Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Автоматизированные системы управления судовых энергетических установок

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 723066.01.99
В методических рекомендациях для выполнения лабораторных работ предлагается оригинальный метод изложения материала. Структура методических рекомендаций по дисциплине составлена в соответствии с рабочей про-граммой дисциплины входящей в состав учебно-методического комплекса дисциплины «АСУ СЭУ» и посвящена разделам, входящим в рабочую программу: •Контрольно-измерительные приборы. •Исследование статических и динамических характеристик регулятора скорости прямого действия с упруго-присоединённым катарактом. •Системы автоматического регулирования «двигатель-регулятор». Построение переходных процессов систем автоматического регулирования «двигатель-регулятор». •Регуляторы температуры и вязкости. •Системы автоматической сигнализации и защиты. Ценным является то, что в методических рекомендациях даны краткие теоретические, справочно-информационные и другие материалы по теме каж-дого занятия. Приводятся перечень раздаточного материала, используемого на занятии, а также перечень и краткое описание технических средств, необходимых для проведения занятий. В методических рекомендациях даны задания и упражнения студентам для самостоятельной работы, а также контрольные вопросы по теме каждого занятия. Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ по дисциплине АСУ СЭУ для обучающихся по специальности 26.05.06 авторов Зяброва В.А., Попова Д.А. могут быть рекомендованы к изданию в «МГАВТ» - филиале ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова».
Зябров, В.А., Попов, Д.А. Автоматизированные системы управления судовых энергетических установок : методические рекомендации для выполнения лабораторных работ / В.А. Зябров, Д.А. Попов. — Москва : МГАВТ, 2019. - 72 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1055443 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 

филиал Федерального государственного бюджетного 
образовательного учреждения высшего образования 

«Государственный университет морского и 

речного флота имени адмирала С.О. Макарова» 

Зябров В.А. 
Попов Д.А. 

Автоматизированные системы управления судовых 
энергетических установок 
 
Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ 
 

 

 

 

 

 

 

 

Альтаир–МГАВТ 
Москва 

2019 

УДК 621.436 

Зябров В.А., Попов Д.А.  Автоматизированные системы управления 

судовых энергетических установок. Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ.— М.: МГАВТ, 2019.— 72 с. 

 
В методических рекомендациях для выполнения лабораторных работ 
предлагается оригинальный метод изложения материала. Структура методических рекомендаций по дисциплине составлена в соответствии с рабочей программой дисциплины входящей в состав учебно-методического комплекса дисциплины «АСУ СЭУ» и посвящена разделам, входящим в рабочую программу: 
• Контрольно-измерительные приборы. 
• Исследование статических и динамических характеристик регулятора 
скорости прямого действия с упруго-присоединённым катарактом. 
• Системы автоматического регулирования «двигатель-регулятор». Построение переходных процессов систем автоматического регулирования «двигатель-регулятор». 
• Регуляторы температуры и вязкости. 
• Системы автоматической сигнализации и защиты. 
Ценным является то, что в методических рекомендациях даны краткие 

теоретические, справочно-информационные и другие материалы по теме каждого занятия. Приводятся перечень раздаточного материала, используемого на 
занятии, а также перечень и краткое описание технических средств, необходимых для проведения занятий. 

В методических рекомендациях даны задания и упражнения студентам для 

самостоятельной работы, а также контрольные вопросы по теме каждого занятия. 

Методические рекомендации для выполнения лабораторных работ по дисциплине АСУ СЭУ для обучающихся по специальности 26.05.06 авторов Зяброва В.А., Попова Д.А. могут быть рекомендованы к изданию в «МГАВТ» – 
филиале ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова». 

Рецензенты: В.С. Епифанов, доц., к.т.н., Г.В. Захаров, старший преподаватель 

Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом МГАВТ. 

Рассмотрено и рекомендовано к использованию в учебном процессе на за
седании кафедры СЭУ и А (протокол №6 от 28 февраля 2018 г.). 

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать 

материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы 

©МГАВТ, 2019 

©Зябров В.А.,2019 
©Попов Д.А.,2019 

Содержание 

Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 4 
Лабораторная работа №1 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 5 
Лабораторная работа №2 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .19 
Лабораторная работа №3 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .26 
Лабораторная работа №4 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .29 
Лабораторная работа №5 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .36 
Лабораторная работа №6 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .42 
Лабораторная работа №7 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .57 
Лабораторная работа №8 .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .67 
Список литературы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .69 

Введение 

 
На судах морского речного флота значительное распространение получили 
различные средства автоматизации по управлению главным и вспомогательными дизелями, автономными и утилизационными котлами, судовыми системами, 
вспомогательными механизмами и другим оборудованием СЭУ.  
Целями изучения дисциплины «Автоматизированные системы управления 
СЭУ» являются: 
− отработка навыков применения технологии описания систем автоматического управления (САУ) и регулирования (САР) судовых объектов состоящих 
из объектов и собственно систем автоматического управления и регулирования 
для самостоятельного освоения новых систем судовой автоматики. 
− технология описания САУ и САР предполагает отработку умения сформировать структурные и функциональные схемы систем автоматики, определить их законы регулирования, алгоритмы управления, а также определить настроечные органы и параметры систем. Закрепить понимание влияния настроечных параметров на качество статических и динамических свойств систем автоматики. 
− закрепить теоретические и практические сведения о построении современных интегрированных систем комплексной автоматики СЭУ, систем ДАУ 
главных и вспомогательных дизелей. 
Задачами дисциплины являются: 
– изучение свойств основных объектов СЭУ:  парогенераторов, турбин, 
вспомогательных  и главных дизелей, второстепенных объектов СЭУ; 
– изучение технологии разработки математических моделей судовых объектов и познакомить с методами моделирования моделей на ПЭВМ; 
– изучение технологии описания систем автоматического регулирования 
реальных судовых объектов; 
– изучение систем дистанционного автоматизированного управления основных типов главных судовых дизелей, применив современные теоретические 
методы описания систем; 
– изучение образцов современных интегрированных систем комплексной 
автоматизации СЭУ, отобразив их архитектуру и программное обеспечение. 
Поэтому в Методические рекомендации для лабораторных работ по дисциплине «АСУ СЭУ» предусматривается приобретение обучающимися по специальности 26.05.06 ЭСЭУ необходимых знаний. 
 

Лабораторная работа № 1 
Приборы, применяемые для контроля и автоматизации работы ДВС 
1. Цель работы: 
Ознакомление с основными типами приборов автоматики, применяемыми 
для контроля и автоматизации ДВС, их т. т. д., конструкций, принципом действия и настройкой на заданные параметры рабочего процесса. 
Изучить базовую конфигурацию и принципы работы электрического и 
контрольного оборудования; 
Изучить электрическое оборудование; 
Изучить электронное оборудование; 
Изучить системы управления. 
Ход работы: 
Изучить конструкцию, принцип действия, настройку, приборов автоматики, применяемыми, для контроля и автоматизации ДВС. 
Оформить отчёт по лабораторной работе. 
Ответить на контрольные вопросы. 
2. Общие сведения 
В работе использованы следующие приборы автоматики: 
a) реле уровня РУМ-1 нижнего уровня (Н1) 
b) реле уровня РУМ-1 верхнего уровня (Н2) 
c) реле давления РНД-1 (Р) 
d) реле частоты вращения РС ЗМ (ω) 
e) реле температуры РНТ-1 (Т0) 
Все типы использованных в установке приборов скоммутированы через 
блок сигнализации рис.2,1, а нагрузкой их служат приборы световой сигнализации и релейно-контактной автоматики, позволяющие наглядно автоматизировать работу установки. 
Для контроля  настройки приборов на необходимые параметры рабочего 
процесса в установке использованы контрольные приборы, работающие 
параллельно с основными датчиками. 

Рис. 1.1. Блок-схема лабораторной установки 
1 насос топливный (водяной) 
1- электродвигатель, приводящий датчик частоты вращения 
2- нагреватель 
3- реле уровня РУМ-1 (нижнего уровня) 
4- реле уровня РУМ-1 (верхнего уровня) 
5- реле давления РНД-4 
6- реле частоты вращения РС.3М 
7- реле температуры РНТ-1 
8- датчик верхнего уровня 
9- датчик нижнего уровня 
10- датчик контрольного термометра 
11- датчик термореле 
12- кран регулировочный 
13- кран перепускной 
14- дифференциальный манометр 
15- контрольный манометр 
16- блок сигнализации 
17-  расходный бак 
18- сливной бак 
19- латр 
20- прибор контроля частоты вращения (вольтметр) 
 

Рис. 1.2. Блок сигнализации 

Рис.1.3. Принципиальная электрическая схема лабораторной установки 

 
 

3. Реле уровня масла «РУМ-1» 
3.1. Назначение 
Реле уровня масла РУМ-1 предназначено для контроля уровня масла и дизельного топлива в масляных и топливных системах дизелей путем воздействия 
контролируемой среды на чувствительный элемент датчика уровня, преобразования этого действия в электрический параметр, вызывающий при определенном значении срабатывание  выходного реле или скачкообразное изменение 
выходного напряжения для ввода в действие логических схем. Реле имеет один 
нормально-открытый и один нормально-закрытый рабочие контакты, используемы в системах сигнализации и автоматики. 
3.2. технические данные. 
3.2.1. реле уровня масла РУМ–1 изготовляется 2–х модификаций, отличающихся направлением срабатывания. 
– срабатывание при повышении уровня 
– срабатывание при понижении уровня 
Блок реле, настроенный на срабатывание при повышении уровня, имеет на 
фирменной планке блока реле изображение стрелки, направленной острием 
вверх; блок реле, настроенный на срабатывание при понижении уровня, имеет 
изображение стрелки, направленной острием вниз. 
3.2.2. Основные параметры реле уровня масла приведены в таблице №1.1. 
Таблица №1.1 

Наименование 

контролируемого 
параметра 

Установка сра
батывания 

Основная допустимая погрешность 
срабатывания 
реле относительно установки, не бо
лее (мм)

Зона нечувстви
тельности (дифференциал) нерегулируемая. Не более 
(мм) 

Максимально 
допустимые 
значения контролируемой 
среды 

Уровень масла 
или дизельного 
топлива (воды) 

Геометрическая 

ось датчика 

±7
10
Температура 

1350С давление 
15 МПа 
(15кг/см2)

Примечания: 
под 
установкой 
срабатывания 
подразумевается 
горизонтальная 
установка 
геометрической 
оси 
датчика 
на 
уровне 
контролируемого масла или топлива в баке. 
3.3. порядок включения реле уровня Н1 и Н2 
1) Включить автомат А (рис.1.3) на демонстрационном стенде лабораторной работы 
2) Включить тумблер l1 (рис.1.3) на блоке сигнализации. Загорание лампы 
«питание» означает подачу постоянного напряжения 24 В на схему управления 
3) Включить  тумблер l2 (рис. 1.3) в положение “включено”, тем самым 
подаем  питание на контакты К4 магнитного пускателя насоса. 
3.4. работа схемы. 
В исходном положении расходный бак 18 частично заполнен жидкостью. 

Перепускной вентиль 14 открыт. Через него жидкость сливается в нижний 
бак 19, имитируя тем самым расход топлива в расходном баке работающего двигателя. При этом датчик нижнего уровня 10 залит водой. Изменяя в воде свою емкость, датчик подает сигнал на реле нижнего уровня, “Н1” 4 реле срабатывает и 
замыкая свой нормально-открытый контакт подает питание через нормальнозакрытый контакт реле верхнего уровня Н2 на лампу Л3 расположенную в блоке 
сигнализации (рис.1.3). Лампа загорается сигнализация о соответствии уровня воды (топлива) в расходном баке номинальной величине «Н=Нн».  
При снижении уровня ниже допускаемой величины датчик нижнего уровня 
10, изменяя свою емкость, приводит контакты реле в исходное положение. Лампа 
Л3 гаснет. Через нормально закрытый контакт  реле “Н1” питание подается на 
лампу Л4, сигнализирующую о том, что регулируемая величина — уровень жидкости в баке ниже номинального значения «Н<Нн». Одновременно получает питание реле Р1. Оно замыкает свои контакты К1 в цепи питания промежуточного 
реле Р3. Получив питание, промежуточное реле Р3 замыкает свои блокировочные 
контакты  К3, а также контакты К3 в цепи питания катушки: магнитного пускателя Р4. Магнитный пускатель через свою группу контактов К4 подает питание на 
электродвигатель, запуская тем самым подпиточный насос.  
Насос производит наполнение расходного бака. При увеличении уровня 
жидкости в баке срабатывает реле нижнего уровня “Н1”. Лампа Л4 гаснет и загорается лампа Л3. Уровень жидкости в баке соответствует номинальному 
«Н=Нн». Однако насос при этом продолжает работать, т.к., несмотря на обесточивание реле Р1, промежуточное реле Р3 получает питание через свои блокировочные контакты. Уровень жидкости увеличиваясь достигает датчика верхнего 
уровня 9. Срабатывает реле верхнего уровня Н2 и через свои закрывшиеся контакты подает питание на лампу Л2, что сигнализирует о превышении уровня 
жидкости в расходном баке номинальной величины. При этом лампа Л3 гаснет. 
Одновременно получает питание реле Р2. Оно размыкает свои контакты К3 в 
цепи магнитного пускателя Р4. Насос останавливается. 
Уровень жидкости в расходном баке падает. При этом срабатывает реле 
верхнего уровня Н2. Гаснет лампа Л2 и через нормально закрытые контакты 
реле Н2 получает питание лампа Л3. Уровень жидкости (топлива) в расходном  
блоке соответствует номинальной величине. 
Система пришла в исходное положение. 
 
4. Реле давления РНД-1 
4.1. Назначение. Реле давления РНД-1 предназначено для контроля давления в водяных, масляных и топливных системах дизелей путем воздействия 
контролируемой среды на чувствительный элемент датчика; преобразования 
этого действия в электрический параметр, вызывающий при определенном значении срабатывание выходного реле или скачкообразное изменение выходного 
напряжения для ввода в действие логических схем. 
4.2. Технические данные. 

4.2.1. реле РНД–1 имеет две модификации — в зависимости от направления срабатывания. 
– срабатывание при повышении давления 
– срабатывание при понижении давления 
реле РНД-1 настроенное на срабатывание при повышении давления имеет 
на фирменной планке изображение стрелки, направленной вверх. Реле, настроенное на срабатывание при понижении давления, имеет изображение стрелки, 
направленной вниз. 
4.2.2. Основные параметры реле давления РНД–1 соответствуют указанным в таблице №1.2. 
Таблица №1.2 

Наименование 

контролируемого 
параметра 

Диапазон установок срабатывания 

Основная допускаемая погрешность срабатывания реле от 
верхнего предела 
диапазона уста
новок

Зона нечувствительности нерегулируемая (дифференциал) 

Максимально 
допустимые 
значения контролируемой 
среды 

Давление
От 0,1 до 
10,0 кг/см2 
±2,5% 
Не более 0,2 кгс/см2
Температура

+350С Давление 

15 кгс/см2 

Примечание: 
1) Под установкой срабатывания следует понимать значение величины 
срабатывания, на которое оно отрегулировано 
2) основная допускаемая погрешность указана при температуре +20 ±5 0С 
при отклонении температуры окружающего воздуха от допустимой, дополнительная погрешность не превышает 25% от основной допускаемой погрешности на каждые 10 0С изменения температуры. 
4.3. устройство и настройка реле давления РНД–1 
4.3.1. реле давления состоит из датчика, электронного реле, выходного 
каскада и стабилизатора напряжения. 
Конструктивно  все части реле заключены в один корпус. 
4.3.2. датчик реле давления представляет собой упругую систему (рис.1.4), 
состоящую из гофрированной мембраны и подмембранной полости 6, подвижной 
тарелки 5, неподвижного кольца 4, впрессованного в изоляционное основание и 
изолированного от тарелки изоляцией слюды, спиральной пружины сжатия 3, 
шпинделя 2, заглушки ключа 1, подводящего давление штуцера 7 и ниппеля 8. 
Среда контролируемого давления поступая в подмембранную полость 6 вызывает прогиб мембраны и перемещает вверх тарелку 5 относительно неподвижного кольца впрессованного в изоляционную шайбу. Вследствие этого происходит изменение зазора между тарелкой и неподвижным кольцом. Такая система 
представляет собой конденсатор. При увеличении давления емкость конденсатора 
увеличивается. При уменьшении давления емкость уменьшается. Емкость включается в электронную схему, обеспечивающую срабатывание реле.