lái

2.2Giới thiệu về PLC S7_200

2.2.1 Tổng quan về công nghệ PLC và cấu hình cứng

PLC viết tắt của progamable logic control, là thiết bị điều khiển lôgic lập trình được, hay khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua một ngôn ngữ lập trình. a, Quá trình phát triển và ứng dụng PLC:

Trước khi các bộ điều khiển chương trình, trong sản xuất đã có nhiều phần tử điều khiển, đầu tiên là các hệ trục cam, các bộ khống chế hình trống. khi xuất hiện Rơle điện từ thì Panel Rơle trở thành chủ đạo điều khiển. Khi Tranzitor xuất hiện nó được áp dụng ngay ở những chỗ mà Rơle điện từ không thể đáp ứng được những yêu cầu điều khiển cao.

Sự kết hợp các phần tử này cùng các linh kiện điện tử làm thành hệ điều khiển logic, thông qua việc bố trí liên kết các phần tử này với nhau. Mối liên kết giữa chúng cùng các thiết bị chấp hành tạo ra một chương trình hoạt động mà con người muốn thực hiện. Khi các chương trình này thay đổi thì ta phải sắp xếp lại sự liên kết giữa các phần tử. Ngày nay, lĩnh vực điều khiển được mở rộng đến cả quá trình sản xuất phức tạp, đến các hệ thống điều khiển, kiểm tra tập chung hoá. Những vấn đề này hệ thống điều khiển logic thông thường không thể thực hiện điều khiển tổng thể được. Chính vì thế mà PLC đã ra đời và ngày nay càng đựơc phổ biến rộng rãi. Sự phát triển PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở lên nhanh nhẹn, dễ dàng và tin cậy, nó đã từng bước phát triển tiếp cận theo các nhu cầu của sự phát triển công nghệ. Trong PLC logic điều khiển được mô tả bằng chương trình, các bộ cảm biến, các thiết bị chấp hành có thể được nối trực tiếp với PLC. Chương trình chỉ ra các phương thức hoạt động được viết trực tiếp vào bộ nhớ. Khi có sự thay đổi nào đó trong cấu trúc điều khiển ta chỉ cần thay đổi chương trình vào trong bộ nhớ. b, Vai trò của bộ điều khiển PLC

Trong hệ thống điều khiển tự động, bộ điều khiển PLC được coi như là bộ não có khả năng điều hành toàn bộ hệ thống điều khiển. với một chương trình ứng dụng điều khiển (được lưu giữ trong bộ nhớ của PLC), PLC giám sát chặt chẽ, ổn định chính xác trạng thái của hệ thống thông qua tín hiệu của các thiết bị đầu vào. Sau đó sẽ căn cứ trên chương trình logic để xác định tiến hành hoạt động, đồng thời truyền tín hiệu đến thiết bị

đầu ra. PLC có thể được sử dụng để điều khiển những thao tác ứng dụng đơn giản, lặp đi lặp lại hoặc một vài thiết bị trong đó chúng có thể được nối mạng cùng với hệ thống điều khiển trung tâm hoặc những máy tính trung tâm thông qua một phần của mạng truyền dẫn, với mục đích để tổ hợp việc điều khiển một quá trình xử lí phức tạp. 2.2.2 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC - S7 200

S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hàng siemens ( CHLD Đức ), có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các Modul này được sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của s7-200 là khối vi xử lý CPU 212 và CPU 214. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của 2 loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào/ ra và nguồn cung cấp. - CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra, có khả năng được mở rộng thêm bằng 2 modul mở rộng. - CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra, có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng . - S7-200 có nhiều loại mở rộng khác nhau. CPU 212 bao gồm: - 512 từ đơn (word), từ là 1 k byte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc/ ghi được và không mất dữ liệu nhờ có giao diện với EFPROM. Vùng nhớ với tính chất như vậy được gọi là vùng nhớ non-volatile. - 512 từ đơn để lưu giữ liệu trong đó có 100 từ nhớ đọc/ ghi thuộc miền non-volatile. 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic. Có thể ghép nối thêm 2 modul để mở rộng số cổng vào/ ra, bao gồm cả modul tương tự (analog). - Tổng số cổng logic vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. - 64 bộ tạo thời gian trễ ( timer), trong đó có 2 timer có độ phân giải 1ms, 8 timer có độ phân giải 10ms và 54 timer có độ phân giải 100ms. 64 bộ đếm (counter) chia làm 2 loại: Loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm tiến vừa đếm lùi. Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt các khâu bao gồm ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2KHz). Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi. CPU 214 bao gồm: - 2048 từ đơn (4K byte thuộc vùng nhớ đọc/ghi non-volatile). 14 cổng vào logic và 10 cổng ra logic. Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào /ra bao gồm cả modul Analog. Tổng số cổng logic vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. 128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau 4 timer có độ phân giải 1ms, 16 timer có độ phân giải 10ms và 108 timer có độ phân giải 100ms.

Q1.0

SIEMENS

Q1.1

SF RUN

Q0.0 Q0.1 Q0.2

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3

STOP

I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

SIMATIC S7 - 200

Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7

I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

Các cổng vào Cổng truyền thông

128 bộ đếm (counter), chia làm 2 loại: Loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm tiến vừa đếm lùi. - 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc. - Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu ngắt khác nhau, bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền thông. - Ba bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz và 7KHz. - Hai bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc PWM. - Hai bộ điều chỉnh tương tự. - Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi. - Bộ điều khiển lập trình S7-200 với khối vi xử lý CPU 214. Hình 2.1 Mô tả các đèn báo trên S7-200 ,CPU 214. - SF (đèn đỏ ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi PLC có hỏng hóc. - RUN (đèn xanh): Đèn xanh Run chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy. - STOP (đèn vàng): Đèn vàng stop chỉ định PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện lại. I x.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng I x.x ( x.x =

0.0  1.5 ). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.

4

5

3

2

1

6

8

7

9

Q y.y (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Q y.y (y.y =

0.0  1.1 ). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng Cổng truyền thông. S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân, để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là từ 300  38400 baud. Hình 2.2 Sơ đồ chân của cổng truyền thông

Chân Giải thích Chân Giải thích

Đất 6 1 5 VDC(Điện trở trong 100 )

24 VDC 24VDC(120mA tối đa) 7 2

Truyền và nhận dữ liệu Truyền và nhận dữ liệu 8 3

Không sử dụng Không sử dụng 9 4

Đất 5

S7- 200

Máy Tính

MPI

S7- 200

Máy Tính

PC/PPI

Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG 702 hoặc với các loại máy lập trình thuộc họ

PGFXX có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua MPL cáp đó đi kèm theo máy lập trình. Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS –232 cần có cáp nồi PC/PPI với bộ chuyển đổi RS –232 /RS-485. Hình 2.3 Hai cách ghép nối máy tính với PLC S7-200 để truyền thông. Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC: Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7-200 có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC. - RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7-200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố, hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo. - STOP cưỡng bức PLC dừng công việc thực hiện chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP. Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới. - TERM cho phép máy lập trình tự quyết điịnh một trong chế độ làm việc cho PLC hoặc ở RUN hoặc ở STOP. Chỉnh định tương tự:

Điều chỉnh tương tự ( 1 bộ trong CPU 212 và 2 bộ trong CPU 214 ) cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog được lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bị chỉnh định có thể quay 270 độ. Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: Nguồn nuôi dùng để ghi chương trình hoặc nạp một chương trình mới. Nguồn pin có thể được sử dụng để mở rộng thời gian lưu trữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ. Nguồn pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng tụ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi. a, Cấu trúc bộ nhớ * phân chia bộ nhớ:

Bộ nhớ của s7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong

một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ của S7-200có tính năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần các bít nhớ đặc biệt được kí hiệu bởi SM (special memory) chỉ có thể truy nhập để đọc.

Vùng chương trình: Là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình.

Vùng này thuộc kiểu non –volatile đọc/ghi được.

Vùng tham số: là miền lưu giữ tham số như: từ khoá, địa chỉ trạm. Cũng giống như

vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non- volatile đọc/ ghi được.

Vùng dữ liệu: Được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm: các kết quả, các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông … Một phần của vùng nhớ này ( 200 byte đầu tiên đối với CPU212, 1 K byte đầu tiên đối với CPU 214 ) thuộc kiểu non- volatile đọc/ ghi được.

Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào /ra tương tự đựơc đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nhưng đọc/ghi được .

* Mở rộng cổng vào ra:

CPU 212 cho phép mở rộng nhiều nhất 2 modul và CPU 214 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 modul. Các modul mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200. Có thể mở rộng

cổng ra, vào của PLC bằng cách, ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu. Ví dụ: một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul và ngược lại.

Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ cho bộ đếm, tương ứng với số đầu

4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi 3. Truyền thông và tự kiểm tra

1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo 2. Thực hiện chương trình

Hình 2.5 Vòng quét ( Scan) của S7-200

vào/ra của modul. * Thực hiện chương trình:

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp: mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc(MEND). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra. Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào ra thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra.

Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét. b, Cấu trúc chương trình s7-200: Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng trong các phần mềm sau đây: STEP7- micro/DOS STEP7 – micro/WIN

Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên máy lập trình họ PG 7 và các máy

tính cá nhân ( PC) .

Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính ,sau đó đến

các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt được chỉ ra sau đây:

Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND).

Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chưong trình con phải được

viết sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND.

Các chưong trình xử lý ngắt là một bộ phận của chưong trình. Nếu còn sử dụng chương

trình xử lý ngắt phải kết thúc sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND.

Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính. Sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy, cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình này. Có thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính.

Thực hiện trong một vòng quét

Main program || MEND

Thực hiện khi được chương trình

chính gọi

Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt

SBR 0 Chương trình con thứ nhất || RET SBR n Chương trình con thứ n+1 || RET INT0 chương trình xử lý ngắt thứ nhất || RET 1 INT0 Chương trình xử lý ngắt thứ n+1 || RET 1 CPU 224 bao gồm : - Có 14 cổng vào logic và 10 cổng ra logic . - Có 7 modul mở rộng để mở rộng thêm cổng vào/ra cho CPU 224. - 4069 từ đơn thuộc miền nhớ đọc/ghi để lưu trữ dữ liệu. - Tổng số cổng vào/ra cực đại là 128 cổng vào, 128 cổng ra số và 32 cổng vào và 32 cổng ra tương tự. - 256 bộ đếm chia làm 2 loại : chỉ đếm tiến và vừa đến tiến vừa đếm lùi. - 256 bộ Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải : 4 Timer có độ phân giải 1ms, 16 Timer có độ phân giải 10ms, 236 Timer có độ phân giải 100ms.

- 112 bit nhớ được lưu trữ thường xuyên bởi nguồn, 256 bit nhớ được nuôi bởi siêu tụ hoặc pin. - dải điện áp cho phép ( 20,4 ÷ 28,8 ) VDC -Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong vòng 200 ngày khi PLC bị mất nguồn. Ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng trên CPU 224:

Bộ nhớ lưu trữ cho CPU 224: CPU 224 của S7 – 200 cung cấp 1 vài phương pháp để bảo đảm các chương trình của người sử dụng, dữ liệu của chương trình, dữ liệu về cấu hình của CPU được lưu giữ lại. xem hình 1-7. - Bộ nhớ của CPU cung cấp 1 EEPROM để lưu giữ thường xuyên tất cả chương trình của người sử dụng, dữ liệu của người sử dụng đặt tại vùng đó và dữ liệu về cấu hình của CPU. - CPU cung cấp 1 siêu tụ để duy trì toàn bộ nguồn cho bộ nhớ RAM sau khi nguồn của CPU bị mất. Tuỳ từng CPU mà siêu tụ có thể duy trì cho bộ nhớ RAM trong vài ngày. - CPU cung cấp 1 hộp pin rời để mà kéo dài thời gian mà bộ nhớ RAM có thể được duy trì sau khi CPU bị mất nguồn. Pin rời chỉ cung cấp nguồn sau khi siêu tụ đã bị tiêu thụ hết.

Hình 1-7: Cấu trúc bộ nhớ của CPU 224 Tải và nạp dữ liệu cho phần lập trình: - Phần lập trình của người sử dụng bao gồm 3 thành phần : chương trình của người sử dụng, cấu hình của CPU và khối dữ liệu. Như hình 1-8 CPU tải phần lập trình đưa 3 thành phần này vào bộ nhớ RAM của CPU. CPU cũng tự động copy miền nhớ chương trình, miền nhớ cấu hình, miền nhớ dữ liệu tới bộ nhớ EEPROM.

- Khi nạp dữ liệu cho phần lập trình từ CPU như hình 1-9:

Cấu hình của CPU được nạp dữ liệu từ bộ nhớ RAM tới máy tính. Chương trình của người sử dụng ( miền nhớ chương trình ) và miền nhớ dữ liệu ( miền nhớ thay đổi ) thì được nạp từ EEPROM tới máy tính. Tự động cất dữ liệu từ miền nhớ nội khi CPU bị mất nguồn:

Nếu 14 bit nhớ đầu tiên ( MB0 ÷ MB13 ) được định dạng để có khả năng lưu giữ. Chúng thường xuyên được ghi vào EEPROM khi CPU bị mất nguồn. Như hình 1-10 CPU di chuyển miền nhớ nội ( M memory ) tới EEPROM.

Duy trì bộ nhớ nhờ vào nguồn nuôi: Khi có nguồn CPU phục hồi miền nhớ chương trình và miền nhớ cấu hình từ bộ nhớ EEPROM như hình 1-11: Khi bật nguồn CPU kiểm tra bộ nhớ RAM để xác định rằng siêu tụ đã được duy trì thành công các dữ liệu trong bộ nhớ RAM. Nếu RAM được duy trì thành công, khả năng của bộ nhớ RAM không bị thay đổi. Như hình 1-12 miền nhớ thay đổi trong bộ nhớ RAM không có khả năng lưu giữ được thì nó thường xuyên được phục hồi từ miền nhớ thay đổi trong bộ nhớ vĩnh cửu của EEPROM.

Nếu nguồn của RAM không được duy trì ( ví dụ như nguồn sẽ bị mất sau 1 thời gian dài ) thì CPU sẽ xoá dữ liệu trong bộ nhớ RAM ( bao gồm cả miền nhớ có khả năng lưu giữ và miền nhớ không có khả năng lưu giữ ) và đưa toàn bộ dữ liệu đã bị mất lưu vào trong bit nhớ SM0.2 cho vòng quét đầu tiên cho đến khi nguồn được bật lại. Như hình 1.13 dữ liệu được cất thường trực trong EEPROM sau đó copy sang RAM.

Cổng truyền thông của CPU 224: CPU 224 của S7-200 sử dụng cổng truyền thong nối tiếp RS485 tương ứng với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền 9600/19200baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là từ 600 ÷ 38400 baud.

Giải thích Đất 24V( Điện áp phản hồi ) RS-485 ( Truyền và nhận dữ liệu ) Yêu cầu gửi dữ liệu 5V ( Điện áp phản hồi ) +5V, Điện trở trong 100Ω +24V Truyền và nhận dữ liệu Không sử dụng

Số chân 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hình 1-14 sơ đồ chân của cổng truyền thông.

Chiều dài max của cáp truyền 1200m 1000m 400m 200m 100m

Chiều dài lớn nhất của đường mạng PROFIBUS phụ thuộc vào tốc độ truyền và loại cáp sử dụng: Tốc độ truyền 9,6 kbaud ÷ 93,75 kbaud 187,5 kbaud 500 kbaud 1 Mbaud ÷ 1,5 Mbaud 3 Mbaud ÷ 12 Mbaud Modul mở rộng đầu vào số EM 223: - Có 4 đầu vào và 4 đầu ra số. - Điện áp đàu vào max cho phép: 30VDC - Giá trị đặt 24 VDC ở 4mA. - Chiều dài cáp nối truyền thong : + loại có vỏ bọc : 500m + loại không có vỏ bọc : 300m. - Điện áp cách ly : 500 VAC trong vòng 1 phút. - Công suất tổn hao : 2W - Trọng lượng : 170g

Modul mở rộng đầu vào tương tự EM 231

* EM 231 TC : - Có 4 đầu vào tương tự. - Điện áp max đầu vào : 30VDC - Dòng điện max đầu vào : 32 mA - Đầu vào không dấu có dải : 0 ÷ 32000 - Đầu vào có dấu : - 32000 ÷ + 32000 - Công suất tiêu hao : 1,8 KW - Trở kháng đầu vào : > 1MΩ.

- Điện áp dao động cho phép : ±80 mV * EM 231 RTD : - Có 2 đầu vào tương tự. - Điện áp max đầu vào : 30VDC - Dòng điện max đầu vào : 32 mA - Đầu vào không dấu có dải : 0 ÷ 32000 - Đầu vào có dấu : - 32000 ÷ + 32000 - Trở kháng đầu vào : > 1MΩ. - Công suất tiêu hao : 1,8 KW 2.2.3 Trình tự chung của việc thiết kế một hệ thống tự động điều khiển sử dụng bộ điều khiển PLC:

Để thiết kế hệ thống tự động điều khiển sử dụng bộ điều khiển PLC cần theo các bước

sau: 1- xác định chức năng của hệ thống điều khiển:

Đầu tiên chúng ta phải quyết định thiết bị hoặc hệ thống nào mà chúng ta muốn điều khiển. Mục đích chủ yếu của bộ điều khiển được lập trình là để điều khiển một hay nhiều phần tử thực hiện của đối tượng. Để xác định chức năng hệ thống điều khiển chúng ta cần xác định thứ tự hoạt động thông qua việc mô tả bằng lưu đồ. 2- Xác định các đầu vào và đầu ra:

Tất cả các thiết bị đầu vào và đầu ra bên ngoài được nối với bộ điều khiển, được lập trình hoá phải được xác định. Những thiết bị đầu vào là cảm biến ,van điện từ, rơle, công tắc tơ, đèn chỉ báo … Sau việc nhận dạng các thiết bị chủng loại, đầu vào và đầu ra đó, chúng ta tiến hành lựa chọn cấu hình PLC và các khối mở rộng một cách phù hợp. Gán đầu vào (INPUT) và đầu ra (OUTPUT) tương ứng với PLC đã chọn. 3- Viết chương trình :

Ngôn ngữ lập trình của s7-200

Cách lập trình S7-200 nói riêng và các PLC của Siemens nói chung dựa trên 3 phương pháp cơ bản: phương pháp hình thang (LAD), phương pháp danh sách lệnh (STL), và phương pháp sơ đồ khối (CFS). LAD (Ladder logic): Là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ, các thành phần cơ bản trong LAD: +/ Hộp (Boss): Là biểu tượng mô tả các hàm chức năng khác nhau. Ví dụ các bộ thời gian (timer), bộ đếm (couter) và các hàm toán học thường được điều khiển bằng (Box). +/Biểu tượng –( )-: Tương ứng các cuộn dây Rơle. Đây chính là kết quả của một logic điều khiển nào đó .

+/ Biểu tượng ---- Tương ứng như các tiếp điểm của Rơle. Nó kết hợp với nhau tạo nên logic điều khiển .

STL (Statementlist): Đây là phương pháp thể hiện chương trình bằng cách sử dụng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh biểu diễn một chức năng của PLC. CFS: Đây là phương pháp thể hiện các lệnh thực hiện phép toán logic bằng cách kí hiệu đồ hoạ đã được chuẩn hoá.

Để có thể viết chương dưới dạng STL, chúng ta cần phải nắm được cách sử dụng ngăn xếp của S7 –200. Ngắn xếp bao gồm có 9 bit tất cả các thuật toán liên quan với ngắn xếp chữ làm việc với bit đầu tiên và bit thứ hai của ngăn xếp.

Giá trị logic mới luôn được gửi vào ngăn xếp. Trường hợp phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp, thì ngăn xếp sẽ được kéo lên 1 bit. Việc lập trình được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm STEP7. Phần mềm này đều có thể cài đặt trên các máy lập trình họ PG7xx và các máy tính cá nhân (PC). Như vậy chương trình sẽ được viết trên máy tính sau đó sẽ được nạp vào PLC thông qua cổng truyền thông. 4- Nạp chương trình vào bộ nhớ .

Ta truy nhập chương trình đã được soạn thảo vào trong bộ nhớ thông qua máy tính với

sự trợ giúp của phần mềm đi kèm theo thiết bị. 5- Chạy thử chương trình điều khiển: Để đảm bảo cấu trúc chương trình và các tham số đã cài đặt chính xác trước khi đưa vào hệ thống điều khiển. Ta cần phải chạy thử chương trình, nếu có lỗi hoặc chưa hợp lý thì phải sửa trong khi chạy thử chương trình, cuối cùng đã ghép nối với đối tượng và hoàn chỉnh chương trình theo hoạt động của máy. 2.3 Bảng điều khiển tại buồng máy và tại lầu lái của tàu chở nhựa đường 1700m3 2.3.1Bảng điều khiển tại buồng máy (ECC) Bảng ECC được cấp nguồn từ hai nguồn độc lập là nguồn 220V hoặc 24V.Bảng được chia thành các phần để chỉ báo các thông số của các hệ thống khác nhau bằng đèn. -Sơ đồ 10/35 Mặt ngoài của bảng điều khiển ECC điều khiển và giám sát Diesel chính AC Source WL : đèn báo nguồn 220V DC Source WL : đèn báo nguồn 24V DC Source Fail RL : đèn báo nguồn 24V bị lỗi Control Position : nút xoay chọn vị trí điều khiển E.C.R Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại buồng điều khiển máy W/H Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại lầu lái Cont. Pos. Confirm : nút khẳng định vị trí điều khiển Manuev. Handle : tay điều khiển máy chính Ahead GL : đèn báo máy chính quay theo chiều tiến Stop WL : đèn báo máy chính dừng Astern RL : đèn báo máy chính quay theo chiều lùi Start Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí khởi động thấp M/E L.O Low Press RL : đèn báo áp lực dầu bôi trơn máy chính thấp

M/E L.O L P Em’cy Stop RL: đèn báo dừng sự cố máy chính do áp lực dầu bôi trơn thấp M/E Over Speed Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính do quá tốc Cont. Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí điều khiển thấp M/E Manu Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính bằng tay M/E FO Inj Pipe Leak RL : đèn báo rò rỉ đường ống dầu FO Lamp/Alarm Test : nút ấn thử đèn và báo động Alarm Stop : nút ấn dừng báo động BZ : chuông -Sơ đồ 11/35 Cont. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí điều khiển Gov. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí tay ga Em’cy Stop : nút ấn dừng sự cố bơm dầu bôi trơn dự phòng S/B L.O Pump Stop : nút ấn dừng bơm dầu bôi trơn dự phòng M/E S/B LO Pump Run RL : đèn báo bơm dầu bôi trơn dự phòng máy chính hoạt động -Sơ đồ 18/35, 19/35 Là các sơ đồ bảng ECC báo động các thông số của các diesel lai máy phát điện số1,số 2 và máy phát sự cố với các thông số như : + Quá tốc diesel + áp lực dầu bôi trơn thấp phải dừng diesel + Nhiệt độ nước làm mát cao mức phải dừng diesel + áp lức dầu bôi trơn thấp mức chỉ báo động + Nhiệt độ nước làm mát cao mức chỉ báo động + Có sự rò rỉ dầu F.O -Sơ đồ 20/35 + Với máy nén khí chính thì trên bảng ECC có nút ấn STOP,START và 2 đèn báo máy chạy GL, đèn báo máy không bình thường RL + Đối với máy lọc dầu FO thì trên bảng có 2 đèn báo máy hoạt động và máy hoạt động không bình thường + Đối với máy lọc dầu LO thì trên bảng có 2 đèn báo máy hoạt động và máy ở trạng thái không bình thường + Hệ thống điều khiển độ nhớt gửi các thông số về bảng điều khiển các thông số nhiệt độ cao,nhiệt độ thấp và hệ thống không bình thường -Sơ đồ 21/35 + Bộ xử lý nước thải ( SEWAGE TREATMENT UNIT) gửi về bảng ECC các tín hiệu báo chạy (RUN) và hoạt động không bình thường (ABNORMAL) + Động cơ lai bơm dầu thải gửi về bảng điều khiển các thông số báo bơm chạy (RUN),bơm không bình thường (ABNORMAL) và dầu thải trong két ở mức thấp (WO TK LEVEL LOW) -Sơ đồ 22/35

M/E C.F.W Pump OL : đèn báo bơm nước ngọt làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E C.S.W Pump OL : đèn báo bơm nước biển làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E H.F.O Sup. Pump OL : đèn báo bơm dầu nặng sẵn sang hoạt động M/E S/B C.F.W Pump OL : đèn báo bơm dự phòng nước ngọt làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E S/B C.S.W Pump OL : đèn báo bơm dự phòng nước biển làm mát máy chính sẵn sàng hoạt động M/E S/B H.F.O Pump OL : đèn báo bơm dự phòng dầu nặng sẵn sàng hoạt động EM’CY STOP : nút dừng sự cố nồi hơi phụ RUN GL : đèn báo nồi hơi phụ đang hoạt động ABNORMAL RL : đèn báo nồi hơi phụ đang ở trạng thái không bình thường -Sơ đồ 25/35 Sơ đồ điện thoại -Sơ đồ 26/35 Sơ đồ giám sát các thông số của máy lái số 1 và số 2.Các thông số gửi về bảng ECC là + Power Fail : nguồn lỗi + Over load : quá tải + HYD. Oil Tank Level Low : dầu thuỷ lực trong két ở mức thấp + Control Power Fail : nguồn điều khiển lỗi + RUN : tín hiệu báo máy lái hoạt động 2.3.2Bảng điều khiển tại lầu lái (BCC) Bảng BCC được cấp nguồn từ hai nguồn độc lập là nguồn 220V hoặc 24V -Sơ đồ 12/35 Mặt ngoài của bảng điều khiển BCC điều khiển và giám sát Diesel chính AC Source WL : đèn báo nguồn 220V DC Source WL : đèn báo nguồn 24V DC Source Fail RL : đèn báo nguồn 24V bị lỗi Control Position : nút xoay chọn vị trí điều khiển E.C.R Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại buồng điều khiển máy W/H Control WL : đèn báo vị trí điều khiển tại lầu lái Cont. Pos. Confirm : nút khẳng định vị trí điều khiển Manuev. Handle : tay điều khiển máy chính Ahead GL : đèn báo máy chính quay theo chiều tiến Stop WL : đèn báo máy chính dừng Astern RL : đèn báo máy chính quay theo chiều lùi Start Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí khởi động thấp

M/E L.O Low Press RL : đèn báo áp lực dầu bôi trơn máy chính thấp M/E L.O L P Em’cy Stop RL: đèn báo dừng sự cố máy chính do áp lực dầu bôi trơn thấp M/E Over Speed Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính do quá tốc Cont. Air Low Press RL : đèn báo áp lực khí điều khiển thấp M/E Manu Em’cy Stop RL : đèn báo dừng sự cố máy chính bằng tay M/E FO Inj Pipe Leak RL : đèn báo rò rỉ đường ống dầu FO Lamp/Alarm Test : nút ấn thử đèn và báo động Alarm Stop : nút ấn dừng báo động BZ : chuông -Sơ đồ 13/35 Cont. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí điều khiển Gov. Air PI : đồng hồ hiển thị áp lực khí tay ga Em’cy Stop : nút ấn dừng sự cố bơm dầu bôi trơn dự phòng S/B L.O Pump Stop : nút ấn dừng bơm dầu bôi trơn dự phòng M/E S/B LO Pump Run RL : đèn báo bơm dầu bôi trơn dự phòng máy chính hoạt động DIMMER : điều chỉnh ánh sáng đèn cho tay điều khiển, đồng hồ đo tốc độ,bộ chỉ báo, đèn báo động -Sơ đồ 27/35 Sơ đồ giám sát các thông số của máy lái số 1 và số 2.Các thông số gửi về bảng BCC là + Power Fail : nguồn lỗi + Over load : quá tải + HYD. Oil Tank Level Low : dầu thuỷ lực trong két ở mức thấp + Control Power Fail : nguồn điều khiển lỗi + RUN : tín hiệu báo máy lái hoạt động Bảng điều khiển tại buồng máy (ECC) và bảng điều khiển tại lầu lái (BCC) được thực hiện bằng PLC S7-200.Các thông số của các hệ thống gửi tới PLC và PLC cho tín hiệu ra dưới dạng đèn báo và chuông báo động. 2.4Viết chương trình điều khiển trên PLC S7_200 2.4.1Phân công đầu vào ra cho PLC Bảng điều khiển lại buồng máy ECC a, Main Engine *Tín hiệu vào số I0.0 : Công tắc cấp nguồn xoay chiều 220V cho bảng ECC I0.1 : Công tắc cấp nguồn 1 chiều 24V cho bảng ECC I0.2 : Công tắc chọn điều khiển Main Engine tại E.C.R I0.3 : Công tắc chọn điều khiển trên lầu lái I0.4 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Ahead I0.5 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Astern

I0.6 : Cảm biến áp lực khí điều khiển thấp I0.7 : Cảm biến áp lực khí khởi động thấp I1.1 : Nút thử đèn và báo động I1.2 : Nút tắt báo động sau khi đã khẳng định sự cố I1.3 : Cảm biến áp lực khí dự phòng thấp I1.4 : Cảm biến có sự rò rỉ dầu F.O I1.5 : Tiếp điểm van khí khởi động đã đóng I1.6 : Tín hiệu báo dừng sự cố đã được Reset *Tín hiệu vào tương tự AIW0 : Cảm biến áp lực dầu L.O máy chính AIW2 : Cảm biến áp lực dầu L.O trục chân vịt AIW4 : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát máy chính AIW6 : Cảm biến tốc độ *Tín hiệu ra Q0.0 : Đèn báo nguồn xoay chiều Q0.1 : Đèn báo nguồn 1 chiều 24V Q0.2 : Đèn báo điều khiển tại E.C.R Q0.3 : Đèn báo điều khiển ở W/H Q0.4 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Ahead Q0.5 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Astern Q0.6 : Đèn báo áp lực khí điều khiển thấp Q0.7 : Đèn báo áp lực khí khởi động thấp Q1.0 : Đèn báo áp lực khí dự phòng thấp Q1.1 : Đèn báo có sự rò rỉ dầu F.O Q1.2 : Đèn báo van khí khởi động đã đóng Q1.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính thấp mức báo động Q1.4 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính quá thấp phải dừng sự cố Q1.5 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt thấp mức báo động Q1.6 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt quá thấp phải dừng sự cố Q1.7 : Đèn báo quá tốc phải dừng sự cố Q2.0 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao Q2.1 : Chuông báo động bảng ECC b,No1 G/E *Tín hiệu vào I2.0 : Tín hiệu quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát từ Panel điều khiển

I2.1 : Tín hiệu áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel

I2.2 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel I2.3 : Tín hiệu áp lực dầu L.O thấp mức báo động I2.4 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động

I2.5 : Tín hiệu báo có sự rò rỉ dầu F.O *Tín hiệu ra Q2.2 : Đèn báo quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát Q2.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel

Q2.4 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel Q2.5 : Đèn báo áp lực dầu L.O thấp mức báo động Q2.6 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động Q2.7 : Đèn báo báo có sự rò rỉ dầu F.O c,No2 G/E *Tín hiệu vào I2.6 : Tín hiệu quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát từ Panel điều khiển

I2.7 : Tín hiệu áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel

I3.0 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel I3.1 : Tín hiệu áp lực dầu L.O thấp mức báo động I3.2 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động I3.3 : Tín hiệu báo có sự rò rỉ dầu F.O *Tín hiệu ra Q3.0 : Đèn báo quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát Q3.1 : Đèn báo áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel

Q3.2 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel Q3.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O thấp mức báo động Q3.4 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động Q3.5 : Đèn báo báo có sự rò rỉ dầu F.O d,Máy phát sự cố *Tín hiệu vào I3.4 : Tín hiệu quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát từ Panel điều khiển

I3.5 : Tín hiệu áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel

I3.6 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel I3.7 : Tín hiệu áp lực dầu L.O thấp mức báo động I4.0 : Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động I4.1 : Tín hiệu báo có sự rò rỉ dầu F.O *Tín hiệu ra Q3.6 : Đèn báo quá tốc phải dừng Diesel lai máy phát Q3.7 : Đèn báo áp lực dầu L.O quá thấp phải dừng Diesel

Q4.0 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát quá cao phải dừng Diesel Q4.1 : Đèn báo áp lực dầu L.O thấp mức báo động Q4.2 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao mức báo động Q4.3 : Đèn báo báo có sự rò rỉ dầu F.O

e,Máy nén khí số 1 *Tín hiệu vào I4.2 : Tín hiệu báo máy nén khí hoạt động từ bộ khởi động máy số 1 I4.3 : Tín hiệu báo máy nén khí dừng từ bộ khởi động máy số 1 *Tín hiệu ra Q4.4 : Đèn báo máy nén khí số 1 chạy Q4.5 : Đèn báo máy nén khí số 1 dừng f,Máy nén khí số 2 *Tín hiệu vào I4.4 : Tín hiệu báo máy nén khí hoạt động từ bộ khởi động số 2 I4.5 : Tín hiệu báo máy nén khí dừng từ bộ khởi động số 2 *Tín hiệu ra Q4.6 : Đèn báo máy nén khí số 2 chạy Q4.7 : Đèn báo máy nén khí số 2 dừng g,Máy lái số 1 *Tín hiệu vào I4.6 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 1 I4.7 : Tín hiệu quá tải máy lái số 1 I5.0 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I5.1 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I5.2 : Tín hiệu báo máy lái 1 chạy *Tín hiệu ra Q5.0 : Đèn báo mất nguồn Q5.1 : Đèn báo máy lái số 1 quá tải Q5.2 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q5.3 : Đèn báo mất nguồn điều khiển Q5.4 : Đèn báo máy lái 1 chạy h,Máy lái số 2 *Tín hiệu vào I5.3 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 2 I5.4 : Tín hiệu quá tải máy lái số 2 I5.5 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I5.6 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I5.7 : Tín hiệu báo máy lái 2 chạy *Tín hiệu ra Q5.5 : Đèn báo mất nguồn Q5.6 : Đèn báo máy lái số 2 quá tải Q5.7 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q6.0 : Đèn báo mất nguồn điều khiển

Q6.1 : Đèn báo máy lái 2 chạy i,Nồi hơi phụ *Tín hiệu vào I6.0 : Tín hiệu báo nồi hơi hoạt động từ panel điều khiển nồi hơi phụ I6.1 : Tín hiệu nồi hơi hoạt động không bình thường *Tín hiệu ra Q6.2 : Đèn báo nồi hơi phụ hoạt động Q6.3 : Đèn báo nồi hơi hoạt động không bình thường k,Máy lọc dầu F.O *Tín hiệu vào I6.2 : Tín hiệu máy lọc dầu hoạt động I6.3 : Tín hiệu máy lọc dầu hoạt động không bình thường *Tín hiệu ra Q6.4 : Đèn báo máy lọc dầu đang hoạt động Q6.5 : Đèn báo máy lọc dầu hoạt động không bình thường l,Két dầu F.O *Tín hiệu vào I6.4 : Cảm biến mức dầu trong két thấp I6.5 : Cảm biến mức dầu trong két cao *Tín hiệu ra Q6.6 : Đèn báo mức dầu trong két thấp Q6.7 : Đèn báo mức dầu trong két cao m,Két dầu L.O cấp cho máy chính *Tín hiệu vào I6.6 : Cảm biến mức dầu trong két thấp I6.7 : Cảm biến mức dầu trong két cao *Tín hiệu ra Q7.0 : Đèn báo mức dầu trong két thấp Q7.1 : Đèn báo mức dầu trong két cao n,Máy lọc dầu L.O *Tín hiệu vào I7.0 : Tín hiệu máy lọc hoạt động I7.1 : Tín hiệu máy lọc ngừng hoạt động *Tín hiệu ra Q7.2 : Đèn báo máy lọc dầu L.O hoạt động Q7.3 : Đèn báo máy lọc dầu L.O ngừng hoạt động

Bảng điều khiển tại lầu lái BCC a, Main Engine *Tín hiệu vào số I0.0 : Công tắc cấp nguồn xoay chiều 220V cho bảng BCC I0.1 : Công tắc cấp nguồn 1 chiều 24V cho bảng BCC I0.2 : Công tắc chọn điều khiển tại lầu lái W/H I0.3 : Công tắc chọn điều khiển dưới buồng máy E.C.R I0.4 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Ahead I0.5 : Tiếp điểm khi tay điều khiển ở vị trí Astern I0.6 : Cảm biến áp lực khí điều khiển thấp I0.7 : Cảm biến áp lực khí khởi động thấp I1.1 : Nút thử đèn và báo động I1.2 : Nút tắt báo động sau khi đã khẳng định sự cố I1.3 : Cảm biến áp lực khí dự phòng thấp I1.4 : Cảm biến có sự rò rỉ dầu F.O I1.5 : Tiếp điểm van khí khởi động đã đóng I1.6 : Tín hiệu báo dừng sự cố đã được Reset *Tín hiệu vào tương tự AIW0 : Cảm biến áp lực dầu L.O máy chính AIW2 : Cảm biến áp lực dầu L.O trục chân vịt AIW4 : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát máy chính AIW6 : Cảm biến tốc độ *Tín hiệu ra Q0.0 : Đèn báo nguồn xoay chiều Q0.1 : Đèn báo nguồn 1 chiều 24V Q0.2 : Đèn báo điều khiển tại W/H Q0.3 : Đèn báo điều khiển ở E.C.R Q0.4 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Ahead Q0.5 : Đèn báo tay điều khiển ở vị trí Astern Q0.6 : Đèn báo áp lực khí điều khiển thấp Q0.7 : Đèn báo áp lực khí khởi động thấp Q1.0 : Đèn báo áp lực khí dự phòng thấp Q1.1 : Đèn báo có sự rò rỉ F.O Q1.2 : Đèn báo van khí khởi động đã đóng Q1.3 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính thấp mức báo động Q1.4 : Đèn báo áp lực dầu L.O máy chính quá thấp phải dừng sự cố Q1.5 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt thấp mức báo động Q1.6 : Đèn báo áp lực dầu L.O trục chân vịt quá thấp phải dừng sự cố Q1.7 : Đèn báo quá tốc phải dừng sự cố

Q2.0 : Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao Q2.1 : Chuông báo động bảng BCC b,Máy lái số 1 *Tín hiệu vào I1.7 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 1 I2.0 : Tín hiệu quá tải máy lái số 1 I2.1 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I2.2 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I2.3 : Tín hiệu báo máy lái 1 chạy *Tín hiệu ra Q2.2 : Đèn báo mất nguồn Q2.3 : Đèn báo máy lái số 1 quá tải Q2.4 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q2.5 : Đèn báo mất nguồn điều khiển Q2.6 : Đèn báo máy lái 1 chạy c,Máy lái số 2 *Tín hiệu vào I2.4 : Tín hiệu mất nguồn bộ khởi động máy lái số 2 I2.5 : Tín hiệu quá tải máy lái số 2 I2.6 : Cảm biến mức dầu thuỷ lực trong két thấp I2.7 : Tín hiệu mất nguồn điều khiển I3.0 : Tín hiệu báo máy lái 2 chạy *Tín hiệu ra Q2.7 : Đèn báo mất nguồn Q3.0 : Đèn báo máy lái số 2 quá tải Q3.1 : Đèn báo mức dầu thuỷ lực trong két thấp Q3.2 : Đèn báo mất nguồn điều khiển Q3.3 : Đèn báo máy lái 2 chạy 2.4.2Lựa chọn cấu hình phần cứng a,Bảng ECC : Ta sử dụng PLC S7-200 : CPU 216 + 7 Module trong đó có 5 Module 8I/8O số và 2 Module vào tương tự. b,Bảng BCC : Ta sử dụng PLC S7-200 : CPU 216 + 4 Module trong đó có 2 Module 8I/8O số và 2 Module vào tương tự 2.4.3Chương trình điều khiển trên S7-200 Xem phần phụ lục 2.5 Bản vẽ kĩ thuật bảng điều khiển ECC và BCC Bản vẽ A0