…………..o0o…………..
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CONTATNER
700 TEU – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL MÁY
CHÍNH VÀ CHÂN VỊT BIẾN TRƯỚC
Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trong đề tài là trung thực, chưa được đăng trên bất kỳ tài liệu nào.
Hải Phòng, ngày 12 tháng 02 năm 2010.
Sinh viên thực hiện
Trang 1
Nguyễn Minh Chung
Lời nói đầu
Trong quá trình phát triển của nền kinh tế quốc dân, đi đôi với các lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp… thì ngành giao thông vận tải biển cũng chiếm một vị trí quan trọng ở mỗi quốc gia. Đó là mạch máu giao thông nối liền các vùng kinh tế của một đất nước và các nước trên thế giới với nhau.
Đất nước ta có bờ biển dài, trải dọc từ Bắc tới Nam, lại có nhiều sông ngòi. Đó là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của ngành vận tải biển. Mặc dù trong thời điểm hiện tại, chúng ta đang khắc phục dần nền kinh tế bị suy thoái. Nhưng trong tương lai không xa, ngành đóng tàu cũng như vận tải tàu biển sẽ khôi phục lại thế mạnh vốn có của nó.
Trong quá trình học tập và rèn luyện tại khoa Điện-Điện tử tàu biển của trường Đại học Hàng Hải, em rất vinh dự và thấy rõ trách nhiệm của mình trong học tập cũng như việc phục vụ cho ngành giao thông vận tải biển trong tương lai.
Sau khi học tập và rèn luyện tại trường cùng quá trình thực tập tại các nhà máy và đặc biệt là quá trình thực tập tốt nghiệp tại nhà máy đóng tàu Nam Triệu, em được khoa Điện - Điện tử tàu biển giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu container 700 teu. Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến bước.
Qua quá trình học tập và nỗ lực nghiên cứu của mình với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo - Th.s Nguyễn Tất Dũng, cô giáo – Th.s Nguyễn Thanh Vân và các thầy cô khoa Điện - ĐTTB. Em đã tìm hiểu và nghiên cứu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù bản thân em đã cố gắng nhiều, đã đi tìm hiểu trong thực tế, với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Song do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm, nên trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai sót. Em mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo trong khoa.
Trang 2
Em xin chân thành cảm ơn !
Mục lục
Trang
Lời nói đầu 02
Phần I. Giới thiệu chung tàu Container 700 TEU. 05
Phần II. Trang thiết bị điện tàu Container 700 TEU. 07
Chương I. Trạm phát điện tàu Container 700 TEU. 07
1.1. Giới thiệu chung về trạm phát điện. 07
1.2. Bảng điện chính. 08
1.3. Ổn định điện áp máy phát. 10
1.4. Công tác song song các máy phát. 11
1.5. Bảo vệ trạm phát điện. 13
Chương II. Một số hệ thống truyền động điện tàu Container 700 TEU. 15
2.1. Hệ thống tời neo. 15
2.1.1. Giới thiệu chung. 15
2.1.2. Nguyên lý hoạt động. 15
2.1.3. Nhận xét, đánh giá. 19
2.2. Hệ thống lái. 20
2.2.1. Giới thiệu chung. 20
2.2.2. Điều khiển động cơ lai bơm thuỷ lực. 20
2.2.3. Hệ thống điều khiển máy lái thuỷ lực. 21
2.2.4. Nhận xét, đánh giá. 22
Chương III. Một số hệ thống tự động tàu Container 700 TEU. 24
3.1. Hệ thống tự động cân bằng tàu. 24
3.1.1. Giới thiệu chung. 24
3.1.2. Nguyên lý hoạt động. 25
3.2. Hệ thống điều khiển nồi hơi. 28
3.2.1 .Giới thiệu chung. 28
3.2.2. Giới thiệu các phần tử chính. 28
3.2.3 Nguyên lý hoạt động. 30
3.2.4. Nhận xét, đánh giá. 37
Trang 3
Phần III. Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU. 38
Chương IV. Hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính tàu Container 700 TEU. 38
4.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển Diesel máy chính. 38
4.2 Phân tích cấu trúc điều khiển từ xa Diesel - Máy chính. 46
4.3. Hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính tàu Container 700 TEU. 47
Chương V. Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU. 59
5.1. Giới thiệu chung về hệ thống chân vịt biến bước. 59
5.2. Giới thiệu hệ thống chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU. 62
5.3. Hệ thống điều khiển bước chân vịt tàu Container 700 TEU-Hãng NORISTAR 2000. 63
5.4. Nguyên lý mạch điều khiển bước chân vịt. 66
5.5. Nguyên lý mạch đo, hiển thị bước chân vịt và tốc độ máy chính. 69
5.6. Nhận xét hệ thống. 70
Kết luận 71
Trang 4
Tài liệu tham khảo 72
Phần I. GIỚI THIỆU CHUNG TÀU CONTAINER 700 TEU.
Tàu container 700 TEU là con tàu được đóng mới tại Tổng Công ty Công nghiệp tàu thuỷ Nam Triệu ( thuộc tập đoàn kinh tế Vinashin). Đây là seri tàu đóng mới được ký kết giữa Nam Triệu với chủ tàu Công ty Horizont Schiffahrtsgesell mbH thuộc Tập đoàn MPC của CHLB Đức. Thiết kế tàu do Tập đoàn MPC cấp, được cơ quan đăng kiểm GL của CHLB Đức giám sát thi công và phân cấp, thoả mãn các công ước mới nhất về hàng hải.
Tàu 700 teu là loại tàu chở container, đáy đôi, dẫn động bằng động cơ diesel và được trang bị các thiết bị hiện đại nhất theo tiêu chuẩn công nghiệp đóng tàu của Đức.
Kết cấu thượng tầng, cabin với sườn ngang hoặc sườn dọc được trang bị các sống và cột theo điều kiện của khu vực lắp đặt.
Trang bị cánh gà cabin khép kín cho cabin lái, sử dụng vật liệu không nhiễm từ trong vùng từ. Mũi tàu được làm bằng tôn uốn và được gia cường bằng cơ cấu khoẻ, hai hầm xích neo ở phía trước của vách ngăn chống đâm va.
Phần đuôi tàu được trang bị một mũi phá băng. Đáy đôi có chiều cao xấp xỉ 1750 /2250 mm được trang bị bên trong khu vực hầm hàng và buồng máy. Trọng tải đáy trong 12t/m2.
Tàu được trang bị 2 chân vịt, một chân vịt chính biến bước và một chân vịt mũi có bước cố định. Máy chính của tàu do hãng MAK sản xuất. Tàu được trang bị 1 máy phát đồng trục, 2 máy phát chính và một máy sự cố. Hệ thống lái của tàu là hệ thống lái điện thuỷ lực, lái tự động là loại PT500 của Nhật Bản. Tàu được trang bị một nồi hơi liên hợp phụ khí xả. Các hệ thống khác, hầu hết được điều khiển tự động hoặc bán tự động, bằng các thiết bị khả trình PLC.
Đặc biệt, tàu chở container 700 TEU có ưu việt là được trang bị các thiết bị hiện đại nhất, tính năng khai thác cao ,tiết kiệm chi phí, phạm vi hoạt động trên toàn thế giới, vận hành an toàn và thân thiện với môi trường.
Thông số kỹ thuật chính của tàu:
- Chiều dài toàn bộ : 133,60 m.
- Chiều dài giữa hai đường vuông góc : 126,80 m.
- Chiều rộng thiết kế : 19,40 m
- Chiều cao mạn : 9,40 m.
- Mớn nước tối đa : 7,63 m.
- Mớn nước thiết kế : 7,20 m.
- Sức chở Container : 700 TEU
- Tải trọng đăng ký toàn phần : 8.150 tấn.
- Phân cấp Đăng kiểm GL.
- Thiết kế do tập đoàn MPC cấp
Trang 5
- Tốc độ : 17,5 hải lý/ giờ.
- Máy chính : MAK 8M43.
: 7200 KW + Công suất Nmax
: 500 v/p + Vòng quay nmax
Trang 6
+ Số xi lanh : 8 xilanh
Phần II. TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CONTAINER 700 TEU.
Chương I. TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU CONTAINER 700 TEU.
1.1. Giới thiệu chung về trạm phát điện.
Hệ thống năng lượng trên tàu container 700teu bao gồm: 1 máy phát đồng trục, 2 máy phát chính và 1 máy phát sự cố. Ngoài ra tàu cũng được trang bị một hệ thống nguồn acquy dùng để cấp nguồn cho một số thiết bị điều khiển tự động và là nguồn tiểu sự cố. Với các thông số kỹ thuật như sau:
* Máy phát đồng trục:
- Hãng sản xuất : Leroy somer
- Điện áp định mức: AC 450V.
- Tần số định mức: 60 Hz.
- Công suất định mức: 1495 KVA.
- Dòng điện định mức: 1920 A.
- Hệ số Cos định mức: 0.8.
- Số pha: 3pha.
* Hai máy phát chính:
- Hãng sản xuất :Leroy somer
- Điện áp định mức: AC 450V.
- Tần số định mức: 60 Hz.
- Công suất định mức: 538 KVA.
- Dòng điện định mức: 690A.
- Hệ số Cos định mức: 0.8.
- Số pha: 3pha.
* Máy phát sự cố:
- Hãng sản xuất : Leroy somer
- Điện áp định mức: AC 450V.
- Tần số định mức: 60 Hz.
- Công suất định mức: 500 KVA
- Dòng điện định mức: 642A
- Hệ số Cos định mức: 0.8.
- Số pha: 3pha.
* Hai nguồn acquy:
Trang 7
- Điện áp: 24V DC.
- Dung lượng: 135 Ah.
Ngoài ra trạm phát tàu 700 teu cũng có hệ thống nối điện bờ sử dụng trong trường hợp tàu cập cảng, lên đà sửa chữa…
Bảng điện chính của tàu được đặt trong buồng điều khiển máy. Bảng điện chính sử dụng hệ thống thanh cái phân đoạn, sử dụng các aptomat chính để đóng cắt nguồn đến các phụ tải.
1.2. Bảng điện chính tàu Container 700 teu.
1.2.1. Giới thiệu bảng điện chính.
Bảng điện chính tàu thực hiện chức năng tập trung năng lượng từ các máy phát, từ đó phân phối đến các bảng điện phụ và các phụ tải. Trong bảng phân phối điện chính bao gồm các thiết bị đo lường, kiểm tra, đóng cắt và điều chỉnh các thông số cần thiết, các đường dây tải năng lượng từ máy phát tới thanh cái rồi từ thanh cái tới các phụ tải, đặc biệt là các thiết bị bảo vệ máy phát và hệ thống năng lượng.
Bảng điện chính tàu container 700teu được đặt trong buồng điều khiển trung tâm buồng máy, bao gồm 9 panel:
- Panel cấp nguồn 450V.
- Panel cấp nguồn 450 V cho các phụ tải.
- Panel điều khiển máy phát số 1.
- Panel điều khiển máy phát đồng trục.
- Panel hoà các máy phát công tác song song.
- Panel điều khiển máy phát số 2.
- Panel cấp nguồn 450V cho phụ tải.
- Panel cấp nguồn 450V cho phụ tải.
- Panel cấp nguồn 450 V cho các phụ tải.
1.2.2. Mạch điều khiển đóng mở Aptomat máy phát số 1.
a. Giới thiệu phần tử.
* Trang 26:
- Q1 : Aptomat máy phát số 1.
- G : Máy phát đồng bộ không chổi than số 1 được lai bởi động cơ Diesel.
- A1 : Khối điều khiển aptomat và bảo vệ máy phát.
- U1 : Bộ nguồn AC 230V/DC24V.
- P3 : Đồng hồ vôn kế.
- P4 : Đồng hồ đo tần số.
Trang 8
- S3 : Công tắc lựa chọn đo điện áp và tần số của máy phát. Có 4 vị trí:
+Vị trí 1 là vị trí 0.
+Vị trí 2 là vị trí đo điện áp dây L1-L2.
+Vị trí 3 là vị trí đo điện áp dây L2-L3.
+Vị trí 4 là vị trí đo điện áp dây L3-L1.
- T1, T2, T3: Các biến dòng đo lường.
- T4 : Biến áp hạ áp 450V/230V.
- F1, F10, F11, F12, F15: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch.
* Trang 27
- M : Động cơ lên dây cót.
- XF : Cuộn đóng aptomat.
- MN : Cuộn giữ đồng thời là cuộn cắt aptomat.
- K2 : Rơle trung gian.
* Trang 28
- S8 : Công tắc chọn chế độ điều khiển máy phát. Có 3 vị trí: off- manu- auto.
- P2 : Đồng hồ đo công suất.
- P1 : Đồng hồ đo dòng điện.
- P5 : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của máy phát.
- H10 : Đèn báo máy phát đang trong quá trình tự kích.
- S11 : Nút ấn đóng aptomat.
- S11 : Đèn báo đóng aptomat.
- S10 : Nút ấn cắt aptomat.
- S10 : Đèn báo máy phát bị sự cố
- S1 : Công tắc lựa chọn các pha để đo dòng. Có các vị trí:
+ Vị trí 0.
+ Vị trí đo dòng điện pha L1.
+ Vị trí đo dòng điện pha L2.
+ Vị trí đo dòng điện pha L3.
- H14 : Đèn báo ngừng sấy máy phát.
b. Nguyên lý hoạt động.
* Đóng Aptomat:
Trang 9
Giả sử chúng ta thực hiện khởi động và đóng máy phát số 1 cấp điện lên cho thanh cái.
Ta bật công tắc S8(28.1 MSB) sang vị trí 1 Manual nối 1-2.
Việc thực hiện khởi động diesel bằng cách nhấn tổ hợp phím A31(30.1 MSB) trên panel máy phát. Tín hiệu từ màn hình cảm ứng sẽ được gửi tới khối A3(30.2 MSB), nối chân 3 và chân 4 thuộc nhóm 1XD1 đưa tín hiệu xuống khởi động diesel máy phát số 1.
Sau khi máy phát số 1 được khởi động và điện áp của máy phát đã đạt giá trị định mức, tần số cũng đạt giá trị định mức, các đại lượng này được theo dõi trên các đồng hồ chỉ báo. Đèn H10(28.6 MSB) sáng. Lúc đó muốn đóng máy phát số 1 lên lưới ta làm như sau:
Ấn nút S11(28.2 MSB) cấp tín hiệu đóng aptomat vào chân 1XT1.4 của khối A1(28.2 MSB). Khi lưới chưa có điện thì rơle K11(37.1 MSB) chưa có điện nên tiếp điểm 31-32 K11(28.3 MSB) vẫn đóng nên có thể ấn nút đóng aptomat S11 bất kì thời điểm nào. Nhưng khi lưới đã có điện thì tiếp điểm này mở nên chỉ ấn nút đóng aptomat S11 tại thời điểm tiếp điểm 13-14 K20(28.2 MSB) được quyết định bởi bộ chọn thời điểm hòa P5(40.4 MSB).
Tiếp điểm hành trình (27.4 MSB) đã mở và lò xo đã được nén lại. Khối A1 sẽ cho tín hiệu ra chân 1XS1.6 cấp nguồn cho cuộn đóng XF(27.5 MSB) nhả chốt giữ lò xo. Lò xo được mở, đóng aptomat đưa máy phát số 1 vào hoạt động cấp điện lên lưới. Cuộn giữ MN(27.6 MSB) đã có điện, giữ cho aptomat được đóng khi mà nó đủ lực hút (đủ điện áp). Trong quá trình hoạt động, nếu xảy ra hiện tượng thấp áp thì cuộn giữ sẽ không đủ lực hút giữ aptomat, aptomat sẽ bị nhả ra và máy phát ngừng cấp điện lên lưới.
Tiếp điểm hành trình đóng, động cơ M(27.4 MSB) được cấp điện, nén lò xo lại. Cuộn đóng XF(27.5 MSB) mất điện nhả chốt giữ lò xo. Cuối hành trình, tiếp điểm hành trình mở, động cơ mất điện, chốt giữ lò xo ở trạng thái nén chuẩn bị cho lần đóng aptomat sau.
Khi aptomat được đóng thì đèn S11(28.6 MSB) sáng báo máy phát số 1 đang cấp điện
lên lưới. Đồng hồ P5(27.5 MSB) bắt đầu đếm thời gian. Đèn H10 không sáng.
* Cắt Aptomat:
Khi máy phát đang hoạt động bình thường vì môt lý do nào đó, ta muốn cắt máy phát ra khỏi lưới ta ấn nút S10(28.3 MSB), tín hiệu mở aptomat sẽ được đưa tới chân 1XT1.5 của khối điều khiển và bảo vệ máy phát (A1). Khối A1 sẽ xử lý tín hiệu và đưa tín hiệu đến cắt điện cuộn MN ngắt aptomat và cắt máy phát số 1 ra khỏi lưới. Đồng thời đưa tín hiệu đến đèn H10 sáng báo mở aptomat và đèn S11 tắt.
1.3. Ổn định điện áp máy phát.
Hệ thống điều chỉnh điện áp được lắp đặt trên tàu container 700 teu được hoạt động theo nguyên lý độ lệch chỉ lấy một tín hiệu đó là tín hiệu điện áp.
a. Giới thiệu phần tử.
- R448: Là bộ tự động điều chỉnh điện áp.
- Stator: Phần ứng của máy phát chính.
- Rotor: Phần cảm của máy phát chính.
- Auxilary winding: Cuộn dây phụ.
Trang 10
- Tín hiệu điện áp thực 380v được lấy từ 2 pha T2-T3.
- E- - E+ : Tín hiệu ra điều chỉnh dòng kích từ của máy phát kích từ.
- X1- X2, Z1- Z2: Lấy tín hiệu điện áp từ cuộn phụ đưa vào bộ R448 để cấp nguồn nuôi.
- S1- S2: Đưa tín hiệu dòng từ biến dòng vào khối R448 để thực hiện việc phân bố tải vô công.
- ST4: Biến trở chỉnh định hệ thống.
b. Nguyên lý hoạt động.
Trạm phát chính trên tàu 700 TEU là hệ thống trạm phát không chổi than. Nguồn kích từ chính được lấy từ máy phát kích từ.
Tín hiệu điện áp thực của máy phát được lấy từ pha T2 và T3 đưa vào chân 0-380 của bộ R 448. Tại đây điẹn áp thực sẽ được so sánh với điện áp chuẩn. Khi điện áp thực của máy phát sai lệch so với tín hiệu điện áp chuẩn thì xuất hiện tín hiệu sai lệch điện áp U điều khiển dòng kích từ của máy phát kích từ, giá trị dòng kích từ ở cuộn kích từ chính của máy phát sẽ thay đổi để cho ra giá trị điện áp tương ứng của máy phát theo xu hướng làm giảm giá trị sai lệch điều khiển đó.
Giả sử máy phát đang hoạt động bình thường với giá trị điện áp là định mức vì lý do nào đó mà điện áp máy phát giảm xuống thấp hơn điện áp định mức. Khi đó, bộ R448 sẽ xử lý và đưa tín hiệu điều chỉnh tăng dòng kích từ ra chân E- - E+ làm cho điện áp máy phát tăng lên bằng điện áp định mức thì quá trình điểu chỉnh của bộ tự động điều chỉnh điện áp R448 kết thúc.
Khi điện áp máy phát tăng quá giá trị điện áp định mức thì bộ tự động điều chỉnh điện áp R448 sẽ điều chỉnh để làm giảm dòng kích từ của máy phát từ đó làm điện áp máy phát giảm xuống bằng điện áp định mức.
* Quá trình tự kích ban đầu.
Khởi động động cơ Diesel lai máy phát đến tốc độ định mức. Khi đó do có từ dư ở cuộn dây phần ứng xuất hiện tín hiệu điện áp có giá trị khoảng từ ( 25% ) Uđm . Khi đó tín hiệu phản hồi điện áp được lấy thông qua pha T2-T3 được cấp cho bộ ổn định điện áp để điều chỉnh dòng kích từ của máy phát tăng dần lên đến giá trị điện áp định mức thì quá trình tự kích của hệ thống kết thúc.
* Chỉnh định hệ thống.
Khi điện áp máy phát ra không đạt giá trị định mức thì ta có thể chỉnh chiết áp ST4 tác động vào bộ ổn định điện áp R448 để điều chỉnh dòng kích từ phù hợp làm cho điện áp máy phát ra là định mức.
1.4. Công tác song song các máy phát .
1.4.1. Hòa đồng bộ các máy phát công tác song song.
Trang 11
Ta có thể hoà đồng bộ tự động hoặc bằng tay. Việc chọn máy phát để hoà được thực hiện trên Panel hoà (panel 5) bằng việc lựa chọn công tắc S7(41.3 MSB). Việc lựa chọn chế độ hòa được thực hiện bằng cách chọn công tắc S8 (ở mỗi panel máy phát 1, 2, máy phát đồng trục).Có 2 chế độ hòa đó là: hòa bằng tay và hòa tự động
a . Hoà bằng tay (Manual):
Giả sử máy phát 2 đang hoạt động trên lưới, ta muốn hòa máy phát điện số 1 lên làm việc song song với máy phát 2 .
Trên panel hòa ta chọn máy phát cần hòa là máy phát số 1 bằng cách đưa công tắc chọn S7 trên (panel 5) panel hòa đồng bộ về vị trí máy phát số 1.Và chuyển công tắc chọn S8(28.1 MSB) sang vị trí Manu, việc điều chỉnh điện áp và tần số của máy phát cần hoà phụ thuộc vào tốc độ quay của Diesel lai máy phát đó.
Ta khởi động diesel máy phát số 1. Và sau đó quan sát đồng bộ kế. Nếu kim trên đồng bộ kế quay cùng chiều kim đồng hồ có nghĩa là tần số máy phát 1 lớn hơn tần số của lưới ta cần tiến hành giảm nhiên liệu vào diesel lai máy phát 1. Cách làm như sau:
Ta đưa tay gạt 3S15(41.2 MSB) sang vị trí “TIEFER” tức tay gạt SPEED ADJUSTMENT (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) gửi tín hiệu giảm tốc độ “speed decrease” vào chân “input diode 11” (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), hệ thống xử lý và đưa tín hiệu ra chân “SPEED LOWER” (017.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), Rơle K23 (017.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) có điện đóng tiếp điểm 11-14 K23(26.2 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), đưa tín hiệu điều khiển giảm tốc độ Diesel
Nếu kim trên đồng bộ kế quay ngược chiều kim đồng hồ có nghĩa là tần số máy phát số 1 lớn hơn tần số lưới.Ta cần tiến hành giảm nhiên liệu cho diesel lai máy phát số 1 như sau:
Ta đưa tay gạt 3S15(41.2 MSB) sang vị trí “HOHER” tức tay gạt SPEED ADJUSTMENT (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) gửi tín hiệu tăng tốc độ “speed increase” vào chân “input diode 12” (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), hệ thống xử lý và đưa tín hiệu ra chân “SPEED HIGHER” (017.4 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), Rơle K24 (017.4 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) có điện đóng tiếp điểm 11-14 K24(26.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), đưa tín hiệu điều khiển tăng tốc độ Diesel.
Ta điều chỉnh làm sao cho tốc độ quay của kim đồng bộ kế càng chậm càng tốt và cùng chiều kim đồng hồ tránh hiện tượng khi đóng máy phát lên lưới xảy ra hiện tượng công suất ngược. Khi kim đồng bộ kế gần đi tới sát vạch đỏ, ta ấn nút đóng aptomat S11(28.2 MSB). Để đóng điện từ máy phát số 1 lên lưới.
Sau khi hòa xong ta tiến hành phân chia tải tác dụng cho 2 máy.
b . Hoà tự động (Automatic):
tiếp điểm
Trang 12
Sau khi chọn máy phát để hoà công tắc chọn S7, và chọn chế độ hoà tự động bằng cách đưa công tắc chọn S8(28.1 MSB). Tín hiệu hòa tự động được đưa vào chân 1XT1.3 của khối A1(28.1 MSB). Khối A1 xử lý và cho tín hiệu ra chân “ output diode 8”. Rơle K13 và K14 có điện đóng 13-14 K13(24.6 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) cấp tín hiệu đến khối SYNCHRONIZING UNIT. Đồng thời tiếp điểm 13-14, 23-24 K14(011.2 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) đóng lại gửi tín hiệu đến khối Input Diode 10(Tín hiệu đóng aptomat ở chế độ tự động hòa đồng bộ). Khi điều kiện hòa thỏa mãn, khối A1 sẽ đưa tín hiệu ra chân Output Diode 7 (015.6
GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1). Rơ le K12 có điện đóng tiếp điểm 13- 14 K12(24.4 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) gửi tín hiệu đóng aptomat đến khối BREAKER đóng aptomat lên lưới .
Trong trường hợp hòa không thành công, tín hiệu “Synchr failure” sẽ được đưa ra chân Output Diode 3 (014-6 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), đèn sáng báo lỗi hoà. Nếu việc hòa thành công nghĩa là aptomat đã được đóng, có tín hiệu ra chân Output Diode 2 (014.5 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) đèn sẽ sáng báo aptomat đã đóng.
1.4.2. Phân bố tải tác dụng.
a.Phân bố tải tác dụng.
a.1. Phân bố tải tác dụng bằng tay.
Sau khi đã thực hiện việc hòa máy phát lên lưới bằng tay. Việc thực hiện phân bố tải
tác dụng bằng tay cho các máy phát được thực hiện trên PANEL số 5.
- 3S15, 6S15(41 MSB): Là các công tắc điều khiển cấp nguồn cho động cơ secvo quay theo chiều tăng hoặc giảm nhiên liệu vào các Diesel 1, 2. Có 3 vị trí tăng, giảm, tắt.
- K23 Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác động giảm nhiên liệu vào Diesel.
- K24: Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác động tăng nhiên liệu vào Diesel.
+ K24: Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác động tăng nhiên liệu vào Diesel.
Giả sử máy phát 1 đang hoạt động, ta hoà máy phát 2 lên lưới, lúc đó máy phát 2
chưa nhận tải , muốn máy phát hai nhận tải thì ta phải thực hiện như sau:
- Đưa tay điều khiển động cơ secvo của máy phát 1 về vị trí giảm nhiên liệu.
- Đưa tay điều khiển động cơ secvo của máy phát 2 về vị trí tăng nhiên liệu.
Qúa trình tăng giảm phải thực hiện đồng đều cho đến khi ta quan sát trên 2 đồng hồ đo công suất thấy giá trị của chúng tương đương nhau thì dừng lại.
a.2. Tự động phân bố tải tác dụng.
Quá trình tự động phân bố tải tác dụng được thực hiện khi công tắc S8 được đặt ở vị trí AUTO. Sau khi máy phát được hòa tự động, hệ thống sẽ tiến hành phân chia tải tác dụng cho máy phát. Tín hiệu tải của máy phát sẽ được cảm nhận thông qua dòng tải của máy phát được lấy từ các biến dòng được đưa vào các đầu X1.6, X1.7, X1.8. Khi tín hiệu công suất của hai máy khác nhau sẽ có tín hiệu cấp nguồn cho động cơ secvô để thay đổi lượng nhiêu liệu vào Diesel do đó thay đổi được công suất tác dụng của máy phát.
1.5. Bảo vệ cho trạm phát điện tàu 700 teu.
1.5.1. Bảo vệ công suất ngược.
Trang 13
Giả sử vì một lý do nào đấy mà máy phát số 1 bị hiện tượng công suất ngược khi đó khối PLC xử lý và cho tín hiệu ra chân Output Dioder 5(015.3 GENERATOR PROTECTION
DISELGENERATOR 1) cấp điện cho rơ le K10. Rơle K10 có điện sẽ đóng tiếp điểm 13-14, 23-24 K10(24 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) cấp tín hiệu đến các chân XCR 1 và XCR 4 của khối RC-DEVICE tạo tín hiệu trễ ngắt aptomat của máy phát. Đồng thời các chân XS1.7, XS1.8 khối BREAKER có tín hiệu xử lý và cấp điện cho cuộn MN sau một thời gian trễ, aptomat sẽ được ngắt, cắt máy phát ra khỏi lưới. Đồng thời khối A1 cũng đưa tín hiệu ra chân Ind Rev Power(018.2 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) hiện thị giá trị công suất ngược của máy phát.
Trang 14
Chương II. MỘT SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU CONTAINER 700 TEU.
2.1. Hệ thống tời neo.
2.1.1. Giới thiệu chung.
Hệ thống tời neo của tàu 700 teu gồm tời neo phải và tời neo trái. Động cơ tời neo là động cơ dị bộ 3 pha roto lồng sóc. Thay đổi tốc độ của dây tời bằng cách thay đổi tốc độ động cơ ( thay đổi số cặp cực stato: 2-4-16).
Hệ thống có 2 chức năng cơ bản: - Tời quấn dây.
- Thu thả neo.
2.1.2. Nguyên lý hoạt động.
a. Giới thiệu phần tử.
- Q1 : Aptomat cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
- M : Động cơ 3 pha roto lồng sóc.
: Cuộn phanh. - Y
- R : Cảm biến nhiệt độ động cơ.
- T2 : Biến dòng đo lường.
- V1 : Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều cấp nguồn cho cuộn phanh.
- E : Điện trở sấy động cơ.
- H1 : Đèn nguồn mạch sấy.
- 2E1 : Điện trở sấy tay điều khiển.
- 3E1 : Điện trở sấy bộ khuếch đại.
- 3s1 : Cảm biến nhiệt độ bộ khuếch đại.
- T1 : Biến áp hạ áp 440V/230V.
- F1, F2, F3, F4, F5, F6: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch.
- A1 : Rơle nhiệt độ.
- A2 : Rơle dòng.
- G1 : Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều 220 VAC/ 24VDC.
- 2s1 : Tay điều khiển chính.
- 2s0 : Nút ấn dừng sự cố.
- K0 : Rơle bảo vệ không.
- KM1, KM2, KM3, KM4, KM5, KM6: Các contacto.
Trang 15
- K1, KB1: Các rơle thời gian.
- 2s2 : Công tắc xoay điều khiển chọn chế độ: 0/ HAND/ AUTO/ 20%/ 40%/ 60%/ 80%/100%.
- s1 : Công tắc hành trình vào ly hợp tời neo.
- K2, K3, K4, K5, K6, K7: Các rơle trung gian.
- 2P1 : Đồng hồ chỉ báo lực căng.
- 2H1 : Đèn xanh chỉ báo hệ thống hoạt động chế độ bằng tay.
- 2H2 : Đèn đỏ chỉ báo hệ thống bị lỗi.
- 2H3 : Đèn trắng chỉ báo hệ thống hoạt động chế độ tự động.
- AMP: Khối khuyếch đại.
- A3, A4: Khối điều khiển PLC.
- 3B1 : Cảm biến sức căng.
b. Nguyên lý hoạt động.
Ban đầu, mạch sấy của hệ thống luôn được cấp nguồn 230V/60Hz có cầu chỉ bảo vệ. Đèn H1(5.3) sáng báo nguồn sấy. Khi đó động cơ (chưa hoạt động), tay điều khiển và mạch khuyếch đại luôn được sấy. Mạch khuyếch đại có cảm biến nhiệt 3s1(5.7) có tác dụng cắt nguồn của điện trở sấy 3E1(5.6) khi đạt nhiệt độ đặt.
Để hệ thống hoạt động, ta đóng Aptomat Q1(4.0) cấp nguồn cho mạch động lực và điều khiển. Công tắc xoay điều khiển 2s2(8.1) đang ở vị trí 0, K4(8.2) có điện, đóng tiếp điểm 11-14 K4(8.7) khoá không cho hệ thống báo động. Tời neo đang sẵn sàng nguồn nhưng chưa hoạt động.
b1. Tời quấn dây.
Chuyển ly hợp sang chế độ điều khiển tời quấn dây. Khi đó công tắc hành trình
s1(8.4) mở.
* Chế độ điều khiển bằng tay:
Chuyển công tắc điều khiển 2s2(8.1) sang vị trí Hand. K3(8.1) có điện, đóng tiếp điểm 21-24 K3(9.1) và 31-34 K3(9.2) gửi tín hiệu vào chân E0.1(9.2) của khối A3. Khối A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.4(11.3), đèn 2H1(9.3) sáng báo hệ thống hoạt động ở chế độ điều khiển bằng tay. Ngoài ra đèn 2p1(11.2) cũng sáng để quan sát đồng hồ chỉ báo sức căng.
Tiếp điểm 11-14 K3(7.0) đóng. Khi đó, động cơ không bị quá nhiệt thì cảm biến nhiệt độ R(4.8) sẽ gửi tín hiệu về rơle nhiệt độ A1(6.1), A1 vẫn có điện và ở chế độ bình thường, đóng tiếp điểm 11-14 A1(7.0). Đồng thời, không có hiện tượng quá tải thì tín hiệu dòng từ biến dòng T2(4.2) gửi về rơle dòng A2(6.2) chưa đủ ngưỡng tác động, tiếp điểm 15-16 A2(7.0) vẫn đóng. Tiếp điểm 11-12 K5(7.0) vẫn đóng do rơle K5(8.3) chưa có điện.
Lúc này, tay điều khiển 2s1(7.1) đang ở vị trí 0. K0 có điện, đóng tiếp điểm duy trì 1- 2 K0(7.1) và đóng tiếp điểm 3-4 K0(7.2) cấp nguồn cho mạch điều khiển.
Trang 16
+ Quá trình điều khiển tời quấn dây theo chiều thu và tốc độ tăng dần:
Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thu 1, tiếp điểm 3-4 2s1(7.2) đóng lại. Tiếp điểm 21- 22 KM2(7.2) vẫn đóng. KM1(7.2) có điện, đóng các tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM1(4.2) động cơ sẵn sàng quay theo chiều thu dây tời. Tiếp điểm 51-52; 61-62 KM1(5.3) mở ra cắt mạch nguồn của điện trở sấy động cơ. Tiếp điểm 21-22 KM1(7.3) mở ra cắt mạch nguồn của KM2(7.3) khống chế chiều thả. Tiếp điểm 13-14 KM1(7.3) đóng cấp nguồn cho mạch điều khiển tốc độ.
Cuộn hút KB1(7.8) có điện lập tức đóng các tiếp điểm 1-2 KB1(4.6); 3-4; 5-6 KB1(4.7), cuộn phanh Y(4.6) có điện nhả phanh. Tiếp điểm 13-14 KB1(7.9) đóng đợi sẵn.
Đồng thời các tiếp điểm 21-22 K1(7.9); 61-62 KM6(7.9); 61-62 KM5(7.9) vẫn đóng (do các cuộn hút của chúng chưa có điện). Nên khi đó KM3(7.9) có điện, đóng tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM3(4.2). Động cơ được cấp điện và quay theo chiều thu dây tời với tốc độ 1.
Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thu 2, tiếp điểm 5-6 2s1(7.5) đóng lại. Khi đó sau 2s (từ khi KB1 có điện) tiếp điểm 67-68 KB1(7.5) đóng lại. K1(7.4) có điện, 21-22 K1(7.9) mở ra cắt mạch nguồn KM3, 13-14 K1(7.5) đóng lại cấp nguồn cho KM6(7.5) , 13-14 KM6 (7.5) đóng lại cấp nguồn cho KM4. Các tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM4 (4.3) và 1-2 (4.5); 3-4; 5-6 KM6 (4.6) đóng lại, động cơ được hoạt động ở chế độ sao và quay với tốc độ 2.
Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thu 3, tiếp điểm 7-8 2s1(7.6) đóng lại. Khi đó sau 2s (từ khi K1 có điện) tiếp điểm 67-68 K1 (7.6) đóng lại. Đang ở chức năng tời quấn dây nên K7(8.4) vẫn chưa có điện, tiếp điểm 11-12 K7(7.6) vẫn đóng. K2 có điện, 21-22 K2(7.5) mở ra cắt mạch nguồn KM4 và KM6. Tiếp điểm 13-14 K2(7.7) đóng lại, KM5(7.7) có điện đóng các tiếp điểm chính 1-2 KM5(4.4); 3-4; 5-6 KM5(4.5), động cơ được quay với tốc độ 3.
+ Quá trình điều khiển tời quấn dây theo chiều thả, tốc độ giảm dần diễn ra ngược lại, tương tự.
Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thả 1, tiếp điểm 1-2 (7.3) đóng. KM2 có điện, đóng các tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM2(4.3), động cơ sẵn sàng quay theo chiều thả dây tời. Tiếp điểm 51-52; 61-62 KM2(5.3) mở ra cắt mạch nguồn của điện trở sấy động cơ. Tiếp điểm 21-22 KM2(7.2) mở ra cắt mạch nguồn của KM1(7.2) khống chế chiều thu dây.
Tiếp điểm 13-14 KM2(7.4) đóng. Cuộn hút KB1(7.8) có điện đóng các tiếp điểm 1-2 KB1(4.6); 3-4; 5-6 KB1(4.7), cuộn phanh Y (4.6) có điện nhả phanh.
Đồng thời các tiếp điểm 21-22 K1(7.9); 61-62 KM6(7.9); 61-62 KM5(7.9) vẫn đóng, tiếp điểm 13-14 KB1(7.9) đóng lại. KM3(7.9) có điện, đóng tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM3(4.2). Động cơ được cấp điện và quay theo chiều thu với tốc độ 1.
Hoạt động thả ở tốc độ 2 và 3 của tời giống như hoạt động thu ở tốc độ 2 và 3 của tời
đã trình bày ở trên.
* Chế độ điều khiển tự động:
Trang 17
Chuyển nút điều khiển 2s2 sang vị trí Auto 20%. Cuộn hút của rơle K5 có điện, mở tiếp điểm 11-12 K5(7.0) cắt nguồn mạch điều khiển bằng tay. Đồng thời đóng tiếp điểm 21-
24; 31-34 K5(9.2) gửi tín hiệu vào chân E0.2 của khối A3. Khối A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.6(11.4), đèn 2H3(11.4) sáng báo hệ thống hoạt động ở chế độ điều khiển tự động.
Trong chế độ tự động, mọi hoạt động của tời được điều khiển bởi khối A3, A4 và khối cảm biến sức căng AMP(12.1). Đồng thời trong chế độ này động cơ chỉ hoạt động ở tốc độ 1.
Công tắc 2s2 đang đặt vị trí Auto 20%. Cảm biến 3B1(12.6) sẽ cảm biến sức căng của dây tời đồng thời gửi tín hiệu chỉ báo sức căng đến khối A3, A4 và lên đồng hồ 2p1(12.3). Khi mà sức căng khác 20% mức tải định mức thì khối A3 sẽ xử lý và đưa tín hiệu ra. Cụ thể:
- Khi sức căng trên 20% mức tải định mức. A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.1(10.2) gửi tới cấp nguồn cho KM2 và đưa tín hiệu ra chân A0.2(10.3) gửi tới cấp nguồn cho KM3. Động cơ được quay theo chiều thả dây với tốc độ 1. Khi sức căng đã đạt 20% sức căng định mức thì A3 cắt tín hiệu tới A0.1 và A0.2, động cơ dừng hoạt động.
- Khi dây trùng, sức căng dưới 20% mức tải định mức. A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.0(10.1) gửi tới cấp nguồn cho KM1 và đưa tín hiệu ra chân A0.2(10.3) gửi tới cấp nguồn cho KM3. Động cơ được quay theo chiều thu dây với tốc độ 1. Khi sức căng đã đạt 20% thì A3 cắt tín hiệu tới A0.1 và A0.2, động cơ dừng hoạt động.
Dây tời sẽ được duy trì sức căng 20% mức tải định mức.
Tương tự khi đặt nút điều khiển 2s2 ở các vị trí tự động khác. Cần đặt núm điều chỉnh ở vị trí phù hợp với điều kiện neo đậu của tàu. Ví dụ: khi thời tiết sóng gió thì đặt ở vị trí 20% để dây tời có độ trùng nhất định, tránh hiện tượng đứt dây hoặc quá tải động cơ.
b2. Thu thả neo.
Chuyển ly hợp sang vị trí thu thả neo. Khi đó công tắc hành trình s1(8.4) đóng. K7(8.4) có điện, tiếp điểm 21-24 K7(9.1) đóng sẵn sàng gửi tín hiệu điều khiển neo tới chân E0.0 của A3. Tiếp điểm 31-32 K7(12.1) mở, ngắt mạch đo sức căng. Tiếp điểm 11-12 K7(7.6) mở khống chế không cho động cơ hoạt động ở tốc độ 3. Nếu đưa tay điều khiển đến vị trí tốc độ 3 thì động cơ quay ở tốc độ 2. Vì vậy ở chức năng thu thả neo này, động cơ chỉ quay với tốc độ 1 hoặc 2.
b3. Chế độ báo động, bảo vệ.
- Hệ thống được bảo vệ không bằng rơle K0(7.1).
- Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơle dòng A2(6.2) cảm nhận tín hiệu dòng thông qua biến dòng T2(4.2). Khi quá tải tiếp điểm 15-16 A2(7.0) sẽ mở cắt nguồn điều khiển. Đồng thời 25-26 A2(9.8) mở ra ngắt tín hiệu đến chân E1.0 của A3. Khối A3 đưa tín hiệu ra chân A0.5 làm đèn 2H2 sáng báo báo hệ thống lỗi. Đồng thời khối A3 cũng đưa tín hiệu ra chân A0.3 cấp nguồn cho rơle K6(10.4). Tiếp điểm 11-12 K6(8.8) mở ra đưa tín hiệu lỗi hệ thống đến khối báo động.
Trang 18
- Bảo vệ quá nhiệt cho động cơ bằng rơle nhiệt A1(6.1). Tín hiệu nhiệt độ của động cơ được cảm biến qua R(4.8) gửi tới A1(6.1). Khi nhiệt độ của động cơ đạt đến ngưỡng tác động thì tiếp điểm 11-14 A1(7.0) mở ra ngắt nguồn mạch điều khiển. Đồng thời tiếp điểm 21-24 A1(9.8) cũng mở ra ngắt tín hiệu đến chân E1.0 của khối A3, khối A3 xử lý và đưa tín hiệu đi báo động.
- Bảo vệ ngắn mạch mạch bằng cầu chì F1, F2, F3, F4, F5, F6.
2.1.3. Nhận xét, đánh giá.
* Ưu điểm:
- Tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái tải của hệ thống. Điều này có ý nghĩa rất lớn cho hoạt động của hệ thống. Khi mà động cơ khởi động thì nó được khởi động từ cấp tốc độ 1 và có thể tăng tốc tùy thuộc vào vị trí tay điều khiển.
- Có các quá trình tự động hoá hợp lý để đảm bảo tối đa về an toàn cho hệ thống.
- Việc điều khiển hệ thống được thực hiện dễ dàng, thuận tiện và tiêu tốn ít năng lượng.
* Nhược điểm:
- Động cơ thực hiện phải được chế tạo đặc biệt.
- Quá trình hoạt động của hệ thống tương đối nặng nề. Quá trình đóng mở các cực tiếp xúc diễn ra thường xuyên làm phát sinh tia lửa điện.
Trang 19
- Trọng lượng, kích thước của thiết bị điều khiển tương đối lớn do nhiều khí cụ điện…
2.2. Hệ thống lái.
2.2.1. Giới thiệu chung.
Hệ thống lái thuỷ lực của tàu 700 teu sử dụng máy lái của hãng Rolls-Royce.
2.2.2. Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thuỷ lực.
a. Giới thiệu phần tử.
- S1 : Cầu dao cấp nguồn cho hệ thống.
- T2 : Biến dòng đo lường.
- A : Ampe kế đo dòng điện của động cơ
- K1 : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ
- F2 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải.
- F1 : Cảm biến mất pha
- T1 : Biến áp hạ áp. Thứ cấp có hai cấp điện áp là 220VAC và 21VAC
- F10-61: Các cầu chì
- h : Đồng hồ đếm thời gian hoạt động của động cơ
- S2 : Công tắc chọn chế độ điều khiển
- V1 : Bộ chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành 1 chiều
- T3 : Biến áp cấp nguồn cho mạch sấy
- H2 : Đèn báo mạch sấy đang hoạt động
- K10-12: Rơle trung gian
- H3 : Đèn báo nguồn
- H1 : Đèn báo động cơ đang hoạt động
b. Nguyên lý hoạt động :
Đóng cầu dao S1 cấp nguồn cho hệ thống. Đèn H3 sáng báo có nguồn sẵn sàng được cấp đến cho mạch điều khiển. Dùng công tắc S2 để chọn vị trí điều khiển. Giả sử chọn vị trí điều khiển tại buồng máy lái thì ta xoay S2 về vị trí Local khi đó 2 nối 11, nguồn 220VAC được cấp rơ le trung gian K11. Cuộn hút K11 có điện, đóng tiếp điểm 13-14 K11(1.3) cấp nguồn cho Contacto K1. Cuộn hút K1 có điện đóng tiếp điểm chính của nó ở mạch động lực cấp nguồn cho động cơ hoạt động.
Tiếp điểm 33-34 K11(1.6) đóng lại, cấp nguồn cho đồng hồ đo thời gian hoạt động
của động cơ. Đèn H1 sáng báo động cơ hoạt động.
Tiếp điểm 61-62; 71-72 K11(1.7) mở ra ngắt điện mạch sấy động cơ, đèn H2 tắt báo mạch sấy đã được ngắt điện.
Tiếp điểm 53-54 K11(1.5); 83-84 K11(1.6) đóng, gửi tín hiệu động cơ đang hoạt
Trang 20
động đến vị trí khác.
Muốn dừng động cơ ta chuyển công tắc S2 về vị trí Stop. Khi đó rơle trung gian K11 mất điện làm cho Contacto K1 mất điện, mở tiếp điểm của nó ở mạch động lực làm cho động cơ mất điện.
* Bảo vệ hệ thống.
Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thuỷ lực hệ thống lái tàu 700TEU không có bảo vệ không. Do vậy khi mất điện mà có điện trở lại thì động cơ lai bơm thuỷ lực sẽ được khởi động lại ngay phục vụ cho công việc bẻ lái.
Bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển bằng các cầu chì.
* Các tín hiệu báo động :
- Báo động mất nguồn: Khi bị mất nguồn thì rơ le K10(1.5) mất điện. Tiếp điểm K10(2.6) mở ra, ngắt tín hiệu tới khối Alarm unit báo động mất nguồn.
- Báo động động cơ thực hiện bị quá tải: Tiếp điểm phụ của rơ le nhiệt F2(2.5) mở ra,
ngắt tín hiệu đến khối Alarm unit báo động cơ thực hiện bị quá tải.
- Báo động mất pha: Khi bị mất pha tiếp điểm của cảm biến mất pha F1(2.5) sẽ mở ra ngắt tín hiệu đến khối Alarm unit báo động mất pha.
- Báo động mất nguồn điều khiển các van điện từ ( chỉ báo động khi điều khiển bơm từ xa): Khi U1 có nguồn, tiếp điểm 5-6 U1(2.6) đóng lại. Khi U1 mất nguồn, tiếp điểm này mở ra, gửi tín hiệu tới khối Alarm unit báo động.
2.2.3. Hệ thống điều khiển máy lái thủy lực.
Hệ thống lái thủy lực tàu Container 700 TEU gồm 2 mạch thủy lực hoạt động riêng
rẽ.
a. Giới thiệu phần tử.
- RUDDER ACTUATOR: Động cơ thủy lực lai bánh lái.
- M: Động cơ lai bơm thủy lực.
- P: Bơm thủy lực.
- Vp1, Vp2: Van điện từ 3/2 tác động bẻ lái trái.
- Vs1, Vs2: Van điện từ 3/2 tác động bẻ lái phải.
- Va1, Va2: Van 5/3 hoàn nguyên ở vị trí giữa 0.
- Vb1, Vb2: Van hành trình 4/3.
- Vc1, Vc2, Vd1, Vd2: Van an toàn.
- Ve1, Ve2: Van một chiều.
Trang 21
- F1, F2: Đồng hồ chỉ báo áp lực dầu trong ống.
b. Nguyên lý hoạt động.
Điều khiển khối mạch thủy lực số 1.
Khởi động bơm dầu thủy lực. Ban đầu, van Va1 ở vị trí 0 (ở giữa). Dầu thủy lực được luân chuyển từ bơm P qua van một chiều Vc1, vào van Va1 và hồi về két bơm I. Áp lực dầu được báo trên đồng hồ áp lực F1. Nếu áp lực dầu lớn, dầu sẽ qua van an toàn Vc1 trở về két bơm I luôn.
Khi có tín hiệu bẻ lái phải, ta tác động vào van điện từ Vp1(tác động điện trong chế độ lái từ xa hoặc tác động cơ trong chế độ lái tại chỗ - sự cố) làm van Vp1 lật trạng thái. Dầu thủy lực từ điểm A sẽ tác động vào bên phải của van Va1. Lúc đó, áp lực dầu bên phải van Va1 lớn hơn bên trái (do áp lực dầu tại điểm A lớn hơn Áp lực dầu tại điểm B). Vì vậy, van Va1 sẽ chuyển trạng thái sang bên phải. Dầu thủy lực từ bơm qua van Va1 tác động vào động cơ thủy lực lai báng lái, quay bánh lái sang trái. Dầu hồi sẽ quay lại van Va1, khi áp lực dầu hồi lớn sẽ mở van một chiều Vc1 cho dầu hồi về két bơm.
Khi có tín hiệu bẻ lái trái, ta tác động vào van điện từ Vs1(tác động điện trong chế độ lái từ xa hoặc tác động cơ trong chế độ lái tại chỗ - sự cố) làm van Vs1 lật trạng thái. Dầu thủy lực từ điểm A sẽ tác động vào bên trái của van Va1. Lúc đó, áp lực dầu bên trái van Va1 lớn hơn bên phải (do áp lực dầu tại điểm A lớn hơn Áp lực dầu tại điểm B). Vì vậy, van Va1 sẽ chuyển trạng thái sang bên trái. Dầu thủy lực từ bơm qua van Va1 tác động vào động cơ thủy lực lai báng lái, quay bánh lái sang phải. Dầu hồi sẽ quay lại van Va1, khi áp lực dầu hồi lớn sẽ mở van một chiều Vc1 cho dầu hồi về két bơm.
Khi đã bẻ lái hết, van Vb1 sẽ bị tác động. Dầu thủy lực không vào động cơ thủy lực
nữa mà qua van Vb1 hồi về két.
*Các hình thức bảo vệ của mạch điều khiển thuỷ lực
Khi áp lực dầu thuỷ lực điều khiển lớn thì áp lực dầu thuỷ lực sẽ làm cho van Ve1 mở, van Ve1 thông, dầu thuỷ lực sẽ đi qua van Ve1 theo đường dầu hồi qua pin lọc và trở về két chứa.
Khi áp lực dầu thuỷ lực đi vào động cơ thuỷ lực quá lớn thì sẽ làm cho khối van an toàn Vc1 hoặc Vd1 hoạt động thay đổi trạng thái. Dầu thuỷ lực sẽ từ đường đến đi qua khối van Vc1 hoặc Vd1 theo đường dầu hồi trở về két chứa.
Mạch điều khiển thuỷ lực số 2 hoạt động tương tự như mạch diều khiển thuỷ lực số 1. Hai mạch điều khiển cùng điều khiển cấp dầu thủy lực cho một động cơ thuỷ lực lai bánh lái.
2.2.4. Nhận xét, đáng giá.
* Ưu điểm:
- Hệ thống điều khiển bơm thủy lực máy lái tàu Container 700 TEU được thiết kế
Trang 22
theo hãng Rolls-Royce. Hệ thống hoạt động đảm bảo độ tin cậy.
- Đảm bảo đầy đủ chức năng của một hệ thống điều khiển bơm thủy lực máy lái bình
thường.
- Được trang bị 2 hệ thống riêng biệt có thể hoạt động độc lập với nhau, sẵn sàng hoạt động khi hệ thống kia gặp sự cố.
- Hệ thống sử dụng bơm dầu thủy lực có lưu lượng không đổi nên có thể thay đổi đột
biến năng lượng cấp cho máy lái, tận dụng hết công suất của phần tử, tốc độ bẻ lái nhanh.
* Nhược điểm:
Trang 23
- Độ chính xác có thể không cao.
Chương III. MỘT SỐ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÀU CONTAINER 700 TEU.
3.1. Hệ thống tự động cân bằng tàu.
3.1.1. Giới thiệu chung.
Hệ thống tự động cân bằng tàu được lắp đặt trên tàu Container với chức năng hạn chế sự mất cân bằng của tàu trong điều kiện thời tiết sóng to gió lớn hoặc trong chế độ làm hàng.
Hệ thống bao gồm: 2 két ở 2 bên mạn tàu; panel điều khiển toàn bộ hệ thống; panel điều khiển bơm; hệ thống ống, các van điện từ; cảm biến mức nước và cảm biến độ nghiêng. Hệ thống giữ cân bằng cho tàu bằng cách bơm nước qua lại giữa 2 két WB22-WB23, nhờ thay đổi chiều quay của động cơ điện lai bơm.
Hệ thống điều khiển gồm 2 panel:
- Panel điều khiển cân bằng tàu (Anti-Heeling control panel).
1: Đèn Led báo “nghiêng >2,5 O ” và “nghiêng >5 O ”.
2: Thanh Led chỉ báo độ nghiêng.
3: Đèn Led báo mức nước trong két thấp.
4: Nút ấn thử đèn.
5: Đèn Led hiển thị hoạt động của bơm. ( Đỏ = bơm dừng; đỏ nháy = bơm lỗi; xanh = bơm nước sang phải; vàng = bơm nước sang trái).
Trang 24
6: Đèn Led hiển thị hoạt động của van. ( Xanh = van mở, nước chảy sang phải; vàng = van mở, nước chảy sang trái; đỏ nháy = van lỗi; xanh nháy = van mở hoặc đóng; vàng nháy = van mở hoặc đóng).
7: Đèn Led hiển thị chế độ hoạt động của hệ thống.
8: Nút ấn chọn chế độ và tắt báo động.
9: Nút ấn điều khiển trong chế độ điều khiển bằng tay.
- Panel khởi động động cơ lai bơm (Motor starer panel).
H0: Đèn nguồn.
H1: Đèn báo bơm lỗi.
H2: Đèn báo bơm nước sang trái.
H3: Đèn báo bơm nước sang phải.
H4: Đèn báo mạch sấy.
H5: Đèn báo bơm rò.
S1: Công tắc chọn chế độ: Tự động - tắt - bằng tay.
S2: Công tắc điều khiển bơm (3 vị trí): Pump PS – Off – Pump SB.
S3: Nút ấn thử đèn.
Q1: Công tắc nguồn chính.
P1: Ampe kế.
P2: Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm.
3.1.2. Nguyên lý hoạt động.
Trang 25
a. Giới thiệu phần tử.
- Khối A1: bộ điều khiển, chỉ báo và báo động.
- Khối A4: khối rơle.
- Khối A3: khối nguồn.
- A5: cảm biến độ nghiêng.
- V1, V2, V3, V4: các van điện.
- B1, B2: phao cảm biến mức nước thấp két trái và két phải.
- S/H1: reset còi.
- H1: còi báo động.
b. Nguyên lý hoạt động.
Hệ thống có các chế độ điều khiển: tự động - bằng tay tại panel điều khiển hệ thống và bằng tay tại panel điều khiển động cơ bơm.
Trước tiên ta phải cấp nguồn cho hệ thống: Đóng aptomat Q1(1.2/5) sẵn sàng nguồn
cho động cơ M(1.2/5) lai bơm.
* Điều khiển bằng tay tại Panel điều khiển động cơ.
Đóng aptomat F2(2.1/5) cấp nguồn cho mạch điều khiển, đèn H0(3.1/5) sáng. Rơle nhiệt độ F4(1.4/5) được cấp nguồn 24VAC vào chân A1-A2. Khi nhiệt độ cuộn dây nhỏ hơn nhiệt độ báo động thì tiếp điểm 13-14 F4(4.4/5) đóng đợi sẵn. Trước đó Q1(4.4/5) đã đóng do aptomat Q1 đã đóng.
Chuyển công tắc S1(4.4/5) sang vị trí “Hand”.
Để điều khiển chiều bơm nước ta sử dụng công tắc S2(4.8/5). Giả sử để bơm nước từ két mạn trái sang két mạn phải ta bật công tắc S2 sang bên phải nối 13/23 với 24. Khi đó Q1(4.6/5) đã đóng nên nối chân 33-48 cầu X3(4.5/5) của khối A3. Tín hiệu bơm sang phải được đưa vào chân 10 của khối A1(3.0/7). Khối A1 xử lý tín hiệu và đóng tiếp điểm R2, R3, R4(1/7) của nó lại, cấp nguồn cho rơle K2, K3, K4(1/7) của khối A4. Rơle K3, K4 có điện đóng tiếp điểm K3, K4(2/7) cấp nguồn cho van điện từ Y1, Y2(2/7). Rơle K2 có điện đóng tiếp điểm K2(2.2/7) nối chân 1-6 cầu X4 của khối A4(2.0/7), K4(4.2/5) có điện. Tiếp điểm K4(1.5/5) mở ra cắt nguồn điện trở sấy động cơ, tiếp điểm K4(3.4/5) mở cắt nguồn cho đèn H4(3.4/5) báo mạch sấy ngừng hoạt động. Tiếp điểm 13-14 K4(2.3/5) đóng, cấp nguồn cho K02(2.3/5), tiếp điểm K02(1.3/5) đóng, động cơ được cấp nguồn và quay theo chiều bơm nước sang phải, tiếp điểm K02(3.4/5) đóng cấp nguồn cho đèn H3(3.4/5) sáng.
Trang 26
Tương tự, để bơm nước từ két mạn phải sang két mạn trái ta bật công tắc S2 sang bên trái nối 13/23 với 14. Khi đó Q1(4.6/5) đã đóng nên nối chân 33-47 cầu X3(4.5/5) của khối A3. Tín hiệu bơm sang phải được đưa vào chân 9 của khối A1(3.0/7). Khối A1 xử lý tín hiệu và đóng tiếp điểm R1, R3, R4(1/7) của nó lại, cấp nguồn cho rơle K1, K3, K4(1/7) của khối A4. Rơle K3, K4 có điện đóng tiếp điểm K3, K4(2/7) cấp nguồn cho van điện từ Y1, Y2(2/7) mở. Rơle K1 có điện đóng tiếp điểm K1(2.1/7) nối chân 1-5 cầu X4 của khối A4(2.0/7), K3(4.1/5) có điện. Tiếp điểm K3(1.5/5) mở ra cắt nguồn điện trở sấy động cơ, tiếp điểm K3(3.4/5) mở cắt nguồn cho đèn H4(3.4/5) báo mạch sấy ngừng hoạt động. Tiếp điểm 13-14 K3(2.2/5) đóng, cấp nguồn cho K01(2.2/5), tiếp điểm K01(1.2/5) đóng, động cơ
được cấp nguồn và quay theo chiều bơm nước sang trái, tiếp điểm K01(3.3/5) đóng cấp nguồn cho đèn H2(3.3/5) sáng.
* Chế độ điều khiển bằng tay tại panel điều khiển hệ thống.
Chuyển công tắc S1(4.4/5) sang vị trí Auto. Ấn nút ấn Mode trên màn hình cảm ứng chuyển sang chế độ Manu.
Giả sử cần bơm nước sang mạn trái, ấn nút ON có mũi tên sang trái, tức là ấn nút S1(3.6/7) đưa tín hiệu vào chân 9 của khối A1(3.0/7). Khối A1 xử lý tín hiệu và đóng tiếp điểm R1, R3, R4(1/7) của nó lại, cấp nguồn cho rơle K1, K3, K4(1/7) của khối A4. Rơle K3, K4 có điện đóng tiếp điểm K3, K4(2/7) cấp nguồn cho van điện từ Y1, Y2(2/7) mở. Rơle K1 có điện đóng tiếp điểm K1(2.1/7) nối chân 1-5 cầu X4 của khối A4(2.0/7), K3(4.1/5) có điện. Tiếp điểm K3(1.5/5) mở ra cắt nguồn điện trở sấy động cơ, tiếp điểm K3(3.4/5) mở cắt nguồn cho đèn H4(3.4/5) báo mạch sấy ngừng hoạt động. Tiếp điểm 13-14 K3(2.2/5) đóng, cấp nguồn cho K01(2.2/5), tiếp điểm K01(1.2/5) đóng, động cơ được cấp nguồn và quay theo chiều bơm nước sang trái, tiếp điểm K01(3.3/5) đóng cấp nguồn cho đèn H2(3.3/5) sáng.
* Chế độ điều khiển tự động.
Ấn nút Mode trên màn hình cảm ứng chuyển sang chế độ Auto, khi đó đèn Led “Ready” sáng. Van sẽ tự mở và bơm sẽ tự chạy khi tàu nghiêng từ 0,4 O - 2 O . Cảm biến độ nghiêng của tàu A5(7.2/7) đưa tín hiệu vào khối A1(7.0/7) để xử lý.
Hệ thống sẽ tự động dừng khi tàu ở vị trí thẳng đứng hoặc khi nước ở một trong hai
két báo mức thấp.
Trang 27
Khi nước trong két ở mức thấp, tiếp điểm B1 hoặc B2(4/7) sẽ đóng lại tương ứng với mức nước két trái hoặc phải ở mức thấp. Tín hiệu sẽ đưa tới khối A1 báo đèn trên màn hình nhưng nước vẫn tiếp tục được bơm.
3.2. Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu Container 700 TEU.
3.2.1. Giới thiệu chung.
- Chiều cao (không kể bệ đỡ ) : 5,755 (m)
- Chiều dài thẳng của đường ống chứa nước : 1,3 (m)
- Đường kính nồi : 2,57 (m)
- Trọng lượng (không kể nước ) : 15,8 (T)
- Trọng lượng (đầy nước ) : 23,1 (T)
- Sản lượng hơi nước nóng đốt bằng dầu : 1400 (kg/h)
- Sản lượng hơi nước nóng do nhiệt khí xả của máy chính sinh ra: 1200(kg/h)
: 9 (bar) - Áp lực thiết kế
: 13,5 (bar) - Áp lực kiểm tra
: 7 (bar) - Áp lực làm việc
: 170,4 O C) - Nhiệt độ làm việc
- Nhiên liệu đốt: diesel oil (DO) , heavy fule oil (HFO)
- Thông số của mạch điện:
+ Điện áp mạch động lực: 3 x 440VAC
+ Điện áp điều khiển mạch công tắc tơ rơ le 230V, mạch điện tử 24V.
3.2.2. Giới thiệu các phần tử chính.
* Trang 10:
- Q1B : Cầu dao cấp nguồn cho hệ thống.
- Q4B : Aptomat cấp nguồn cho điện trở sấy dầu đốt.
- E4G : Điện trở sấy dầu đốt.
- Q6B : Aptomat cấp nguồn cho động cơ đốt nồi.
- M6G : Động cơ đốt nồi.
- Q8B, Q10B : Aptomat cấp nguồn cho bơm dầu đốt số 1 và số 2..
- M8G, M10G : Bơm dầu đốt số 1 và số 2.
- F12B : Aptomat cấp nguồn cho mạch điều kiển.
- M13G : Quạt thông gió bảng điều khiển.
* Trang 11:
- Q1B, Q3B : Aptomat cấp nguồn cho bơm cấp nước số 1 và số 2.
- M1G, M3G : Bơm cấp nước số 1 và số 2.
Trang 28
- Q9B : Aptomat cấp nguồn cho bơm két nước nóng nồi hơi.
- M9G : Bơm két nước nóng nồi hơi.
* Trang 22:
- S2B : Nút ấn dừng sự cố từ xa.
- S3B : Nút ấn dừng sự cố tại chỗ trên panel điều khiển.
- S3D : Công tắc cấp nguồn điều khiển.
- S11B, S12B : Tiếp điểm hành trình của van 3 ngả chọn dầu đốt.
- S14B: Nút ấn thử đèn.
* Trang 24:
- A3B : Khối tiếp điểm cảm biến mức nước cao và quá cao.
- A6B : Khối tiếp điểm cảm biến mức nước thấp.
- A9B : Khối tiếp điểm điều khiển bơm “Stand by” và bơm tự động.
- A1D : Cảm biến mức nước.
- P4D, P6D: Thiết bị chỉ báo mức nước nồi.
* Trang 26:
- A2B : Khối khuếch đại tín hiệu mức nước quá thấp mức 1.
- A3C : Khối điện cực cảm biến mức nước.
- B11C: Cảm biến áp suất hơi cao.
* Trang 27:
- A2B : Khối khuếch đại tín hiệu mức nước quá thấp mức 1.
- A3C : Khối điện cực cảm biến mức nước.
* Trang 30:
- A2A : Khối khuếch đại nồng độ muối trong nước.
- A5C : Cảm biếm nồng độ muối trong nước.
- A10A: Khối điều khiển, xử lý tín hiệu dầu lẫn trong nước.
* Trang 32:
- S2A : Công tắc điều khiển bơm hóa chất.
- M4D : Bơm hóa chất.
- S13C: Cảm biến áp suất trong …
* Trang 34:
- S1A: Công tắc chọn chế độ điều khiển bơm “Hot well”.
- S2B, S2D: 2 cảm biến mức điều khiển bơm “Hot well” ở chế độ tự động.
Trang 29
- S7D, S9D, S11D: Các cảm biến mức nước két “Hot well” để báo động.
*Trang 58:
- S1A, S6A: Công tắc chọn chế độ điều khiển bơm cấp nước số 1 và 2.
* Trang 64:
- A7A: Khối phát hiện ngọn lửa.
- B12G: Cảm biến phát hiện ngọn lửa số 1.
* Trang 65:
- S1A: Khóa chọn chế độ đốt nồi.
- S1B: Công tắc điều khiển quá trình đốt nồi.
* Trang 66:
- A7A: Khối điều khiển đốt tự động.
* Trang 68:
- Y2D, Y2E: Van an toàn.
- T4E: Biến áp đánh lửa.
- Y6E: Van điện từ vòi phun số 1.
- B9C: Cảm biến ngọn lửa số 2.
* Trang 69:
- A2G: Động cơ secvo điều khiển mở cửa gió.
- Y14E: Van điện từ vòi phun số 2.
* Trang 71:
- A3B: Khối tiếp điểm cảm biến áp suất hơi thấp và điều khiển vòi phun số 1.
- A6B: Khối tiếp điểm điều khiển vòi phun số 2.
- A2D: Cảm biến áp suất hơi.
3.2.3. Nguyên lý hoạt động.
Đóng aptomat Q1B(10) cấp nguồn cho hệ thống. Đóng aptomat F12B(10), F13D(10) cấp nguồn cho mạch điều khiển. Rơle K1F(22) có điện, đóng tiếp điểm 22K1F(80/1B) cấp nguồn cho đèn H1F(80/1F) báo nguồn sẵn sàng. Tiếp điểm 22K1F(91/1B) đóng gửi tín hiệu nguồn bình thường đến hệ thống báo động.
Bật công tắc S3D(22) sang vị trí “ON/RESET”, tiếp điểm 1-2 S3D(22) đóng cấp nguồn cho rơle K3F(22). Tiếp điểm 3-4 K3F(22/3D) đóng duy trì nguồn cho rơle K3F khi mà công tắc S3D hoàn nguyên (tiếp điểm 1-2 S3D mở ra). Tiếp điểm 13-14 K3F(22/4B) cấp nguồn cho mạch điều khiển 230 VAC. Tiếp điểm 22K3F(10/14D) cấp nguồn cho mạch điều khiển 24VDC. Tiếp điểm 22K3F(80/2B) đóng sẵn sàng nguồn cho mạch đèn báo.
Trang 30
Chú ý, cần giữ công tắc S3D(22) ở vị trí “ON/RESET” trong vài giây để tiếp điểm 5- 6 S3D(22/5B) đóng cấp nguồn cho các rơle K5F, K6F, K7F(22) đủ thời gian để đóng các tiếp điểm thường mở của chúng lại.
a. Chức năng cấp nước nồi hơi.
Hệ thống thực hiện cấp nước nồi bằng 2 bơm cấp nước M1G(11) và M3G(11) có công suất mỗi bơm là 2,2 kW. Hai bơm này sẽ bơm nước từ két nước “Hot well” lên nồi hơi. Vì vậy trước khi cấp nước nồi ta phải cấp nước cho két “Hot well”.
Việc cấp nước cho két “Hot well” được thực hiện bởi bơm M9G(11) có công suất 0,75 kW. Bơm có thể được điều khiển bằng tay hoặc tự động. Đóng aptomat Q9B(11) sẵn sàng nguồn cho bơm M9G(11). Bật công tắc S1A(34/2B) sang vị trí “MAN”, tiếp điểm 5-6 S1A(34/4B) đóng cấp nguồn cho mạch điều khiển bằng tay và khống chế mạch điều khiển tự động. Ấn nút Start S3D(34/4D) hoặc S2D(34/3D) cấp nguồn cho contactor K3F(34/4F) và đèn H2F(34/3F) sáng. Các tiếp điểm chính 34K3F(11/9C) đóng cấp nguồn cho bơm “Hot well” hoạt động. Tiếp điểm 13-14 K3F(34/5D) và 53-54 K3F(34/1D) đóng duy trì. Tiếp điểm 34K3F(80/10B) đóng cấp nguồn cho đèn H9F(80/10F) báo bơm “Hot well” đang hoạt động. Tiếp điểm 34K3F(94/3D) đóng gửi tín hiệu bơm “Hot well” đang hoạt động đến hệ thống báo động. Quan sát ống thủy chỉ báo trên két “Hot well”, khi mức nước đạt yêu cầu thì ấn nút Stop S3E(34/4E) hoặc S2E(34/3E) để dừng bơm.
Khi đó ta mới thực hiện điều khiển 2 bơm M1G và M3G để cấp nước cho nồi hơi. Bơm được điều khiển ở các chế độ : Man – Auto – Stand by.
a1. Chế độ cấp nước bằng tay.
Để điều khiển bơm nước bằng tay cần đảm bảo yêu cầu khi đó nước trong nồi không ở mức quá cao – tiếp điểm K5F(26/13A) và K6F(26/13B) đóng sẵn sàng nguồn cho mạch điều khiển cấp nước bằng tay.
Bật công tắc S1A(58/1A) sang vị trí “MAN” để điều khiển bằng tay bơm cấp nước số 1, tiếp điểm 7-8 S1A(58/3A) đóng. Ấn nút S4B(58/4B) hoặc S2D(58/2D) cấp nguồn cho contactor K1F(58/1F) và đèn H1D(58/1D) sáng . Tiếp điểm 58K1F(11/1C) đóng cấp nguồn cho bơm cấp nước số 1 hoạt động. Tiếp điểm 73-74 58K1F(80/6B) đóng cấp nguồn cho đèn H6F(80/6F) sáng, tiếp điểm 58K1F(94/9B) đóng gửi tín hiệu đến buồng điều khiển trung tâm báo bơm cấp nước số 1 đang hoạt động.
Quan sát thiết bị chỉ báo mức nước nồi, khi mức nước nồi đã đạt yêu cầu thì có thể dừng bơm tại chỗ hoặc từ xa bằng cách ấn nút S2E(58/2E) hoặc S2D(58/2D).
Tương tự ta có thể điều khiển bơm cấp nước số 2.
a2. Chế độ cấp nước tự động.
Để bơm có thể tự động cấp nước nồi thì ngoài điều kiện mức nước trong nồi chưa ở mức quá cao (tiếp điểm K5F(26/13A) và K6F(26/13B) đóng) thì còn cần đảm bảo nồng độ muối trong nước không cao (tiếp điểm 30K3F(26/13C) và 30K4F(26/13C) đóng) và lượng dầu lẫn trong nước ở mức thấp (tiếp điểm 30K11F(26/13D) và 30K12F(26/13E) đóng). Khi đó mới sẵn sàng nguồn cho mạch điều khiển tự động cấp nước.
Trang 31
Bật công tắc S1A(58/1A) sang vị trí “AUTO” để tự động điều khiển bơm cấp nước số 1, tiếp điểm 5-6 S1A(58/2A) đóng. Ở chế độ này, sự hoạt động của bơm cấp nước được điều khiển bởi bộ cảm biến mức nước A3B(24/3B), A6B(24/6B), A9B(24/9B).
Nếu mức nước nồi ở mức h hmin qua bộ cảm biến mức nước A1D(24/1E) gửi tới xử lý tại bộ điều khiển A9B(24/9B) tiếp điểm 24A9B(58/14A) đóng lại. Rơle K14F(58/14F) có điện đóng tiếp điểm 58K14F(58/1C) cấp nguồn cho contactor K1F(58/1F). Contactor K1F(58/1F) có điện, đóng tiếp điểm cấp nguồn cho bơm cấp nước số 1 hoạt động.
Nếu mức nước trong nồi tăng lên và ở mức hmin h hmax qua bộ cảm biến mức nước A1D(24/1E) gửi tới xử lý tại bộ điều khiển A9B(24/9B) tiếp điểm 24A9B(58/14A) vẫn đóng, bơm vẫn hoạt động cấp nước vào nồi.
Nếu mức nước trong nồi đạt mức h = hmax qua bộ cảm biến mức nước tiếp điểm 24A9B(58/14A) mở ra, rơle K14F(58/14F) mất điện mở tiếp điểm 58K14F(58/1C) ngắt nguồn contactor K1F(58/1F), bơm cấp nước ngừng hoạt động.
Trong quá trình nồi hơi hoạt động mức nước giảm xuống hmin h hmax tiếp điểm 24A9B(58/14A) vẫn mở, bơm cấp nước vẫn chưa hoạt động trở lại.
Nếu mức nước trong nồi giảm xuống mức hmin1 h hmin tiếp điểm 24A9B(58/14A) đóng lại và bơm hoạt động trở lại, và tiếp điểm 24A6B(83/5A) đóng lại cấp tín hiệu báo động mức nước thấp lên buồng máy.
a3. Chế độ “STAND BY”.
Khi một bơm ở chế độ tắt, “MAN” hay “AUTO” thì bơm còn lại đặt ở chế độ “STAND BY” để bơm ở chế độ “STAND BY” có thể tự động hoạt động khi mà mức nước giảm đến mức “Start pump” nhưng bơm kia không hoạt động hoặc lưu lượng bơm quá thấp…
Chú ý, khi bật công tắc S3D(22) sang vị trí “ON” và giữ trong vài giây thì rơle K6F(22) đủ thời gian đóng tiếp điểm 22K6F(58/13A) cấp nguồn cho rơle K11F(58) (bình thường tiếp điểm 24A9B(58/12B) đóng) mở tiếp điểm K11F(58/1B) và K11F(58/6B).
Đặt bơm cấp nước số 2 ở chế độ “STAND BY”, ta bật công tắc S6A(58/6A) sang vị trí “STAND BY” đóng tiếp điểm 1-2 S6A(58/6A). Giả sử mức nước giảm đến mức “Start pump”, tiếp điểm K14F(58/1C) và K14F(58/6C) đóng. Nhưng bơm số 1 vẫn không hoạt động. Mức nước tiếp tục giảm đến mức “Auto Stand by pump”, tiếp điểm 24A9B(58/12B) mở ra ngắt điện rơle K11F(58), tiếp điểm K11F(58/6B) đóng. Contactor K6F(58) được cấp điện, tiếp điểm 58K6F(11/3C) đóng cấp điện cho bơm cấp nước số 2 hoạt động. Đồng thời các tiếp điểm 58K11F(83/8A) và 58K11F(91/11B) mở ra báo bơm hoạt động ở chế độ Stand by tới khối báo động của nồi hơi và trung tâm điều khiển buồng máy.
Trong quá trình cấp nước vào nồi hơi, ta có thể bơm thêm chất khử vào làm sạch nước bằng cách ấn nút S2A(32) để cấp nguồn cho bơm hóa chất M4D(32).
b. Chức năng sấy dầu đốt.
Nồi hơi tàu Container 700 TEU có thể đốt bằng 2 loại dầu DO và HFO. Do đặc tính của dầu nặng HFO là độ nhớt cao, quá trình phun sương khó khăn nên dầu nặng phải được sấy giảm độ nhớt trước khi phun vào buồng đốt. Nhiệt độ dầu đốt luôn được duy trì ở mức cho phép tmin t tmax .
Trang 32
Khi chọn đốt bằng dầu nặng, ta mở van 3 ngả sang vị trí sử dụng dầu nặng, tiếp điểm hành trình S12B(22) đóng lại (tiếp điểm hành trình S11B(22) mở ra), cấp điện cho rơle
K12F(22). Tiếp điểm 22K12F(81/4C) và 22K12F(94/11F) đóng báo hệ thống đang sử dụng dầu nặng tới khối báo động của nồi hơi và trung tâm điều khiển buồng máy. Tiếp điểm 22K12F(62/4E) đóng đợi sẵn. Tiếp điểm 22K12F(63/7A) đóng sẵn sàng cấp nguồn cho các mạch sấy thiết bị dầu đi qua.
Khi nhiệt độ dầu ở mức t tmin thì khi đó tiếp điểm B2B(62) và B2C(62) đóng lại, cấp nguồn cho rơle K1F, K2F, K3F, K4F(62) đóng tiếp điểm 62K2F(10/4C) và 62K4F(10/4D) đưa điện trở sấy bầu hâm vào hoạt động. Dầu luân chuyển qua bầu hâm làm nhiệt độ dầu tăng lên. Tiếp điểm 62K4F(81/6C) đóng lại báo điện trở sấy đang hoạt động.
Khi nhiệt độ dầu thấp thì các tiếp điểm B3B(62), B3C(62) đóng lại, cấp tín hiệu cho khối báo động nhiệt độ dầu thấp A4A(62). Khối này cấp nguồn cho các rơle K5F, K6F(62) gửi tín hiệu báo động. Đồng thời cấp nguồn cho các điện trở sấy E13D, E14D, E13E, E14E(63) sấy một số thiết bị dầu đi qua.
Khi nhiệt độ dầu đốt tăng nhưng vẫn ở mức tmin t tmax thì tiếp điểm B2B(62), và B2C(62) vẫn vẫn đóng và mạch hâm vẫn đang hoạt động.
Khi nhiệt độ dầu đốt tăng lên t tmax thì tiếp điểm B2B(62) và B2C(62) mở ra, mạch hâm dầu ngừng hoạt động.
c. Chức năng cấp dầu.
Hệ thống nhiên liệu đốt nồi hơi tàu Container 700 TEU được cấp bởi 2 bơm M8G, M10G(10) có công suất mỗi bơm là 0,45 kW. Bơm có thể hoạt động ở chế độ: “MAN – STAND BY”.
c1. Chế độ “MAN”.
Bật công tắc S1A(75) sang vị trí “MAN”, tiếp điểm 5-6 S1A(75) đóng lại. Ấn nút S3C hoặc S2C(75) để khởi động bơm tại chỗ hoặc từ xa. Khi đó contactor K3F(75) có điện, đóng các tiếp điểm 75K3F(10/8C) cấp nguồn cho động cơ lai bơm cấp dầu số 1 hoạt động. Tiếp điểm K3F(75/4C) đóng duy trì nguồn cho rơle K3F(75). Tiếp điểm K3F(75/7B) mở khống chế hoạt động cấp dầu bơm số 2. Tiếp điểm 53-54 75K3F(80/4B) đóng cấp nguồn cho đèn H4F(80) sáng báo bơm cấp dầu số 1 hoạt động. Tiếp điểm 75K3F(94/3B) đóng gửi tín hiệu tới trung tâm điều khiển buồng máy.
Quan sát thiết bị chỉ báo áp lực dầu, khi áp lực dầu đã đủ thì ấn nút S3D hoặc
S2D(75) để dừng tại chỗ hoặc từ xa bơm cấp dầu.
c2. Chế độ “STAND BY”.
Khi bơm một bơm điều khiển ở chế độ “MAN” thì bơm còn lại phải đặt ở chế độ “STAND BY” để có thể tự động hoạt động khi cần thiết.
Ban đầu khi bật công tắc S3D(22) thì rơle K11F(75) cũng được cấp điện luôn. Nên tiếp điểm K11F(75/1B) và K11F(75/5B) mở. Sau một khoảng thời gian thì 76K4F(75/12B) mở ra, đưa cảm biến áp lực dầu B11B(75) vào hoạt động.
Trang 33
Giả sử, đặt bơm cấp dầu số 2 ở chế độ “STAND BY” bằng cách chuyển công tắc S5A(75) sang vị trí “STAND BY”, tiếp điểm 1-2 S5A(75) đóng. Khi áp suất dầu thấp, tiếp điểm cảm biến áp suất dầu B11B(75) mở ra, ngắt điện rơle K11F(75). Tiếp điểm K11F(75/5B) đóng, cấp nguồn cho contactor K7F(75). Bơm cấp dầu số 2 đuọc cấp nguồn và
hoạt động. Tiếp điểm 75K11F(83/7A) và 75K11F(91/7B) mở ra, báo động bơm cấp dầu hoạt động ở chế độ “STAND BY”.
d. Chức năng đốt nồi.
Chức năng điều khiển đốt nồi hơi tàu Container 700TEU có thể được thực hiện bằng tay hoặc tự động.
d1. Chế độ đốt nồi hơi bằng tay.
Để có thể điều khiển đốt nồi bằng tay cần đảm bảo các điều kiện:
+ Mức nước trong nồi không quá thấp : 2 cảm biến mức nước của nồi hơi 26A2B(7C) và 27A2B(26/9C) đóng lại cấp điện cho cuộn hút rơle 26K7F và 26K8F, 26K9F và 26K10F đóng tiếp điểm 26K7F(66/1A), 26K8F(66/1B), 26K9F(66/1C) và 26K10F(66/1C) đóng lại chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
+ Áp suất hơi không quá cao: Cảm biến áp lực hơi 26B11C vẫn đóng, cuộn hút của rơle 26K11F và 26K12F vẫn có điện, tiếp điểm 26K11F(66/1D) và 26K12F(66/1E) đóng lại chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
+ Áp lực trên đường dầu hồi phải đảm bảo: Tiếp điểm của cảm biến áp lực dầu 60B14E vẫn đóng (áp lực đã đủ), rơle 60K14F bị tác động đóng tiếp điểm 60K14F(1C). Rơle 60K1F và 60K2F có điện đóng tiếp điểm 60K1F(66/1E) và 60K2F(66/1F) đóng lại chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
+ Cửa buồng đốt nồi hơi đóng kín lại: Tiếp điểm hàng trình 60S5C đã đóng, cuộn hút của rơle 60K5F và 60K6F có điện đóng tiếp điểm 60K5F(66/2F) và 60K6F(66/2E) đợi sẵn.
+ Bộ cảm biến ngọn lửa bình thường: Bộ cảm biến ngọn lửa đóng tiếp điểm, cuộn hút của rơle 64K9F và 64K10F có điện đóng tiếp điểm 64K9F(66/2E) và 64K10F(66/2D) chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
+ Quạt gió không bị quá tải: Khi khởi động quạt gió, đóng Aptomat 10Q6B tiếp điểm phụ 10Q6B(60/3A) đóng cấp nguồn cho cuộn hút rơle 60K3F và 60K4F có điện đóng tiếp điểm 60K3F(66/2C) và 60K4F(66/2C) đóng lại chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt.
* Hoạt động:
Điều khiển quá trình đốt lò bằng tay được thực hiện trên công tắc S1B(65) theo thứ tự như sau:
- Bật khóa S1A(65) sang vị trí “MAN”, tiếp điểm 3-4 S1A đóng lại.
- Chuyển công tắc S1B(65) sang vị trí “MOT MAN”, tiếp điểm 3-4 S1B đóng lại. Rơle K4F(65) được cấp nguồn. Tiếp điểm 65K4F(81/9C) đóng đưa tín hiệu báo chế độ đốt bằng tay vào khối báo động của hệ thống. Tiếp điểm K4F(65/2C) mở khống chế mạch đốt tự động. Tiếp điểm 65K4F(68/1C) đóng, cấp nguồn mở 2 van an toàn Y2D và Y2E(68). Tiếp điểm 65K4F(66/6E) đóng cấp điện cho rơle K7F(66). Tiếp điểm 65K4F(67/5C) đóng cấp điện cho rơle trung gian K6F(67) và rơle thời gian K5F(66).
Trang 34
Rơle K7F(66) có điện, đóng tiếp điểm 66K7F(81/7C) và 66K7F(91/5B) báo mở khóa an toàn cho hệ thống và trung tâm điều khiển buồng máy. Tiếp điểm 66K7F(65/6C) đóng, đợi sẵn.
Rơle K6F(67) có điện, đóng tiếp điểm 67K6F(10/6C) cấp nguồn cho động cơ bộ đốt. Động cơ bộ đốt lai quạt gió thổi sạch khí dữ cháy nổ lưu trữ trong lò. Tiếp điểm 67K6F(81/5C) và 67K6F(94/7B) đóng gửi tín hiệu động cơ đốt hoạt động tới khối báo động và trung tâm điều khiển buồng máy. Sau một khoảng thời gian, tiếp điểm thời gian 67K5F(60/8C) mở ra đưa cảm biến áp lực gió thấp vào hoạt động.
- Chuyển công tắc S1B(65) sang vị trí “IGN”, tiếp điểm 5-6 S1B đóng lại cấp điện cho rơle trung gian K5F(65) và rơle thời gian K6F(65).
Rơle thời gian K6F(65) có điện, sau một khoảng thời gian thiếp điểm 65K6F(68/3C) đóng lại. Biến áp đánh lửa T4E(68) được cấp nguồn. Rơle K8F(68) có điện đóng tiếp điểm 68K8F(69/8B). Cấp nguồn cho rơle K8F(67) và rơle thời gian K9F(67).
Rơle K8F(67) có điện đóng tiếp điểm K8F(67/7A) cấp nguồn cho rơle K7F(67). Tiếp điểm 67K7F(68/5C) đóng, sẵn sàng cấp nguồn cho van điện Y6E.
- Chuyển công tắc S1B(65) sang vị trí “NOZ I”, tiếp điểm 7-8 S1B(56/7B) đóng. Rơle K7F(65) có điện, đóng tiếp điểm 65K7F(68/5C) cấp nguồn đóng van Y6E(68). Van Y6E đóng tạo áp lực phun dầu vào buồng đốt theo đường vòi 1. Dầu đốt kết hợp lửa xảy ra 2 khả năng:
+ Nếu cháy thành công, cảm biến ngọn lửa sẽ phát hiện và báo cháy thành công.
+ Nếu cháy không thành công, cảm biến ngọn lửa sẽ đưa tín hiệu báo cháy không thành công. Người vận hành sẽ chuyển công tắc S1B(65) về vị trí 0 và thao tác lại từ đầu.
- Khi đã cháy thành công, muốn đốt cả vòi 2 ta chuyển công tắc S1B sang vị trí “NOZ I+II”, cấp điện cho rơle K8F(65). Sau một khoảng thời gian cửa gió mở rộng ra (50-70 O ) tiếp điểm 65K8F(69/6C) đóng cấp nguồn mở van điện Y14E(69). Van Y14E mở, phun dầu qua vòi 2 vào buồng đốt. Nồi hơi hoạt động ở chế độ đốt cao.
d2. Chế độ đốt nồi hơi tự động.
Ngoài các điều kiện của quá trình đốt bằng tay thì quá trình đốt tự động còn cần các điều kiện sau:
+ Mức nước trong nồi không quá cao: Tiếp điểm cảm biến mức nước quá cao 24A3B(26/5C) đóng lại cấp nguồn cho rơle K5F, K6F(26). Tiếp điểm 26K5F(66/2B) và 26K6F(66/2A) đóng lại chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
+ Tùy thuộc vào yêu cầu, mục đích sử dụng mà ta có hoặc không cho mạch bảo vệ nồng độ muối và dầu vào hoạt động: Cảm biến nồng độ muối A5C(30) gửi tín hiệu qua bộ xử lý tín hiệu nồng độ muối A2A(30) cấp nguồn cho rơle K3F(30) và K4F(30) đóng tiếp điểm 30K3F(66/3A) và 30K4F(66/3B). Bộ xử lý tín hiệu nồng độ dầu A10A(30) cấp nguồn cho rơle K11F(30) và K12F(30) đóng tiếp điểm 30K11F(66/3C) và 30K12F(66/3C).
+ Áp lực khí đốt không quá thấp: Cảm biến áp lực B7C(60) đóng cấp nguồn cho rơle K7F, K8F(60) đóng tiếp điểm 60K7F(66/3D) và 60K8F(66/3E) chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
Trang 35
+ Tất cả các Van nồi hơi đóng hoàn toàn: Công tắc hành trình S9C(60) đóng cấp nguồn cho rơle K9F, K10F(60) đóng tiếp điểm 60K9F(66/3E) và 60K10F(66/3F) chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
+ Điều kiện về áp lực dầu trên đường dầu hồi không quá thấp: Cảm biến áp lực dầu thấp B12C(60) đóng cấp nguồn cho rơle K12F, K13F(60) đóng tiếp điểm 60K12F(66/4F) và 60K13F(66/4E) chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
+ Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo:
+ Nhiệt độ trong ket không quá cao: Cảm biến nhiệt độ trong két S13C(32) đóng cấp nguồn cho rơle K13F(32) và K14F(32) đóng tiếp điểm 32K13F(66/4A) và 32K14F(66/4B) chờ cấp nguồn cho mạch điều khiển đốt nồi hơi.
* Hoạt động:
Bật khóa S1A(65) sang vị trí “AUTO”.
- Chuyển công tắc S1B(65) sang vị trí “NOZ I”, cấp nguồn cho rơle K2F(65) và K3F(65).
Rơle K3F(65) có điện đóng các tiếp điểm 65K3F(69).
Rơle K2F(65) có điện đóng tiếp điểm 65K2F(66/7B) cấp nguồn cho cam chương trình A7A(66). Cam chương trình cấp nguồn cho rơle K1F(67) đóng tiếp điểm K1F(67/5A) cấp nguồn cho động cơ đốt nồi lai quạt gió và bơm tăng áp.
Tiếp điểm 65K2F(69/5B) đóng cấp nguồn cho rơle K7F(67) đóng tiếp điểm 67K7F(68/2C) cấp nguồn mở van điện Y2D(68) và Y2E(68).
Tiếp điểm 65K2F(68/4C) đóng cấp nguồn cho biến áp đánh lửa.
Tiếp điểm 65K2F(68/6C) đóng cấp nguồn đóng van Y6E(68). Van Y6E đóng chặn
đường dầu hhồi, tạo áp lực dầu, dầu được phun ra vòi 1.
Dầu kết hợp với lửa có 2 xay ra 2 khả năng:
+ Cháy thành công, cảm biến ngọn lửa phát hiện sẽ cắt nguồn ra chân 16 của 66A7A(68/4B), biến áp đánh lửa mất điện.
+ Cháy không thành công, cảm biến ngọn lửa gửi tín hiệu báo đốt không thành công. Người vận hành thực hiện thao tác lại từ đầu.
e. Chức năng điều chỉnh và duy trì áp suất hơi :
Trong quá trình đốt, áp suất hơi sẽ tăng dần lên hoặc trong quá trình đem hơi đi sử dụng áp suất hơi giảm dần xuống. Do đó cần phải duy trì áp suất hơi trong giới hạn cần thiết cho yêu cầu khai thác.
Cảm biến áp suất hơi A2D(71) và khối tiếp điểm cảm biến áp suất A3B, A6B(71) dùng để tự động đốt hoặc tắt nồi hơi.
- Giả sử chọn chế độ đốt 1 vòi. Đặt khóa S1A(65) ở vị trí tự động, công tắc S1B(65) ở
vị trí đốt vòi I. Áp suất hơi luôn được duy trì ở mức Pmin P Pmax.
Trang 36
Nếu áp suất hơi P Pmin cảm biến qua bộ cảm biến áp suất hơi A2D(71) gửi tín hiệu đến đóng tiếp điểm 71A3B(60/11A). Cấp nguồn cho K11F(60) đóng tiếp điểm 60K11F(66/14B) cấp tín hiệu cho bộ A7A(66) điều khiển đốt lò.
Khi áp suất hơi tăng và ở mức Pmin P Pmax bộ điều khiển A7A(66) vẫn đưa ra tín hiệu đốt lò.
Khi áp suất hơi tăng đến mức P = Pmax tiếp điểm 71A3B(60/11A) mở ra cắt tín hiệu tới bộ A7A(66). Bộ A7A đưa tín hiệu ngừng đốt lò.
Trong quá trình đem hơi đi dùng áp suất hơi giảm xuống và ở mức Pmin P Pmax tiếp điểm 71A3B(60/11A) vẫn mở bộ điều khiển A7A vẫn chưa đưa ra tín hiệu đốt trở lại.
Nếu áp suất hơi giảm xuống mức P Pmin tiếp điểm 71A3B(60/11A) đóng trở lại. Bộ điều khiển A7A đưa ra tín hiệu đốt lò trở lại.
- Giả sử chọn chế độ đốt trên 2 vòi, ta đặt công tắc S2B(65) ở vị trí đốt 2 vòi.
Các ngưỡng cho áp suất hơi: Pmin1 Pmin2 Pmax2 Pmax1 Khi áp suất hơi P Pmin1 tiếp điểm 71A3B(60/11A), 71A6B(69/14D) đóng lại cấp tín hiệu cho bộ điều khiển A7A điều khiển đốt trên 2 vòi.
Khi áp suất hơi Pmin1 P Pmax2 bộ điều khiển A7A vẫn đưa tín hiệu ra đốt trên 2 vòi. Khi áp suất hơi Pmax2 P Pmax1 bộ cảm biến áp suất đóng tiếp điểm 6-7 71A6B(69/13D) cấp điện cho động cơ secvô quay chiều ngược lại cắt điện van điện từ khóa vòi 2 lại, tiếp điểm 71A3B(60/11A) vẫn đóng vòi 1 vẫn hoạt động.
Khi áp suất hơi P = Pmax1 thì tiếp điểm A3B(6,7)/60 mở ra cắt vòi 1 hoạt động.
3.2.4. Nhận xét, đánh giá.
* Ưu điểm:
- Có thể đốt được 2 loại dầu DO và HFO mà không phải đốt mồi.
- Có các quá trình tự động hoá hợp lý để đảm bảo tối đa về an toàn cho hệ thống.
* Nhược điểm:
- Cấu tạo phức tạp.
Trang 37
- Yêu cầu người vận hành phải có kiến thức nhất định để có thể thao tác, vận hành đúng quy trình.
Phần III. ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL MÁY CHÍNH TÀU CONTAINER 700 TEU.
Chương IV. HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL MÁY CHÍNH TÀU CONTAINER 700 TEU.
4.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính.
Hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính là hệ thống cho phép người vận hành sử dụng panel điều khiển ở buồng lái hoặc buồng điều khiển trung tâm truyền tín hiệu điều khiển và thực hiện các chức năng: khởi động, dừng, đảo chiều quay, điều chỉnh tốc độ, đóng mở ly hợp động cơ Diesel từ xa.
Đặc điểm hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính.
+ Ưu điểm của hệ thống:
- Giảm bớt được số người phục vụ trên tàu.
- Rút ngắn được thời gian thao tác vân hành, do hệ thống sử lý trung tâm đã đảm nhận được những chức năng điều khiển trung gian.
- Thực hịên lệnh chính xác ổn định và nhanh chóng.
- Đảm bảo quá trình điều chỉnh tốc độ láng, giảm được ứng suất xung lực trong quá trình điều chỉnh tốc độ.
- Cải thiện được điều kiện làm việc của con người.
- Nâng cao độ tin cậy và tính an toàn trong khi khai thác con tàu.
- Có thể thực hiện khai thác tối ưu và theo dõi từ xa kỹ thuật của máy.
- Nó cho phép hình thành một trung tâm điều khiển tiến tới tạo điều kiện khai thác tối ưu con tàu.
+ Nhược điểm của hệ thống.
- Hệ thống có cấu trúc phức tạp, kinh phí đầu tư lớn.
- Đòi hỏi người khai thác vận hành có chuyên môn nhất định, hiểu biết về hệ thống.
4.1.1. Các yêu cầu đối với hệ thống điều khiển từ xa Diesel – Máy chính.
- Việc thực hiện điều khiển chỉ bằng một tay điều khiển có thể đưa tay điều khiển từ một vị trí nào đó đến một vị trí cần thiết mà không cần dừng lại ở vị trí trung gian, nhưng các thao tác trung gian đều do hệ thống thực hiện.
Trang 38
- Khi tay điều khiển đưa đến vị trí như mong muốn thì phải được giữ cố định ở vị trí đó, vị trí tay điều khiển từ xa Diesel phải phù hợp với các lệnh điều khiển mày và chỉ báo, tay điều
khiển từ xa Diesel phải trùng tay chuông truyền lệnh, để khi điều khiển máy sĩ quan điều khiển không cần hoàn thành thêm một thao tác phụ nào nữa.
- Đảm bảo điều chỉnh tốc độ bằng phẳng theo yêu cầu đặt ra.
- Tuỳ từng loại tàu mà hệ thống có trạm điều khiển dự phòng, ngoài trung tâm điều khiển chính ở buồng máy, nên đặt trạm điều khiển phụ ở hai bên cánh gà, khi trạm điều khiển chính hoạt động thì trạm điều khiển phụ cũng thực hiện điều chỉnh ngay mà không cần chuyển mạch.
- Khi mất nguồn chính cần có bộ phận đóng mở nguồn sự cố, và nguồn sự cố được ngắt ra khi điều khiển bằng tay.
- Có thể thực hiện thay đổi tốc độ động cơ theo chương trình. Thường có 3 loại: Chương trình bình thường, chương trình chậm, chương trình sự cố.
Chương trình sự cố dùng cho tàu hoặc máy có sự cố. Có thể điều khiển sự cố khẩn cấp cho các trường hợp sau.
Có thể khởi động động cơ với lượng nhiên liệu lớn.
Có thể thực hiện ngược lại khi tốc độ chiều via máy nâng cao.
Có thể đưa động cơ tới tốc độ ổn định nhanh.
Có thể cho động cơ chịu tải cực đại
Có thể tác động trực tiếp lên thanh răng nhiên liệu để dừng động cơ khẩn cấp.
- Hệ thống có thể khởi động lại khi lần khởi động trước không thành công, số lần khởi động lại có thể từ 4¸ 7 lần, lần khởi động cuối cùng không thành công thì hệ thống không cho phép khởi động nữa. Thường có rơle thời gian khống chế thời gian giữa các lần khởi động.
- Phải đảm bảo Diesel vượt qua vùng tốc độ cộng hưởng, nếu tay điều khiển vô tình đặt vào vùng tốc độ cộng hưởng, thì hệ thống phải tự động làm việc ở dưới hoặc trên vùng tốc độ cộng hưởng bằng cách thực hiện tăng hoặc giảm nhiên liệu đưa vào động cơ.
- Cần trang bị hệ thống tự động kiểm tra báo động và bảo vệ cho các hệ thông số của máy.
- Cần có máy tự ghi lệnh và hoàn thành lệnh theo tốc độ động cơ.
- Cần sử dụng bộ điều tốc nhiều chế độ, vì ngoài ổn định tốc độ nó còn có nhiều chức năng khác.
- Trụ điều khiển từ xa động cơ chỉ nên đặt tối thiểu số lượng các đèn báo hiệu, báo có nguồn, báo động cơ bị quá tải và một số thông số chính về sự cố động cơ
4.1.2. Phân loại cấu trúc hệ thống và các chức năng điều khiển hệ thống.
a. Phân loại hệ thống điều khiển từ xa Diesel
* Phân loại theo phương pháp điều khiển (dựa vào tính chất đối tượng)
- Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt bước cố định
- Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt bước
Trang 39
- Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt điện
* Phân loại theo nguồn năng lượng điều khiển
- Điều khiển từ xa Diesel bằng năng lượng điện + khí (khí điều khiển và khí thực hiện). Khí điều khiển 5¸ 7 Kg/cm2 Khí thực hiện 20¸ 30 Kg/ cm2
- Điều khiển từ xa dùng năng lượng điện.
b. Các chức năng điều khiển hệ thống.
* Chức năng tự động hâm nóng động cơ:
Ta có thể sử dụng các nguồn năng lượng như: dùng điện để đốt nóng dây điện trở để hâm nóng dầu hoặc nước. Dầu và nước sẽ luân chuyển tuần hoàn để hâm nóng động cơ; dùng năng lượng nước nóng lấy từ nước làm mát Diesel – Máy phát; sử dụng hơi nóng lấy từ nồi hơi phụ. Để duy trì nhiệt độ thân nhiệt của máy chính:
t0min t0 t0max
hm(t) = t0min + hm(t-1) t0max
Phương trình thuật toán điều khiển quá trình hâm nóng động cơ:
* Chức năng khởi động từ xa động cơ Diesel:
Bất kỳ hệ thống điều khiển từ xa Diesel nào đều được thực hiện hai quá trình:
- Quá trình chuẩn bị khởi động
- Quá trình khởi động
- Quá trình chuẩn bị khởi động:
+ Via máy: Để tránh sức ì, chọn thời điểm khởi động thích hợp kiểm tra xem máy có bị kẹt không, bôi trơn 1 số chi tiết chuyển động. Thường dùng động cơ điện lai để tiến hành via máy, khi via máy thì có tiếp điểm hành trình via máy và có tín hiệu máy đang via.
+ Khởi động bơm dầu bôi trơn:
Trang 40
+ Kiểm tra áp lực gió khởi động. Nếu chưa đạt yêu cầu thì phải tăng lên.
+ Chuẩn bị mạch điện: Bật các công tắc cấp nguồn điều khiển cần thiết.
+ Chọn trạm điều khiển, thống nhất điều khiển trên buồng lái, buồng điều khiển trung tâm hay tại máy.
+ Máy chuẩn bị khởi động phải không có sự cố.
Khi chuẩn bị khởi động phải lưu ý:
+ Đang via máy thì không được khởi động.
+ Tín hiệu bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp cần ngắt ra sau một thời gian khi máy đã chạy thì mới đưa vào.
- Quá trình khởi động:
+ Mở van dẫn gió từ chai gió đến trước van khởi động.
+ Dịch trục cam về vị trí tương ứng với chiều quay của Diesel (sau khi phát lệnh khởi động và tuỳ theo chiều tiến hay lùi). Khi trục cam đã nằm đúng vị trí thì sau đó có tín hiệu ngắt gió dịch trục cam. Có tiếp điểm hành trình của trục cam, khi trục cam đã nằm đúng vị trí, đồng thời tiếp điểm hành trình đóng và có tín hiệu báo vị trí trục cam. (Đối với Diesel máy chính có thể thay đổi chiều quay)
+ Mở van khởi động đưa gió vào các xi lanh khi trục cam đã nằm ở vị trí yêu cầu (áp suất gió từ chai gió khoảng 20 – 30kg/cm2).
+ Điều khiển để thanh răng nhiên liệu nằm ở vị trí hạn chế mức nhiên liệu trong quá trình khởi động. Khi khởi động bình thường lượng nhiên liệu đưa vào bằng 20% lượng nhiên liệu định mức. Khi khởi động sự cố là 40%. Đồng thời đưa nhiên liệu vào động cơ.
+ Khi tốc độ quay đạt giá trị nào đó mà ứng với giá trị đó thì Diesel có thể tự quay được và nhiên liệu có thể tự cháy, khi đó nhiên liệu tiếp tục đưa vào ứng với tốc độ thực tế của Diesel.
+ Ngắt gió khởi động.
+ Cắt mạch hạn chế nhiên liệu khởi động và chuyển sang lấy tín hiệu điều khiển tốc độ từ bên ngoài (tay điều khiển).
+ Gửi tín hiệu đến mạch đèn báo hiệu tín hiệu khởi động thành công.
Để cảm biến tín hiệu thường dùng của máy phát một chiều có một số ưu điểm sau:
Trang 41
+ Chỉ báo được tốc độ quay và chiều quay.
+ Chỉ cho phép tạo ra nhiều hiệu ứng với các tốc độ cần thiết. Ví dụ như tín hiệu tốc độ để cắt khí khởi động, tốc độ quay cho phép dịch trục cam, tốc độ quay cho phép đóng mở ly hợp, tốc độ quay quá tốc độ.
Ngoài ra có thể dừng máy phát xung, máy đếm vòng…
+ Nếu khởi động lần đầu không thành công thì hệ thống có khả năng khởi động lại từ 3 - 7 lần, thời gian giữa các lần khởi động từ 3 - 10 giây. Trong quá trình khởi động có bộ phận đếm số lần khởi động và có bộ phận khống chế tổng thời gian khởi động. Khi quá thời gian đó thì hệ thống không được phép khởi động cả khi số lần khởi động chưa hết. Nếu lần khởi động cuối cùng không thành công thì phải có tín hiệu báo bằng đèn và có tín hiệu xoá tín hiệu khởi động và đưa toàn bộ hệ thống về trạng thái khởi động lại lần sau. Khi khởi động không thành công thì vẫn có tín hiệu ngắt gió khởi động, đồng thới có tín hiệu báo máy khởi động không thành công.
+ Phải đưa nhanh động cơ qua vùng tốc độ cộng hưởng bằng cách tăng nhiên liệu theo quá trình nhanh.
+ Hệ thống có khả năng loại trừ không cho máy hoạt động trong vùng tốc độ cộng hưởng bằng cách sau:
- Bằng chương trình đặc biệt giữ cho tốc độ Diesel dưới tốc độ cộng hưởng khi tín
hiệu điều khiển nằm ở vùng cộng hưởng.
- Trên bàn điều khiển có đánh đấu đỏ vùng tốc độ cộng hưởng, khi tay điều khiển
dừng ở vùng này thì có tín hiệu báo động.
- Trong hệ thống chu trình gia tốc thì phải tự động chuyển sang chu trình nhanh khi tốc độ đạt gần tốc độ cộng hưởng và tự chuyển về chu trình chậm. Tốc khi tốc độ đã vượt quá tốc độ cộng hưởng.
* Chức năng dừng từ xa động cơ Diesel:
Đối với hệ thống điều khiển từ xa Diesel bao giờ cũng cho phép dừng theo một trong hai cách sau:
- Dừng bình thường.
- Dừng sự cố.
+ Dừng bình thường:
Được thực hiện khi:
- Đưa tay điều khiển từ vị trí bất kì về vị trí STOP (thường dùng phổ biến).
Trang 42
- Ấn nút dừng bình thường.
Khi đó hệ thống từ từ đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí giảm dần nên tốc độ của Diesel cũng giảm dần. Đồng thời van điện từ đặt trước bộ điều tốc đóng lại làm cho Diesel dừng hẳn.
- Lệnh dừng bình thường chỉ được đưa tới phần tử thực hiện (van điện từ) để dừng máy khi đã có tín hiệu tốc độ khác 0.
- Tự động đưa đến bộ điều khiển để giảm tham số cho trước của bộ điều tốc, nhờ có việc cung cấp nhiên liệu cho Diesel giảm dầu và tốc độ quay của Diesel giảm 1 cách từ từ.
- Khi tốc độ giảm xuống còn 0,2 tốc độ định mức, nhờ rơle cảm biến tốc độ để phát tín hiệu. Tín hiệu này được dùng để mở ly hợp (nếu có). Đóng van nhiên liệu để đảm bảo việc dừng máy.
- Khi tốc độ n = 0 thì phát tín hiệu báo bằng đèn chỉ cho người vận hành biết máy đang dừng. Tự động đưa máy về trạng thái ban đầu. Hệ thống lặp đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí chuẩn bị khởi động.
+ Dừng sự cố:
Gồm một mạch điện riêng hoàn toàn độc lập với mạch trên, phát lệnh dừng sự cố bằng cách ấn nút EMMERGENCY STOP – dừng sự cố. Nút E.S có màu đỏ. Khi đó đóng van điện từ sau bộ điều tốc. Nó có thể đồng thời cắt nhanh cả hai đường gió từ tuabin tăng áp để giảm nhanh tốc độ và tăng độ tin cậy vào việc dừng máy. Tín hiệu trực tiếp tác động lên thanh răng nhiên liệu để đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí 0, hoặc trực tiếp tác động vào đường dầu bơm cao áp bằng van điện từ để cắt dầu dừng khẩn cấp Diesel.
Tín hiệu dừng sự cố phát ra khi:
- Người vận hành ấn nút dừng sự cố. Hoặc có tín hiệu về sự vượt quá tốc độ từ 10-15% tốc độ định mức. Để cảm biến tín hiệu này nhờ rơle tốc độ.
- Áp lực dầu bôi trơn giảm đến mức nguy hiểm (cấp 2).
- Nhiệt độ nước làm mát tăng cao (cấp 2).
- Nhiệt độ dầu bôi trơn hoặc nhiệt độ thân máy tăng cao.
Tất cả những điều trên đều dẫn tới dừng khẩn cấp Diesel.
- Khi có lệnh dừng sự cố người vận hành ấn nút E.S thì van điện từ dừng sự cố phải đóng ngay tức khắc để cắt nhiên liệu vào Diesel và có thể cắt gió vào tuabin tăng áp để giảm nhanh tốc độ của Diesel.
- Khi tốc độ giảm xuống còn khoảng 0.2 tốc độ định mức thì rơle tốc độ phát tín hiệu mở li hợp và tự động đưa hệ thống về trạng thái ban đầu.
- Phát tín hiệu báo động bằng đèn hoặc còi báo động về sự cố.
* Chức năng đảo chiều quay từ xa động cơ Diesel:
Chỉ áp dụng đối với Diesel có đảo chiều.
Đảo chiều là quá trình kết hợp của thuật toán dừng máy bình thường và thuật toán
Trang 43
khởi động theo chiều quay ngược lại.
Quá trình đảo chiều xảy ra khi đưa tay điều khiển sang vị trí ngược lại:
- Hệ thống hoạt động và cắt nhiên liệu ra khỏi máy.
- Tốc độ Diesel giảm từ từ.
- Khi tốc độ n = (2 2.5) nđm thì có tín hiệu dịch trục cam theo chiều ngược lại (dịch trước khi dừng máy) để nhanh chóng hãm động cơ dừng và bắt đầu khởi động theo chiều ngược lại. Các bước khởi động theo chiều ngược lại tương tự như quá trình khởi động. Sau đó bộ điều tốc dịch theo khỏi vị trí 0 và quá trình lặp lại theo chiều tiến hoặc lùi.
Đối với Diesel không đảo chiều thì việc đảo chiều quay chân vịt là nhờ hệ thống ly hợp và hộp số bao gồm các bước sau:
- Khi có tín hiệu vào tay điều khiển - điều khiển đưa bộ điều tốc vào vị trí vòng quay đảo chiều - ngắt nhiên liệu.
- Khi tốc độ Diesel giảm đến tốc độ cho phép đảo chiều thì hệ thống sẽ phát tín hiệu xoá chiều quay cũ và đóng ly hợp theo chiều quay mới.
- Khi ly hợp của chiều quay mới đóng xong thì hệ thống phát tín hiệu điều khiển bộ điều tốc cho nhiên liệu vào Diesel tăng dần và tốc độ tăng dần.
+ Tay điều khiển chuyển về vị trí dừng và dừng lại ở đó. Khi tốc độ n = 0 thì mới chuyển tay điều khiển sang vị trí ngược lại.
+ Chuyển tay điều khiển từ vị trí tiến sang lùi hoặc từ vị trí lùi sang tiến mà không dừng lai ở vị trí trung gian.
* Chức năng điều chỉnh tốc độ động cơ Diesel:
Việc điều chỉnh tốc độ động cơ Diesel từ xa cần đảm bảo yêu cầu:
- Bộ điều chỉnh tốc độ từ xa Diesel phải đảm bảo thay đổi tốc độ từ xa Diesel theo ý muốn và láng.
- Có thể thay đổi tốc độ động cơ theo chương trình định trước.
- Có thể ổn định tốc độ với mọi chế độ tải của động cơ.
Để thoả mãn chức năng này được xây dựng trên hai khối cơ bản sau:
+ Khối mạch lặp (có chứa khâu chương trình hoặc không)
+ Khối điều tốc.
Thực chất của việc điều khiển từ xa Diesel là quá trình bẻ tay điều khiển, đó là quá trình truyền động bằng góc. Khi góc bẻ của tay càng lớn tức ta muốn tốc độ của máy càng cao và ngược lại.
Giả sử ta bẻ tay điều khiển đi 1 góc 0 khác 0, 0 0 qua khuyếch đại Thực hiện trung gian cấp điện cho động cơ sécvô, động cơ sécvô quay theo chiều tương ứng. Từ đó tác động vào bộ điều tốc để thay đổi góc mở của thanh răng nhiên liệu thay đổi được tốc độ của động cơ Diesel.
Trang 44
Khi a = a0 thì = 0 tốc độ của động cơ ổn định ở một tốc độ mới động cơ sécvô ngừng quay. Khi muốn điều chỉnh tốc độ của động cơ sécvô theo chương trình thì tín hiệu ra
của động cơ sécvô sẽ gửi tới chương trình và điều chỉnh tốc độ động cơ theo chương trình đặt trước.Trong thực tế để tạo lặp người ta có thể dùng hai dạng khác nhau.
- Tạo lặp theo cầu điện trở.
- Tạo lặp theo kiểu XenXin.
* Chức năng tự động bảo vệ kiểm tra , báo động động cơ Diesel:
Mục đích:
- Đảm bảo kiểm tra thông số của Diesel một cách đáng tin cậy.
- Nâng cao tính khách quan khi kiểm tra Diesel.
- Đảm bảo phản ứng nhanh khi có sự cố.
- Nâng cao độ tin cậy cho Diesel.
Các nguyên tắc xây dựng thuật toán:
- Quan tâm tới số lượng thông số cần kiểm tra đảm bảo cho máy đạt mức độ an toàn.
- Thông số được chia thành hai nhóm:
+ Nhóm 1: Rất nguy hiểm (cấp 2); quá tốc; áp lực dầu bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ nước thân máy (cấp 2). Các thông số này khi vượt quá giá trị qui định phải báo động và đồng thời dừng máy.
+ Nhóm 2: Thường báo các tín hiệu dự phòng, ví dụ: nhiệt độ khí xả, nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ dầu bôi trơn (cấp 1). Thông số chưa nguy hiểm
lắm được báo dự phòng. Các thiết bị chỉ báo thường đặt tại máy và bảng điều khiển.
- Hệ thống có thể trang bị các mạch ngắt tín hiệu sự cố để việc điều động tàu vẫn được tiến hành trong trạng thái khẩn cấp.
* Hệ thống bảo vệ:
- Đối với áp lực dầu bôi trơn.
+ Khi áp lực dầu bôi trơn giảm thì thiết bị phải ngừng máy với thời gian dưới 7 giây. Để dừng nhanh tín hiệu từ cảm biến liên tục được đưa đến hệ thống.
Chú ý: Trong hệ thống này khi n = 0 thì có thể áp lực dầu bằng 0. Do đó muốn khởi động phải Sun điện trở mạch điều khiển, khi tốc độ đạt tới giá trị nhất định thì tín hiệu này được đưa vào.
Khi đảo chiều quay của động cơ thì làm tương tự.
- Quá tốc: n = (110 – 115%) nđm
Nếu tốc độ Diesel tăng thêm 10% tốc độ định mức thì gọi là quá tốc. Lúc đó phải có tín hiệu đưa đến mạch dừng hay mạch dừng sự cố, ở nhiều máy dùng bộ Diesel điều tốc li tâm, thuỷ lực, aptomat an toàn thì các thiết bị này đưa nhanh nhiên liệu về vị trí dừng máy.
Trang 45
Bên cạnh đó người ta trang bị rơ le ly tâm để đóng mạch cho dừng sự cố. Cần chú ý khi có hiện tượng vượt tốc khi thanh răng nhiên liệu vượt vị trí 0. Để dừng sự cố tin cậy ta có thể tiến hành cắt gió vào xilanh.
- Đối với nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn quá cao thì phải tiến hành dừng máy theo chương trình bình thường. Nếu bộ chương trình dừng bình thường không hoạt động thì sau một thời gian tín hiệu dừng sự cố được phát ra và đưa khối dừng sự cố vào hoạt động.
Nếu hệ thống nước làm mát dầu bị sự cố thì có thể làm tăng nhiệt độ của Diesel gây ra hỏng máy. Do đó phải có tín hiệu kiểm tra áp lực của nước làm mát, khi áp lực của nước đột ngột giảm thì có tín hiệu dừng máy thích hợp.
Có hệ thống khi nhiệt độ của nước, của dầu quá cao nó tự động đưa máy về trạng thái
không tải và ở đó máy được làm mát trước khi dừng.
* Chức năng đóng mở ly hợp:
Điều kiện đóng mở ly hợp:
- Đóng ly hợp khi tốc độ quay của Diesel nhỏ hơn tốc độ cho phép.
- Nếu hai Diesel làm việc song song nhau thì tốc độ của hai Diesel phải nhỏ hơn tốc độ
cho phép.
- Trường hợp ly hợp ma sát thì áp lực gió và áp lực dầu phải đạt giá trị cho phép
Ba dạng năng lượng thực hiện đóng mở ly hợp là:
+ Dạng thuỷ lực.
+ Khí.
+ Điện.
Ly hợp chỉ đóng mở ứng với tốc độ thấp hoặc dừng hẳn
Lưu ý:
- Người ta thường dùng van điện từ để điều khiển điện – khí
- Khi ly hợp đóng hoặc mở bao giờ nó cũng tác dụng lên tiếp điểm, tiếp điểm nó có thể là thường đóng hoặt thường mở để chỉ báo bằng đèn, hoặc dùng để điều hiển các mạch khác.
4.2. Phân tích cấu trúc điều khiển từ xa Diesel - Máy chính.
Trang 46
4.2.1. Sơ đồ cấu trúc điều khiển từ xa Diesel – Máy chính.
Tín hiệu các thông số đặc trưng
ĐT
Lệnh ĐK
TB nhận tín hiệu vào
TB thực hiện
HT xử lý trung tâm
Tín hiệu bảo vệ
Báo động
4.2.2. Phân tích cấu trúc hệ thống điều khiển từ xa Diesel – Máy chính.
* Lệnh điều khiển. Là các thiết bị để người điều khiển có thể thao tác, vận hành nhằm mục đích tác động vào đối tượng với mong muốn đối tượng sẽ thực hiện một chức năng nào đó theo yêu cầu của người điều khiển.
* Thiết bị nhận tín hiệu vào.
Đó là các thiết bị xử lý tất cả các tín hiệu vào có giá trị, thứ nguyên khác nhau để đưa về một loạ tín hiệu duy nhất có giá trị tương ứng với các giá trị của các tín hiệu điều khiển đầu vào hay nói cách khác thiết bị nhận tín hiệu vào là các bộ chuyển đổi. Ví dụ: chuyển đổi báo mức dầu sang điện, chuyển đổi áp lực sang điện…
* Hệ thống xử lý trung tâm.
Là hệ thống xử lý các tín hiệu (từ khối thiết bị nhận tín hiệu vào) và đưa ra các quyết định điều khiển, báo động, bảo vệ hệ thống, khối này đã được lập trình sẵn để hoạt động đúng yêu cầu của người vận hành. Khối này là các bộ vi sử lý, PLC, các mạch điện tử bán dẫn khác…
* Thiết bị thực hiện.
Khối này chịu tác động của khối hệ thống xử lý trung tâm. Đó là động cơ secvo điều chỉnh thanh răng nhiên liệu, các van cấp dầu cho Diesel…
* Đối tượng.
Là tốc độ của Diesel
* Báo động.
Khối báo động chung cho Diesel khi thông số của các thiết bị phục vụ Diesel hay thông số của Diesel không phù hợp, khối này sẽ đưa ra các tín hiệu báo động bằng chuông và đèn.
4.3. Hệ thống điều khiển từ xa máy chính tàu Container 700 TEU.
4.3.1. Giới thiệu các phần tử chính.
a. Giới thiệu sơ đồ khối của hệ thống máy chính tàu 700 Teu.
Trang 47
Sơ đồ khối hệ thống tàu 700Teu được bố trí như sau:
* Trên buồng lái:
-RSU+BR-P26: Bộ chỉ báo tốc độ máy chính.
-PP4+BR04-JB04: Panel điều khiển máy chính.
* Tại buồng điều khiển trung tâm:
-UPS+L-MSB: Nguồn cấp cho hệ thống lấy từ bảng điện chính.
-RSU+EC-P14: Bộ chỉ báo tốc độ máy chính.
-TCH+EC-P13: Bộ chỉ báo tốc độ tuabin.
-SFS+EC-S70.1: Nút dừng sự cố máy chính ở buồng điều khiển trung tâm.
-AS+EC-P6101.1: Bộ chỉ báo áp suất khí khởi động.
-TC+EC-N17.1: Bộ điều khiển nhiệt độ khí nạp.
-TC+EC-N17.2: Bộ điều khiển nhiệt độ nước làm mát.
-RSU+EC10-JB10: Khối rơle tốc độ.
-SFS+EC20-JB20: Hệ thống an toàn.
-CP2+EC02-JB02: Panel điều khiển máy chính.
-CHAH+EC12-JB12: Bộ sấy khí nạp.
-AS+EC30-JB30: Hệ thống báo động.
-EGTS+EC40-JB40: Hệ thống cảm biến nhiệt độ khí xả.
-CU+EC50-JB50: Khối trung tâm.
* Tại máy:
-CP1+E01-JB01: Panel điều khiển máy chính.
-DIG+EG-N1: Bộ điều tốc / Van dừng.
-BEQ+E-S1-S5: Công tắc hành trình ra vào ly hợp via máy.
-BEQ+E3-JB3: Động cơ via máy.
-BEQ+E-JB3.1: Panel điều khiển động cơ via máy.
-AS+E-B2321: Bộ cảm biến dầu trong nước ngọt làm mát máy chính.
-AS+E-B1112: Phin lọc dầu đốt máy chính có xả cặn tự động.
-DI+E-B5206: Nhiệt độ dầu ở cửa ra của bộ đo độ nhớt.
-PCA+E: Khối điều khiển và báo động bơm.
-TC+E-B_R17_R18: Cảm biến nhiệt độ loại PT-100.
-CWH+E: Khối hâm nước làm mát.
b.Một số phần tử chính:
Trang 48
Part A – INSTALATION/SENSORIC/SUPERVISION:
* Trang A3 (mạch khí đơn giản):
-Y1.6: Van điện từ khóa khởi động trong trường hợp khởi động sự cố bằng tay.
-Y1.2: Van điện từ khởi động.
-S2: Công tắc áp lực khí khởi động sau van khởi động chính.
-Y1.1: Van dừng an toàn.
-6105: Công tắc dừng khí khi máy chậm.
-Booster: Bơm tăng áp.
-Actuator: Cơ cấu dịch chuyển.
* Trang JB1+E1:
-RSU+E-B9419.1 / B9419.2(1): Cảm biến tốc độ dạng xung.
-RSU+E-B9509(1): Cảm biến vị trí thanh răng nhiên liệu.
-SFS+E-B1203(2): Cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn ở cửa vào.
-SFS+E-B2212(2): Cảm biến nhiệt độ nước ngọt làm mát ở cửa ra.
-A1-U33(2): Khối rơle trung gian, tác động khi nhiệt độ dầu bôi trơn đến mức nguy hiểm.
-A2-U33(2): Khối rơle trung gian, tác động khi nhiệt độ nước ngọt làm mát cao.
-VN 116/87(3): Bộ cảm biến nồng độ hơi dầu trong các te máy chính.
-AS+EC30-JB30-9631(3): Cảm biến tín hiệu lỗi bộ “Oil mist detector”.
-AS+EC30-JB30-1251(3): Cảm biến tín hiệu nhiều hơi dầu trong các te náy chính.
-Y1.1(3): Van điện từ dừng an toàn.
-AS+E-B5301(4): Cảm biến mức dầu trong két rò rỉ.
-AS+E-B7301(4): Cảm biến mức trong két ngưng tụ nước của bộ góp khí nạp.
-AS+EC30-JB30-5301(4): Cảm biến tín hiệu mức dầu trong két rò rỉ cao.
-AS+EC30-JB30-7301(4): Cảm biến tín hiệu nhiều nước trong ống khí nạp.
-AS+EC30-JB30-9601.2(4): Cảm biến tín hiệu lỗi nguồn mạch báo động.
-K7-U14(4): Rơle trung gian, tác động khi mức dầu trong két cao.
-K8-U14(4): Rơle trung gian, tác động khi có nhiều nước trong két ngưng tụ của bộ góp khí nạp.
-K9-U14(4): Rơle trung gian, tác động khi lỗi nguồn mạch báo động.
-AS+E-B1202(5): Cảm biến nhiệt độ (dạng PT100) dầu bôi trơn cao ở cửa vào.
-AS+EC30-JB30-1202(5): Cảm biến tín hiệu nhiệt độ dầu bôi trơn cao ở cửa vào.
-AS+E-B2211(5): Cảm biến nhiệt độ (dạng PT100) nước ngọt làm mát cao ở cửa ra.
Trang 49
-AS+EC30-JB30-2211(5): Cảm biến tín hiệu nhiệt độ nước ngọt làm mát cao ở cửa ra.
-AS+E-B7201(5): Cảm biến nhiệt độ(dạng PT100) khí nạp cao.
-AS+EC30-JB30-7201(5): Cảm biến tín hiệu nhiệt độ khí nạp cao ở cửa vào.
-AS+EC30-2321(5): Cảm biến tín hiệu dầu trong nước ngọt làm mát máy chính.
-DI+E-B5201(6): Cảm biến nhiệt độ dầu đốt ở cửa vào.
-AS+E-B2201(6): Cảm biến nhiệt độ nước ngọt làm mát thấp của mạch vòng nhiệt độ cao ở cửa vào.
-AS+EC30-JB30-2201(6): Cảm biến tín hiệu nhiệt độ nước ngọt làm mát thấp của mạch vòng nhiệt độ cao ở cửa vào.
-DI+E0B7206(6): Cảm biến nhiệt độ khí nạp trước khi vào tuabin.
-AS+E-B2229(6): Cảm biến nhiệt độ nước ngọt làm mát cao của mạch vòng nhiệt độ thấp ở cửa vào.
-AS+EC30-JB30-2229(6): Cảm biến tín hiệu nhiệt độ nước ngọt làm mát cao của mạch vòng nhiệt độ thấp ở cửa vào.
-DI+E-B5206(6): Cảm biến nhiệt độ dầu ở cửa ra của bộ đo độ nhớt.
-PCA+E-B1104(8): Cảm biến áp lực dầu LO thấp.
-SFS+E-B1106(10): Cảm biến áp lực dầu bôi trơn mức nguy hiểm.
-SFS+E-B2103(10): Cảm biến áp lực nước ngọt làm mát mức nguy hiểm.
-DI-B6181(10): Bộ biến đổi tín hiệu áp lực khí vào thành tín hiệu dòng điện.
-AS+E-B1105(11): Bộ biến đổi tín hiệu áp lực dầu LO thấp thành tín hiệu dòng điện.
-AS+E-B2102(11): Bộ biến đổi tín hiệu áp lực nước ngọt thấp mạch vòng làm mát nhiệt độ cao.
-AS+E-B2112(11): Bộ biến đổi tín hiệu áp lực nước ngọt thấp mạch vòng làm mát nhiệt độ thấp.
-AS+E-B5102(11): Bộ biến đổi tín hiệu áp lực dầu đốt ở cửa vào thấp.
-AS+E-B6101(11): Bộ biến đổi tín hiệu áp lực khí khởi động ở cửa vào thấp.
-RSU+E-B_S2(12): Cảm biến áp lực khí khởi động sau van khởi động chính.
-AS+E-B5111(12): Cảm biến áp lực dầu đốt khi qua bộ lọc.
-AS+E-B6105(12): Cảm biến áp lực khí dừng máy.
-AS+E-B1111(12): Cảm biến áp lực dầu LO khi qua bộ lọc.
-AS+E-B7109(13): Bộ biến đổi áp lực khí nạp thành dòng điện.
-AS+E-B1112(13): Cảm biến độ chênh lệch áp suất cao ở bộ lọc tự động dầu LO.
-TCH+E-B9429(14): Cảm biến tốc độ tuabin.
Trang 50
-A10(14): Bộ biến đổi tần số thành dòng điện.
-CP1+E01-P1/P01(14): Bộ chỉ báo tốc độ máy chính và tốc độ tuabin trên panel điều khiển tại máy.
* Trang RSU+EC10:
-A1(1): Khối rơle trung gian, tác động khi áp lực khí khởi động thấp.
-A2(1): Khối rơle trung gian, tác động khi tốc độ máy nổ thành công.
-A3(2): Khối rơle trung gian, nhận tín hiệu tốc độ máy chính. Tác động khởi động bơm dầu bôi trơn máy chính và bôi trơn hộp số.
-A4(2): Khối rơle trung gian, nhận tín hiệu tốc độ máy chính. (Dự trữ)
-A5(2): Khối rơle trung gian, nhận tín hiệu tốc độ máy chính. Tác động khi máy chính bị quá tốc.
-A10(3): Khối đo thời gian làm việc của máy chính.
-A6(7): Khối rơle trung gian, cấp nguồn cho mạch bộ đo đo thời gian hoạt động máy chính.
-A7(7): Khối rơle trung gian, gửi tín hiệu khởi động bơm dầu LO và sấy nước biểm làm mát máy chính.
-A8(7): Khối rơle trung gian. (Dự trữ)
- A9(10): Bộ chuyển đổi vị trí thanh răng nhiên liệu.
* Trang SFS+EC20:
-A1(1): Cấp nguồn cho hệ thống điều khiển và chỉ báo.
-A14(1): Cấp nguồn cho hệ thống an toàn và dừng sự cố.
-A2(2): Hệ thống an toàn.
-A3(2): Khóa khởi động máy chính.
-CU+EC50-S9581(2): Tiếp điểm đóng khi bước chân vịt ở vị trí 0.
-BEQ+E(2): Tiếp điểm via máy.
-SFS+E-B1165(2): Cảm biến áp lực dầu bôi trơn hộp số thấp.
-A4(3): Khối rơle trung gian cấp nguồn cho khối A5.
-A5(3): Khối rơle trung gian thực hiện giảm tải (reduction), báo động khi có tín hiệu: nhiệt độ nước ngọt làm mát ở cửa ra cao; nhiệt độ hộp số cao.
-A6(4): Khối rơle trung gian cấp nguồn cho khối A7.
- A7(4): Khối trung gian thực hiện giảm tải (reduction), báo động khi có tín hiệu: nhiệt độ dầu bôi trơn cao; nhiệt độ khí xả cao. Và thực hiện báo động, tự động dừng khi có tín hiệu: áp lực nước làm mát nhiệt độ cao dưới mức thấp (sau 16s); hơi dầu trong các te cao.
-A8(5): Khối rơle trung gian cấp nguồn cho khối A9.
Trang 51
-A9(5): Khối rơle thực hiện dừng tự động khi nhận các tín hiệu: quá tốc; áp lực dầu bôi trơn máy chính dưới mức nguy hiểm; áp lực dầu bôi trơn hộp số thấp.
-A10(6): Khối rơle trung gian cấp nguồn cho khối A11.
-A11(6): Khối rơle trung gian điều khiển dừng sự cố.
-S70.1(6): Nút ấn dừng sự cố tại buồng điều khiển trung tâm.
-S2(6): Nút ấn dừng sự cố trên buồng lái.
-S4(6): Nút ấn reset trên buồng lái.
-A13(6): Rơle trung gian điều khiển reset hệ thống.
-A12(7), A13(8): Khối rơle thực hiện.
*Trang CP1+E01:
-S11(1): Nút khởi động hệ thống tại máy.
-S12(1): Nút ấn dừng hệ thống tại máy.
-S15(1): Nút điều chỉnh tốc độ máy chính theo chiều giảm tốc độ.
-S16(1): Nút điều chỉnh tốc độ máy chính theo chiều tăng tốc độ.
-S13(1): Công tắc chọn chế độ điều khiển ENGINE – REMOTE.
-S14(2): Nút thử đèn.
-H9, H10, H11, H12, H13(2): Các đèn chỉ báo ngay tại máy.
-P01(2): Bộ chỉ báo tốc độ tuabin khí xả.
-P1(2): Bộ chỉ báo tốc độ máy chính.
-P02(2): Bộ thiết bị đo và chỉ báo nhiệt độ khí xả ở các xylanh
*Trang JB1+ E1:
-A3(4): Khối điều khiển khởi động – dừng hệ thống.
-Y1.6(4): Van điện từ khởi động sự cố bằng tay.
-Y1.2(5): Van điện từ khởi động hệ thống.
-YN1(5): Van điện từ dừng hệ thống.
-K1, K2, K2.1, K2.2, K2.3, K2.4(6) : Các Rơle trung gian cấp nguồn cho hệ thống điều khiển khởi động và dừng hệ thống.
-K3(7): Rơle trung gian, tác động đóng tiếp điểm đưa tín hiệu tới van dừng hệ thống và van cấm khởi động tới bộ A3.
-K5(7): Rơle trung gian, tác động đóng tiếp điểm đưa tín hiệu báo động lỗi bộ điều tốc.
-N1(8): Bộ điều tốc UG40 DI WOOWARD.
-CU+00C(8): Tín hiệu điều khiển tốc độ máy chính từ tay điều khiển bước chân vịt.
-K4(10): Rơle trung gian, tác động đóng tiếp điểm đưa tín hiệu báo động lỗi điều khiển hệ thống.
Trang 52
*Trang CP2+EC02:
-S1(1): Nút ấn kèm theo đèn để điều khiển khởi động hệ thống trong buồn điều khiển trung tâm.
-S2(1): Nút ấn kèm theo đèn để điều khiển dừng hệ thống trong buồn điều khiển trung tâm.
-H1, H2, H3, H4, H5(1): Các đèn chỉ báo hoạt động của máy chính.
*Trang PP4+BR04:
-S2(1): Nút ấn dừng sự cố tại buồng lái.
-S3(1): Nút ấn điều khiển cưỡng bức tại buồng lái.
-S4(2): Nút ấn Reset hệ thống tại buồng lái.
*Trang CHAH+EC12: Bộ điều khiển nhiệt độ khí nạp.
*Trang RSU+EC10: Bộ biến đổi tín hiệu tốc độ, tín hiệu ra được đưa tới bộ chỉ báo.
Part B –OPERATING/CONTROL:
* Trang CP1+E01:
-S11(1.1): Nút ấn Start trên panel điều khiển tại máy.
-S12(1.1): Nút ấn Stop trên panel điều khiển tại máy.
-S16(1.4): Nút ấn tăng tốc độ máy chính trên panel điều khiển tại máy.
-S15(1.4): Nút ấn giảm tốc độ máy chính trên panel điều khiển tại máy.
-S13(1.6): Công tắc chuyển chế độ điều khiển: tại chỗ và từ xa.
-H9(2.0): Đèn chỉ báo khởi động tại chỗ.
-H10(3.1): Đèn chỉ báo dừng tại chỗ.
-H11(2.1): Đèn chỉ báo lỗi khởi động.
-H12(2.2): Đèn chỉ báo khoá khởi động.
-H13(2.2): Đèn chỉ báo chế độ điều khiển từ xa.
-S14(2.3): Nút ấn thử đèn.
-P01(2.5): Đồng hồ chỉ báo tốc độ tuabin.
-P1(2.6): Đồng hồ chỉ báo tốc độ máy chính.
-P02(2.7): Bộ hiển thị nhiệt độ khí xả.
-AS+E-B231.1(5.1): Cảm biến nhiệt độ khí xả tại ống xả.
-AS+E-B7309(5.5): Cảm biến nhiệt độ khí nạp trước khi làm mát.
* Trang JB1+E1:
-A3(4.1): Khối Start- Stop
-JB1+E-Y1.1(4.8): Van khởi động sự cố.
Trang 53
-JB1+E-Y1.2(5.6): Van khởi động.
-JB1+E6-YN1(5.8): Van dừng.
-BEQ+E-S9561: Công tắc via máy.
*Trang CP2+EC02:
-S1(1.2): Nút ấn khởi động từ xa.
-S2(1.2): Nút ấn khởi động tại chỗ.
-S3(1.0): Nút ấn thử đèn.
-H1(1.3): Đèn chỉ báo khởi động.
-H2(1.3): Đèn chỉ báo dừng.
-H4(1.4): Đèn báo khoá khởi động.
-H5(1.5): Đèn báo lỗi khở động.
*Trang PP4+BR04:
-S2(1.3): Nút ấn dừng sự cố trên buồng lái.
-H2(1.4): Đèn báo dừng sự cố
-S3(1.5): Nút ấn cho phép điều khiển cưỡng bức.
-H3(1.6): Đèn báo trong chế độ điều khiển cưỡng bức.
-S4(2.1): Nút ấn Reset hệ thống.
-H4(2.3): Đèn báo Reset.
*Trang RSU+EC10:
-RSU+EC-P14(1.4): Đồng hồ chỉ báo tốc độ máy chính tại buồng điều khiển trung tâm.
-RSU+BR-P26(1.5): Đồng hồ chỉ báo tốc độ máy chính trên buồng lái.
*Trang SFS+EC:
-S2(1.2): Nút ấn dừng sự cố trên buồng lái.
-S3(1.5): Nút ấn chấp nhận điều khiển cưỡng bức trên buồng lái.
-S4(1.7): Nút ấn Reset trên buồng lái
4.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống máy chính tàu 700 TEU.
Hệ thống này có thể điều khiển tại 3 vị trí: tại buồng lái; tại buồng điều khiển trung
tâm; tại máy.
- Điền khiển trên buồng lái: Trên buồng lái ta chỉ có thể dừng và reset hệ thống. Còn không thể khởi động được. Các yêu cầu điều khiển khác được truyền xuống buồng điều khiển trung tâm hoặc điều khiển tại máy thông qua hệ thống tay chuông truyền lệnh.
- Điều khiển ở buồng điều khiển trung tâm: Buồng điều khiển thì ta có thể điều khiển hoạt động được các chức năng như: khởi động; dừng máy chính.
Trang 54
- Điều khiển ngay tại máy: Ngay tại máy ta điều khiển được đầy đủ chức năng : khởi động; dừng hệ thống; điều chỉnh tốc độ.
a. Chuẩn bị máy.
Cũng giống như tất cả các hệ thống máy chính khác mà ta gặp trên tàu thủy thì để cho hệ thống khởi động an toàn và tránh các trường hợp sự cố gây ra cho máy chính do quá trình khởi động, trước khi tàu chạy khoảng 2 tiếng ta phải chuẩn bị máy. Các khâu chuẩn bị bao gồm các công đoạn sau:
- Khởi động bơm dầu bôi trơn cho máy chính và cho hộp số.
- Khởi động bơm nước làm mát.
- Thực hiện quá trình via máy: Thực hiện via máy là để tránh sức ỳ cho máy và kiểm tra tình trạng của máy xem máy có bị kẹt hay không. Ở hệ thống này tiếp điểm khống chế là S9561 (SFS+EC20/2 – Part A, JB1+E1/7 – Part B). Khi via thì tiếp điểm này sẽ đóng lại cấp nguồn cho rơle điều khiển chính K2 và rơle phụ K21. Tiếp điểm của rơle K2(SFS+EC20/8.6) đóng cấp nguồn cho K4( khối A13) để đưa tín hiệu khóa khởi động. Đồng thời tiếp điểm 10-11 của rơle phụ K21 (SFS_EC20/9.1) đóng cấp tín hiệu cho đèn H2 sáng báo máy đang được via. Tiếp điểm của rơle phụ K21 (SFS+EC/13.3) đóng cấp nguồn báo đèn sáng máy đang via ở trên buồng lái và ở trong buồng điều khiển trung tâm. Sau khi chuẩn bị máy xong ta có thể điều khiển khởi động hệ thống.
b. Điền khiển hệ thống tại chỗ.
b.1. Điều khiển khởi động: (Part B-OPERATING)
Để điều khiển khởi động tại chỗ, ta đưa tay điều khiển S13(CP1+E01/1) sang vị trí 1 (ENGINE). Khi đó tín hiệu sẽ được cấp tới các rơle trung gian K1, K2, K2.1, K2.2, K2.3, K2.4(JB+E1/6) (các rơle không chuyển trạng thái). Tiếp điểm 4-6 và 11-13 của rơle K2.2(JB1+E1/5) vẫn đóng chờ sẵn. Khi ấn nút khởi động S11(CP1+E01/1), tín hiệu khởi động tại chỗ được đưa tới chân (10, 13) của khối A3(JB1+E1/5). Khối này sẽ xử lý tín hiệu ra chân (14,15) để cấp nguồn cho van khởi động Y1.2. Đồng thời khối A3 đưa tín hiệu cấp nguồn cho đèn H9(CP1+E01/2) ở trên panel điều khiển ngay tại máy sáng báo máy khởi động. Khi van điện từ khởi động Y1.2 có điện. Gió từ chai gió có áp lực 30 bar qua van khởi động đưa tới điều khiển van khởi động chính. Gió khởi động một đường được đưa tới chờ sẵn để cấp váo các xylanh, một đường được đưa tới bơm tăng áp để tác động vào cơ cấu dịch chuyển (ACTURTOR). Cơ cấu dịch chuyển này sẽ tác động vào con đội của bơm nhiên kiệu để phun nhiên liệu vào xylanh đồng thời cơ cấu này tác động vào van để đưa gió khởi động vào các xylanh. Khi đó năng lượng gió khởi động sẽ làm cho động cơ quay, lúc này vị trí của thanh răng nhiên liệu được đặt ở vị trí vòng quay nhỏ nhất. Khi trục động cơ quay, tới một tốc độ nào đó mà hỗn hợp nhiên liệu và khí nén đạt áp suất tự bốc cháy thì động cơ sẽ bắt đầu hoạt động.
Trang 55
Nếu động cơ khởi động thành công, tốc độ động cơ được hình thành n=no có tín hiệu báo khởi động thành công (tiếp điểm K2 (JB1+E1/4) mở ra) Đồng thời có tín hiệu ngắt gió điều khiển và ngắt thiết bị hạn chế nhiên liệu đưa vào động cơ. Đồng thời đưa tín hiệu bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp và mạch báo động vào hoạt động. Động cơ ở chế độ sẵn sàng chịu tải. Ở hệ thống máy chính tàu 700 TEU, khi động cơ quay, cảm biên tốc độ B9419.1 và B9419.2 sẽ đưa tín hiệu qua bộ biến đổi để đưa tín hiệu tới đồng hồ chỉ báo tốc độ trên panel điều khiển 1 ngay tại máy. Đồng thời khối điều khiển khởi động A3 cũng đưa tín hiệu cấp
nguồn cho đèn H9 (CP1+E01/2- Part B) sáng báo máy khởi động thành công và sẵn sàng nhận tải.
Nếu khởi động không thành công, tức không có tín hiệu tốc độ. Khi đó sẽ có tín hiệu đưa về bộ xử lý trung tâm và đưa tín hiệu khởi động lần 2. Sau 3-5 lần khởi động không thành công thì hệ thống sẽ đưa tín hiệu báo lỗi khởi động. Khi khởi động không thành công khối A3 sẽ xử lý và đưa tín hiệu cấp nguồn cho đèn H11(CP1+E01/2) báo lỗi khởi động trên panel điều khiển 1 ngay tại máy. Đồng thời cũng có tín hiệu cấp nguồn cho đèn H4(CP2+EC02/1) sáng báo lỗi khởi động trên panel điều khiển 2 tại buồng điều khiển trung tâm. Sau khi khắc phục được sự cố xong, muốn khởi động lại thí ta phải nhấn nút RESET hệ thống để có thể thực hiên tiếp chu trình khởi động khác.
b.2. Điều khiển dừng hệ thống:
Để dừng tại chỗ thì ta ấn nút Stop S12(CP1+E01/1), khi đó tín hiệu dừng được gửi đến chân (4,18) của khối A3(JB1+E1/5), khối này sẽ xử lý và đưa ra tín hiệu ra ở chân (16,17) cấp nguồn cho van dừng YN1 (JB1+E1/5). Tín hiệu dừng được đưa tới bộ điều tốc, bộ điều tốc tác động vào động cơ Vecvo để đưa các tham số của máy giảm từ từ. Khi nào tốc độ của máy đạt bằng 0.2 tốc độ định mức mới đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí 0 để dừng hẳn máy. Đồng thời sẽ có tín hiệu gửi tới bộ phận tự động hâm máy để đưa mạch hâm vào hoạt động. Khối A3(JB1+E1/10) cũng đưa tín hiệu tới chân 37 cấp nguồn cho đèn H10(CP1+E01/2) sáng báo máy dừng ở ngay trên panel tại máy, A3(JB1+E1/11) đưa tín hiệu ra tới chân 25 cấp nguồn cho đèn H2(CP2+EC02/1) sáng báo máy dừng ở trên buồng điều khiển.
b.3. Điều khiển tốc độ máy chính:
Ở hệ thống máy chính tàu 700 TEU ta có thể điều chỉnh tốc độ ngay tại máy hoặc điều khiển từ xa tại buồng điều khiển trung tâm.
Để điều chỉnh tốc độ, ta ấn nút điều chỉnh trên panel điều khiển 1 theo chiều tăng hoặc giảm mà ta muốn. Khi ta thay đổi tốc độ thì thì tín hiệu đó sẽ gửi tới bộ điều tốc, bộ điều tốc sẽ tác động làm thay đổi vị trí của thanh răng nhiên liệu, khi đó nhiên liệu sẽ được cấp vào trong xylanh tương ứng với việc ta điều chỉnh. Bộ điều tốc của hệ thống máy chính tàu 700 là bộ điều tốc UG40 do hãng WOODWARD sản xuất.
- Giả sử ta muốn điều chỉnh tốc độ theo chiều tăng. Khi đó ấn nút RAISE S16(CP1+E01/1), tín hiệu điều chỉnh sẽ được đưa tới chân B và chân D của bộ điều tốc N1( JB1+E2/8). Tín hiệu ra của bộ điều tốc sẽ được đưa đến điều chỉnh độ mở của thanh răng bơm cao áp để nhiên liệu cấp vào xylanh nhiều hơn..... tốc độ của máy sẽ tăng lên tương ứng với lượng nhiên liệu cấp vào động cơ.
Khi tốc độ tăng tương ứng với lượng nhiên liệu cấp vào thì sẽ có tín hiệu phản hồi từ máy phát tốc về bộ điều tốc để cát tín hiệu điều chỉnh. Qúa trình điều chỉnh sẽ kết thúc.
Trang 56
- Khi muốn giảm tốc độ của máy chính thì ta ấn nút LOWER S15(CP1+E01/1), tín hiệu điều chỉnh sẽ được đưa tới chân C và chân D của bộ điều tốc. Bộ điều tốc sẽ nhận tín hiệu đó và xử lý để cho tín hiệu ra điều chỉnh kéo thanh răng nhiên liệu khép bớt lại, lượng nhiên liệu vào xylanh sẽ giảm và như vậy tốc độ động cơ sẽ giảm tương ứng với lượng nhiên liệu đưa
vào. Khi tốc độ giảm tương ứng vói lượng nhiên liệu đó, thì sẽ có tín hiệu phản hồi từ máy phát tốc về bộ điều tốc đế cắt tín hiệu điều chỉnh. Qúa trình điều chỉnh kết thúc.
c. Điều khiển từ xa tại buồng điều khiển:
Tại buồng điều khiển trung tâm ta có thể điều khiển khởi động hệ thống, dừng hệ thống, reset hệ thống. Qúa trình điều khiển như sau:
c.1. Khởi động hệ thống từ buồng điều khiển:
Để điều khiển từ xa tại buồng điều khiển ta đưa công tắc chọn chế độ S13(CP1+E01/1) sang vị trí 2 ( REMOTE CONTROL). Khi đó tín hiệu điều khiển được đưa qua khối CU+00C(JB1+E1/6) chấp nhận điều khiển từ xa của khối trung tâm điều khiển. Khối trung tâm điều khiển sẽ đưa tín hiệu ra để cấp nguồn cho các rơle trung gian. Khi đó các rơle trung gian K1, K2, K2.1, K2.2, K2.3, K2.4(JB1+E1/6) ở trạng thái tác động, chuyển trạng thái. Các tiếp điểm của các rơle này sẽ đóng lại chờ sẵn.
Để khởi động ta ấn nút khởi động S1(CP2+EC02/1) tín hiệu điều khiển từ xa được đưa đến chân (11,13) khối A3(JB1+E1/5). Khối này sẽ xử lý và đưa tín hiệu ra điều khiển mở van khí khởi động. Qúa trình điều khiển khởi động được thực hiện như điều khiển khởi động tại chỗ.
c.2. Dừng hệ thống từ buồng điều khiển trung tâm.
Có 2 trường hợp dưng hệ thống: dừng bình thường và dừng sự cố.
* Dừng bình thường:
Khi muốn dừng hệ thống từ buồng điều khiển, ta thực hiên như sau:
Ấn nút dừng S2(CP2+EC02/1), tín hiệu dừng hệ thống được đưa tới chân (5,18) của khối A3. Tín hiệu của khối này sẽ cấp tín hiệu cho van điện từ dừng YN1. Qúa trình dừng được thực hiện như dừng tại chỗ.
* Dừng sự cố:
thời khi K11 có điện,
Khi hệ thống bị sự cố, người vận hành có thể dừng hệ thống ở trong buồng điều khiển. Bằng cách ấn nút dừng sự cố S70.1(SFS+EC/1-Part B) tức nút ấn S70.1(SFS+EC20/6 – Part A), cấp nguồn cho rơle K1 và rơle K11 của khối A11(SFS+EC20/6). Rơle K1 có điện làm đóng tiếp điểm 10-11 K1(SFS+EC20/7.3) cấp nguồn cho rơle K3 của khối A12(SFS+EC20/7). Tiếp điểm 10-14 K3(SFS+EC20/7.7) đóng lại cấp nguồn cho van điện từ dừng Y1.1(JB1+E1/3). Khi van Y1.1 có điện, khí điều khiển có áp suất 7.5 bar qua van này để đẩy piton đi lên trên tác động vào thanh răng nhiên liệu. Đẩy thanh răng nhiên liệu về vị trí 0, lúc đó cắt đường dầu vào bơm cao áp một cách tức thời. Nhiên liệu không được cấp vào động cơ. Động cơ dừng. Đồng tiếp điểm 10-11 K11(SFS+EC20/10) đóng lại cấp nguồn cho đèn H1 sáng báo dừng máy trên panel điều khiển buồng điều khiển trung tâm.
c.3. Điều khiển từ xa tại buồng lái:
Trang 57
Hệ thống máy chính tàu 700 TEU này ở trên buồng lái ta chỉ có thể điều khiển được chức năng dừng sự cố hệ thống, reset hệ thống và chức năng điều khiển cưỡng bức hệ thống trong trường hợp khẩn cấp. Các chức năng đó được điều khiển như sau:
Trang 58
Để điều khiển dừng sự cố tại buồng lái ta ấn nút S2(SFS+EC20/6 - Part A) trên Panel PP4. Khi đó rơle K2 và K21 có điện, tiếp điểm10-11 K2(SFS+EC20/7.3) đóng cấp nguồn cho rơle K3 của khối A12(SFS+EC20/7). Tiếp điểm 10-14 K3(SFS+EC20/7.7) đóng lại cấp nguồn cho van điện từ dừng Y1.1(JB1+E1/3). Khi van Y1.1 có điện, khí điều khiển có áp suất 7.5 bar qua van này để đẩy piton đi lên trên tác động vào thanh răng nhiên liệu. Đẩy thanh răng nhiên liệu về vị trí 0, lúc đó cắt đường dầu vào bơm cao áp một cách tức thời. Nhiên liệu không được cấp vào động cơ. Đồng thời khi K21 có điện, tiếp điểm K21(SFS+EC20/10) đóng lại cấp nguồn cho đèn H2 sáng báo dừng máy trên panel điều khiển buồng lái.
Chương V. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC TÀU CONTAINER 700 TEU.
5.1. Giới thiệu chung về hệ thống chân vịt biến bước.
5.1.1. Khái niệm hệ thống chân vịt biến bước:
Hệ thống chân vịt biến bước thuộc vào hệ động lực đẩy tàu mà trong đó sự thay đổi độ lớn và chiều lực đẩy của tàu qua đó thay đổi tốc độ và chiều chuyển động của tàu được thực hiện bằng việc thay đổi bước của cánh chân vịt mà không cần phải thay đổi tốc độ và chiều quay của động cơ sơ cấp lai chân vịt.
* Ưu điểm:
- Động cơ lai chân vịt không cần đòi hỏi quá cao về khả năng thay đổi tốc độ cũng như thay đổi về chiều quay. Có thể sử dụng các loại động cơ diesel trung và cao tốc để làm giảm trọng lượng thiết bị hay cũng có thể sử dụng các động cơ điện rotor lồng sóc lai chân vịt làm tăng độ tin cậy của hệ thống.
- Việc điều khiển tốc độ và chiều chuyển động của tàu thông qua điều khiển bước chân vịt là nhẹ nhàng và cơ động hơn so với thay đổi tốc độ cũng như chiều quay của động cơ lai, làm giảm thời gian quá độ trong điều khiển, nâng cao tính cơ động và tính an toàn trong điều động cũng như trong các chế độ hành trình. Có thể sử dụng các hệ thống tự động hoá và điều khiển hiện đại trong hệ thống chân vịt biến bước.
- Với sự kết hợp điều khiển giữa điều khiển tốc độ động cơ lai và bước chân vịt thì hệ
thống cho phép sử dụng tối đa công suất động cơ trong giới hạn kinh tế nhất.
- Với việc điều khiển bước chân vịt ở vị trí “0” khi khởi động, tải trên trục động cơ khi khởi động được giảm xuống giá trị nhỏ nhất. Làm giảm thời gian khởi động động cơ và cải thiện tốt quá trình khởi động cho động cơ.
Với các ưu điểm vượt trội trên so với hệ thống chân vịt có bước cố định thì hệ thống chân vịt biến bước ngày càng được sử dụng phổ biến đặc biệt trên các tàu công trình, các tàu quân sự, các tàu nghiên cứu, thăm dò cũng như trên các tàu vận tải.
* Nhược điểm của hệ thống:
- Hệ thống chân vịt biến bước có cấu tạo phức tạp. Hệ thống điều khiển với nhiều chức năng điều khiển đặc biệt khi sử dụng các hệ thống điều khiển hiện đại yêu cầu người khai thác, vận hành, sửa chữa phải có trình độ chuyên môn nhất định.
- Hệ thống chân vịt biến bước thường có giá thành cao hơn so với hệ thống chân vịt có bước cố định.
5.1.2. Phân loại hệ thống chân vịt biến bước:
Trang 59
Theo phương pháp truyền động, chúng ta có thể chia ra một số loại sau:
Hiện nay, phổ biến sử dụng các hệ thống chân vịt biến bước được truyền động bằng
điện - thủy lực. Hai loại truyền động khí – thủy lực và điện - cơ ít được sử dụng hơn.
5.1.3. Kết cấu chung của hệ thống chân vịt biến bước:
Kết cấu chung của hệ thống chân vịt biến bước được thể hiện thông qua hình vẽ sau:
Trang 60
Việc điều khiển có thể được thực hiện thông qua các trạm điều khiển từ xa đặt trên buồng lái, trạm điều khiển trung tâm đặt tại buồng điều khiển trung tâm hay tại trạm điều
khiển tại chỗ bằng các thiết bị điều khiển tương ứng. Các tín hiệu điều khiển từ các trạm điều khiển từ xa cũng được đưa về trạm điều khiển trung tâm. Tín hiệu từ trạm điều khiển trung tâm được khuyếch đại lên đủ lớn để điều khiển bước chân vịt thông qua cơ cấu dịch bước, tốc độ động cơ sơ cấp thông qua bộ điều tốc và điều khiển đóng mở ly hợp - hộp số. Trạm điều khiển trung tâm nhận các tín hiệu phản hồi tốc độ động cơ và bước chân vịt phục vụ điều khiển.
Việc điều khiển bước chân vịt, tốc độ động cơ lai chân vịt và ly hợp còn có thể được điều khiển trực tiếp ở các trạm điều khiển trực tiếp đặt tại buồng máy và tại hầm chân vịt.
Tại các trạm điều khiển đều được lắp đặt cơ cấu hiển thị bước chân vịt và hiển thị tốc độ động cơ lai phục vụ điều khiển hệ thống điều khiển chân vịt.
5.1.4. Cơ cấu điều khiển dịch bước chân vịt:
Các cơ cấu dịch bước chân vịt thường được sử dụng:
- Cơ cấu dịch bước kiểu bánh răng ăn khớp (hình a): Khi trục điều khiển quay, nhờ sự ăn khớp giữa 2 bánh răng làm thay đổi vị trí của cánh chân vịt.
- Cơ cấu dịch bước kiểu trục vít (hình b): Khi trục điều khiển chuyển động quay trong trục chân vịt làm quay trục vít vô tận làm cho cánh chân vịt được thay đổi vị trí.
- Cơ cấu dịch bước kiểu khối trượt (hình c): Khi trục điều khiển chuyển động tịnh tiến trong trục chân vịt tác động vào khối trượt điều khiển dịch bước chân vịt
- Cơ cấu dịch bước kiểu tay biên (hình 3d): Trục điều khiển chuyển động tịnh tiến trong trục chân vịt thông qua cơ cấu tay biên biến đổi chuyển động tịnh tiến của trục thành chuyển động quay cánh chân vịt.
5.1.5. Trạm điều khiển bước chân vịt.
Trang 61
a. Trạm điều khiển từ xa:
Các trạm điều khiển từ xa được lắp đặt trên buồng lái và các vị trí thuận tiện cho việc
điều khiển.
Các trạm điều khiển từ xa thường được bố trí các thiết bị điều khiển và chỉ báo trạng thái hoạt động của hệ thống. Khi có nhiều trạm điều khiển từ xa thì hệ thống có thiết bị chuyển đổi vị trí điều khiển giữa chúng. Lệnh điều khiển ở các trạm điều khiển từ xa là tương đương và được đưa về trạm điều khiển trung tâm.
Do tính cơ động và thuận tiện trong điều khiển nên các trạm điều khiển từ xa thường được bố trí vừa đủ các thiết bị điều khiển điều khiển và chỉ báo.
b. Trạm điều khiển trung tâm:
Trạm điều khiển trung tâm thường được đặt ở buồng máy. Là trạm điều khiển chính của hệ thống.
Trạm điều khiển trung tâm có đầy đủ các thông tin về trạng thái hoạt động của hệ thống và các thiết bị chỉnh định, thay đổi các thông số điều khiển. Cho phép điều khiển và chuyển đổi giữa các vị trí điều khiển cũng như quyết định trạng thái điều khiển của các trạm điều khiển từ xa.
Tại trạm điều khiển trung tâm cho phép người vận hành thực hiện tất cả các chức năng điều khiển của hệ thống hoặc phối hợp điều khiển với các trạm điều khiển từ xa nhằm tối ưu mục đích điều khiển.
c. Trạm điều khiển tại chỗ:
Trạm điều khiển tại chỗ được lắp đặt ngay ở buồng máy chính điều khiển máy chính và hầm chân vịt điều khiển chân vịt.
Các trạm điều khiển tại chỗ có thể được điều khiển bởi tín hiệu điều khiển từ trạm điều khiển trung tâm và cũng có thể hoạt động độc lập trong trạng thái sự cố của hệ thống khi đó thao tác điều khiển thường là trực tiếp trên các thiết bị cơ khí như tác động trực tiếp vào các van hay các cần điều khiển cơ khí.
5.1.6. Các thiết bị chỉ báo trong hệ thống:
Các thiết bị chỉ báo chính trong hệ có thể hoạt động độc lập với hệ thống điều khiển và chỉ đưa các thông số về hệ thống phục vụ điều khiển và hiển thị.
Các thiết bị chỉ báo bước chân vịt và tốc độ động cơ biến đổi trực tiếp các tín hiệu từ
các cảm biến bước chân vịt, máy phát tốc của động cơ và hiển thị trên các vị trí điều khiển.
Các chỉ báo về trạng thái hoạt động của hệ thống thường được hiển thị trên các trạm điều khiển. Các tín hiệu của cảm biến tương ứng với từng thông số của hệ thống được biến đổi và đưa về hệ thống điều khiển và được hiển thị khi được yêu cầu trên hệ thống điều khiển.
5.2. Giới thiệu hệ thống chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU.
Trang 62
Hệ thống chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU do hãng NOISTAR 2000 thiết kế. Được truyền động theo cơ cấu điện thủy lực. Hệ chân vịt này là một phần của hệ động lực đẩy tàu, được lai bởi Diesel chính. Tốc độ và hướng di chuyển của tàu được quyết định bởi bước chân vịt. Cơ cấu điều khiển dịch bước chân vịt được thực hiện theo kiểu khối trượt.
Việc điều khiển động cơ secvo chuyển động tịnh tiến trong trục chân vịt được thực hiện bằng cách thay đổi chiều các dòng thủy lực điều khiển.
Hệ điều khiển bước chân vịt được bố trí ở các vị trí khác nhau trên tàu nhằm mục đích thuận tiện cho việc khai thác, vận hành điều khiển chân vịt. Ngoài trạm điều khiển chính đặt tại trung tâm buồng lái và trạm điều khiển được đặt tại trung tâm buồng máy, còn có các trạm điều khiển được đặt ở 2 bên cánh gà và trạm điều khiển sự cố gắn trực tiếp lên khối nguồn thủy lực.
Hệ thống điều khiển bước chân vịt có 3 chế độ hoạt động chính:
- Điều khiển từ xa (follow up control): Điều khiển từ các panel điều khiển trên buồng lái và buồng máy.
- Điều khiển đơn giản (non follow up – backup control):
- Điều khiển sự cố: Điều khiển trực tiếp lên van thủy lực gắn trên khối nguồn
thủy lực.
Trên các vị trí điều khiển đều được trang bị các thiết bị chỉ báo bước chân vịt và tốc độ Diesel phục vụ cho việc điều khiển.
5.3. Hệ thống điều khiển bước chân vịt tàu Container 700 TEU – Hãng NORISTAR 2000.
5.3.1. Mô tả chung hệ thống.
Hệ thống NORISTAR 2000 là hệ thống điều khiển từ xa bước chân vịt và tốc độ của diesel máy chính. Bước chân vịt và tốc độ máy chính có thể được điều khiển từ buồng lái bởi một tay điều khiển. Có thể đặt tay điều khiển ở bất kì vị trí nào đảm bảo yêu cầu kĩ thuật của hệ thống. Ở buồng máy cũng có một bảng điều khiển để điều khiển bước chân vịt và tốc độ máy chính. Hệ thống được thiết kế tại bất kì thời điểm nào cũng chỉ có một trạm điều khiển được kích hoạt.
Trang 63
* Cấu hình của hệ thống:
Trên buồng lái gồm có 3 panel điều khiển: 1 panel điều khiển chính ở trung tâm buồng lái và 2 panel điều khiển phụ ở 2 bên cánh gà. Các tín hiệu điều khiển từ các panel này được đưa tới khối Bridge interface unit (BIU). Ở đây các tín hiệu tương tự và số được biến đổi thành tín hiệu dữ liệu dạng kí tự và được chuyển tới khối Central Unit (CU) xử lý. Tương tự, các tín hiệu từ panel điều khiển tại buồng máy cũng được biến đổi và gửi tới khối CU.
Tất cả các nguồn cấp cho hệ thống đều được nối với khối CU. Có 2 nguồn cấp riêng rẽ 24V.
5.3.2. Các panel điều khiển.
a. Panel điều khiển tại trung tâm buồng lái.
1. Tay điều khiển: Tay điều khiển có thể điều khiển cả vị trí bước chân vịt và tốc độ động cơ ( trong chế độ điêu khiển kết hợp) hoặc chỉ điều khiển bước chân vịt ( trong chế độ tốc độ động cơ không đổi).
2. Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt.
3. Đồng hồ chỉ báo tốc độ động cơ lai.
4. Over load ME: Khi máy chính bị quá tải thì đèn sẽ sáng lên.
5. Shaft Generator Online: Khi máy phát đồng trục được đưa vào hoạt động thì đèn này sẽ sáng lên.
6. Pitch in zero: Đèn chỉ báo bước chân vịt ở vị trí không.
7. Dimmer: Núm điều chỉnh độ sáng tối của đèn trên panel.
8. Wing/PT Control; Bridge Control; Wing/STBD Control; ECR Control; Local Control: Các đèn báo vị trí điều khiển.
Trang 64
9. Sailing Program; Manoeuv Program: Đèn báo chế độ hoạt động.
10. Back-up ERC On; Back-up Bridge On: Báo vị trí điều khiển chế độ đơn giản.
11. Const Speed: Nút ấn chọn chế độ điều khiển tốc độ máy chính không đổi.
12. Take Over Control: Nút ấn chuyển lệnh.
b. Panel điều khiển tại cánh gà buồng lái.
c. Panel điều khiển tại buồng điều khiển trung tâm.
Ngoài các nút ấn và đèn báo như panel điều khiển trên buồng lái thì trên panel điều khiển ở buồng máy còn có một số thiết bị:
Trang 65
- Load Limit: Đèn báo quá giới hạn tải đã đặt.
- Speed Setting: Núm điều chỉnh tốc độ.
- Chief Limit: Núm đặt giới hạn tải của hệ thống.
5.3.3. Các chế độ điều khiển.
a. Điều khiển đơn giản (non follow up – backup control).
Khi chế độ điều khiển đơn giản được lựa chọn, van điện từ điều khiển bước chân vịt sẽ có thể được điều khiển trực tiếp bởi cần gạt phía trước / phía sau. Tốc độ máy chính sẽ giảm / tăng theo hoặc giữ ở tốc độ định mức. Đèn báo “… backup on” ( tùy vào vị trí điều khiển) sẽ sáng và đèn “in command” sẽ nháy. Khi tắt chế độ điều khiển đơn giản, đèn chỉ báo “… backup on” sẽ tắt. Điều khiển bình thường phải được kích hoạt bằng cách ấn nút “take over”. Đèn chỉ báo “in command” sẽ sáng.
Khi điều khiển ở chế độ này cần quan sát đồng hồ chỉ báo bước chân vịt.
Chế độ này có thể được điều khiển tại 3 vị trí trên buồng lái và vị trí trung tâm buồng
máy.
b. Điều khiển lặp trong chế độ điều khiển kết hợp (follow up electronic control).
Khi mà chế độ điều khiển tốc độ máy chính không đổi không được chọn, hệ thống sẽ thực hiện điều khiển kết hợp cả bước chân vịt và tốc độ máy chính, cùng được điều khiển bởi tay điều khiển.
c. Điều khiển lặp trong chế độ điều khiển tốc độ động cơ không đổi.
Ngay khi mà chế độ tốc độ máy chính không đổi được chọn, hệ thống sẽ hoạt động với tốc độ máy chính không đổi và tay điều khiển chỉ điều khiển bước chân vịt. Máy chính hoạt động với tốc độ đặt trước bởi hệ thống. Tất cả các chức năng như: điều khiển theo tải, giới hạn tải, tự động giảm tải… sẽ hoạt động và với điều kiện tải máy chính không vượt quá mức tải cho phép thì bước chân vịt sẽ được điều khiển chính xác theo vị trí tay điều khiển đặt ( khi mà các thiết bị đồng trục khác không hoạt động). Khi mà tải của máy chính đến mức tải cho phép thì bước chân vịt phải dừng tăng và sẽ tăng trở lại khi mức tải máy chính giảm xuống. Khi tải máy chính tăng trên mức tải cho phép thì nó sẽ giảm bước chân vịt. Lý do tải tăng cao có thể do máy phát đồng trục đang hoạt động, hoặc đã đầy tải. Trong trường hợp đó bước chân vịt sẽ không bằng 100% khi mà tay điều khiển đặt ở điểm 10.
5.4. Nguyên lý mạch điều khiển bước chân vịt.
5.4.1. Giới thiệu phần tử.
* Khối điều khiển trung tâm:
- D1, D2: Khối điều khiển PLC.
- A1: Màn hình cảm ứng điều khiển, cài đặt hệ thống.
- K1-K9: Các rơle trung gian.
* Khối điều khiển tại chỗ:
- 11V-A1: Logo điều khiển.
Trang 66
- S1: Công tắc chuyển chế độ điều khiển: Local/ Remote.
* Panel điều khiển tại buồng máy.
- D1, D2, D3: Khối điều khiển PLC.
- 20EP-A1(24.2): Tay điều khiển.
- 20EP-S1(25.2): Nút ấn thử đèn (có hoàn nguyên).
- 20EP-S2(25.4): Công tắc chọn trạm điều khiển: Buồng máy / Buồng lái.
- 20EP-SH1(25.5) (26.3): Nút ấn, đèn báo nhận lệnh.
- 20EP-SH2(25.6) (26.4): Nút ấn, đèn báo chọn chế độ tốc độ máy chính không đổi.
- 20EP-H1(26.1): Còi báo.
- 20EP-H2(26.2): Đèn báo quá tải động cơ.
- 20EP-H3(26.5): Đèn báo đang trong chương trình điều động.
- 20EP-H4(26.6): Đèn báo đang trong chương trình hành trình trên biển.
- 20EP-H5(26.7): Đèn báo đến giới hạn tải.
- 20EP-H6(27.2): Đèn báo điều khiển tại chỗ.
- 20EP-H7(27.3): Đèn báo điều khiển tại buồng máy.
- 20EP-H8(27.4): Đèn báo điều khiển tại buồng lái.
- 20EP-H9(27.5): Đèn báo máy phát đồng trục hoạt động.
- 20EP-H10(27.6): Đèn báo bước chân vịt ở vị trí không.
- 20EP-H11(27.7): Đèn báo máy chính hoạt động ở tốc độ chậm.
- 20EP-SH4(29.2) (29.5): Nút ấn, đèn báo chế độ điều khiển đơn giản ở buồng máy.
- 20EP-S3(29.2): Cần gạt điều khiển đơn giản.
- 20EP-H12(29.6): Đèn báo chế độ điều khiển đơn giản tại buồng lái.
* Khối điều khiển tại buồng lái:
Cũng gồm các thiết bị tương tự.
5.4.2. Nguyên lý hoạt động điều khiển tại buồng máy.
Nguồn 24 VDC luôn được cấp cho hệ thống. Đèn H1(4.2), H2(4.4) sáng báo nguồn chính và nguồn sự cố. Rơle K1(4.2), K2(4.3) có điện, đóng các tiếp điểm 11-14 K1(12.1) và 11-14 K2(12.2) gửi tín hiệu nguồn bình thường tới hệ thống báo động.
Đóng cầu dao F3(4.5), F4(4.5) cấp nguồn tới các khối điều khiển.
Hệ thống đang được điều khiển từ xa bằng cách đặt công tắc S1(13.3) ở vị trí “Remote”, gửi tín hiệu vào chân I0.0(9.1) PLC D1, chế độ điều khiển từ xa được kích hoạt. Chọn trạm điều khiển tại buồng máy bằng cách bật công tắc 20EP-S2(25.4) sang vị trí “ECR”, gửi tín hiệu vào chân I0.0(25.5) PLC D2.
a. Chế độ điều khiển lặp.
Trang 67
* Điều khiển với tốc độ động cơ không đổi:
Ấn nút 20EP-SH2(25.6) gửi tín hiệu vào chân I0.3(25.6) PLC D2. Tín hiệu ra chân Q0.3(26.4) PLC D3 cấp nguồn cho đèn 20EP-SH2(26.4) báo chế độ tốc độ động cơ không đổi sáng. Tín hiệu ra chân Q0.1(10.2) PLC D2 là một mức điện áp không đổi qua bộ biến đổi U2(10.1) thành tín hiệu dòng không đổi – tín hiệu đặt tốc độ cơ không đổi – động cơ hoạt động với tốc độ không đổi.
Điều khiển bước chân vịt bằng cách thay đổi vị trí tay điều khiển 20EP-A1(24.2). Tín hiệu từ tay điều khiển được gửi tới các chân AI0.0 của PLC D1(24.1). Tùy thuộc vào việc đưa tay điều khiển lên hoặc xuống mà PLC D3(24.3) cho tín hiệu ra ở chân Q0.7 hoặc Q0.8 để đèn tương ứng sáng. PLC D1(9.1) cho tín hiệu ra chân Q0.1 cấp nguồn cho rơle K1(13.4) đóng tiếp điểm 11-14 K1(14.3) đưa khối điều khiển van điện A1(14.2) vào hoạt động. Chân QA0.2 của PLC D2(9.2) đưa tín hiệu đặt bước chân vịt đến chân 1và 2 của khối A1(14.2). Khối A1 sẽ xử lý tín hiệu và cho tín hiệu ra ở chân 9 và 11 hoặc 10 và 11 để cấp nguồn cho van điện từ tương ứng với tín hiệu vào của khối A1. Tín hiệu phản hồi từ chân 6 của A1 sẽ gửi đến chân AI0.1 của PLC D2(9.3). Khi bước chân vịt đã đạt vị trí mong muốn thì PLC D2 sẽ ngắt tín hiệu ra chân QA0.2, van diện từ mất điện, đóng van, bước chân vịt được giữ nguyên vị trí đó.
* Chế độ điều khiển kết hợp.
Ở chế độ điều khiển kết hợp, tốc độ động cơ cũng được thay đổi khi tay điều khiển thay đổi vị trí. Tùy thuộc vào từng vị trí tay điều khiển mà hệ thống sẽ tự động thiết lập tốc độ động cơ tưng ứng với vị trí bước chân vịt.
b. Chế độ điều khiển đơn giản.
Ấn nút 20EP-SH4(29.2) đưa tín hiệu điều khiển đơn giản tại buồng máy vào Logo điều khiển A1(20.4). Tín hiệu ra của Logo A1(14.5) sẽ đóng tiếp điểm cấp nguồn cho rơle K1(14.5). Tiếp điểm 21-24, 31-34, 41-44 K1(14.6) đóng lại sẵn sàng đợi tín hiệu điều khiển dịch bước Đồng thời tín hiệu ra cũng cấp nguồn cho rơle K9(10.4). Tiếp điểm 11-14, 21-24 K9(10.2) đóng lại, tín hiệu đặt tốc độ động cơ không phụ thuộc vào cần điều khiển. Động cơ sẽ tăng đến tốc độ lớn nhất.
Tiếp đó muốn điều khiển bước chân vịt tiến hoặc lùi bằng cách tác động vào cần gạt 20EP-S3(29.2) về phía trước hoặc phía sau. Giả sử muốn điều khiển bước chân vịt cho tàu tiến, ta đẩy cần gạt lên trước, tiếp điểm 13-14 20EP-S3(29.2) sẽ đóng lại gửi tín hiệu điều khiển bước chân vịt tiến vào Logo A1(20.5). Tín hiệu ra của Logo A1(14.6) sẽ đóng tiếp điểm cấp điện cho van điện từ điều khiển bước chân vịt tiến về phía trước. Quan sát đồng hồ chỉ báo bước chân vịt, khi bước chân vịt đã đạt được giá trị mong muốn thì thả cần gạt mở tiếp điểm ngắt tín hiệu điều khiển dịch bước. Van điện từ mất điện, đóng lại, bước chân vịt được giữ nguyên vị trí đó.
Trang 68
Muốn điều khiển bước chân vịt cho tàu lùi, ta tiến hành kéo cần gạt về phía sau, tiếp điểm 23-24 20EP-S3(29.2) đóng lại gửi tín hiệu điều khiển bước chân vịt cho tàu lùi vào Logo A1(20.6). Tín hiệu ra của Logo A1(14.7) sẽ đóng tiếp điểm cấp điện cho van điện từ điều khiển bước chân vịt di chuyển về vị trí tàu lùi. Quan sát đồng hồ chỉ báo bước chân vịt, khi bước chân vịt đã đạt được giá trị mong muốn thì thả cần gạt mở tiếp điểm ngắt tín hiệu điều khiển dịch bước. Van điện từ mất điện, đóng lại, bước chân vịt được giữ nguyên vị trí đó.
Trong quá trình điều khiển cần chú ý tải của máy chính, khi đèn báo quá tải sáng thì
phải giảm bớt bước chân vịt để giảm bớt tải cho máy chính.
5.5. Nguyên lý mạch đo, hiển thị bước chân vịt và tốc độ máy chính.
5.5.1. Giới thiệu phần tử.
- DWA 70-1(15.2): Cảm biến bước chân vịt.
- U1(15.2): Bộ biến đổi tín hiệu cảm biến bước chân vịt, biến đổi tín hiệu điện trở và điện áp thành tín hiệu điện áp và dòng điện.
- U2(15.5): Bộ cách ly, khuyếch đại tín hiệu cảm biến bước chân vịt. Biến đổi tín hiệu dòng thành tín hiệu áp.
- AL-X(15.4): Hệ thống báo động mạch đo bước chân vịt.
- P1(15.7): Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt trên panel điều khiển tại chỗ.
- P2(16.4): Đồng hồ chỉ báo tốc độ máy chính trên panel điều khiển tại chỗ.
- P1(28.2), P2(28.4) Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt và tốc độ máy chính trên panel điều khiển tại buồng máy.
- P1(37.3), P2(37.4): Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt và tốc độ máy chính trên panel điều khiển tại trung tâm buồng lái.
- P1(39.3), P2(39.4), P1(39.6), P2(39.7): Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt và tốc độ máy chính trên panel điều khiển 2 bên cánh gà buồng lái.
- P1(38.6), P2(38.7): Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt và tốc độ máy chính trên trần lầu lái.
- ME-X15(16.2): Tín hiệu tốc độ máy chính.
5.5.2. Nguyên lý hoạt động.
* Mạch hiển thị bước chân vịt.
Vị trí bước chân vịt được cảm biến bởi khối DWA70-1(15.2) và được biến đổi thành tín hiệu của 2 chiết áp:
- Một tín hiệu chiết áp cho chỉ báo bước.
- Một tín hiệu chiết áp cho điều khiển.
Tín hiệu cho chỉ báo bước được đưa tới bộ biến đổi tín hiệu U1(15.2). Từ đây tín hiệu được đưa qua bộ khuyếch đại U2(15.2) rồi đưa đến hiển thị trên các đồng hồ chỉ báo bước trên các panel. Ngoài ra tín hiệu bước chân vịt còn được đưa tới các khối xử lý và lưu trữ các thông số. Khi có sự cố tín hiệu bước, khối U1(15.2) sẽ gửi tín hiệu tới khối báo động.
* Mạch hiển thị tốc đô máy chính.
Tín hiệu tốc độ máy chính được đưa tới cầu đấu ME-X15(16.2) và từ đây được đưa tới các đồng hồ chỉ báo và các khối xử lý và lưu trữ thông số.
5.6. Nhận xét hệ thống.
Trang 69
*Ưu điểm:
Hệ thống NORISTAR 2000 điều khiển từ xa hệ động lực đẩy tàu kết hợp điều khiển tốc độ diesel lai và bước chân vịt. Là hệ thống điều khiển lập trình tích hợp nhiều hệ thống điều khiển như điều khiển bước chân vịt, điều khiển tốc độ động cơ lai…Các hệ thống có thể hoạt động độc lập với nhau khi cần thiết cũng như trong chế độ điều khiển sự cố.
Hệ thống NORISTAR 2000 có khả năng đáp ứng được các yêu cầu của nhiều loại tàu với các điều kiện vận hành khác nhau. Hệ thống kết hợp được hai kiểu điều khiển tiên tiến là điều khiển dạng điện - thuỷ lực kết hợp với phần mền trong điều khiển. Hệ thống điều khiển tốc độ tàu kết hợp giữa điều khiển bước chân vịt và tốc độ của động cơ lai chân vịt nên dải thay đổi tốc độ của tàu là rất rộng, tính cơ động của tàu rất cao. Kết hợp điều khiển bước chân vịt và tải của động cơ lai nên tránh được tình trạng quá tải cho động cơ lai trong mọi điều kiện khai thác.
* Nhược điểm:
Vận hành hệ thống thông qua các phím mềm chức năng và màn hình điều khiển trên các panel chuẩn với các lệnh điều khiển dễ hiểu. Mặc dù phần mền điều khiển rất thuận tiện trong khai thác nhưng phần mềm của hệ thống lại được giữ bí mật bởi nhà chế tạo nên khi xảy ra sự cố về phần mềm các nhà máy đóng tàu trong nước không thể tự điều chỉnh lại được cũng như không sử dụng được các phần mềm do người Việt Nam thiết kế.
Trang 70
Ngoài ra đây là một hệ thống tiên tiến nên giá thành của hệ thống là cao. Ở Việt Nam hệ thống này mới chỉ được lắp đặt trên các tàu đóng mới theo các đơn đặt hàng của nước ngoài. Hy vọng với su thế phát triển mạnh mẽ của ngành đóng tàu trong nước chúng ta sẽ chế tạo được các hệ thống tương phục vụ cho đội ngũ tàu trong nước và trên thế giới.
Kết luận
Sau thời gian 3 tháng tìm hiểu và nghiên cứu với sự giúp đỡ của các bạn đồng nghiệp và các thầy giáo trong khoa, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Tất Dũng. Đến nay bản đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành, bản đồ án tốt nghiệp của em đã nghiên cứu được các nội dung sau:
- Giới thiệu khái quát về tàu Container 700 TEU.
- Tìm hiểu, nghiên cứu nguyên lý hoạt động của hệ thống trạm phát điện chính, hệ thống truyền động tời-neo, máy lái, hệ thống tự động cân bằng tàu, nồi hơi.
- Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến bước.
Tuy nhiên do trình độ còn có hạn và những hạn chế trong việc cập nhật công nghệ hiện đại nên đề tài của em chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp nhận xét của các thầy cô cũng như các bạn đồng nghiệp để đề tài của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Trang 71
Nguyễn Minh Chung
Tài liệu tham khảo
- Sách “Trạm phát điện tàu thủy” của thầy giáo Ks. Bùi Thanh Sơn.
- Sách “Truyền động điện tàu thủy” của thầy giáo Ks. Lưu Đình Hiếu.
- Tài liệu hãng Noristar (www.norisautomation.com/dl/marine/PR_NORISTAR2000_e.pdf; http://www.norisautomation.com/dl/marine/DB_N2000_01_EN.pdf )
Trang 72
- Tài liệu kĩ thuật, bản vẽ hệ thống tàu Container 700 TEU sưu tầm tại Tổng công ty đóng tàu Nam Triệu.
