Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu 34000 tấn – đi sâu nghiên cứu tính toán công suất trạm phát điện bằng phương pháp bảng tải

Chia sẻ: Hồ Văn Mậu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

171
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp với đề tài "Trang thiết bị điện tàu 34000 tấn – đi sâu nghiên cứu tính toán công suất trạm phát điện bằng phương pháp bảng tải" đã hoàn thành với kết cấu nội dung gồm 2 phần chính: phần 1 trang thiết bị điện tàu 34000 tấn, phần 2 đi sâu nghiên cứu tính toán công suất trạm phát điện bằng phương pháp bảng tải.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu 34000 tấn – đi sâu nghiên cứu tính toán công suất trạm phát điện bằng phương pháp bảng tải

…………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 34000 T – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT ĐIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG TẢI
MỤC LỤC Lời nói đầu ........................................................................................................... 4 Giới thiệu chung về tàu 34000T ............................................................................ 5 PHẦN I : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 34000T ............................................... 6 CHƯƠNG 1 : CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỂN HÌNH .............. 6 1.1. Hệ thống bơm ballast ..................................................................................... 6 1.1.1. Nhiệm vụ .................................................................................................... 6 1.1.2. Giới thiệu phần tử ....................................................................................... 6 1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống .............................................................. 6 1.1.4. Nhận xét, đánh giá ..................................................................................... 8 1.2. Hệ thống quạt gió buồng máy ........................................................................ 8 1.2.1. Nhiệm vụ .................................................................................................... 8 1.2.2. Giới thiệu phần tử ....................................................................................... 8 1.2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................... 9 1.2.4. Các bảo vệ .................................................................................................. 10 1.2.5. Nhận xét, đánh giá ...................................................................................... 10 1.3. Hệ thống neo .................................................................................................. 10 1.3.1. Yêu cầu, nhiệm vụ ...................................................................................... 10 1.3.2. Giới thiệu phần tử ....................................................................................... 11 1.3.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................... 11 1.3.4. Mạch sấy..................................................................................................... 12 1.3.5. Các bảo vệ cho hệ thống ............................................................................. 12 1.3.6. Nhận xét, đánh giá ...................................................................................... 13 CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG LÁI TÀU 34000T...................................................... 13 2.1. Chức năng,đặc điểm, yêu cầu của hệ thống lái ............................................... 13 2.1.1. Chức năng của hệ thống lái ......................................................................... 13 2.1.2. Đặc điểm của hệ thống lái ........................................................................... 13 2.1.3. Yêu cầu của hệ thống lái ............................................................................. 13 2.2. Các chế độ của hệ thống lái ............................................................................ 14 2.2.1. Chế độ lái đơn giản ..................................................................................... 14 2.2.2. Chế độ lái lặp .............................................................................................. 14 2.2.3. Chế độ lái tự động ....................................................................................... 14 2.3. Hệ thống lái tự động tàu 34000T .................................................................... 14 2.4. Hệ thống điều khiển máy lái điện-thủy lực ..................................................... 18 2.4.1. Mạch thủy lực ............................................................................................. 18 2.4.2. Mạch điều khiển động cơ lai bơm thủy lực.................................................. 19 2.5. Nhận xét, đánh giá ......................................................................................... 21 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG NỒI HƠI TÀU 34000T ............................................. 22 3.1. Định nghĩa, chức năng, yêu cầu của hệ thống nồi hơi ..................................... 22 1
3.1.1. Định nghĩa .................................................................................................. 22 3.1.2. Chức năng của nồi hơi ................................................................................ 22 3.1.3. Yêu cầu đối với nồi hơi tàu thủy ................................................................. 22 3.2. Giới thiệu phần tử, nguyên lý hoạt động của hệ thống nồi hơi tàu 34000T ..... 23 3.2.1. Giới thiệu phần tử ....................................................................................... 23 3.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nồi hơi tàu 34000T................................ 26 3.3. Các bảo vệ của hệ thống nồi hơi tàu 34000T .................................................. 29 3.4. Nhận xét, đánh giá ......................................................................................... 30 PHẦN II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT ĐIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG TẢI ................................................................... 31 CHƯƠNG 4: TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 34000T .................................... 31 4.1. Khái niệm, phân loại trạm phát điện tàu thủy ................................................. 31 4.1.1. Khái niệm ................................................................................................... 31 4.1.2. Phân loại ..................................................................................................... 31 4.2. Các thông số của máy phát điện tàu 34000T .................................................. 32 4.3. Các phương pháp phân phối điện năng ........................................................... 32 4.4. Bảng điện chính tàu 34000T .......................................................................... 34 4.4.1. Cấu tạo của bảng điện chính tàu 34000T ..................................................... 34 4.4.2. Mạch nguồn điều khiển panel máy phát 1 ................................................... 41 4.4.3. Mạch điều khiển aptomat của máy phát số 1 ............................................... 42 4.4.4. Mạch đo của máy phát số 1 ......................................................................... 44 4.5. Ổn định điện áp cho các máy phát điện tàu 34000T ....................................... 45 4.5.1. Khái niệm chung ......................................................................................... 45 4.5.2. Các nguyên lý xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp ............................... 47 4.5.3. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu 34000T ........................................ 48 4.6. Công tác song song và phân bố tải của các máy phát đồng bộ tàu 34000T ..... 53 4.6.1. Hòa đồng bộ giữa các máy phát .................................................................. 53 4.6.2. Phân chia tải vô công giữa các máy phát khi công tác song song ................. 60 4.6.3. Phân bố tải tác dụng cho các máy phát công tác song song.......................... 64 4.7. Bảo vệ cho trạm phát tàu 34000T................................................................... 67 4.7.1. Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát tàu 34000T .............................................. 67 4.7.2. Bảo vệ quá tải cho máy phát tàu 34000T ..................................................... 67 4.7.3. Bảo vệ công suất ngược cho máy phát tàu 34000T ...................................... 68 4.7.4. Bảo vệ tần số thấp cho máy phát tàu 34000T............................................... 68 4.7.5. Bảo vệ điện áp thấp cho máy phát tàu 34000T ............................................ 68 4.8. Nhận xét và đánh giá...................................................................................... 68 4.8.1. Ưu điểm ...................................................................................................... 68 4.8.2. Nhược điểm ................................................................................................ 69 CHƯƠNG 5: TRẠM PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ TÀU 34000T ..................................... 69 2
5.1. Giới thiệu máy phát sự cố tàu 34000T............................................................ 69 5.2. Bảng điện sự cố ............................................................................................. 69 5.2.1. Cấu tạo của bảng điện sự cố ........................................................................ 69 5.2.2. Giới thiệu các phần tử trên bảng điện sự cố ................................................. 70 5.2.3. Nguyên lý của bảng điện sự cố .................................................................... 72 5.3. Các bảo vệ ..................................................................................................... 77 5.3.1. Bảo vệ quá tải ............................................................................................. 77 5.3.2. Bảo vệ ngắn mạch ....................................................................................... 77 5.3.3. Bảo vệ thấp áp ............................................................................................ 77 5.4. Nhận xét, đánh giá ......................................................................................... 77 CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG TẢI ........................................................................................................... 78 6.1. Các phương pháp tính toán công suất và chọn số lượng máy phát .................. 78 6.1.1. Phương pháp bảng tải.................................................................................. 78 6.1.2. Phương pháp phân tích ................................................................................ 81 6.1.3. Phương pháp thống kê................................................................................. 82 6.2. Tính toán công suất trạm phát tàu 34000T bằng phương pháp bảng tải .......... 83 6.2.1. Cách lập bảng tải......................................................................................... 83 6.2.2. Kết luận tính chọn ....................................................................................... 84 Kết luận ................................................................................................................ 85 Tài liệu tham khảo ................................................................................................ 86 Phụ lục: Bảng tải tàu 34000T 3
LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một đất nước nằm ven biển và có đường bờ biển khoảng 3260 km. Từ xưa con người đã biết sử dụng đường biển để vận chuyển hàng hoá. Với chiến lược phát triển kinh biển đã được quốc hội đề ra, ngày nay ngành hàng hải đang phát triển một cách mạnh mẽ và vận tải đường biển đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong việc vận chuyển hàng hoá trong nước cũng như ra nước ngoài. Là một sinh viên hàng hải, sau gần 5 năm học tập và rèn luyện tại trường đại học Hàng Hải Việt Nam, dưới sự quan tâm dạy dỗ và nhiệt tình truyền đạt kiến thức chuyên ngành điện tàu thuỷ của các thầy cô giáo trong khoa điện, em cũng đã phần nào nắm được những kiến thức cơ bản của nghành điện nói chung và ngành điện tàu thuỷ nói riêng. Sau thời gian hơn hai tháng thực tập tốt nghiệp, em đã tìm hiểu những kiến thức thực tế để bổ sung cho bản thân và cũng đã thu thập được một số tài liệu để phục vụ cho việc làm đồ án tốt nghiệp. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em đã được giao đề tài làm đồ án tốt nghiệp: “Trang thiết bị điện tàu 34000T. Đi sâu nghiên cứu tính toán công suất trạm phát điện bằng phương pháp bảng tải.” Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo trong khoa, đặc biệt là thầy giáo Th.s: Phan Đăng Đào nên sau thời gian ba tháng em đã hoàn thành xong nội dung đề tài tốt nghiệp đã được giao. Tuy nhiên, do trình độ và kiến thức của bản thân còn hạn chế nên chắc chắn đồ án của em không thể tránh khỏi còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy hướng dẫn cùng các thầy cô giáo trong khoa để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là thầy giáo Th.s Phan Đăng Đào đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng 02 năm 2010 Sinh viên thực hiện Phạm Văn Đại 4
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 34000T Tàu 34000T được đóng bởi nhà máy đóng tàu phà rừng. Tàu được dẫn động bằng động cơ Diesel lai 1 chân vịt. Tàu chở hàng khô, chuyên chở các loại hàng như than, ngũ cốc, alumin, khoáng chất boxit, cát, phân đạm, thép cuộn, sắt vụn…và các loại hàng hóa khác. *Giới thiệu về các thông số kỹ thuật cơ bản của tàu 34000T  Kích thước chính của tàu: -Chiều dài toàn bộ: 180.00 m. -Chiều rộng: 30.00 m. -Chiều cao mạn/ chiều sâu: 14.70 m. -Mớn nước: 9.75 . -Tải trọng thiết kế: 34.000T.  Dung tích: -Tổng dung tích: 45.500m3. -Két dầu nhiên liệu (F.O): 1.700m3. -Két D.O: 200 m3. -Két nước Ballast 1: 15.000m3. -Két nước ballast 2: 24.400m3.  Tốc độ : -Tốc độ: 14.0 hải lý.  Máy chính: -Loại: Diesel SULZER 6RTA48T-B. -Công suất tối đa: 7.600KW/110RPM.  Trạm phát điện chính tàu 34000T: -Số lượng: 3 máy. -Công suất Diesel lai: 600KW/900rpm. -Model: FE547A-8 . -Công suất biểu kiến: 750KVA. -Tốc độ: 900 vòng/phút. -Tần số: 60Hz. -Điện áp định mức: 450V. -Dòng điện định mức : 962A. -Hệ số công suất cosđm: 0,8.  Máy phát điện sự cố tàu 34000T: Diesel lai: 100KW/1800rpm. Công suất biểu kiến: 125KVA. Điện áp: 450V. Tấn số: 60Hz. Dòng điện: 272A. Hệ số công suất cosđm: 0,8. 5
PHẦN I : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 34000T CHƯƠNG 1 : CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỂN HÌNH 1.1. Hệ thống bơm ballast 1.1.1. Nhiệm vụ Nâng cao tính ổn định cho con tàu đảm bảo cho con tàu luôn cân bằng (không bị lệch ,bị nghiêng), còn được dùng khi tàu trở hàng không đều, hoặc khi không trở hàng, có ngoại lực tác dụng lên tàu sóng gió…. 1.1.2. Giới thiệu phần tử - QF: aptomat chính khống chế cấp nguồn cho động cơ lai bơm và mạch điều khiển. - KM1, KM2, KM3: các contactor điều khiển khởi động đổi nối Y/  . - TA : biến dòng. - FT : rơ le nhiệt bảo vệ cho động cơ lai bơm. - TC : biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển. - A : đồng hồ ampe kế để đo dòng điện chạy qua động cơ lai bơm. - K1, K2, K3, K4, K5: các rơle trung gian. - SA1 : công tắc lựa chọn vị trí điều khiển. - SB1 : nút ấn khởi động bơm Balast tại bảng điện chính. - SB2 : nút ấn dừng bơm Balast tại bảng điện chính. - PMS: khối kiểm tra nguồn. - FU1, FU2, FU3: các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển. - FU4: cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch sấy. - HL1 : đèn báo bơm đang hoạt động. - HL2 : đèn báo nguồn. - HL3 : đèn báo bơm bị quá tải. - HL4 : đèn báo cho phép khởi động - R : điện trở sấy. - SA2: công tắc khống chế nguồn cho điện trở sấy. - HR: đồng hồ đếm thời gian hoạt động của bơm. 1.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống Đóng aptomat chính QF vào sẵn sàng cấp nguồn cho bơm hoạt động và cấp nguồn cho mạch điều khiển làm cho đèn báo nguồn HL2 sáng. Bơm Balast có 3 vị trí điều khiển: tại bơm, tại bảng điện chính, từ xa tại máy tính. a/Chế độ điều khiển tại chỗ (Local) * Khởi động bơm BALLAST : - Đưa công tắc lựa chọn chế độ điều khiển SA1 sang vị trí điều khiển tại chỗ (Local) làm cho tiếp điểm 1-13/SA1/307 đóng vào.Tiếp điểm 2-16 , 2-19/SA1/307 mở, khóa chế độ điều khiển từ xa. 6
- Ấn nút khởi động SB1 làm cho rơle trung gian K4 có điện đóng tiếp điểm 6- 10/K4/307 cấp điện cho rơle K1.Tiếp điểm tự nuôi 6-10/K1 /307 đóng lại.Tiếp điểm 7- 11/K1/308 đóng lại sẵn sàng cấp điện cho khởi động động cơ. - Tiếp điểm 8-12/K1/307 đóng lại, đưa tín hiệu tới khối kiểm tra điều kiện khởi động. Nếu được phép khởi động tiếp điểm 27-28/PMS đóng lại cấp điện cho rơle K2. - Tiếp điểm 7-11/K2/308 đóng lại cấp điện cho KM3 đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực chờ sẵn cấp nguồn cho động cơ, đóng tiếp điểm 13-14/KM3/308 cấp điện cho KM1, mở tiếp điểm 21-22/KM3 đảm bảo KM2 không có điện. - KM1 có điện đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực. Động cơ có điện khởi động ở chế độ Y. Tiếp điểm 153-154/KM1/307 đóng lại báo đến PMS động cơ đang hoạt động ở chế độ Y. Tiếp điểm tự nuôi 163-164/KM1/308 đóng lại, động cơ khởi động sau một thời gian. Sau đó một thời gian, tiếp điểm thường mở đóng chậm 67-68/KM1 đóng lại cấp điện cho KM2, mở tiếp điểm 55-56/KM1/308 ngắt điện vào KM3, các tiếp điểm ở mạch động lực chuyển từ Y sang  và động cơ hoạt động ổn định lâu dài ở chế độ này. Tiếp điểm 53-54/KM2/308 đóng lại cấp điện duy trì cho mạch hoạt động của động cơ, tiếp điểm 61-62/KM2/308 mở ra ngắt điện vào KM3 đảm bảo khóa không cho động cơ hoạt động ở chế độ Y. - Tiếp điểm 71-72/KM2/309 mở ra ngắt điện vào mạch sấy, tiếp điểm 83- 84/KM2/309 đóng lại cấp điện cho đồng hồ đếm thời gian hoạt động, tiếp điểm 61- 62/KM2/307 mở ra ngắt tín hiệu vào PMS và ngắt điện vào rơle K2. * Dừng bơm BALLAST : - Khi bơm đang hoạt động để dừng bơm ta ấn nút dừng SB2 làm cho rơle trung gian K5 có điện, mở tiếp điểm 2-10/K5/307 làm K1 mất điện, tiếp điểm 7-11/K1/308 mở ra, ngắt nguồn vào cuộn hút của các contactor chính, làm mở tiếp điểm của chúng ở mạch động lực, ngắt nguồn cấp vào động cơ lai bơm. b/Chế độ điều khiển từ xa (Remote) * Khởi động bơm BALLAST : - Ta bật công tắc lựa chọn chế độ điều khiển SA1 sang vị trí REMOTE làm cho tiếp điểm 1-13/SA1/307 mở ra, tiếp điểm 2-16, 2-19/SA1/307 đóng vào đưa tín hiệu khởi động từ xa tới máy tính và sẵn sàng cho chế độ điều khiển từ xa. - Khi có tín hiệu từ máy tính phát lệnh khởi động bơm BALLAST thì làm cho tiếp điểm điều khiển từ máy tính ở 15-16/PMS/307 đóng vào cấp điện cho rơle trung gian K1, quá trình tiếp theo xảy ra tương tự như trong trường hợp điều khiển bằng tay. * Dừng bơm BALLAST : - Khi bơm đang hoạt động thì để điều khiển dừng bơm ở chế độ điều khiển từ xa, tín hiệu từ máy tính sẽ điều khiển làm đóng tiếp điểm 17-18/308 vào làm cho rơle trung gian K5 có điện. Quá trình tiếp theo xảy ra như trong chế độ điều khiển bằng tay. c/Hoạt động của mạch sấy 7
Bật công tắc SA2 sang vị trí ON. Nếu bơm đang không hoạt động(KM2 không có điện) thì điện trở sấy sẽ được đưa vào hoạt động. Khi bơm đang hoạt động thì nguồn cấp cho điện trở sấy sẽ bị khóa(nhờ tiếp điểm phụ thường đóng của KM2). Nếu SA2 luôn ở vị trí ON thì điện trở sấy sẽ tự động được cấp nguồn ngay khi dừng bơm. d/Các mạch báo động và bảo vệ cho hệ thống - Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực của động cơ lai bơm bằng aptomat chính QF. - Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển, mạch đèn và mạch sấy bằng các cầu chì FU1, FU2, FU3,FU4. - Mạch bảo vệ qúa tải cho động cơ lai bơm được thực hiện bởi rơle nhiệt FT. Khi động cơ lai bơm bị quá tải thì rơle nhiệt FT sẽ hoạt động. Tiếp điểm 95-96/FT/307 mở ra làm cho rơle trung gian K1 mất điện, động cơ lai bơm sẽ ngừng hoạt động giống như khi ta ấn nút dừng STOP. Tiếp điểm 97-98/307 sẽ đóng vào cấp điện cho rơle trung gian K3. - Tiếp điểm 6-10/K3/307 đóng lại ,đưa tín hiệu lên khối PMS báo bơm bị quá tải. - Tiếp điểm 7-11/K3/309 đóng lại, đèn HL3 sáng báo bơm đang bị quá tải. - Tiếp điểm 8-12/K3/309 đóng lại đưa tín hiệu đến mạch báo động. 1.1.4. Nhận xét, đánh giá - Đáp ứng tốt yêu cầu về khởi động. - Sơ đồ mạch thiết kế dễ hiểu, gọn nhẹ. 1.2. Hệ thống quạt gió buồng máy 1.2.1. Nhiệm vụ - Dùng để thông gió vào ra trong buồng máy. 1.2.2. Giới thiệu phần tử - QF : aptomat chính cấp nguồn cho hệ thống. - TA : biến dòng cấp nguồn cho Ampe kế PA1 đo dòng điện chạy qua động cơ. - TC : biến áp 440V/220V cấp nguồn cho mạch điều khiển. - KM1,KM2,KM4,KM5 : các contactor chính. - KT1,KT2,KT3 : các rơ le thời gian. - K1÷K6, K11÷K15 : các rơ le trung gian. - SB1,SB3 : các nút ấn khởi động động cơ theo chiều ngược. - PB1÷7 : các tiếp điểm được điều khiển ở nơi khác. - SA1 : công tắc chọn chế độ điều khiển tại chỗ hay từ xa. - PMS : bộ quản lý nguồn kết nối với máy tính. - SB4,SB5 : nút ấn khởi động động cơ theo chiều thuận. - SB2 : nút ấn dừng động cơ. - XR 21-22 : tiếp điểm dùng để dừng bơm được điều khiển từ máy tính. - HL1 : đèn báo nguồn. - HL3, HL4 : đèn báo động cơ đang chạy theo chiều thuận ở tốc độ thấp , cao. 8
- HL5, HL6 : đèn báo động cơ đang chạy theo chiều ngược ở tốc độ thấp, cao. - HR : đồng hồ đếm thời gian hoạt động của quạt. - HL2 : đèn báo động cơ bị quá tải. - FT1, FT2: rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ, cho hai cuộn dây tốc độ cao, thấp. 1.2.3. Nguyên lý hoạt động Động cơ hai cấp tốc độ , và có đảo chiều được. Hệ thống có hai chế độ điều khiển bằng tay hoặc từ xa. Hệ thống có ba vị trí điều khiển: tại bảng điện chính, tại bơm, điều khiển từ xa tại máy tính. Động cơ có thể khởi động theo hai chiều thuận ngược, và ở các tốc độ thấp, cao. a/Chế độ điều khiển tại chỗ ( Local) Công tắc SA1 để ở vị trí local * Giả sử muốn khởi động quạt gió ở tốc độ cao, và theo chiều thuận (FWD) -Đóng aptomat chính cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống. Khi đó đèn HL1 sáng báo có nguồn. -Để công tắc chọn chế độ SA1 ở vị trí Local. Ấn nút khởi động SB5. Rơle trung gian K3 có điện, đóng tiếp điểm 6-10/K3/292_1 cấp điện cho rơ le trung gian K11. -Tiếp điểm 8-12/K11/291_1 đóng lại, sẵn sàng cấp điện cho KM1. -Tiếp điểm tự nuôi 6-10/K11/292_1 đóng lại cấp điện cho K11. Tiếp điểm 7- 11/K11/292_1 đóng lại cấp nguồn cho role thời gian KT3 hoạt động.Sau thời gian trễ là 10s thì đóng tiếp điểm 5-9/KT3/292_1 cấp điện cho KM1. KM1 có điện đóng tiếp điểm chính của nó ở mạch động lực, làm động cơ được khởi động trực tiếp ở tốc độ cao theo chiều thuận. -Tiếp điểm 1-9/K11/292_1 mở ra, đảm bảo K12 không có điện, không cho động cơ khởi động theo chiều thuận ở tốc độ thấp. -Tiếp điểm 63-64/KM1/293 đóng lại, đèn HL4 sáng báo động cơ đang hoạt động ở tốc độ cao theo chiều thuận, tiếp điểm 53-54/KM1/292 đóng lại cấp điện cho rơle thời gian KT1. KT1 mở các tiếp điểm thường đóng đóng chậm 15-16, 25-26/KT1/292_1 ngắt điện các rơle K14, K15 làm cho không thể khởi động cơ theo chiều ngược. -Tiếp điểm 83-84/KM1/293 đóng lại cấp điện cho đồng hồ đếm thời gian HR hoạt động. * Dừng động cơ - Khi quạt đang chạy muốn dừng lại chỉ việc ấn nút SB2/293. Lúc này rơle K4 có điện mở tất cả các tiếp điểm 1-9,2-10,3-11,4-12/K4/292_1 làm ngắt điện của các rơle trung gian K11÷K15, dẫn đến các contactor chính KM1÷KM5 mất điện, mở tiếp điểm của nó ở mạch động lực. Quạt được dừng lại. * Khởi động cơ ở tốc độ khác, theo chiều ngược lại tương tự. * Động cơ đang chạy ở tốc độ cao theo chiều thuận, mà muốn cho động cơ chuyển sang tốc độ thấp hơn theo chiều thuận. 9
- Ấn nút SB2 dừng động cơ. Ta ấn khởi động theo chiều thuận ở tốc độ thấp luôn hoặc chờ động cơ dừng lại mới ấn khởi động. * Động cơ đang chạy ở tốc độ cao theo chiều thuận, muốn động cơ chạy ở tốc độ thấp hoặc cao theo chiều ngược. - Ấn nút SB2 dừng động cơ. Tiếp điểm chính của công tắc tơ KM1 mở ra động cơ dừng lại, đồng thời mở tiếp điểm 53-54/KM1/292 làm cho rơle thời gian KT1 mất điện. Các tiếp điểm thường đóng đóng chậm 15-16,25-26/KT1/292_1 sau một thời gian trễ mới đóng lại, lúc đó ấn khởi động động cơ theo chiều ngược lại mới được. Do động cơ đang chạy theo chiều thuận ở tốc độ cao, quán tính lớn, nếu vừa ấn dừng động cơ mà ấn khởi động theo chiều ngược lại ngay thì sẽ làm cho quá tải động cơ, hoặc gây ra xung lực lớn hỏng các chi tiết cơ khí. - Các trường hợp còn lại cũng tương tự như vậy. b/Chế độ điều khiển từ xa (Remote) - Bật công tắc điều khiển SA1 về vị trí REMOTE. Các tiếp điểm 1-7/292_1 mở ra làm cho mạch điều khiển tại chỗ không có điện. Tiếp điểm 2-18, 2-19/292_1 đóng lại cấp tín hiệu vào khối PMS, để khởi động, dừng, đảo chiều, từ xa động cơ từ máy tính. 1.2.4. Các bảo vệ - Bảo vệ ngắn mạch mạch động lực bằng aptomat chính. - Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơle nhiệt FT1, FT2. Khi xảy ra quá tải tiếp điểm 95-96/FT/292_1 mở ra, ngắt nguồn mạch điều khiển để dừng động cơ lại.Tiếp điểm 97- 98/FT/292_1 đóng lại, cấp nguồn cho rơle trung gian K1. - Tiếp điểm 6-10/K1/292_1 đóng lại đưa tín hiệu báo quá tải đến máy tính. - Tiếp điểm 7-11/K1/293 đóng lại làm đèn HL2 sáng báo động cơ bị quá tải. - Tiếp điểm 8-12/K1/293 đóng, đưa tín hiệu báo quá tải đến mạch báo động. - Bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển bằng các cầu chì FU1, FU2, FU3. 1.2.5. Nhận xét, đánh giá - Đáp ứng được tốt các điều kiện khi khởi động. - Sơ đồ mạch thiết kế dễ hiểu, gọn nhẹ. - Hệ thống quạt gió buồng máy được thiết kế có hai cấp tốc độ, đảo chiều được, có thể đưa gió vào ra một cách linh hoạt. 1.3. Hệ thống neo 1.3.1. Yêu cầu, nhiệm vụ a/Yêu cầu - Luôn sẵn sàng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết. - Thời gian thu một neo từ độ sâu quy định đến toàn bộ chiều dài xích neo  30 phút, tốc độ thu neo trung bình 10m/phút. - Động cơ điện có khả năng chịu quá tải cao, công tác được với chế độ n=0 trong 30s tính từ nhiệt độ phát nóng định mức. - Có momen khởi động  2Mđm . 10
- Trạm điều khiển phải kín nước, có đồng hồ A kiểm tra dòng qua động cơ. - Tốc độ thu thả dây cáp buộc tàu đạt 25m/phút. - Có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao. b/Nhiêm vụ - Cố định chặt tàu trên bãi thả neo và vùng nước cho phép . - Thu thả dây cáp buộc tàu, (cột tàu). - Hỗ trợ quá trình điều động. - Thả neo an toàn trong các trường hợp sự cố. 1.3.2. Giới thiệu phần tử - 1Q1,2Q1 : aptomat cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống. - 1T2 ,2T2 : biến dòng lấy tín hiệu dòng cấp cho ampe kế A. - 1F2,2F2 : aptomat cắt chọn lọc cấp nguồn cho mạch điều khiển. - 1H1,2H1 : đèn báo nguồn. - 1K1,1K2,1K3,2K1,2K2,2K3 : các contactor chính. - h : đồng hồ đo thời gian hoạt động của hệ thống. - 1K4,2K4 : rơle thời gian. - S11,S12 : các nút ấn khởi động,dừng. - 1K5,2K5,K0: các rơle trung gian. - PUM1, PUM2 : các động cơ điện lai bơm thủy lực. - AUX.PUM : động cơ điện lai bơm phụ. - 5F1 : aptomat cấp nguồn cho bơm phụ. - 5K1 : contactor chính. - S15 : các nút ấn khởi động, dừng bơm phụ. - S10 : công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy. - E,E1,E2,E3 : các điện trở sấy. - H10 : đèn báo điện trở sấy đang hoạt động. - A1,A2: các modul của PLC. - K21, K27: các rơle trung gian. - S2 : nút ấn reset hệ thống và thử đèn. - H11,H12,H15 : các đèn báo bơm 1, 2 và bơm phụ đang chạy. - H2 : đèn báo mạch thủy lực bị sự cố - KS1 : cảm biến mức dầu trong két thấp. - KS7,KS17 : các cảm biến nhiệt độ dầu. - KY1,KY2 : các van điện từ. 1.3.3. Nguyên lý hoạt động Hệ thống gồm hai bơm giống nhau có thể luân phiên làm việc. Muốn sử dụng bơm nào ta đóng các aptomat cấp nguồn cho bơm ấy. Giả sử cho bơm số 1 hoạt động : - Đóng aptomat 1Q1 cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống, đồng thời chờ sẵn cấp nguồn cho động cơ lai bơm phụ. 11
- Đóng aptomat 1F2 cấp nguồn cho mạch điều khiển. Khi đó đèn 1H1 sẽ sáng báo có nguồn. Rơle 1K5 có điện mở tiếp điểm 21-22/1K5/02 không cấp điện cho rơle 2K5, rơle 2K5 không có điện sẽ mở các tiếp điểm của nó là 13-14, 33-34/2K5/02 nguồn cấp cho mạch điều khiển của bơm phụ sẽ được lấy thông qua mạch điều khiển của bơm số 1 nhờ các tiếp điểm 13-14,33-34/1K5/01 đóng lại. - Đóng aptomat 5F1 chờ sẵn cấp nguồn cho bơm phụ hoạt động. - Khi các điều kiện như : mức dầu trong két không quá thấp, nhiệt độ dầu không quá cao,quá thấp thì PLC mới cho phép khởi động hệ thống. - Ấn nút S15 làm rơle trung gian 5K1 có điện đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực cấp nguồn cho bơm phụ hoạt động. Khi đó: + Tiếp điểm 13-14/5K1/03 đóng vào để duy trì cho 5K1. +Tiếp điểm 21-22/5K1/03 mở ra, ngắt nguồn vào điện trở sấy các bơm. Lúc này chỉ còn điện trở sấy dầu thủy lực hoạt động. + Tiếp điểm 53-54/5K1/04 đóng lại làm các đèn H15 sáng, báo bơm phụ đang hoạt động. - Ấn nút S11 để khởi động bơm số 1 làm 1K2 có điện. - Tiếp điểm 13-14/1K2/01 đóng lại làm 1K1 có điện. Động cơ lai bơm được cấp nguồn để khởi động ở chế độ nối sao. Đồng thời rơle thời gian 1K4 cũng được cấp nguồn, sau thời gian trễ đặt trước nó đóng tiếp điểm 15-18 làm 1K3 được cấp nguồn,1K2 bị ngắt. Động cơ được chuyển sang làm việc ổn định ở chế độ nối tam giác. Đồng hồ cũng được cấp nguồn bắt đầu đếm thời gian hoạt động của bơm. - Tiếp điểm 13-14/1K3/01 đóng lại cấp điện cho van điện từ KY1, làm nó thay đổi trạng thái thông các cửa van cho dầu thủy lực chạy tuần hoàn. - Tiếp điểm 43-44/1K3/04 đóng làm đèn H11 sáng báo bơm số 1 đang hoạt động. 1.3.4. Mạch sấy - Nếu contac cấp nguồn cho mạch sấy đóng lại thì mạch sấy sẽ tự động được cấp nguồn ngay sau khi bơm dừng hoạt động. - Khi một trong hai bơm hoạt động thì mạch sấy các động cơ sẽ bị ngắt ra,chỉ còn điện trở sấy dầu là hoạt động. 1.3.5. Các bảo vệ cho hệ thống - Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng các rơle nhiệt 1F1. Khi xảy ra quá tải tiếp điểm 95-96/1F1/01 mở ra, ngắt nguồn toàn bộ mạch điều khiển làm dừng động cơ lại. - Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển bằng aptomat cắt chọn lọc 1F2.Nếu xảy ra ngắn mạch nhỏ thì mạch điều khiển sẽ được ngắt nguồn sau thời gian trễ. Nếu xảy ra ngắn mạch lớn thì mạch điều khiển sẽ được ngắt ra ngay lập tức. - Ngoài ra khi các điều kiện như mức dầu trong két, nhiệt độ dầu, áp lực dầu không đảm bảo thì PLC cũng sẽ không cho phép khởi động hoặc sẽ tự động dừng bơm nếu bơm đang hoạt động. 12
1.3.6. Nhận xét, đánh giá - Hệ thống điều khiển được thiết kế gọn nhẹ, thực hiện tốt các chức năng của hệ thống neo. - Đáp ứng tốt các yêu cầu về khởi động. CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG LÁI TÀU 34000T 2.1. Chức năng,đặc điểm, yêu cầu của hệ thống lái 2.1.1. Chức năng của hệ thống lái Trên tàu thuỷ hệ thống lái là một hệ thống đặc biệt quan trọng. Nó đảm nhiệm chức năng ổn định con tàu theo hướng đi cho trước, nhanh chóng thay đổi hướng đi của tàu theo hướng đi đã đặt, điều động tàu khi ra vào cảng, luồng lạch,… 2.1.2. Đặc điểm của hệ thống lái - Đối tượng điều khiển của hệ thống là con tàu. Nó là đối tượng động chịu ảnh hưởng của tác động bên ngoài như là sóng gió, dòng chảy… và có quán tính rất lớn. - Hệ thống điều khiển chịu tác động rất nhiều của môi trường bên ngoài. Ví dụ : Nhiệt độ, độ ẩm, sự rung lắc,… - Khi hệ thống hoạt động có nhiều chế độ phức tạp. Đặc biệt có 2 chế độ cơ bản: + Chế độ hành trình trên biển : Số lần làm việc ít nhưng góc quay bánh lái (Góc lái) lớn có thể từ (10 ÷ 350) (Chế độ giữ tàu theo hướng cố định). + Chế độ điều động : Đi trong luồng hẹp, số lần bẻ lái lớn 120 ÷ 200 lần/ 1h, Góc bẻ lái nhỏ từ 0 ÷ 100. 2.1.3. Yêu cầu của hệ thống lái - Hệ thống lái tự động cần phải đảm bảo các chức năng sau: +Ổn định hướng đi (lái tự động). +Thay đổi hướng đi. +Lái lặp. +Lái đơn giản (lái từ xa). - Trong chế độ lái tự động cần đảm bảo ổn định con tàu trên hướng đi định trước với độ chính xác cao (thường là + 0,20 với tốc độ tàu > 6 hải lý). - Độ dao động trung bình của con tàu với toàn tải ở chế độ tự động và tốc độ 6 hải lý/ giờ tuỳ thuộc trạng thái mặt biển không vượt quá giá trị định trước. Thực tế từ + 0,5 ÷ + 1 ở sóng không quá cấp 3 với tốc độ tàu lớn hơn 6 hải lý/h và + 2 ÷ + 3 ở sóng từ cấp 3 ÷ 5 với tốc độ tàu lớn hơn 6 hải lý. Độ nhạy của hệ thống có thể điều chỉnh giảm bớt. - Thay đổi hướng đi của tàu ở chế độ tự động bằng cách thay đổi hướng đặt trong khoảng + 1 ÷ + 35. - Hệ thống có khả năng cho phép chỉnh định các thông số khi tải trọng tàu và thời tiết thay đổi để đảm bảo chất lượng của hệ thống. - Hệ thống phải đảm bảo thuận lợi khi khai thác, bảo dưỡng, sửa chữa. 13
- Hệ thống cần có các báo động và bảo vệ sau: +Báo mất nguồn. +Báo động quá tải. +Báo động lệch hướng đi quá mức cho phép . +Bảo vệ ngắn mạch. - Hệ thống bảo đảm hoàn thành mọi chức năng đã quy định khi con tàu lắc ngang 22,5 , chu kỳ dao động 8 - 12s, dao động dọc 100, chu kỳ 6 - 10s, chịu rung tần số 5 - 0 30Hz với biên độ 0,3 - 3,5 mm. Hệ thống đảm bảo độ chính xác khi nhiệt độ môi trường thay đổi từ - 50 0 ÷ + 500, độ ẩm tương đối 75 - 98%. 2.2. Các chế độ của hệ thống lái 2.2.1. Chế độ lái đơn giản Ở chế độ lái đơn giản, vị trí bánh lái không phụ thuộc vào vị trí tay điều khiển. Khi tay điều khiển chưa ở vị trí “0”, bánh lái còn quay. Bánh lái chỉ dừng quay khi tay điều khiển ở vị trí “0”. Vị trí bánh lái được chỉ thị qua thiết bị chỉ báo góc lái. 2.2.2. Chế độ lái lặp Chế độ lái lặp là chế độ lái trong đó vị trí bánh lái luôn trùng lặp với vị trí tay điều khiển. Khi quay vô lăng 1 góc bao nhiêu độ thì bánh lái thì bánh lái quay đi 1 góc như thế và dừng lại tại đó. Ở chế độ này, thiết bị chỉ báo góc lái giúp người điều khiển kiểm tra được vị trí thực của bánh lái với góc lệch lái. 2.2.3. Chế độ lái tự động Là chế độ lái mà hệ thống có khả năng tự động giữ cho con tàu đi theo 1 hướng cho trước, không cần có sự tác động của con người. Chế độ lái này sử dụng khi tàu hành trình trên biển. 2.3. Hệ thống lái tự động tàu 34000T a/Giới thiệu phần tử. * Các phần tử trên buồng lái (Wheel House): - CONTROL STAND: trụ lái. - AUTO STEERING UNIT: khối lái tự động. - HAND STEERING: tay lái lặp. - NON FOLLOW UP STEERING : tay lái đơn giản. - CPU: khối xử lý trung tâm. - Helm Transmitter : bộ phát tín hiệu góc bẻ lái của chế độ lái lặp. - Mode Switch: công tắc chuyển chế độ lái. - System Switch: công tắc chuyển từ chế độ lái đơn giản (NFU) sang chế độ lái lặp (FU). - Auto Terminal Board: trạm chứa các phần tử thực hiện chế độ lái tự động. - Manual Terminal Board: trạm chứa các phần tử thực hiện chế độ lái bằng tay. - Power suply: nguồn cấp. - V/I: bộ chuyển đổi tín hiệu điện áp sang dòng điện. * Các phần tử ở buồng máy lái (Steering Gear Room): 14
- Control & Power Box: hộp chứa nguồn cấp và các phần tử thực hiện. - Servo Control Board: panel thiết bị điều khiển phụ trợ. - Relay: rơle khống chế. -Tr : biến áp cấp nguồn cho hệ thống lấy nguồn từ mạng điện tàu. - NFB: aptomat chính. - Starter run signal: tín hiệu khởi động động cơ bơm thuỷ lực lai máy lái. - Hydraulic Pump: bơm thuỷ lực lai máy lái. - Solenoid Valve: van điện từ. - Steering Gear: máy lái. -  Transmitter: bộ phát tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. * Sơ đồ điều khiển động cơ secvo. - Nguồn cấp: lấy từ mạng điện tàu AC 440V, 60Hz, 1 pha. - Tr: biến áp cấp nguồn cho mạch. - Voltage Regulator: bộ điều chỉnh điện áp. - TP (Test Point): điểm thử. - S.SSR, P.SSR (Stbd, Port Solid State Relay): rơle công suất khống chế van điện từ phải và trái. - S.SOL, P.SOL : van điện từ phải, trái. - Limit Switch (STBD, PORT): ngắt cuối (Phải, Trái) có chức năng giới hạn góc quay bánh lái. - SW1: công tắc chọn chế độ thử có 2 vị trí là Normal và Test. - VR4: chiết áp thử. - Comparator: khối so sánh và khuếch đại tín hiệu lái. - Dead Band Control Circuit: mạch điều chỉnh vùng không nhạy. - Dead Band Adjuster: điều chỉnh vùng không nhạy. - VR2, VR3: chiết áp điều chỉnh vùng không nhạy (trái và phải). -  Transmitter: bộ phát tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. - Potentiometer: chiết áp 5 K tạo tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. - VR6, VR7: chiết áp điều chỉnh tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. - V/ I: bộ chuyển đổi tín hiệu điện áp sang dòng điện. - VR1, VR5: chiết áp điều chỉnh. - RL3, RL5, RL23: các rơle trung gian. b/Nguyên lý hoạt động. * Chế độ lái đơn giản. Bật công tắc MODE SWITCH tới vị trí NFU ( NON-FOLLOW UP), các tiếp điểm của nó trong mạch cấp nguồn tới các rơle trung gian cấp nguồn cho van điện từ. Khi muốn quay bánh lái về phía phải  gạt công tắc NFU theo chiều S. Khi đó sẽ có dòng điện trực tiếp đi từ chân số 8 qua tiếp điểm của công tắc qua tiếp điểm ngắt cuối bên phải(STBD LS)  đến van điện từ phải S.SOL. Van được mở, dầu thuỷ lực được bơm vào xilanh đẩy piston làm quay trụ lái sang phải. 15
Khi muốn bánh lái quay trái thì quá trình ngược lại : gạt công tắc NFU Steering Lever theo chiều P. Khi đó van điện từ P.SOL được cấp nguồn.Van được mở, dầu thủy lực được bơm vào xilanh đẩy piston làm quay trụ lái sang trái. Trụ lái chỉ dừng quay khi ngừng tác động vào công tắc NFU Steering Lever hoặc khi bánh lái quay tới góc giới hạn, khi đó ngắt cuối sẽ mở ra cắt nguồn vào van điện từ mặc dù vẫn tác động vào công tắc. Lúc này chỉ cho phép tác động quay bánh lái theo chiều ngược lại. * Chế độ lái lặp. Để làm việc ở chế độ lái lặp, trước hết người điều khiển phải đưa bánh lái về mặt phẳng trung tính của tàu. Sau đó bật công tắc Mode Switch sang vị trí Hand và chọn bộ chuyển đổi tín hiệu lái lặp No.1 hoặc No.2 Helm Transmitter, đồng thời đưa máy lái số 1 hoặc số 2 vào làm việc bằng cách chuyển công tắc System Switch sang vị trí FU1 hoặc FU2. Để tạo lặp người ta dùng cầu cân bằng điện trở. Trên đài lái ở buồng lái, bộ phát Helm Transmitter là chiết áp 5K tạo tín hiệu bẻ lái có con chạy nối cơ khí với tay điều khiển (Steering Handle). Dưới buồng máy lái, bộ phát  Transmitter là một chiết áp tạo tín hiệu phản hồi góc bẻ lái (Potentiometer 5K) có con chạy nối cơ khí với trụ lái. Hai chiết áp trên được nối thành một cầu cân bằng điện trở, nguồn cấp cho chiết áp là nguồn đối xứng 15V. Giả sử cần thực hiện lệnh bẻ lái sang phải 5o người điều khiển đưa tay điều khiển sang trái làm kim chỉ góc lái lệch sang 5o phải. - Từ chiết áp Helm Transmitter xuất hiện tín hiệu điều khiển  đi qua bộ chuyển đổi tín hiệu từ điện áp sang dòng điện V/ I CONV. (1mA/1 o) được đưa đến các tầng khuếch đại tín hiệu và tạo tín hiệu tỷ lệ góc lái, sau đó được đưa đến mạch Servo Control Board để so sánh với tín hiệu phản hồi góc bẻ lái lúc này có giá trị  = 0 nhờ bộ so sánh Comparator KĐTT. - Do vị trí 2 con chạy không trùng nhau nên ở cửa vào của KĐTT có tín hiệu điều khiển, tín hiệu điều khiển lúc này là tín hiệu dương. Tín hiệu - sau KĐTT được khuếch đại kích mở transistor phải dẫn đến rơle phải S.SSR được cấp nguồn đóng tiếp điểm của nó cấp nguồn cho van điện từ phải S.SOL, dầu thủy lực được đưa vào xylanh lực theo chiều quay bánh lái sang phải. Khi bánh lái quay sang phải làm cho con chạy chiết áp phản hồi góc bẻ lái quay theo. - Lúc đó từ bộ  Transmitter phát ra tín hiệu  (1mA/1o) phản hồi qua các khuếch đại tỷ lệ tín hiệu đưa trở lại bộ so sánh Comparator với giá trị tăng dần theo góc quay của bánh lái. Khi vị trí hai con chạy trùng nhau thì tín hiệu cộng trước KĐTT mất đi (- = 0), rơle phải S.SSR mất nguồn cấp làm cho van điện từ phải S.SOL mất điện dừng cấp dầu vào xylanh lực làm bánh lái dừng ở 5 o phải. 16
Khi đưa tay điều khiển sang trái hoạt động của hệ thống cũng tương tự như trên, chỉ khác tín hiệu qua khuếch đại lúc này là tín hiệu âm. Tín hiệu này tiếp tục qua khâu đảo dấu → Mở transistor phía dưới làm rơle trái P.SSR có dòng chạy qua: Nguồn từ chân số 3 (phía thứ cấp biến áp T1) qua rơle trái  tiếp điểm ngắt cuối bên trái (PORT LS)  Van điện từ trái P.SOL  về chân số 5. - Khi van điện từ trái có điện, dầu thủy lực sẽ đi vào xilanh theo chiều làm bánh lái quay sang trái. Quá trình tiếp theo hoàn toàn tương tự như khi bánh lái quay phải. - Ở chế độ này người điều khiển cần theo dõi đồng hồ chỉ báo góc lái xem có phù hợp với góc bẻ lái theo lệnh hay không. * Chế độ lái tự động. Lái tự động có chức năng tự động điều chỉnh bánh lái theo hướng đi đặt trước khi có sự khác nhau giữa tín hiệu hướng đi đặt và hướng đi thực tế của tàu và làm sự sai lệch bị triệt tiêu bằng cách sử dụng khối xử lý trung tâm CPU. Để thực hiện chế độ lái này người điều khiển phải chuyển công tắc Mode Switch về vị trí Auto và công tắc System Switch về vị trí FU. Ở chế độ này, hệ thống lái hoạt động chủ yếu dựa vào các tín hiệu được đưa vào máy tính như tín hiệu la bàn con quay GYRO SIGNAL, tín hiệu của la bàn phụ AUX COMPASS SIGNAL, thông số nhập vào cho chế độ lái tự động từ máy tính bên ngoài EXTERNAL COMPUTER SIGNAL (các tín hiệu số NMEA 0183), và tín hiệu tốc độ tàu từ máy đo tốc độ tàu SPEED LOG SIGNAL (tín hiệu xung pulse/n mile). Tín hiệu độ lệch hướng đi của tàu sinh ra khi có nhiễu loạn tác động. Giả sử để thực hiện thao tác quay bánh lái sang trái thì tín hiệu điều khiển sau KĐTT được khuếch đại kích mở transistor trái dẫn đến rơle trái P.SSR được cấp nguồn đóng tiếp điểm của nó cấp nguồn 100V cho van điện từ trái P.SOL, dầu thủy lực được đưa vào xylanh lực theo chiều quay bánh lái sang trái. Khi bánh lái quay sang trái làm cho con chạy chiết áp phản hồi góc bẻ lái quay theo. - Lúc đó từ bộ  Transmitter phát ra tín hiệu  (1mA/1o) phản hồi qua các khuếch đại tỷ lệ tín hiệu đưa trở lại với giá trị tăng dần theo góc quay của bánh lái được chuyển đổi tín hiệu từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số nhờ bộ A/D và được CPU xử lý tính toán so sánh với tín hiệu lệnh lái o và các tín hiệu la bàn từ đó khối xử lý trung tâm CPU sẽ so sánh để tính toán ra độ lệch hướng đi -o sau đó độ lệch này được CPU xử lý theo thuật toán tỷ lệ vi tích phân PID để tạo ra sự phối hợp giữa tín hiệu tác dụng tỷ lệ điều khiển góc bẻ lái tùy theo mức độ độ lệch hướng đi, tác dụng tích phân độ lệch hướng đi được đưa vào để loại trừ bất kỳ sự nhô ra nào của mũi tàu khỏi hướng đi đặt do sóng, gió và dòng hải lưu gây ra, tác dụng vi phân được đưa vào điều khiển bánh lái nhằm cải thiện khả năng giữ hướng, cùng với bộ lọc thông thấp để tránh sự di chuyển quá lớn của bánh lái. 17
-Tại bộ xử lý trung tâm CPU xảy ra sự tính toán so sánh hai tín hiệu góc lệnh bẻ lái và tín hiệu phản hồi góc bẻ lái, khi hai tín hiệu này bằng nhau thì tín hiệu điều khiển ở đầu ra của CPU sẽ bị mất và khi đó van điện từ mất điện sẽ đóng đường dầu thủy lực cấp cho xylanh lực làm bánh lái dừng lại. 2.4. Hệ thống điều khiển máy lái điện-thủy lực 2.4.1. Mạch thủy lực a/Giới thiệu phần tử. -M : động cơ điện lai bơm thủy lực ( loại động cơ dị bộ ba pha roto lồng sóc). -P1,P2: bơm thủy lực có khả năng đảo chiều, có thể thay đổi lưu lượng bằng cách dịch tâm bơm. -FL : các phin lọc. -RUDDER ACTUATOR : động cơ thủy lực quay bánh lái. -VA,VB : các van 3/2 được điều khiển bằng tay, điện hoặc thủy lực. -V5 - V10 : các van tràn. -V1 – V4 : các van tràn. Khi áp lực dầu thủy lực đủ lớn để thắng được lực đẩy của lò xo thì lòng van sẽ dịch phải,cho phép dầu thủy lực chảy qua. -V11 – V22 : các van một chiều. b/Nguyên lý hoạt động. Khởi động động cơ điện lai bơm thủy lực.Giả sử khởi động động cơ số 1 sao cho bánh lái có thể bẻ sang phải. Khi động cơ điện hoạt động( nhưng tâm bơm chưa dịch),dầu thủy lực chưa đi qua bơm. - Khi muốn bẻ bánh lái sang phải ta điều khiển cho động cơ secvo dịch tâm bơm làm lưu lượng dầu thủy lực qua bơm đủ lớn để thắng lực đẩy lò xo làm lòng van V3 dịch phải, dầu thủy lực đi qua V3 đến động cơ thủy lực làm quay bánh lái sang phải. - Một phần dầu thủy lực được trích trở lại qua van một chiều V19 đến cửa 1 của van VB. Ở trạng thái bình thường cửa 1 và cửa 2 của VB thông nhau. Dầu thủy lực được đưa đến cửa phía phải của VB. Khi lưu lượng dầu qua bơm thay đổi thì lượng dầu trích lại cũng sẽ thay đổi làm cho lòng van V3 luôn ở vị trí sao cho áp suất dầu vào động cơ thủy lực là ổn định. - Muốn giảm lưu lượng ( áp lực ) dầu thủy lực đến động cơ thủy lực ta tác động vào van VB làm van này đảo trạng thái, dầu thủy lực được đưa từ két qua cửa 1 sang cửa 2 của VB và tác động đến cửa phải của V3. Khi đó lòng van V3 dịch trái làm cho lưu lượng ( áp lực) qua van đến động cơ giảm. - Do nguyên nhân nào đó (đường dầu bị tắc chẳng hạn) làm áp lực dầu tăng cao đến giới hạn tác động của van tràn V7 nó sẽ đảo trạng thái cho dầu đi chảy qua, tới phin lọc FL và quay trở về két. Nếu áp lực dầu trên đường từ V3 đến động cơ thủy lực tăng cao,đạt đến ngưỡng tác động của van tràn V5 thì nó sẽ đảo trạng thái,đưa dầu thủy lực vào động cơ theo cả hai chiều tạo ra momen cân bằng làm dừng động cơ.Dầu thủy lực không vào 18
động cơ, đồng thời đường dầu hồi qua van V19 làm V3 khóa bớt lại, làm áp lực dầu giảm nhanh chóng. 2.4.2. Mạch điều khiển động cơ lai bơm thủy lực a/Giới thiệu các phần tử -F1: là bộ kiểm soát mất pha. -F11 - F 48: là các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển. -F57 - F 58: là các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển. -H1: là đèn báo động cơ lai bơm đang hoạt động. -H2: là đèn báo điện trở sấy đang hoạt động. -H3: là đèn báo nguồn. -K10 - K17: là các rơle trung gian. -S1: là công tắc chính cấp nguồn cho hệ thống. -S2: là công tắc chọn chế độ điều khiển. -S3, S4: nút ấn điều khiển. -T1: là biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển. -X1-X2: biến áp cấp cho đèn tín hiệu. -U1: là bộ biến tần. -U2: là card mạch chuyển tiếp các tín hiệu. - M: là động cơ điện lai bơm thuỷ lực. b/Nguyên lý hoạt động Ta đóng công tắc cấp nguồn S1 sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ hoạt động. Qua biến áp T1 cấp nguồn 220VAC cho mạch điều khiển làm cho đèn H3 sáng báo nguồn đã được cấp, rơle trung gian K10 có điện. K10 có điện làm cho tiếp điểm của nó ở 13- 14/K10/3.4 đóng lại nối tín hiệu sẵn sàng hoạt động của biến tần vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu (báo không lỗi nguồn). * Chế độ điều khiển tại chỗ: Ta bật công tắc lựa chọn chế độ điều khiển S2 sang vị trí LOCAL làm cho: -Tiếp điểm 2-11/S2/1.6 đóng rơle trung gian K11 có điện. K11 có điện làm cho tiếp điểm 13-14/K11/2.1 đóng vào cấp nguồn +24VDC vào biến tần, có tín hiệu vào đầu INPUT STOP biến tần sẵn sàng điều khiển động cơ lai bơm dầu thủy lực hoạt động. Khi mất tín hiệu vào đầu INPUT STOP biến tần sẽ ở trạng thái dừng, động cơ không hoạt động. -Tiếp điểm 53-54/K11/1.6, 83-84/K11/1.6 đóng vào đưa tín hiệu báo động cơ đang hoạt động đi tới nơi khác. -Tiếp điểm 21-22/K11/3.4 mở ra cắt tín hiệu vào RUN SIGNAL, báo bơm đang hoạt động vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu. -Tiếp điểm 31-32/K11/3.8 mở ra cắt tín hiệu báo động áp lực dầu thấp. -Tiếp điểm 43-44/K11/1.7 đóng lại cấp điện cho đèn H1 báo động cơ đang hoạt động. 19