Автоматическая система управления силовой установкой Советский патент 1985 года по МПК F02D25/00 G05G9/08 G05B15/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к системам автоматического управления силовой установкой, преимущественно судовыми двигателями. Известна автоматическая система управления силовой установкой, снабженная носовым и кормовым двигателем внутреннего сгорания, содержащая центральный пульт управления (ЦПУ) с командными органами, связанными с логическими блоками пуска и автоматического управления, к которым подключены пусковые устройства двигателей, электрогидравлические клапаны для подачи рабочей жидкости в исполнительные механизмы управления главным и вспомогательным регуляторами, регулятора реверса и подключения двигателей к главной передаче, датчики частоты вращения, давления и температуры масла и блоки микропереключателей, взаимодействующие с кулачковыми устройствами разобщительной муфты главной передачи, причем логический блок автоматического управления снабжён измерительными преобразователями, масштабными элемента ми, первым элементом И, пороговыми усилителями, элементом И-НЕ, суммирующим элементом, пороговым усилителем, первым элементом ИЛИ, вторым и третьим элементами И, элементом памяти, вторым элементом ИЛИ, выходньщ усилителем и каналами управления вспомогательными регуляторами 1. Однако известная система не обладает возможностью автоматического подключения двигателя, отключенного от главной передачи, к двигателю, подключенному к главной передаче без изменения режима его работы. Цель изобретения - автоматическая синхронизация и подключение отключенного двигателя к главной передаче без изменения режима работающего двигателя. Указанная цель достигается тем, что автоматическая система управления силовой установкой, снабженная носовым и кормовым двигателем внутреннего сгорания, содержащая ЦПУ с командными органами, связанными с логическими блоками пуска и автоматического управления, к которым подключены пусковые устройства двигателей, электрогидравлические клапаны для подачи рабочей жидкости в исполнительные механизмы управления главным и вспомогательным регуляторами, регуляторы реверса и подключения двигателей к главной передаче, датчики частоты вращения, давления и температурь масла и блоки микропереключателей, взаимодействующие с кулачковыми устройствами разобщительной муфты главной передачи, причем логический блок автоматического управления снабжен измерительными преобразователями, масштабными элементами, первым элементом И, пороговыми усилителями, элементом И-НЕ, суммирующим элементом, пороговым усилителем, первым элементом ИЛИ, вторым, и третьим элементами И, элементом памяти, вторым элементом ИЛИ, выходными усилителем и каналами управления вспомогательными регуляторами, дополнительно содержит формирователь опорного сигнала, выполненный в виде переключающего реле с нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами; соединенными выходными цепями, подключенный к блоку микропереключателей, а датчики частоты вращения через измерительные преобразователи, масштабные элементы и выходные цепи формирователя опорного сигнала (ФОС) подключены к суммирующему элементу, выход которого подсоединен к электрогидравлическим клапанам, взаимодействующим с исполнительным механизмом ИМПД через последователь но соединенные пороговые усилители, первый элемент ИЛИ, первый элемент И, элемент памяти, второй элемент ИЛИ и выходной усилитель, а между выходом элемента памяти и входом второго элемента ИЛИ последовательно встречно дополнительно включены контакты датчиков контроля работы двигателей. Причем вход сброса элемента памяти через первый элемент И подключен к блокам микропереключателей «Носовой двигатель и «Кормовой двигатель, которые подключены к главной передаче. При этом к второму входу второго элемента И через третий элемент И подключены переключатели выбора режима и автоматической работы центрального блока управления. Кроме того, выключате.ль дистанционного подключения двигателя к главной передаче подключен к второму входу второго элемента ИЛИ. На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 - функциональная схема системы. Система автоматического управления содержит ЦПУ 1, содержащий командные органы в виде переключателей автоматической работы 1.1 и режима агрегата 1.2 и выключателя 1.3 дистанционного подключения (отключения) и соединенный с блоком 2 пуска (БП) и блоком 3 автоматического управления. Блок 3 автоматического управления содержит измерительные преобразователи (ИП) 3.1 и 3.2, соединенные с масщтабными элементами 3.3-3.6, первый элемент И 3.7, ФОС, выполненный в виде переключающего реле 3.8 с нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами, пороговых усилители 3.9 и 3.10 (настроенные на частоту вращения ниже минимально устойчивой, например 350 об/мин), элемент И-НЕ 3.11, суммирующий элемент 3.12, пороговый усилитель 3.13, первый элемент ИЛИ 3.14, второй 3.15 и третий 3.16 элементы И, элемент 3.17 памяти, второй элемент ИЛИ 3.18, выходной усилитель 3.19, каналы 3.20 и 3.21 управления вспомогательными регуляторами многомашинного агрегата 4, состоящего из кормового двигателя 4.1, главной передачи 4.2 и носового двигателя 4.3. Блок 3 автоматики (БА) соединен с ИМОР 5 кормового двигателя 4.1 через электрогидравлический клапан 6, который снабжен электромагнитами 6.1 и 6.2. Пусковое устройство 7 соединено с БП 2. С двигателем 4.1 также связаны датчики 8 и 9 частоты вращения, датчик 10 давления масла и датчики 11 и 12 температуры воды (масла), разрешения на подключение двигателя 4.1 к главной передаче 4.2 (при температуре +35°С) и разрещения на остановку двигателя в автоматическом режиме (при температуре +65°С) соответственно. С главной передачей 4.2 взаимодействуют блоки 13 микропереключателей с кулачковыми устройствами разобщительных муфт, например, 13.1 (кормовой двигатель подключен), 13.2 (кормовой двигатель отключен), 13.3 (носовой двигатель подключен), 13.4 (носовой двигатель отключен), механизм 14 переключения регулятора реверса, управляемый электрогидравлическим клапаном 15, механизм 16 управления главным регулятором, управляемый электрогидравлическим клапаном 17, и механизм 18 подключения (отключения) двигателей, управляемый электрогидравлическим клапаном 19. К носовому двигателю 4.3 подключены датчики 20 и 21 температуры воды (масла), разрещение на остановку двигателя в автоматическом режиме (при температуре + 65°С) и разрешение на подключение двигателя 4.3 к главной передаче 4.2 (при температуре 135°С), датчик 22 давления масла и датчики 23 и 24 частоты вращения, пусковое устройство 25 и исполните.1ьный механизм 26 вспомогательного регулятора носового двигателя 4.3, связанный с электрогидравлическим клапаном 27. Система работает следующим образом. В режим дистанционного подключения двигателей при установке на центральном пульте 1 управления переключателя 1.3 в положение ДУ, сигнал через второй элемент ИЛИ 3.18 и усилитель 3.19 поступает на электромагниты 6.1 и 6.2 электрогидравлического клапана 6, подавая рабочую жидкость одновременно в обе полости исполнительного механизма 5 подключения двигателей 4.1 или 4.3 к главной передаче 4.2, независимо от рабочего состояния двигателей. При этом механизм 5 поворачивает задающий орган разобщительной муфты в среднее положение и включает ее. В режиме автоматического подключения неработающих двигателей при установке переключателей режима агрегата 1.2 в среднее положение, соответствующее положению «Агрегат включить и автоматической работы 1.1 в положение «Автомат, сигнал через третий элемент И 3.16 поступает на вход второго элемента И 3.15 на второй вход которого поступает сигнал через первый элемент ИЛИ 3.14 от элемента И-НЕ 3.11, связанного с пороговыми усилителями 3.9 и 3.10, к входу которых через масщтабные элементы 3.5 и 3.6 и ИП 3.1 и 3.2 подключены датчики 8 и 24 частоты вращений соответственно. Так как пороговые усилители 3.9 и 3.10 настроены на частоту вращения ниже минимально устойчивой, например менее 350об./мин, на выходе элемента И-НЕ 3.11 появляется сигнал, который через первый элемент ИЛИ 3.14 и второй элемент И 3.15 поступает на элемент 3.17 памяти, сигнал с которого через нормально замкнутые контакты реле датчиков 10 и 20 давления (давление масла в магистрали обоих двигателей отсутствует, так как маслонасосы не работают), второй элемент ИЛИ 3.18 и усилитель 3.19 поступает на электромагниты 6.1 и 6.2 электрогидравлического клапана 6, подавая рабочую жидкость одновременно в обе полости механизма 5, при этом последний воздействует на исполнительное устройство подключения разобщительной муфты главной передачи 4.2. При подключении муфты кулачковые устройства воздействуют на микропереключатели 13.1 и 13.3 блоков 13, контакты .их замкнуты и сигнал через первый элемент И 3.7 поступает на вход сброса элемента 3.17 памяти. В режиме автоматического п одключения при работе кормового двигателя на главную передачу (носовой двигатель отключен) в блоке 13 микропереключатели 13.1 и 13.4 замкнуты, 13.2 и 13.3 разомкнуты, при этом ФОС- реле 2.8 срабатывает и через его нормально разомкнутые контакты к суммирующему эле.менту 3.12 подсоединены датчики S и 24 частоты вращения (опорным будет датчик кормового двигателя) последовательно соединенные с ИП 3.1 и 3.2 и масщтабными элементами 3.3 и 3.4 соответственно. При установке переключателей режима агрегата 1.2 в среднее положение «Агрегат включить и автоматической работы 1.1 в режим «Автомат, сигнал с выхода второго элемента И 3.16 поступает на вход БП 2, куда также поступают сигналы от микропереключателя, 13.4, блока 13 и датчика 10 частоты вращения, свидетельствующие об отключении носового двигателя 4.3 от главной передачи 4.2. Сигнал из БП 2 поступает в канал 3.20 управления вспомогательным регулятором носового двигателя 4.3, воздействуя через электрогидравлический клапан 27 на исполнительный механизм 26 и выводит его в положение упора реверсирования, после чего от БП 2. сигнал по заданному алгоритму .включает пусковое устройство 25. После окончания программы запуска и появления частоты вращения коленвала носового двигателя 4.3 по сигналу тахогенератора - датчика 23 частоты вращения, пусковая схема отключается и, если температура масла (воды) выше, например, +35С, сигнал от датчика 21 через канал воздействует на исполнительный механизм 26 вспомогательного регулятора носового двигателя 4.3 и выводит его на частоту вращения двигателя, работающего на главную передачу 4.2. При частоте вращения коленвала носового двигателя 4.3, равной или превышающей частоту вращения коленвала кормового двигателя 4.1 на величину, например, 50 об./мин, на выходе порогового усилителя 3.13, подключенного к суммирующему элементу 3.12, появляется релейный сигнал, который через первый элемент ИЛИ 3.14 и второй элемент И 3.15 поступает на элемент 3.17 памяти и далее через датчики 10 и 22 давления, второй элемент ИЛИ 3.18, выходной усилитель 3.19 на электромйгниты 6.1 и 6.2 электрогидравлического клапана 6, связанного гидравлическими линиями с исполнительным механизмом 5, который воздействует на устройство включения разобщительной муфты главной передачи 4.2. После подключения разобщительной муфты, в блоке 13 микропереключатель 13.3 замкнется, а микропереключатель 13.4 разомкнется. При этом сигнал с выхода первого элемента И 3.7 поступает на вход сброса элемента 3.17 памяти. По каналу 3.20 управления вспомогательный регулятор выводится в положение нулевой подачи. Регулирование частоты вращения обоих двигателей производится механизмом 16 управления главным регулятором. Возможен вариант, когда носовой двигатель работает на главную передачу, кормовой двигатель отключен. При отключении кормового двигателя 4.1 от главной передачи 4.2 в блоке 13 микропереключателя 13.4 формирователь опорного сигнала ФОС - реле 3.8, отпускает и нормально замкнутыми контактами подключает к суммирующему элементу 3.12 в качестве опорного датчика 24 частоты вращения носового двигателя 4.3. В остальном система работает аналогично предложенному. Таким образом, реализация изобретения позволяет осуществлять автоматическую синхронизацию и подключение отключенного двигателя к главной передаче без изменения режима работающего двигателя.

1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ, снабженная носовым кормовым двигателем .внутреннего сгорания, содержащая центральный пульт управления с командными органами, связанными с логическими блоками пуска и автоматического управления, к которым подключены пусковые устройства двигателей/электрогидравлические клапаны для подачи рабочей жидкости в исполнительные механизмы управления главным и вспомогательным регуляторами, регуляторы реверса и подключения двигателей к главной передаче (ИМПД), датчики частоты вращения, давления и температуры масла и блоки микропереключателей, взаи модействующие с кулачковыми устройствами разобщительной муфты главной передачи, причем логический блок автоматического управления снабжен измерительными преобразователями, масщтабными элементами, первым элементом И, пороговыми усилителями, элементом ИНЕ, суммирующим элементом, пороговым усилителем, первым элементом ИЛИ, вторым и третьим элементами И, элементом памяти, вторым элементом ИЛИ, выходным усилителем и каналами управления вспомогательными регуляторами, отличающаяся тем, что, с целью автоматической синхронизации и подключения отключенного двигателя к главной передаче без изменения режима работающего двигателя, система дополнительно содержит формирователь опорного сигнала, выполненный в виде переключающего реле с нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами, соединенными выходными цепями, подключенный к блоку микропереключателей, а датчики частоты вращения через измерительные преобразователи, масщтабные элементы и выходные цепи формирователя опорного сигнала подключены ксуммирующему элементу, выход которого подсоединен к электрогидравлическим клапанам, взаимодействующим с исполнительным механизмом ИМПД через последовательно соединенные пороговые усилители, первый элемент ИЛИ, первый элемент И, элемент памяти, второй элемент ИЛИ и выходной усилитель, а между выходом элемента памяти и входом второго (Л элемента ИЛИ последовательно встречно дополнительно включены контакты датчиков контроля работы двигателей. 2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что вход сброса элемента памяти через первый элемент И подключен к блокам микропереключателей «Носовой двигатель и «Кормовой двигатель, которые подключены к главной передаче. 3.Система по п. 1, отличающаяся тем, со что к второму входу второго элемента И о через третий элемент И подключены пере4i ключатели выбора режима и автоматичес4 кой работы центрального блока управления. 4.Система по п. I, отличающаяся тем, что выключатель дистанционного подключения двигателя к главной передаче подключен к второму входу второго элемента ИЛИ.