Đồ án Trang thiết bị điện tàu 22500 T – đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa diesel và đo tốc độ máy chính

ng trình được lập trình sẵn, quạt gió được hoạt động tiếp sau 35s mới dừng hẳn. d, Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi: Nếu vì lý do nào đó mà áp suất hơi tăng vượt quá giá trị đặt thì cảm biến áp suất hơi 63S mở ra → rơle 63SX mất điện, tiếp điểm 63SX(6-C) = 0 cắt tín hiệu tới đầu vào 00011 của CPU. Nhận được tín hiệu CPU sẽ cấp tín hiệu tới đầu 10110 để cấp điện cho rơle AX2 → tiếp điểm AX2(10-E) mở ra làm rơle 4X mất điện, tiếp điểm 4X(6-A) = 0 → đầu 00008 mất tín hiệu làm nồi hơi ngừng đốt. Trong quá trình đem hơi đi công tác áp suất hơi giảm dần khi áp suất hơi giảm xuống nhỏ hơn giá trị đặt thì tiếp điểm cảm biến 63S đóng lại làm rơle 63SX có điện, đầu 00011 sẽ có tín hiệu.Thông qua CPU sẽ cung cấp tín hiệu tới đầu 10110 làm rơle AX2 mất điện → tiếp điểm AX2(10-E) = 1 cấp điện trở lại cho rơle 4X → tiếp điểm 4X(6-A) = 1 đưa tín hiệu đốt tự động tới đầu 00008 của CPU nồi hơi được tự động đốt lại. 3.4.4. Các bảo vệ cho hệ thống a, Mức nước nồi giảm thấp: Khi mức nước nồi hơi giảm qua mức l và L, thông qua khối xử lý tín hiệu LM1- 200 đưa tín hiệu vào CPU. Khi nhận được tín hiệu mức nước nồi giảm thấp CPU đưa tín hiệu ra tới đầu 10103 cho bơm cấp nước hoạt động, đồng thời cấp tín hiệu tới 10101 → đèn RD-8 sáng báo hiệu, tín hiệu 10113 cho còi BZ kêu. b, Mức nước nồi hơi giảm quá thấp: Khi mức nước nồi giảm quá thấp qua mức ll-LL thì tín hiệu này gửi đến khối LM1-200 để xử lý. Tín hiệu ra của khối này cấp tới CPU sẽ đưa tín hiệu ra tới đầu 10110 làm rơle AX2 có điện mở tiếp điểm AX2(10-E) rơle 4X mất điện cắt tín hiệu tới đầu 00008 (đốt tự động) của CPU làm nồi hơi ngừng hoạt động. Đồng thời đưa tín hiệu 10102 cấp tới đèn RD-6 báo mức nước nồi quá thấp. Tín hiệu 10103 cấp điện cho rơle WX1 để bơm nước hoạt động Nếu chỉ một trong hai thanh cảm biến ll-LL có tín hiệu (do tàu nghiêng lắc) thì CPU cũng chỉ nhận được tín hiệu mức nước nồi thấp và chỉ đưa ra tín hiệu báo động chứ không ngừng đốt nồi. c, Ngọn lửa không bình thường: 51 Khi lửa không bình thường CPU đưa tín hiệu ra 10110 để nồi hơi ngừng hoạt động, tín hiệu 10112 làm đèn RD-4 sáng và tín hiệu 10113 làm chuông BZ kêu. d, Áp suất dầu đốt thấp: Khi áp suất đốt thấp khả năng phun dầu vào buồng đốt kém đi nhiều ảnh hưởng tới quá trình đốt lò. Khi áp suất dầu đốt thấp tiếp điểm cảm biến 63Q mở ngừng cấp tín hiệu tới đầu 00009 của CPU. Nhận được tín hiệu này CPU đưa tín hiệu ra tới đầu 10100 làm rơle 63QX có điện mở tiếp điểm 63QX(10-A) cắt điện tới công tắc tơ 88BTP (nếu trước đó công tắc SS43BTP đã bật) làm bơm tăng áp ngừng hoạt động. Đồng thời CPU đưa ra tín hiệu 10105 đèn RD-5 sáng báo mất áp lực dầu FO, đầu 10113 có tín hiệu làm chuông kêu. Đầu ra 10110 có tín hiệu rơle AX2 có điện nồi hơi ngừng hoạt động. e, Nhiệu độ dầu đốt thấp: Khi nhiệt độ dầu đốt thấp tiếp điểm cảm biến 22Q đóng lại đưa tín hiệu tới đầu 00100.CPU sẽ xử lý tín hiệu này và đưa tín hiệu tới đầu ra 10001 cho bộ hâm sấy dầu hoạt động. Đồng thời tín hiệu 10110 cấp điện cho rơle AX2 làm nồi hơi ngừng hoạt động. Tín hiệu 10107 và 10113 làm đèn RD-10 sáng, chuông BZ kêu. f, Nhiệt độ dầu đốt cao: Khi nhiệt độ dầu đốt cao tiếp điểm cảm biến 23QH mở làm mất tín hiệu tới đầu 00101 của CPU, CPU đưa tín hiệu tới đầu 10108 làm đèn RD-9 sáng, tín hiệu 10113 làm chuông BZ kêu. g, Nhiệt độ khí xả cao. Khi nhiệt độ khí xả cao tiếp điểm cảm biến TS mở ra làm rơle TSX mất điện. Tiếp điểm TSX(5-E) =1 cấp tín hiệu tới đầu 00102. Nhận được tín hiệu này CPU sẽ xử lý để cấp tín hiệu tới đầu 10110→ rơle AX2 có điện cấp tín hiệu dừng đốt. Đồng thời cấp tín hiệu tới đầu 10109 làm đèn RD-7 sáng và đầu 10113 có tín hiệu làm chuông kêu. h, Chương trình bị sự cố: Khi chương trình bị sự cố, CPU cắt tín hiệu đến 10115 làm rơle RX mất điện. Tiếp điểm RX(10-F)=1 cấp tín hiệu cho đèn RD-2 sáng, RX(10-F)(6/14) = 0 làm rơle 4X mất điện cấp tín hiệu dừng đốt. i, Quạt gió bị sự cố: Khi quá tải động cơ quạt gió, rơle nhiệt 49F hoạt động ngắt điện động cơ này đồng thời tiếp điểm 49F gửi tín hiệu đến đầu 00103 của CPU, CPU đưa tín hiệu đến 10110 cấp điện cho rơle AX2 để ngừng đốt lò. Tín hiệu 10106 và 10113 làm đèn RD-3 sáng, chuông BZ kêu. 52 53 Phần II : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL CHƯƠNG 4 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐKTX DIESEL 4.1.Khái niệm phân loại đặc điểm của hệ thống ĐKTX DIESEL 4.1.1 Khái niệm Hệ thống điều khiển từ xa Diesel tàu thuỷ là hệ thống cho phép từ một vị trí cách xa Diesel người ta có thể dùng tay điều khiển thực hiện các thao tác điều khiển động cơ Diesel hoạt động ở mọi chế độ như khởi động, dừng máy, đảo chiều quay, điều chỉnh tốc độ, đóng mở ly hợp ... Như vậy hệ thống ĐKTX Diesel được đưa vào hoạt động nhằm tạo ra hiệu quả tối ưu cho việc khai thác và sử dụng động cơ Diesel 4.1.2.Phân loại. - Phân loại theo dạng đối tượng điều khiển + Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt bước cố định: Với tổ hợp này để đảo chiều quay chân vịt của tàu thì bằng 2 cách: - Đảo chiều quay của động cơ . - Đảo chiều quay bằng bộ ly hợp. Hình 4 + Hệ thống điều khiển từ xa Diesel lai chân vịt biến bước (Hình 5): Đặc điểm là không cần đảo chiều quay Diesel, hộp số chỉ cần có một chiều nhưng phải có hệ thống điều khiển bước chân vịt. Do vậy việc điều khiển động cơ Diesel chỉ cần khởi động động cơ là xong, còn điều khiển từ xa Diesel là điều khiển bước chân vịt. Thường thì người ta thay đổi bước chân vịt bằng hệ thống thuỷ lực. Hình 5 54 + Hệ thống chân vịt điện (Hình 6): Loại này động cơ Diesel không cần đảo chiều quay. Thường dùng hệ thống F- D. Muốn đảo chiều quay chân vịt thì người ta đảo chiều quay của động cơ điện lai nó bằng cách đảo nguồn cấp từ máy phát vào động cơ điện. Hình 6 - Phân loại theo dạng năng lượng điều khiển + Hệ điều khiển cơ khí: Từ trạm điều khiển các lệnh điều khiển và phản hồi đều thông qua các phần tử cơ khí như cáp, xích thanh truyền. Loại này chỉ tồn tại ở các tàu xuồng bé vì chúng có nhược điểm là cồng kềnh khó điều khiển. + Hệ điều khiển khí nén: Các hệ thống điều khiển khí rất gọn, nhẹ, ít hư hỏng, điều khiển chắc chắn, dễ sửa chữa, bảo quản.Tổ chức lắp đặt đơn giản hơn và khoảng cách có thể xa hơn. Nhược điểm của hệ thống khí nén phải đảm bảo khí nén khô, sạch, tránh bị gỉ sét dẫn đến rò rỉ, kẹt, khi áp lực khí nén nhỏ thì khó điều khiển. + Hệ điều khiển thuỷ lực: Ngoài ưu điểm như hệ thống khí thì chúng còn có khả năng chịu quá tải và tạo ra công suất lớn. Nhược điểm của nó là khó truyền đi xa. + Hệ điều khiển điện - điện tử: Chủ yếu dùng cho các mạch điều khiển, các phần tử logic có khả năng truyền được tín hiệu từ xa. Hệ thống có thể thực hiện nhanh do hằng số thời gian điện từ rất nhỏ so với khí nén và thuỷ lực, khả năng tự động cao, khoảng cách không hạn chế, việc lắp đặt dễ dàng, tác động điều khiển chính xác và có thể kết nối với các máy vi tính, máy telex. Nhược điểm của hệ thống loại này phức tạp, hạn chế về công suất, hay gặp trục trặc do ảnh hưởng của yếu tố môi trường. + Hệ điều khiển hỗn hợp cơ-khí-thuỷ lực-điện tử: Đây là loại phổ biến nhất hiện nay vì nó phát huy được các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của các loại trên. 4.1.3. Ưu nhược điểm của hệ thống. a, Ưu điểm - Điều khiển chính xác, tin cậy. Quá trình điều khiển chỉ cần một người thực hiện và không qua các khâu trung gian nên giảm bớt được nhân công. - Điều chỉnh tốc độ động cơ láng và giảm ứng suất xung lực trong quá trình điều khiển. - Có thể khai thác tối ưu và theo dõi tình trang kĩ thuật của máy từ xa. - Đảm bảo quá trình hoạt động luôn sẵn sàng. - Cải thiện điều kiện làm việc cho người điều khiển. - Cho phép lập một trung tâm điều khiển, tạo điều kiện cho việc tự động hoá điều khiển toàn bộ hoạt động của con tàu, phù hợp với xu thế phát triển tự động hoá của khoa học kĩ thuật. b, Nhược điểm - Người vận hành phải có trình độ chuyên môn cao. - Hệ thống phức tạp, giá thành cao, khó khăn trong sửa chữa. - Phải được dự trữ vật tư thay thế. 55 4.1.4.Cấu trúc cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa Diesel Hình 7 Lệnh điều khiển thường được gắn với tay điều khiển và tuỳ vào các điều khiển mà lệnh đó có thể điều khiển bởi tín hiệu khí, cơ hoặc điện. Lệnh điều khiển gửi tới thiết bị nhận tín hiệu vào để đưa tới hệ thống xử lý trung tâm. Hệ thống xử lý trung tâm quyết định lệnh điều khiển cấp cho thiết bị thực hiện. Thiết bị thực hiện là khâu thực hiện tác động trực tiếp vào đối tượng để điều chỉnh tham số cần điều khiển. Thiết bị đo các thông số được phản hồi về thiết bị nhận tín hiệu vào, nếu các thông số vượt quá mức cho phép thì sẽ có tín hiệu báo động. 4.2. Chức năng và yêu cầu của hệ thống 4.2.1. Các chức năng cơ bản: - Chức năng tự động hâm máy. - Chức năng khởi động từ xa động cơ. - Chức năng dừng máy từ xa. - Chức năng đảo chiều quay từ xa. - Chức năng điều khiển tốc độ từ xa. - Chức năng đóng mở ly hợp. - Chức năng tự động kiểm tra, báo động và bảo vệ. a, Chức năng tự động hâm máy: Mục đích là làm cho nhiệt độ của máy trong khoảng 40-500C để Diesel ở trạng thái sẵn sàng hoạt động. Ở nhiệt độ này thì động cơ dễ dàng khởi động và tránh được ứng suất nhiệt. Để thực hiện hâm máy có các cách sau: - Dùng năng luợng ngoài để hâm: Thường là dùng năng lượng điện để hâm dầu hoặc nước, sau đó đầu hoặc nước mới luân chuyển đến máy làm nóng máy. - Dùng nước nóng lấy từ nước làm mát máy đèn . - Dùng hơi nóng lấy từ nồi hơi. - Cho máy tự hâm bằng cách khởi động lại sau những thời gian nhất định (ít dùng vì hại cho máy và tốn nhiên liệu) Thuật toán của quá trình hâm máy: Giải thích kí hiệu: - hm(t) là lệnh hâm phát ra tại thời điểm t . - hm(t-1) là trạng thái của lệnh hâm máy trước thời điểm t. - tmin là nhiệt độ thấp nhất mà máy cần phải hâm lại. 56 - tmax là nhiệt độ cao nhất để ngắt hệ thống hâm. Thuật toán bằng lời : Khi t ≤ tmin thì hm = 1 lệnh hâm được phát ra . Khi tmin ≤ t ≤ tmax thì hm= 1 vẫn tiếp tục hâm. Khi t = tmax thì hm = 0 dừng hâm. Khi nhiệt độ giảm xuống t = tmin thì hm = 1 lại hâm trở lại. Mạch logic (Hình 8): Hình 8 Chú ý: - Máy được hâm khi nó ở trạng thái sẵn sàng hoạt động - Khi Diesel hoạt động thì mạch hâm phải được cắt ra bất kể nhiệt độ hâm là bao nhiêu. Dầu cũng như nước chỉ được sấy khi đủ áp lực để tuần hoàn. - Bơm chỉ được dừng lại khi điện trở sấy được ngắt điện. - Khi sấy, nhiệt độ dầu và nước còn nhỏ hơn nhiệt độ max thì mạch sấy vẫn được cấp điện. Khi đã đạt nhiệt độ sấy max thì mạch sấy phải được cắt ra. b, Chức năng khởi động từ xa Diesel: Khởi động từ xa Diesel cần phải qua các bước sau: Bước 1: Chuẩn bị máy: - Via máy: Việc này thực hiện nhằm mục đích tránh sức ì, kiểm tra trục máy xem có bị kẹt hay không và bôi trơn một số chi tiết động. Tiếp điểm hành trình via máy dùng khống chế mạch khởi động và thông báo máy đang via hay không via. - Khởi động bơm dầu bôi trơn.Trường hợp bơm dầu bôi trơn gắn liền với trục Diesel thì mạch bảo vệ áp suất dầu bôi trơn thấp phải được ngắt ra khi khởi động. - Khởi động bơm nước làm mát. - Chuẩn bị mạch điện bật, công tắc nguồn. - Chọn vị trí điều khiển: Trạm điều khiển trung tâm, trên buồng lái hay dưới buồng máy. Bước 2: Khởi động máy: - Máy sẵn sàng khởi động là máy không gặp sự cố nào. - Tác động vào tay điều khiển dịch trục cam theo chiều chuyển động tiến hoặc lùi. Nhờ tiếp điểm hành trình trục cam, khi trục cam dịch xong thì tiếp điểm hành trình đóng đưa ra tín hiệu ngắt gió dịch trục cam. Chưa dịch trục cam xong thì tiếp điểm hành trình còn mở. - Mở van gió khởi động, gió từ chai gió có áp lực khoảng 25-30kg/cm2 đi vào đĩa chia gió rồi tới xilanh của động cơ để tiến hành khởi động. Động cơ được khởi động theo chiều nào đã được quyết định bởi trục cam. - Mở khoá bộ điều tốc đưa tham số máy về vị trí tương ứng với tốc độ min để hạn chế nhiên liệu lúc khởi động. 57 - Nhờ gió khởi động và nhiên liệu dẫn đến quá trình cháy nổ và động cơ được khởi động. - Nếu như việc khởi động thực hiện thành công thì xuất hiện tín hiệu tốc độ, rơle tốc độ cảm biến và đưa tín hiệu tới ngắt gió khởi động, ngắt thiết bị điều khiển hạn chế nhiên liệu và đưa tín hiệu bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp vào hoạt động, đồng thời báo bằng đèn là máy đã khởi động thành công. - Nếu máy khởi động không thành công cũng phải có tín hiệu ngắt gió khởi động và báo khởi động không thành công đồng thời thiết bị đếm số lần khởi động hoạt động. Diesel được phép khởi động lại 3 hoặc 4 lần. Lần khởi động cuối cùng vẫn không thành công thì có tín hiệu dừng khởi động và đưa hệ thống về trạng thái ban đầu. c, Chức năng đảo chiều quay: - Với Diesel không đảo chiều quay: Loại này thì việc đảo chiều quay chân vịt thực hiện bằng li hợp và hộp số. Khi có tín hiệu đảo chiều vào tay điều khiển thì hệ thống sẽ điều khiển đưa bộ điều tốc về vị trí tương ứng với vòng quay đảo chiều. Khi tốc độ Diesel giảm tới tốc độ cho phép đảo chiều, thì hệ thống đảo chiều sẽ ngắt ly hợp theo chiều quay cũ và đóng ly hợp theo chiều quay mới, khi ly hợp của chiều quay mới đã đóng xong hệ thống lại tác động vào động cơ secvo của bộ điều tốc để đưa nhiên liệu vào động cơ Diesel, điều khiển tốc độ động cơ tăng tới vị trí điều khiển tương ứng theo chiều quay mới. - Với Diesel đảo chiều quay Sự đảo chiều quay là sự kết hợp quá trình dừng và khởi động động cơ theo chiều ngược lại. Khi ta đưa tay điều khiển từ vị trí tiến về lùi hoặc lùi về tiến thì quá trinh diễn ra như sau: Hệ thống điều khiển ngắt nhiên liệu vào động cơ làm tốc độ động cơ từ từ giảm xuống cho đến khi chỉ còn khoảng 2-5% nđm thì hệ thống có tín hiệu dịch trục cam theo chiều ngược lại. Khi cam dịch xong sẽ có tín hiệu cấp gió khởi động ngay khi động cơ chưa dừng hẳn. Như vậy sẽ hãm nhanh động cơ và bắt đầu khởi động theo chiều ngược lại. Khi đảo chiều xong bộ điều tốc lại hoạt động theo chiều mới và quá trình khởi động lại diễn ra. d, Chức năng điều chỉnh tốc độ: Yêu cầu: - Thay đổi tốc độ theo ý muốn và phải láng. - Có thể ổn định tốc độ theo mọi chế độ tải của Diesel - Có thể thay đổi tốc độ theo chương trình đặt trước. Hình 9 58 + Khối mạch lặp I: - αo: Góc bẻ của tay điều khiển ứng với góc lệnh điều khiển. - KĐ: Khối khuếch đại - THTG: Khối thực hiện trung gian để biến đổi đưa lệnh đến điều khiển động cơ secvo. - ĐCSV: Động cơ secvo dùng để tác động vào tay ga và từ đố đặt tốc độ cho bộ điều tốc, tuỳ vào kết cấu mà động cơ secvo có thể đặt bên ngoài hoặc bên trong bộ điều tốc. - Đo & BĐ: Khối đo và biến đổi, phản hồi lại tín hiệu đặt cho bộ điều tốc so sánh với α0. Đo thường đi với biến đổi vì α và α0 thường không tương thích với nhau. + Khối điều chỉnh tốc độ II: - Khối này có khâu so sánh, so sánh tín hiệu đặt và tín hiệu tốc độ động cơ phản hồi về và toàn bộ bộ điều tốc hoạt động theo nguyên tắc độ lệch. - CT: Khối tạo tín hiệu đặt. - TH: Khối thực hiện. - PH: Khối phản hồi. - TRNL: Thanh răng nhiên liệu. Nếu ta bẻ tay điều khiển góc càng lớn thì tốc độ quay càng lớn ứng với tốc độ đặt của bộ điều tốc. Nếu có tín hiệu αo ≠ 0 và αo ≠ α làm xuất hiện tín hiệu ∆α= α0 - α. Tín hiệu này qua khối khuếch đại tới khối thực hiện trung gian làm rơle tăng hoặc giảm hoạt động tác động vào động cơ secvo theo chiều tăng hoặc giảm nhiên liệu vào động cơ Diesel. Tín hiệu phản hồi qua bộ đo và biến đổi. Khi động cơ secvo ở vị trí tương ứng với tốc độ no tương ứng vị trí tay điều khiển αo, thì α=αo nên ∆α = 0 dẫn đến động cơ dừng ở vị trí đó. Khối tạo tín hiệu cho trước còn gọi là khối tín hiệu chuẩn tạo no ≠ n thực của Diesel, làm xuất hiện tín hiệu độ lệch ∆n đưa vào khối khuếch đại và thực hiện tác động vào thanh răng nhiên liệu thay đổi nhiên liệu cấp vào động cơ để đưa tốc độ động cơ bằng với tốc độ đặt ở tay điều khiển. Tín hiệu phản hồi được lấy qua khâu Đo và BĐ đưa về so sánh với tín hiệu no. Do vậy khi n = no thì ∆n=0 làm mất tín hiệu tác động vào thanh răng nhiên liệu. Động cơ ổn định ở tốc độ no. e, Chức năng dừng máy: - Dừng bình thường: Là quá trình dừng thực hiện khi đưa tay điều khiển từ bất kì vị trí nào về Stop. Khi dừng như vậy hệ thống sẽ có tín hiệu gửi tới bộ phận điều chỉnh tốc độ để tác động vào động cơ secvo làm giảm dần nhiên liệu vào động cơ đưa tốc độ của máy từ từ giảm xuống từ nđm xuống 0,2nđm trong thời gian từ 15-20s sau đó mới đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí 0 để dừng hẳn máy. - Dừng sự cố: Dừng sự cố thực hiện tự động nhờ mạch báo động và bảo vệ Diesel. Nó tác động vào thanh răng nhiên liệu kéo thanh răng nhiên liệu về vị trí 0 để dừng máy khẩn cấp hoặc tác động trực tiếp lên đường dầu của van điện từ để cắt nhiên liệu đưa vào động cơ tức thời. Dừng sự cố chỉ thực hiện khi xảy ra một trong các sự cố sau : + Áp lực dầu bôi trơn thấp + Nhiệt độ nước làm mát của máy cao + Khi xảy ra quá tốc n = (1,1-1,5) nđm Ngoài ra còn có nút ấn dừng sự cố bằng tay khi muốn dừng khẩn cấp động cơ khi sự cố không phải do các nguyên nhân nêu trên. Khi máy phải dừng sự cố, sau khi khắc phục sự cố xong phải reset hệ thống để máy trở về trạng thái sẵn sàng. 59 f, Chức năng đóng mở ly hợp: Trước khi thực hiện việc đóng mở ly hợp phải thoả mãn các điều kiện sau: -Tốc độ quay không vượt quá tốc độ cho phép n ≤ ncp - Nếu 2 Diesel cùng hoạt động thì n1 = n2 ≤ ncp (tốc độ quay trung bình nào đó theo quy định nào đó đối với từng Diesel) - Nếu là loại ly hợp ma sát thì áp lực gió hoặc áp lực dầu phải đạt giá trị cho phép. Các loại ly hợp: - Ly hợp kiểu thuỷ lực: Thường ở dạng ly hợp trượt - Ly hợp kiểu khí: Thường ở dạng ly hợp ma sát - Ly hợp kiểu điện: Có thể ở cả hai dạng trượt hoặc ma sát. g, Chức năng tự động kiểm tra giám sát báo động: - Vai trò : + Nhằm đảm bảo kiểm tra giám sát các thông số của máy một cách tin cậy liên tục. + Nâng cao tính an toàn trong khai thác. + Nhanh chóng phát hiện hư hỏng, tìm nguyên nhân để bảo vệ loại trừ. - Yêu cầu: + Số luợng thông số kiểm tra phải đủ để có thể đánh giá được hệ thống nhưng đạt giá trị tối thiểu để hệ thống trở nên đơn giản. + Hoạt động phải chính xác, tin cậy không nhầm lẫn. + Phải có tín hiệu báo động bằng cả âm thanh và ánh sáng khi thông số kiểm tra vượt giá trị đặt cho phép, khi hệ thống hoạt động bảo vệ, khi mất nguồn hoặc chuyển nguồn sự cố. + Tín hiệu báo động phải chỉ rõ sự cố, khi người trực chưa nhận biết sự cố thì đèn nhấp nháy và chuông kêu; khi nhận biết rồi thì chuông ngừng kêu, đèn sáng bình thường; giải quyết xong sự cố, reset hệ thống thì mới tắt đèn. 4.2.2 Yêu cầu của hệ thống ĐKTX Diesel: - Điều khiển máy chỉ bằng tay điều khiển, có thể đưa tay điều khiển từ bất kì vị trí nào đến vị trí cần thiết mà không cần dừng lại ở vị trí trung gian, các thao tác thực hiện lệnh sẽ do hệ thống tự thực hiện. - Khi tay điều khiển đến vị trí mong muốn thì phải được cố định ở vị trí đó. Vị trí điều khiển phải phù hợp vói các lệnh điều khiển máy và chỉ báo. - Tay điều khiển ở buồng lái gắn liền với tay chuông truyền lệnh để khi điều khiển máy, sĩ quan điều khiển không phải thực hiện thêm thao tác nào nữa. - Hệ thống điều khiển phải đảm bảo độ láng theo yêu cầu. - Tuỳ theo yêu cầu thiết kế của từng loại tàu mà hệ thống cần trang bị trạm điều khiển dự phòng, có thể thực hiện điều khiển ở cả buồng lái, buồng điều khiển trung tâm và ngay tại máy. Chức năng của trạm điều khiển phụ cũng thoả mãn như trạm điều khiển chính. - Khi mất nguồn chính phải tự động đóng nguồn sự cố để duy trì sự hoạt động liên tục.. - Chương trình tăng tốc phải phù hợp với quá trình nhiệt của động cơ. Có 3 loại chương trình: + Bình thường: Tức là trạng thái hoạt động của động cơ nằm trong giới hạn cho phép của nhà thiết kế. + Sự cố: Sử dụng trong trường hợp tàu điều động tránh va. + Chậm: Sử dụng với các động cơ thấp tốc để tránh ứng suất cục bộ. 60 - Có thể khởi động ngược lại khi tốc độ tàu đang cao, khởi động với lượng nhiên liệu lớn, có thể tác động trực tiếp lên thanh răng nhiên liệu để dừng động cơ, ngắt nhanh nhiên liệu khi dừng hoặc đảo chiều động cơ. - Có thể tự khởi động lại với số lần cho phép. Lần cuối mà vẫn không thành công thì sẽ không chế không cho khởi động nữa. Đồng thời hệ thống phải bố trí rơle thời gian để khống chế thời gian khởi động giữa các lần khởi động. - Cần trang bị hệ thống tự động kiểm tra giám sát các thông số chính của Diesel. Hệ thống có thể bảo vệ dừng máy khi có sự cố đặc biệt quan trọng xảy ra. - Hệ thống phải đảm bảo cho Diesel vượt nhanh qua vùng tốc độ cộng hưởng hoặc trên cộng hưởng. - Cần sử dụng bộ điều tốc nhiều chế độ vừa ổn định tốc độ vừa có khả năng hạn chế quá tải động cơ, hạn chế đưa nhiên liệu vào máy khi áp lực tuabin cao áp giảm hoặc giảm tốc độ khi các tham số chính vượt quá mức quy định. - Trụ điều khiển đặt trên buồng lái chỉ đặt một số lượng tối thiểu các tín hiệu như báo máy chạy, máy dừng, máy quá tải, quá tốc, tránh gây khó khăn phức tạp cho người điều khiển. - Hệ thống cần được chế tạo trên các thiết bị đã được thống nhất hoá có thể thay đổi lắp lẫn vào nhau. 61 Chương5: HỆ THỐNG ĐKTX DIESEL MÁY CHÍNH TÀU 22500T 5.1.GIỚI THIỆU PHẦN TỬ SƠ ĐỒ KHÍ ĐIỀU KHIỂN VÀ SƠ ĐỒ ĐIỆN. a, Sơ đồ khí điều khiển(APN-1U CONTROL AIR SYSTEM DIARGRAM) + 201: Tay điều khiển tốc độ, khởi động và dừng. + 201.1: Van ngắt gió điều khiển dịch trục cam khi khởi động. + 201.2: Van điều khiển dừng. + 201.3: Van điều khiển tốc độ. + 201.4: Van điều khiển khởi động. + 202: Tay điều khiển chuyển đổi tiến lùi. + 203, 204: Các bộ lọc. + 205: Van điều khiển hạn chế nhiên liệu khi khởi động. + 206: Van điều khiển tốc độ và cho tín hiệu hạn chế nhiên liệu khi khởi động. + 207: Van điều chỉnh áp lực tạo tín hiệu hạn chế nhiên liệu khi khởi động. + 208, 210: Đồng hồ đo áp lực. + 209: Cảm biến áp lực (Tiếp điểm áp lực). + 211: Van kiểm tra đôi (Van cộng). + 501: Van xả nhanh. + 502: Van điều khiển dừng sự cố. + 503: Van điện từ điều khiển khởi động. + 504: Van điện từ điều khiển dừng (khoá dầu FO). + 601: Bộ lọc. + 602: Bộ làm khô khí. + 701: Van điều khiển bằng tay. + 702: Van giảm áp. + 703: Van kiểm tra đôi. + 704: Van an toàn. + 705: Đồng hồ đo áp lực. + 706: Bộ lọc. + E01: Van điều khiển tốc độ ở trạm sự cố. + E02: Van dừng. + E03: Van 3 ngả điều khiển dịch trục cam tiến lùi. + E04: Van thời gian điều khiển tốc độ. + E05: Van khởi động. + E06: Van kiểm tra đôi điều khiển tốc độ. + E07: Van 4 ngả thay đổi vị trí. + E08, E09: Van xả nhanh. + E10: Van 3 ngả khoá khởi động khi via máy. + E11: Bộ lọc. + E12: Đồng hồ đo áp lực. + E14: Van giảm áp. + E15: Bộ lọc. + LS: Các tiếp điểm hành trình (Limit Switch). + Air source panel: Panel nguồn khí + Turning gear: Máy via. + Starting air auto stop valve: Van tự động dừng cấp khí khởi động. + Cam shaft safety device: Thiết bị an toàn của trục cam. + Cam shaft change over divice: thiết bị thay đổi vị trí trục cam. 62 + Governor: Máy phát tốc. + Governor booster: Tăng áp máy phát tốc. + Cam shaft stopper: Chốt giữ trục cam. b, Sơ đồ điện : Sơ đồ 2: + R1: Rơ le báo cấp nguồn cho hệ thống điều khiển. + RE1: Rơle báo cấp nguồn cho hệ thống bảo vệ. + RE2: Rơle báo vị trí điều khiển tại buồng điều khiển. + RE3: Rơle báo vị trí điều khiển tại máy. + SOL: Van điện từ điều khiển dừng khẩn cấp. + EB4: Đầu vào tín hiệu báo tay điều khiển hoặc tay điều khiển tại máy ở vị trí Stop. Sơ đồ 3: + TLRFOH: Rơle báo tay điều khiển cấp dầu FO ở vị trí stop. + TLREB1: Rơle điều khiển dừng sự cố khi máy quá tốc. + TLREB2, TLREB3: Các rơle trung gian. + REB3: Rơle điều khiển dừng sự cố bằng tay. + REB4: Rơle điều khiển dừng sự cố khi áp lực dầu bôi trơn thấp. + REB5: Rơle điều khiển dừng khi áp lực dầu bôi trơn tuabin thấp. + TLREB4, TLREB5: Các rơle có thể thay thế cho TLREB2, TLREB3. + REB6, REB7, REB8: Các rơle có thể thay thế cho REB3, REB4, REB5 + Led: Điot phát quang. Sơ đồ 4: + R2: Rơle trung gian có điện khi cam ở vị trí AHEAD. + R3: Rơle trung gian có điện khi cam ở vị trí ASTERN. + R4: Rơle trung gian có điện khi chốt trục cam. + R5: Rơle trung gian có điện khi ngừng via. + R6: Có điện khi via máy. + R7: Rơle điều khiển khoá dầu FO. + LB2: Đèn báo cam đang ở vị trí ASTERN . + LB3: Đèn báo cam đang ở vị trí AHEAD. + LB4: Đèn báo khoá không cho dịch trục cam. + SOL21: Van điện từ điều khiển khoá dầu FO. + SOL22: Van điện từ điều khiển khoá khởi động. + MR1H: Rơle tốc độ điều khiển dừng khẩn cấp khi quá tốc. + MR1L: Rơle tốc độ thực hiện đưa mạch báo động dầu bôi trơn xilanh không chảy vào hoạt động. + MR2L: Rơle tốc độ điều khiển cấp dầu FO khi van ở vị trí lùi. + MR2H: Rơle tốc độ điều khiển loại bỏ khoá dầu FO khi cam chưa nằm đúng vị trí. + MR3L: Rơle thực hện báo máy chạy lùi sai. + MR3H: Rơle thực hiện báo máy chạy tiến sai. + REV: Các đồng hồ đo tốc độ ở các vị trí. + RC2: Khối cảm biến tốc độ gồm 2 cảm biến dạng từ. Sơ đồ 5 : TELEGRAPH SIGNAL: Tín hiệu tay chuông truyền lệnh ở vị trí tiến hoặc lùi. TLRW1: Rơle trung gian báo động máy chạy sai hướng . TLRW2: Rơle thời gian báo động máy chạy sai hướng. 63 5.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: 5.2.1. Thao tác chuẩn bị máy: - Via máy: Trước khi chạy máy cần via máy để kiểm tra xem máy có bị kẹt hay không và bôi trơn một số chi tiết động. Động cơ via máy là động cơ điện. Khi vào ly hợp máy via, tiếp điểm LS(4-8) bị tác động mở ra, rơle R5(4-8) mất điện, van E10 khoá lại ngăn khởi động. Rơle R6(4-10) có điện làm tiếp điểm R6(6-11) của nó đóng lại đưa tín hiệu báo đang thực hiện via máy. Khi ra ly hợp máy via, LS(4-8) đóng lại, rơle R5(4-8) có điện, tiếp điểm R5(6-12) đóng đưa tín hiệu báo máy đã ra via.Van E10 mở cấp gió sẵn sàng khởi động. - Khởi động bơm dầu bôi trơn: Sau khi bơm dầu bôi trơn được đưa vào hoạt động, tiếp điểm cảm biến áp lực dầu bôi trơn máy chính PS(3-8) và tiếp điểm cảm biến áp lực dầu bôi trơn tuabin PS(3-10) sẽ bị tác động mở ra, rơle TLREB2 và TLREB3 mất điện mở các tiếp điểm TLREB2(3-19), TLREB3(3-21) cắt điện tới rơle REB4, REB5 và 2 đèn báo. Tiếp điểm TLREB(3-54) và TLREB3(3-55) mở cắt điện tới van điện từ khoá khởi động SOL(4-25). - Mở chốt trục cam: Khi trục cam bị chốt, tiếp điểm LS(4-6) đóng lại làm rơle R4(4-6) có điện, tiếp điểm R4(4-17) đóng, đèn LB4 ở trạm điều khiển tại chỗ sáng báo đang chốt cam. Khi mở chốt trục Cam, cam có thể dịch theo 2 chiều. Tiếp điểm LS(4-6) mở làm rơle R4 mất điện, R4(4-17) mở, đèn LB4 tắt. - Mở gió điều khiển (25kgf/cm3) và mở gió khởi động (7kgf/cm3). 5.2.2. Điều khiển tại buồng điều khiển trung tâm Đưa tay gạt của van E07 sang vị trí Remote để chọn vị trí tại buồng điều khiển trung tâm. Khi đó khí điều khiển từ panel nguồn khí qua E11 qua E07 đưa khí theo đường Remote qua bộ lọc 203 tới tay điều khiển tại buồng điều khiển. Cảm biến áp lực 209 bị tác động đóng tiếp điểm PS(2-9) cấp điện cho rơ le RE2, tiếp điểm RE2(2-13) đóng, sẵn sàng cho việc điều khiển tại buồng điều khiển. Tiếp điểm RE2(2-11) mở ra, rơle RE3 mất điện không cho điều khiển tại máy. Thao tác dịch trục cam theo chiều tiến hoặc lùi thực hiện bằng tay điều khiển 202. Khi tay điều khiển 201 đang ở Stop, muốn dịch trục cam theo chiều tiến ta chuyển tay điều khiển 202 sang vị trí AHEAD, khí điều khiển sẽ qua van 201.2 qua van 201.1 qua van 202 đi theo đường AHEAD qua bộ lọc E15(1) tới tác động mở van E03(AH). Gió khởi động qua van giảm áp E14 qua E03(AH) qua thiết bị an toàn của trục cam qua van xả nhanh E08b tạo áp lực nén dầu trong bình AH. Dầu được nén tác động vào bên phải pitton của xilanh dịch trục cam theo chiều tiến. Khi đó tiếp điểm LS(4-2) đóng cấp điện cho rơle R2. Tiếp điểm R2(4-15) đóng, đèn LB3 ở trạm điều khiển tại máy sáng báo cam ở vị trí tiến. Tiếp điểm R2(6-7) đóng đưa tín hiệu tới chân A5 báo lên buồng điều khiển đã dịch trục cam xong theo chiều tiến. Khi có tín hiệu báo cam đã ở vị trí tiến ta nhả tay điều khiển 202 hoàn nguyên về vị trí Normal ngắt gió điều khiển dịch trục cam. 64 Hình 10 Muốn dịch trục cam theo chiều lùi thì khi tay điều khiển 201 đang ở vị trí Stop ta đưa tay điều khiển 202 đến vị trí Astern, gió điều khiển sẽ qua van 201.2 qua van 201.1 qua van 202 và đi theo đường Astern qua bầu lọc 204(3) và E15(3) tới tác động mở van E03(AS), gió khởi động sẽ qua van giảm áp E14 qua van E03 qua Cam Shaft Safety Device qua van xả nhanh tạo ra áp lực nén dầu trong bình AS. Dầu được nén tác động vào bên trái pitton của xilanh dịch trục cam theo chiều lùi. Khi cam đã nằm đúng vị trí theo chiều lùi, tiếp điểm LS(4-4) đóng lại cấp điện cho rơle R3, tiếp điểm R3(4-13) đóng lại cấp điện cho đèn LB2 ở trạm điều khiển tại máy báo cam đã ở vị trí lùi, tiếp điểm R3(6-8) đóng lại cấp tín hiệu tới chân A6 báo lên buồng điều khiển báo cam ở vị trí lùi. Khi có tín hiệu cam ở vị trí lùi ta nhả tay điều khiển 202 hoàn nguyên về vị trí NORMAL ngắt gió điều khiển. a, Khởi động: Tay điều khiển 201 đang ở vị trí Stop, thực hiện khởi động Diesel bằng cách đưa tay điều khiển đến vị trí Start, gió điều khiển sẽ qua van 201.4 và rẽ nhánh 3 nhánh. Nhánh thứ nhất qua van 211 qua van thời gian 206 tới tác động mở van 205, gió điều khiển từ van giảm áp 207 qua 205 qua bầu lọc 204(8) qua van E06 tới tác động vào bộ điều tốc đưa tham số của bộ điều tốc ứng với giá trị min để hạn chế nhiên liệu khi khởi động. Nhánh thứ 2 tác động tới van 201.1 khoá gió điều khiển dịch trục cam. Nhánh còn lại qua bộ lọc 204 theo đường Start qua bộ lọc E05 qua van điện từ 503 qua van xả nhanh 501 tới mở van E05, gió khởi động từ bộ cấp gió qua E10 qua van E05 qua Cam Shaft Safety Device tới tác động mở van Starting Air Auto Stop Valve cho gió khởi động vào động cơ. Động cơ quay, dầu FO được phun vào động cơ. Quá trình cháy nổ xảy ra, tốc độ động cơ tăng lên. b, Điều chỉnh tốc độ: Sau khi động cơ đạt được tốc độ khởi động, ta đưa tay điều khiển từ vị trí Start tới một trong các vị trí lệnh của tay chuông của tay chuông (0-10), khí điều khiển qua van 201.3 qua van 205 đi theo đường SPEED qua bầu lọc 204(8) và E15(8) qua van E06 tác động tới bộ điều tốc. Áp lực gió điều khiển tốc độ thay đổi ứng với các vị trí của tay điều khiển tác động làm cho tham số của bộ điều tốc thay đổi. Bộ điều tốc tác động vào thanh răng nhiên liệu tỉ lệ với vị trí tay khiển thay đổi lưu lượng bơm dầu cấp cho động cơ dẫn đến thay đổi tốc độ của động cơ Diesel. c, Đảo chiều quay: Giả sử đảo chiều từ AHEAD sang ASTERN. Khi động cơ đang quay theo chiều tiến để đảo chiều quay ta đưa tay điều khiển 201 về vị trí Stop, tốc độ của Diesel sẽ giảm dần, quan sát trên đồng hồ chỉ báo tốc độ, khi tốc độ còn khoảng 5% ndm thì kéo nhanh tay điều khiển dịch trục cam 202 sang vị trí ASTERN, khí điều khiển qua van 202 qua bộ 65 lọc 204(3) và E15(3) đến điều khiển mở van E03(AS). Khí khởi động từ bộ cấp gió qua van giảm áp E14 qua van E03 (AS) tới van xả nhanh E08a tạo khí nén dầu trong bình AS. Dầu được nén tác động vào bên trái piton của xilanh dịch trục cam về vị trí ASTERN. Khi cam ở vị trí ASTERN tiếp điểm LS(4-4) đóng lại cấp điện cho rơle R3, tiếp điểm R3(6-8) đóng lại đưa tín hiệu báo lên buồng điều khiển đã dịch trục cam về ASTERN. Khi cam ở vị trí ASTERN tiếp điểm hành trình LS(4-4) đóng lại cấp điện cho rơle R3, tiếp điểm R3(6-8) đóng đưa tín hiệu lên buồng điều khiển báo trục cam đã dịch về vị trí ASTERN. Lúc này ta nhả tay điều khiển dịch trục cam 202 hoàn nguyên về vị trí NORMAL cắt gió dịch trục cam và tiếp tục đưa tay điều khiển 201 đến vị trí START, gió điều khiển sẽ qua van 201.4 và rẽ nhánh. Một nhánh qua van 211 qua van thời gian 206 tới tác động mở van 205, gió điều khiển từ van giảm áp 207 qua 205 qua bầu lọc 204(8) qua van E06 tới tác động vào bộ điều tốc đưa tham số của bộ điều tốc ứng với giá trị min để hạn chế nhiên liệu khi khởi động. Một nhánh qua bộ lọc 204 theo đường START qua bộ lọc E15 qua van điện từ 503 qua van xả nhanh 501 tới mở van E05, gió khởi động từ bộ cấp gió qua E10 qua van E05 qua thiết bị an toàn của trục cam tới tác động mở van Starting Air Auto Stop Valve cho gió khởi động vào động cơ để hãm nhanh sau đó khởi động theo chiều lùi. Quan sát đồng hồ đo tốc độ máy, khi Diesel đạt được tốc độ khởi động ta đưa tay điều khiển tới vị trí điều khiển tốc độ mong muốn. d, Dừng máy: Có hai trường hợp xảy ra là dừng máy do người điều khiển thực hiện và dừng máy do hệ thống tự thực hiện vì có sự cố cần bảo vệ: + Dừng bằng tay: - Bình thường: Khi muốn dừng máy người điều khiển đưa thay điều khiển về vị trí Stop, gió điều khiển qua van 201.2 qua bộ lọc 204(6) và qua E15(6) qua van điện từ 504, 502 tới van xả nhanh E09 đưa áp lực gió vào xilanh dừng E02 tác động vào thanh răng nhiên liệu ngừng cấp dầu FO. Đồng thời khi tay điều khiển đưa về vị trí Stop, tiếp điểm hành trình LS(2-13) đóng có tín hiệu đưa tới EB4(3-7) cấp điện cho rơle TLRFOH, sau thời gian trễ tiếp điểm TLRFOH (3-16) mở ra ngắt mạch dừng sự cố không cho đưa vào hoạt động, tiếp điểm TLRFOH(3-48) đóng gửi tín hiệu ra chân A22 báo dừng máy bình thường. - Sự cố: Để dừng sự cố bằng tay ta đóng công tắc HP(3-14) tại Panel điều khiển ở buồng điều khiển cấp điện cho rơle REB3, tiếp điểm REB3(3-31) đóng lại cấp điện cho van điện từ SOL dừng sự cố. Đèn LED(3-15) sáng báo dừng sự cố bằng tay, tiếp điểm REB3(3-41) mở ra ngừng cấp tín hiệu vào chân A13 báo dừng sự cố bằng tay. + Dừng sự cố tự động: Khi tay điều khiển rời khỏi vị trí Stop, tiếp điểm LS(2-13) mở làm rơle TLRFOH mất điện, tiếp điểm TLRFOH(3-16) đóng đưa các mạch bảo vệ vào. Hệ thống chỉ dừng tự động khi có các sự cố sau: - Áp lực dầu bôi trơn máy chính quá thấp: Nếu như áp lực dầu bôi trơn máy chính giảm dưới giới hạn quy định thì tiếp điểm PS(3-8) đóng lại, rơle TLREB2 có điện, sau 3s tiếp điểm TLREB2(3-18) đóng lại cấp điện cho rơle REB4. Đèn LED (3-20) sáng báo áp lực dầu bôi trơn máy chính quá thấp, tiếp điểm REB4(3-20) đóng lại tự nuôi, tiếp điểm REB4(3-42) đóng cấp điện cho van SOL dừng sự cố, tiếp điểm REB4(3-42) mở ra ngắt tín hiệu tới chân A14 báo dừng sự cố do dầu bôi trơn máy chính quá thấp. - Áp lực dầu bôi trơn tua bin quá thấp: Tiếp điểm PS(3-10) đóng lại khi áp lực dầu bôi trơn tuabin thấp dưới mức cho phép, rơle TLREB3 có điện. Sau 5s tiếp điểm TLREB3(3-22) đóng lại cấp điện cho rơle REB5. Tiếp điểm TLREB5(3-23) đóng tự nuôi, TLREB5(3-33) đóng cấp điện cho van 66 điện từ SOL dừng sự cố , tiếp điểm TLREB5(3-43) mở ra ngắt tín hiệu tới chân A15, đèn LED(3-23) sáng báo áp lực dầu bôi trơn tuabin giảm quá thấp. - Quá tốc: Khi tốc độ máy bằng 1,10→1,15ndm thì rơle MR1H có điện, tiếp điểm MR1H(3- 17) đóng làm rơle TLREB1 có điện. Tiếp điểm TLREB1(3-18) đóng lại tự nuôi, TLREB1(3-32) đóng lại cấp điện cho van điện từ sự cố, TLREB1(3-46) mở ra cắt tín hiệu đến chân A16 báo dừng sự cố do quá tốc. Đèn LED(3-18) sáng báo quá tốc. + Sau khi giải quyết sự cố, muốn RESET hệ thống ta đưa tay điều khiển về vị trí Stop, LS(2-3) đóng, TLRFOH có điện, sau 1s mở tiếp điểm TLRFOH. Đèn LED(3-18) tắt, rơle TLREB1 mất điện, các tiếp điểm TLREB1(3-32) mở ra, van điện từ SOL mất điện, tiếp điểm TLREB1(3-46) đóng, cấp tín hiệu đến chân A16 ngắt báo động dừng sự cố do quá tốc. Đèn LED (3-20) tắt, rơle REB4 mất điện, các tiếp điểm REB4(3-32) mở ra ngừng cấp điện cho van điện từ SOL, tiếp điểm REB4(3-42) đóng lại cấp tín hiệu đến chân A14 ngắt báo động áp lực dầu bôi trơn máy chính thấp. Đèn LED (3-23) tắt, rơle REB5 mất điện, tiếp điểm REB5(3-33) mở ra ngắt điện van điện từ SOL, tiếp điểm REB(3-43) đóng lại cấp tín hiệu tới chân A15 ngắt báo động dừng sự cố áp lực dầu bôi trơn tuabin thấp. 5.2.3. Điều khiển tại máy Đưa tay gạt van E07 sang E/S (Engine Side) làm van E07 khoá lại không cho gió điều khiển lên buồng điều khiển trung tâm. Cảm biến áp lực khí điều khiển PS(2-9) mở→ rơle RE2 mất điện→ tiếp điểm RE2(2-11) đóng →rơle RE3 có điện → tiếp điểm RE3(2- 11) đóng cấp điện tới đầu EB4 của mạch dừng sự cố đồng thời tiếp điểm RE3(4-19) mở ra xoá lệnh khoá dầu FO, Tiếp điểm RE3(6-6) cũng đóng lại đưa tín hiệu đến chân A4 báo đang điều khiển tại máy. Khi muốn dịch trục cam theo chiều tiến, ta đưa tay điều khiển trên van E03 sang AHEAD, van E03(AH) mở ra cho gió khởi động từ bộ cấp gió đi qua van giảm áp E14 tới van xả nhanh E08b tạo áp lực nén dầu trong bình AH tác động vào bên phải xilanh dịch trục cam theo chiều tiến. Khi cam dịch xong theo chiều tiến thì tiếp điểm LS(4-2) đóng lại cấp điện cho rơle R2 làm tiếp điểm R2(4-15) đóng lại cấp nguồn cho đèn báo cam ở vị trí tiến, đồng thời R2(6-7) đóng lại đưa tín hiệu tới chân A5 báo lên buồng điều khiển là Cam ở vị trí tiến. Muốn đưa cam dịch theo chiều lùi ta đưa tay điều khiển của van E03 đến vị trí ASTERN làm van E03(AS) mở ra, gió khởi động từ bộ cấp gió qua van giảm áp E14 qua van xả nhanh E08b, dầu trong bình AS bị nén tác động vào bên trái xilanh làm dịch trục cam theo chiều lùi. Khi dịch cam xong theo chiều lùi thì tiếp điểm hành trình LS(4-4) đóng cấp điện cho rơle R3 làm tiếm điểm của nó là R3(4-13) đóng lại cấp điện cho đèn báo cam ở vị trí lùi. Đồng thời, R3(6-8) đóng cấp tín hiệu đến chân A6 báo lên buồng điều khiển cam đã ở vị trí trí lùi. a, Khởi động: Chuyển tay điều khiển FO HANDLE đến vị trí 0, ấn tay gạt START trên van E05. Khí khởi động qua van E10 qua E05 và rẽ làm 2 nhánh, một nhánh qua van E04 tác động vào bộ điều tốc đưa tham số của bộ điều tốc ứng với giá trị min hạn chế nhiên liệu khi khởi động, một nhánh qua thiết bị an toàn của trục cam tới tác động mở van Starting Air Auto Stop Valve cho gió khởi động vào động cơ, động cơ quay, dầu đựơc cấp vào, quá trình cháy nổ xảy ra, tốc độ động cơ tăng lên. Quan sát trên đồng hồ đo tốc độ, khi nào tốc độ động cơ đạt được tốc độ khởi động thì ngừng ấn van E05 và thực hiện điều chỉnh tốc độ cho động cơ. 67 b, Điều chỉnh tốc độ: Ta thực hiện điều chỉnh tốc độ bằng cách xoay van E01. Góc xoay van E01 sẽ quyết định áp lực khí điều khiển tác động vào bộ điều tốc. Bộ điều tốc tác động vào thanh răng nhiên liệu thay đổi lưu lương bơm dầu FO cấp cho động cơ qua đó thay đổi tốc độ của động cơ. Nếu không sử dụng van E01 ta có thể điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách đưa tay điều khiển FOHANDLE thay đổi từ vị trí 0-85 qua cơ cấu thanh truyền làm thay đổi độ mở thanh răng nhiên liệu tác động vào dịch tâm bơm dầu FO làm thay đổi lượng dầu cấp cho động cơ. c, Đảo chiều quay: Giả sử đảo chiều quay động cơ từ tiến sang lùi ta đưa tay điều khiển FO HANDLE về vị trí STOP, dầu vào bơm cao áp bị cắt làm tốc độ động cơ giảm dần, khi tốc độ còn khoảng 5%ndm thì đưa tay điều khiển trên van E03 sang vị trí ASTERN. Van E03(AS) mở cho gió điều khiển từ bộ cấp gió tới van xả nhanh E08a tạo áp lực nén dầu trong bình AS. Dầu được nén tác động vào bên trái của xilanh đẩy pitton dịch trục cam theo chiều lùi. Dịch cam xong thì ấn START trên van E05 để đưa gió khởi động vào nhanh chóng hãm động cơ và khởi động động cơ theo chiều lùi, đồng thời đưa tay điều khiển FO HANLE lên vị trí "0". Khi tốc độ quay theo chiều lùi đạt tốc độ khởi động thì mở van E01 để thực hiện điều khiển tốc độ. e, Dừng máy: Muốn dừng động cơ ta đưa tay điều khiển FO HANDLE về STOP qua cơ cấu truyền tác động dịch tâm bơm về vị trí ngưng cấp dầu FO cho động cơ, động cơ sẽ giảm tốc độ dần về 0. Tiếp điểm LS(2-14) đóng lại cấp điện vào EB4. Rơle TLRFOH có điện, sau một thời gian trễ tiếp điểm TLRFOH(3-16) mở ra ngắt mạch dừng sự cố. Đồng thời tiếp điểm TLRFOH(3-52) đóng đưa tín hiệu tới chân A22 báo lên buồng điều khiển là dừng máy bình thường. 5.2.4. Báo động và bảo vệ: a, Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn máy chính quá thấp: Khi áp lực dầu bôi trơn máy chính thấp quá mức cho phép thì tiếp điểm PS(3-8) đóng làm rơle TLEB2 có điện, sau 3s tiếp điểm TLREB2(3-18) đóng lại cấp điện cho rơle REB4. Tiếp điểm REB4(3-20) đóng lại tự nuôi, REB4(3-32) đóng cấp điện cho van SOL dừng sự cố, tiếp điểm REB4(3-42) mở ra ngắt tín hiệu đến chân A14 báo dừng sự cố dầu bôi trơn máy chính quá thấp. b, Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn tuabin thấp: Khi áp lực dầu bôi trơn tuabin giảm quá thấp, tiếp điểm PS(3-10) đóng lại làm rơle TLREB3 có điện, sau 5s tiếp điểm TLREB3(3-22) đóng lại cấp điện cho rơle REB5. Tiếp điểm REB5(3-23) đóng lại tự nuôi, REB5(3-33) đóng lại cấp điện cho van điện cho van điện từ SOL dừng sự cố, REB5(3-43) mở ra ngắt tín hiệu đưa tới chân A15 báo dừng sự cố áp lực dầu bôi trơn tuabin quá thấp. c, Bảo vệ quá tốc: Khi tốc độ của máy bằng 110-115% ndm rơle MR1H có điện, tiếp điểm MR1H(3- 17) đóng lại cấp điện cho rơ le TLREB1 làm tiếp điểm TLREB1(3-18) đóng lại tự nuôi và tiếp điểm TLREB1(3-32) đóng lại cấp điện cho van điện từ dừng sự cố, đồng thời tiếp điểm TLREB1(3-46) mở ra ngưng cấp điện vào chân A16 báo dừng sự cố do quá tốc. d, Báo động WRONG WAY: Khi tay chuông truyền lệnh trên buông lái đánh lệnh AHEAD, tiếp điểm AH(5-42) đóng, người điều khiển máy lại điều khiển máy chạy lùi thì rơle MR3L có điện đóng tiếp 68 điểm MR3L(5-42) cấp điện cho rơle TLRW1, tiếp điểm TLRW1(5-47) đóng cấp tín hiệu tới đầu EBA21 và EBA23 báo WRONG WAY. e, Tự động kiểm tra giám sát : Thực hiện chức năng này người ta sử dụng PLC, các cảm biến đặt ở các vị trí khác nhau trong buồng máy, chúng cảm nhận thông số cần kiểm tra giám sát và đưa về trung tâm xử lý tín hiệu. Tín hiệu gửi về có thể là tín hiệu số hoặc tín hiệu tương tự. Trung tâm xử lý tín hiệu này gồm hai modul vào ra phân tán TMC P10 LU1 và TMC21 P10LU2 được nối mạng với nhau và với 2 màn hình hiển thị LCD Touch key 8 inch (Hình 11). CPU quản lý các modul này là PLC của hãng OMRON. Các thông số được kiểm tra giám sát của máy chính gồm: - Hệ thống bôi trơn: Nhiệt độ, áp suất, mức dầu bôi trơn xilanh. Nhiệt dộ, áp suất dầu bôi trơn tuabin. - Hệ thống làm mát: Nhiệt độ, áp suất nước làm mát xilanh. Nhiệt độ, áp suất nước làm mát pitton. Nhiệt độ, áp suất nước làm mát vòi phun. - Hệ thống nhiên liệu: Áp suất, nhiệt độ, độ nhớt, mức nhiên liệu. - Hệ thống khí: Nhiệt độ khí xả, khí nén. Áp suất khí nén, gió khởi động, gió điều khiển. Và ngoài ra còn 1 vài thông số khác nữa. Hệ thống này còn có chức năng giám sát các thông số của các Diesel máy phát, mức nước, dầu trong các két ... 69 Hình 11.Sơ đồ khối trung tâm xử lý tín hiệu của hệ thống tự động kiểm tra giám sát 70 Các cách hiển thị của đèn báo động và LCD (Hình 12): - Loại AM2 Cam2: Khi một thống số giám sát nào đó không bình thường thì đèn báo động và LCD nhấp nháy ở vị trí thông số đó trên màn hình, chuông kêu. Khi báo động đó được khắc phục thông số đó trở lại bình thường thì ấn nút tắt chuông và nháy LCD, đèn. Chuông và nháy có thể tắt trước hoặc sau khi thông số trở lại bình thường. - Loại AM2T Cam 2T: Loại này có trễ thời gian. Khi một thông số được giám sát nào đó không bình thường thì phải sau một thời gian chuông mới kêu, đèn và LCD mới nhấp nháy. Chuông và nháy có thể tắt trước hoặc sau khi thông số trở lại bình thường. - Loại CRA1: Khi đang hoạt động bình thường mà dừng hệ thống thì LCD tắt, chuông không kêu. Khi đang hoạt động bình thường mà phải tắt vì LCD có sự cố thì LCD đang sáng chuyển sang nhấp nháy, chuông kêu. Ấn tắt chuông thì chuông ngừng kêu, ấn tắt nhấp nháy thì LCD lại chuyển sang sáng bình thường và chỉ tắt khi có stop mà không có sự cố. 71 Hình 12. Đồ thị hiển thị báo động của đèn, LCD và chuông 72 5.3.SƠ ĐỒ QUẠT GIÓ TĂNG ÁP MÁY CHÍNH: 5.3.1.Giới thiệu phần tử: Sơ đồ quạt gió số 1(077 682 004 002): Mạch động lực: - 52-1: Aptomat cấp nguồn cho động cơ lai quạt gió. - R1S1T1: Đầu dây lấy điện 3 pha 440V, 60Hz. - U1V1W1: Đầu vào động cơ lai quạt gió. - A1: Đồng hồ đo dòng tải. - CT1: Biến dòng cấp tín hiệu cho đồng hồ đo dòng tải. - 51-1: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ. - 88-1: Tiếp điểm của contactor. Mạch điều khiển: - F11,F12: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho biến áp hạ áp Tr1. - F13,F14,F15: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển. - Tr1: Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển. - WL1: Đèn màu trắng báo có nguồn. - GL1: Đèn màu đỏ báo quạt gió hoạt động. - 2-1T: Rơle thời gian. - 88-1: Contactor cấp nguồn cho động cơ quạt gió. - 43L1: Contac chọn chế độ điều khiển tại chỗ hay từ xa. - PB12: Nút dừng ở trạm điều khiển tại chỗ. - PB11: Nút khởi động tại trạm điều khiển tại chỗ. - Stop: Nút dừng ở chế độ bằng tay của trạm đều khiển từ xa. - Start: Nút khởi động ở chế độ bằng tay của trạm điều khiển từ xa. - PSAA,PSLA: Hai rơle trung gian. - PSA: Cảm biến áp lực gió máy chính, tiếp điểm thường đóng của nó mở ra khi áp lực gió lớn hơn giới hạn đặt. - PSL: Cảm biến áp lực dầu bôi trơn tuabin, tiếp điểm này đóng khi áp lực dầu bôi trơn tuabin cao và mở ra khi áp lực dầu bôi trơn tuabin thấp hơn giới hạn đặt. - LS: Tiếp điểm ở tay chuông truyền lệnh, tiếp điểm này đóng khi tay chuông ở vị trí F/E. - 4-S11,84-: Rơle trung gian. - 88-1T, 63-1T, 62-11T, 62-12T: Các rơle thời gian. 5.3.2. Nguyên lý hoạt động Đóng aptomat 52-1 cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch động lực. Đèn WL1 có điện sáng báo mạch điều khiển được cấp nguồn. Rơle thời gian 2-1T có điện, sau 10 giây tiếp điểm 2-1T(2-11) đóng cấp nguồn cho chế độ tự động ở trạm điều khiển từ xa. Rơle 84-1 có điện đóng tiếp điểm 84-1 (3-15) báo có nguồn ở trạm điều khiển từ xa. Quạt gió chỉ hoạt động được khi: - Áp lực chai gió thấp, tiếp điểm PSAA(2-14), PSAA(2-7) của rơle PSAA đóng. - Áp lực dầu bôi trơn thấp, tiếp điểm PSLA(2-13), PSLA(2-7) của rơle PSLA đóng lại. Nếu thoả mãn 2 điều kiện trên thì ta có thể thực hiện khởi động động cơ quạt gió tăng áp. Bật công tắc 43L-1 sang vị trí Starter hoặc Remote để chọn trạm điều khiển tại chỗ hay từ xa. Nếu để 43L-1 sang vị trí Starter. Muốn khởi động thì ấn PB11, rơle 4-11 có điện đóng tiếp điểm 4-S11(2-13) tự nuôi. Rơle thời gian 88-1T có điện, sau 5 giây tiếp điểm 73 88-1T(2-12) đóng lại cấp nguồn cho contactor 88-1. Tiếp điểm của contactor 88-1 ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ hoạt động, tiếp điểm 88-1(2-16) đóng cấp nguồn cho đèn GL sáng báo quạt gió đang hoạt động. Tiếp điểm 88-1(3-15) đóng báo động cơ đang hoạt động tại trạm điều khiển từ xa. Sau khi khởi động quạt gió số 1 thì có thể khởi động quạt gió số 2 để hai quạt cùng hoạt động, không nên khởi động cùng 1 lúc 2 quạt mà phải có 1 thời gian trễ. Rơle thời gian 88-1T thực hiện chức năng tạo trễ thời gian là 5s giữa quá trình khởi động 2 quạt. Muốn dừng quạt thì ấn PB12, khi đó contactor 88-1 mất điện mở tiếp điểm 88-1 ở mạch động lực cắt nguồn đến động cơ, đèn GL1 tắt. Nếu để 43L-1 ở vị trí Remote ta có thể cho quạt gió hoạt động ở chế độ bằng tay hoặc tự động bằng cách bật công tắc trong hộp điều khiển từ xa RE: - Chế độ điều khiển bằng tay: Bật công tắc trong hộp điều khiển từ xa sang vị trí Manu, quá trình khởi động và dừng tương tự như trạm điều khiển tại chỗ với các nút Start, Stop. Tại trạm điều khiển từ xa nút Start của hai máy có liên động cơ khí với nhau nên chỉ cần ấn vào 1 vị trí thì cả hai động cơ cùng được lệnh khởi động. Rơle thời gian 88-1T tạo độ trễ thời gian khởi động giữa 2 động cơ là 5s, động cơ quạt gió số 2 khởi động trước, sau 5s quạt gió số 1 sẽ khởi động. Sau khi ấn nút khởi động thì quá trình diễn ra như ở trạm điều khiển tại chỗ. Nút Stop cũng có liên động cơ khí nên khi muốn dừng thì chỉ cần ấn một nút 2 động cơ sẽ dừng. - Chế độ điều khiển tự động: Bật công tắc trong hộp điều khiển từ xa sang vị trí Auto, cả hai máy đều ở chế độ tự động do có liên động cơ khí. Do hai rơle thời gian 2-1T và 2-2T đều đóng tiếp điểm sau khi có điện 10s nên 2 động cơ sẽ khởi động cách nhau 5s như ở chế độ bằng tay do có rơle thời gian 88-1T tạo độ trễ. Quá trình sau đó diễn ra giống như chế độ Manu và trạm điều khiển tại chỗ. Ở chế độ này quá trình hoạt động và dừng quạt gió là do áp lực gió trong máy chính quyết định. Khi áp lực gió giảm thấp qua giới hạn đặt thì cảm biến PSA sẽ đóng làm rơle PSAA có điện đóng tiếp điểm PSAA(5-9) và PSAA(6-10) cấp nguồn cho rơle thời gian rơle thời gian 63-1T, 63-2T. Sau thời gian trễ 2s mở tiếp điểm 63-1T(2-14), 63- 2T(2-6) ngắt nguồn rơle thời gian 62-12T, 62-22T. Đồng thời 2-1T,1-2T có điện đóng tiếp điểm 2-1T(2-16) và 2-2T(2-5) cấp điện cho rơle 88-1T và 88-2. Rơle 88-2 có điện đóng tiếp điểm ở mạch động lực, quạt gió số 2 được khởi động. Rơ le 88-1T có điện sau 5s đóng tiếp điểm 88-1T(2-13) cấp nguồn cho 88-1, tiếp điểm 88-1 ở mạch động lực đóng lại làm quạt gió số 1 khởi động. 5.3.3. Các báo động và bảo vệ: a, Bảo vệ quá tải: Thực hiện nhờ rơle nhiệt 51-1, 51-2. Nếu như động cơ quạt gió số 1 bị quá tải thì tiếp điểm của rơle nhiệt 51-1(2-15) mở ra cắt nguồn điều khiển. Contactor 88-1 mất điện mở tiếp điểm ở mạch động lực, quạt gió ngừng khởi động và đèn GL1 tắt. Động cơ quạt gió số 2 bị quá tải thì cũng được bảo vệ tương tự như vậy. b, Bảo vệ ngắn mạch: Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực thực hiện bằng các aptomat 52-1, 52-2. Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển thực hiện bằng các cầu chì F13, F14, F15, F23, F24, F25. Bảo vệ ngắn mạch cho biến áp Tr bằng các cầu chì F11, F12, F21, F22. c, Bảo vệ không: Thực hiện bằng rơle 4-S11 và 4-S21. d, Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn tua bin thấp: Khi áp lực dầu bôi trơn tuabin giảm quá giới hạn cho phép thì cảm biến PSL(3-1) mở ra làm rơle PSLA mất điện, các tiếp điểm PSLA(2-7) và PSLA(2-13) mở ra ngắt nguồn điều khiển làm động cơ dừng và đèn GL tắt.