Đồ án Trang thiết bị điện tàu victory leader – đi sâu nghiên cứu hệ thống tự động cân bằng tàu

iểm của K11(33-34) mở ra làm cho đèn H1 tắt, và cắt nguồn cho bộ đếm thời gian H.  Chế độ điều khiển từ xa: Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí REMOTE, động cơ được điều khiển từ bộ điều khiển từ xa, tín hiệu điều khiển được gửi tới chân 5- 6 của mạch đièu khiển, cấp điện cho role K11, lúc này hệ thống hoạt động giống như ở chế độ điều khiển tại chỗ. Hoạt động của mạch sấy và các chế độ báo động và bảo vệ của động cơ thực hiện số 2 hoạt động giống như của bơm số 1. - Hoạt động của mạch sấy -.Các chế độ bảo vệ và báo động cho động cơ lai bơm 2.2.2. Hệ thống thuỷ lực và máy lái thuỷ lực. a. Giới thiệu phần tử của hệ thống. Hệ thống máy lái thuỷ lực tàu 4900 car có cấu tạo tương đối đơn giản. Hệ thống gồm hai mạch thuỷ lực giống hệt nhau. Hai mạch thuỷ lực này có thể hoạt động một cách độc lập hoặc cùng nhau tuỳ theo điều kiện công tác của tàu, khi hai mạch thuỷ lực cùng hoạt động tại một thời điểm thì tốc độ quay bánh lái sẽ gấp đôi so với khi sử dụng một hệ thống. Động cơ thuỷ lực sử dụng trong hệ thống là loại động cơ thuỷ lực dạng cánh gạt, dầu thuỷ lực được bơm vào các khoang của động cơ tác động làm dịch chuyển các cánh gạt qua đó làm quay bánh lái. hệ thống có các phần tử cụ thể như sau. M : Động cơ điện lai bơm thuỷ lực. B : Bơm thuỷ lực, là loại bơm có lưu lượng không đổi. P : Đồng hồ đo áp suất dầu thuỷ lực sau bơm. PD : Đồng hồ đo áp suất dầu thuỷ lực trong đông cơ thuỷ lực. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 61 - D : Động cơ thuỷ lực dạng cánh gạt. F : Fin lọc. VA, VB : Các van điều khiển. VC, VD, VE : Các van an toàn. PS : Công tắc điều khiển áp lực. LS : Cảm biến báo mức dầu thuỷ lực trong két. b. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. Hệ thống gồm hai mạch thuỷ lực giống như nhau nên ta chỉ nghiên cứu một mạch, mạch còn lại hoạt động tương tự. Trước tiên ta khởi động động cơ lai bơm dầu thuỷ lực. Dầu được hút từ két chứa đưa vào các đường ống dẫn tới các van VA và VB. Dầu thuỷ lực được cấp tới của 1 của van VB và van VD nhưng do van VB đang khoá do vậy áp lực của dầu thuỷ lực làm cho van VD đảo trang thái, dầu thuỷ lực đi qua van VD qua đường dầu hồi tới pin lọc F và trở về két. Một phần dầu thuỷ lực sẽ đi tới của số 2 của van VA. Lúc này do của 1-2-3-4 của van VA thông nhau làm cho đường dầu điều khiển được đưa tới cả hai đầu B1 và B2 của van VB, van VB sẽ không đảo trạng thái. Khi có tín hiệu điền khiển đưa tới đầu A1 của van VA thì làm cho van VA đảo trạng thái, cửa 1 thông với cửa 2 và cửa 3 thông với của 4. Đường dầu thuỷ lực sẽ đi qua van VA cấp tới đầu B1 của van VB, đầu B2 của van VB qua cửa 3 của van VA, qua van VA sẽ được nối với đường dầu hồi về két. Do áp lực ở đầu B1 lớn hơn lên làm cho van VB đảo trạng thái. Cửa 1 của van VB thông với của 2, cửa 3 thông với cửa 4, dầu thuỷ lực được cấp cho động cơ thuỷ lực tác động lên cánh gạt làm quay bánh lái. Dầu thuỷ lực sau khi qua động cơ thuỷ lực sẽ tới cửa 4 của van VB, qua van VB và theo đường dầu hồi trở về két chứa. Tương tự như vậy khi có tín hiệu điều khiển đưa tới đầu A2 của van VA, van VA đảo trạng thái làm cho cửa 1 được thông với cửa 4 và cửa 2 được thông với cửa 3, dầu thuỷ lực từ cửa 2 qua van VA ra cửa 3 cấp cho đầu B2 của van VB, đầu B1 của van VB được nối với cửa 1 của van VA qua cửa 4 và theo đường dầu hồi trở về két. Van VB lúc này cũng đảo trạng thái làm cho cửa 1 thông với cửa 4 và cửa 2 thông với cửa 3, Dầu thuỷ lực đươc đưa tới cửa 1 qua van VA ra cửa 4 và cấp cho động cơ thuỷ lực quay làm quay bánh lái theo chiều ngược lại. Dầu thuỷ sau khi qua động cơ thuỷ lực sẽ về cửa 2 của van VB qua cửa 3 và theo đường dầu hồi trở về két chứa. c. Các chế độ bảo vệ của hệ thống. Khi áp lực dầu thuỷ lực điều khiển lớn thì áp lực dầu thuỷ lực sẽ làm cho van VE đảo trạng thái, van VE thông, dầu thuỷ lực sẽ đi qua van VE theo đường dầu hồi qua pin lọc F và trở về két chứa. Khi áp lực dầu thuỷ lực đi vào động cơ thuỷ lực quá lớn thì sẽ làm cho khối van VC hoạt động đảo trạng thái. Dầu thuỷ lực sẽ từ cửa vào đi qua khối van VC ra cửa ra và theo đường dầu hồi trở về két chứa. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 62 - 2.2.3. Hệ thống điều khiển lái. a. Giới thiệu hệ thống lái hãng Raytheon Anchuzt. Các thông số kĩ thuật của hệ thống : + Nguồn cung cấp: 440V AC ±10 %, 60 HZ ±5 %, 1Ф. + Công suất: 300VA (MAX). + Nguồn báo động: 24V DC(Variation: 20V DC TO 30V DC), I = 0,5 A. + Dải nhiệt độ hoạt động khai thác : - 150 to + 550. b. Cấu tạo của hệ thống. - Trụ điều khiển. Đặt tại trung tâm buồng lái. Trụ điều khiển có cấu hình xây dựng từ những khối tách rời, thực hiện các chức năng khác nhau. Giới thiệu trên hình4.Và sơ đồ 8-1. - Các phần tử tích hợp trên trụ điều khiển. AUTO STEERING UNIT (PB344, PB345): Khối lái tự động REPEATER COMPAS(MKR051): La bàn truy theo ANNUNCIATOR UNIT(PB614): Bảng tín hiệu hiển thị đèn báo SWITCH UNIT(PH720, PH721): Khối công tắc lựa chọn. SWITCH UNIT(PH718): Khối công tắc trong chế độ lặp và đơn giản. Khối lái tự động(PB344, PB345). Được tích hợp bởi 1 CPU có chức năng xử lý các tín hiệu vào từ các thiết bị ngoại vi như bàn phím, la bàn...Và các thông số sau đó sẽ được hiển thị trên màn hình. Khối này có khả năng đáp ứng được các yêu cầu trong chế độ lái tự động. c. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. * Hệ thống lái đơn giản (NFU TILLER) Ở chế độ lái đơn giản, ta bật công tắc chọn chế độ STEERING MODE SWITCH về chế độ đơn giản NFU, khi đó công tắc chuyển mạch, đèn báo chế độ NFU sáng lên sẵn sàng cho lái đơn giản. Giả sử cần bẻ lái sang trái, người điều khiển tác động vào cần điều khiển NFU (SC20_27) sang vị trí P, khi đó xuất hiện tín hiệu điện áp dương từ chân 8 của khối +U1-X5 đi qua tiếp điểm 20/81.D1 của khối lái sự cố OVERRIDE, qua tiếp điểm của công tắc chọn 20/23 A tới chân 23 của khối BRIDGE DESK 20/03.L1, qua chân 1 của khối 20/73.L1 (cần lái đơn giản) qua chân 2 của 20/73.L1, qua chân 24 của 20/03.L1, qua khối ngắt cuối 20/85.D1 và 20/86.D1 tới chân 5 của khối 20/03.L1 rồi về âm nguồn (chân 7 của +U1-X5). Khi đó sẽ có tín hiệu đưa tới điều khiển van điện từ -U1 tại hộp điều khiển bơm để mở van đưa dầu thủy lực vào động cơ thủy lực để bánh lái bẻ trái. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 63 - Khi bánh lái quay, người điều khiển phải quan sát đồng hồ chỉ báo góc lái để biết vị trí của bánh lái. Nếu muốn dừng lại ở vị trí nào ta chỉ cần thôi không tác động vào cần điều khiển NFU. Khi muốn bẻ lái sang phải, người điều khiển tác động vào cần điều khiển NF (SC20_27) sang vị trí S , khi đó sẽ có tín đưa tới điều khiển van điện từ -U1 tại hộp điều khiển bơm để mở van đưa dầu thủy lực vào động cơ thủy lực để bánh lái bẻ phải. Hoạt động của ngắt cuối : Tàu chở ô tô chỉ sử dụng giới hạn góc bẻ lái 350, khi bánh lái bẻ trái hay bẻ phải đạt 350 → ngắt cuối 20/85.D1 tác động, tín hiệu đưa tới van điện từ mất làm cho bánh lái sẽ ngừng di chuyển mặc dù cần điều khiển NFU vẫn đóng. * Chế độ lái lặp bằng tay tại trụ lái (FU HANDWHEEL) Đầu tiên ta bật công tắc chọn chế độ STEERING MODE SWITCH sang chế độ lái lặp FU HANDWHEEL tại trụ điều khiển, khi đó đèn báo trên khối 20/05 sáng, chế độ lái lặp đã sẵn sàng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 64 - Phần II : HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG TÀU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 65 - Chương 3 TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG TÀU. 3.1. HỆ THỐNG CÂN BẰNG TÀU. - Tàu thuỷ là phương tiện hoạt động trên nước. Trong quá trình hoạt động di chuyển do tác động của nhiều yếu tố môi trường như sóng, gió, bão…tàu có thể bị mất cân bằng nghiêng ngang, chúi dọc, và một lí do chính khiến cho tàu mất cân bằng là khi tàu xếp dỡ hàng hoá (xếp hàng không cân) hoặc trong quá trình di chuyển tàu tiêu hao nhiên liệu và nước ngọt dự trữ trong các két ở hai bên mạn tàu khiến cho trọng lượng của các két giảm xuống. Để giải quyết vấn đề ổn định cho tàu trong quá trình hoạt động người ta sử dụng hệ thống dằn-hút khô (ballast). Bản chất của hệ thống dằn-hút khô sử dụng trên tàu là: đưa nước ngoài mạn vào các két trong tàu, thường người ta sử dụng các két này trong các khoang đáy đôi, mũi tàu hoặc đuôi tàu nhằm mục đích cân bằng và ổn định thân tàu trong quá trình hoạt động. Trong thực tế phụ thuộc vào tính năng, kết cấu, hình dáng và kích thước của loại tàu người ta có thể sử dụng nhiều hoặc ít các két chứa nước (két ballast) và nhiều hệ thống điều khiển đóng, mở, đo lường dung tích các két. Đối với tàu chở ôtô Victoria Leader thì đặc điểm của nó là dung tích chứa hàng lớn, độ mớn nước thấp, tàu chạy không tải thì nhẹ lên vấn đề cân bằng tàu càng phải được chú trọng nhiều. Trong quá trình xếp dỡ hàng hoá, tàu chạy không tải, tàu chạy có tải ở mỗi chế độ lại phải có phương thức điều chỉnh và điều khiển riêng. * Dựa vào nguyên lý hoạt động của hệ thống ballast người ta chia ra làm 3 loại: - Loại 1: Nước ngoài mạn tàu được lấy vào bơm ballast thông qua hệ thống ống thông biển. Bơm ballast hoạt động đưa nước vào các két cần thiết. Ngược lại bơm ballast này cũng làm nhiệm vụ hút nước ở các két này đưa ra ngoài mạn. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 66 - - Loại 2: Cũng tương tự như loại 1 nhưng các két ở trên tàu có thể thông với nhau qua các van, trong trường hợp cần thiết có thể mở van để điều chỉnh lượng nước giữa các két không cần phải bơm vận chuyển. - Loại 3: Các két trên tàu có thể lấy nước từ ngoài mạn vào thông qua hệ thống các van. * Dựa vào cách sử dụng có thể chia thành: - Sử dụng đóng mở các van bằng tay. - Đóng mở các van bằng khí nén. - Đóng mở các van bằng điện (thông qua động cơ điện). - Đóng mở các van bằng hệ thống dầu thuỷ lực. - Đóng mở các van bằng ba hệ thống tổng hợp (điện, khí nén và dầu thuỷ lực). Hệ thống dằn (ballast) bao gồm: - Các két ballast ở đáy, mạn, mũi và lái tàu. - Các tổ bơm phục vụ bơm nước vào và hút nước ra khỏi các két. - Các van đặt trước và sau các tổ bơm. - Các giỏ hút. - Các bầu lọc trước bơm (chắn rác và cặn bẩn). - Hệ thống đường ống hút và đẩy. + Các két ballast trên tàu đều phải có các đường ống thông hơi (trước và sau), các đường ống đo để xác định độ cao của nước. + Các tổ bơm ballast dưới tàu thường phải sử dụng các tổ bơm tự hút và có các đường ống mồi nước tránh trường hợp “e” khí trong các đường ống. + Các van trong hệ thống ballast thường phải sử dụng loại có nấm bằng đồng, gang hoặc inoc để kéo dài tuổi thọ khi sử dụng. Các van xả sau bơm phải sử dụng van một chiều tránh nước chảy ngược khi bơm ngừng hoạt động. + Các đường ống sử dụng trong hệ thống ballast sau khi gia công xong phải được mạ kẽm (mạ nhúng) hoặc ít ra cũng là loại ống mạ kẽm điện phân để kéo dài thời gian sử dụng. Hệ thống cân bằng tàu là hệ thống rất quan trọng trên con tàu và nó không thể thiếu được đối với bất kì một con tàu nào để đảm bảo cho sự an toàn trong quá trình bốc xếp hàng hoá cũng như trong quá trình hành hải của con tàu. 3.2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG. 3.2.1. Các két ballast. - Là những két chứa nước dùng để cân bằng tầu. Các két này được bố trí đều nhau dưới đáy tầu từ mũi đến lái. Dung tích của các két ballast phụ thuộc vào kích thước của con tàu, ở mỗi một két người ta đều trang bị ống đo, ống thông hơi và các cảm biến mực nước, cảm biến nhiệt độ của các két. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 67 - 3.2.2. Bơm ballast. - Dùng để hút nước dằn tầu từ ngoài vào làm đầy các két ballast, rút nước ra khỏi các két hoặc chuyển nước dằn từ két này sang két khác. Bơm ballast là loại bơm có lưu lượng lớn lên thường dùng bơm ly tâm. Thông thường thì bơm ballast và bơm cứu hoả có thể thay thế cho nhau được. Tức là bơm ballast có thể làm bơm cứu hoả được và ngược lại. Một vài tầu khi bơm của hệ thống nước biển làm mát máy chính bị trục trặc thì có thể dùng bơm ballast thay thế. 3.2.3. Hệ thống đường ống và các van. - Dùng để nối các két ballast với bơm ballast, nối bơm thông ra biển. Một bơm ballast có đường ống hút từ ngoài biển, từ buồng máy, từ ống ballast chính, hút trực tiếp ballast, có đường ống thông với ống lacanh chính và có đường ống xả ra mạn tàu, xả vào ống ballast chính, đôi khi có đường ống thông sang hệ thống nước biển làm mát máy chính. Tuy nhiên không phải các tàu đều có bố trí hoàn toàn giống nhau. một vài tàu có trang bị các két ballast hoặc két dầu là các két đáy đôi (trừ một hoặc hai két ở mạn phải và mạn trái dùng để chứa nước ngọt là không phải đáy đôi), vài tàu thì chỉ có 2 hoặc 3 két đáy đôi, những tàu khác có một két hoặc hơn ở dưới thấp nữa làm két đáy(deep tank). Tất cả các tàu đều phải có két ballast ở phía mũi tàu và phía lái tàu (forpeak tank và afpeak tank). Một vài tàu có một đường hầm (Tunnel) nối từ buồng máy đến hầm hàng sau lái và đến mũi tàu để các đường ống lacanh, các đường ống ballast, các đường ống dầu và các van của chúng đặt trong đó (đường hầm này con người có thể vào được để kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa các van các ống khi cần thiết). Một số tàu lại trang bị một vòm dạng ống lớn chứa các đường ống của các hệ thống nối từ buồng máy với phía mũi tàu, vòm tròn dạng ống lớn này dưới tàu gọi thông thường là Duck keel. Các hộp van của hệ thống ballast và bơm ballast thông thường được bố trí ở ngay trong buồng máy. Các van trong hệ thống ballast thường là van chặn bình thường (khi mở thì van được nâng lên). 3.3. HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG TÀU. 3.3.1. Tầm quan trọng. Hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu là một hệ thống rất quan trọng trên tàu, nó đảm bảo cho con tàu không bị nghiêng khỏi vị trí cân bằng ban đầu, hệ thống này giám sát và đo đạc các thông số về độ nghiêng và gửi tín hiệu đến buồng điều khiển để thông báo cho người điều khiển. Trên các con tàu hiện nay không thể thiếu hệ thống này, nếu không có hệ thống này thì trong các chế độ hoạt động của con tàu như chế độ làm hàng, chế độ hành trình trên biển con tàu có thể bị nghiêng và lật do các tác động của sóng, gió hoặc do việc xếp hàng hoá không cân bằng ở trên tàu. 3.3.2. Phân loại hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu. Hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu có thể phân thành hai loại chính: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 68 - - Hệ thống có giám sát nhưng không tự động điều khiển cân bằng. - Hệ thống có giám sát và có thể tự động phát tín hiệu khởi động để cân bằng tàu. Đối với hệ thống có giám sát nhưng không tự động điều khiển cân bằng tàu thì các quyết định đưa ra sau đó sẽ do sĩ quan boong (thường là đại phó) chịu trách nhiệm và người thực hiện sẽ là sĩ quan máy. Hệ thống loại này có nhược điểm là làm cho công việc của đại phó nhiều thêm nhưng nó có ưu điểm là tính an toàn và chắc chắn cao hơn. Đối với hệ thống có giám sát và có tự động điều khiển cân bằng tàu thì đáp ứng được tính tự động hoá cao trên tàu thuỷ nhưng lại có nhược điểm lớn là nếu có trục trặc hay hỏng hóc nào đó với hệ thống thì độ nguy hiểm đối với con tàu sẽ rất lớn. Ngày nay đối với các tàu có yêu cầu cao về độ ổn định như các tàu chở container, tàu chở hàng rời thì được ứng dụng loại hệ thống có tự động điều khiển cân bằng tàu nhưng hệ thống này cần phải được thường xuyên theo dõi để đảm bảo không có hỏng hóc nào xảy ra đối với hệ thống cũng là đảm bảo an toàn cho con tàu. 3.3.3. Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu. Hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu là một hệ thống hết sức quan trọng của con tàu, nó có nhiệm vụ giám sát và kiểm tra mọi sự sai lệch về độ nghiêng thực tế của con tàu so với độ nghiêng được thiết kế (có nhiều nguyên nhân dẫn đến tàu bị nghiêng khỏi vị trí cân bằng ban đầu của nó như do tác động của sóng, gió, do quá trình xếp dỡ hàng hoá ở cảng, do quá trình luân chuyển và sử dụng các két dầu đốt, các két nước ngọt…). Hệ thống thực hiện việc giám sát bằng các cảm biến mức nước của các két ballast qua đó gửi tín hiệu thu được tới trung tâm tính toán. Từ các số liệu thu được người vận hành sẽ tính toán và đưa ra quyết định điều khiển các bơm ballast khác nhau ở các vị trí két khác nhau nhằm giữ cho con tàu có thể cân bằng trong giới hạn cho phép. Đối với những con tàu có hệ thống tự động điều khiển cân bằng tàu thì khi tín hiệu thu được từ các cảm biến mức nước đưa về bộ xử lí trung tâm nó sẽ được tính toán và từ bộ xử lí trung tâm này sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới các rơle trung gian để khởi động các bơm ballast tương ứng. Hệ thống này rất quan trọng đối với sự an toàn của con tàu và hàng hoá vì nếu có sai sót hỏng hóc nào đó của hệ thống mà tín hiệu giám sát và điều khiển không đúng thì có thể dẫn đến con tàu bị nghiêng quá nhiều gây ra tình trạng nước tràn vào tàu và có thể bị đắm tàu. - Hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu có nhiệm vụ chính là nâng cao tính ổn định cho con tàu, đảm bảo cho con tàu luôn luôn cân bằng (không bị nghiêng, bị lệch). - Nâng cao hiệu suất đối với hệ lực đẩy. Hệ thống ballast dùng khi tàu xếp hàng không đều, khi tàu không chở hàng (tàu chạy ballast) hoặc khi có ngoại lực tác dụng lên tàu như sóng, gió. - Việc điều hành hoạt động của hệ thống ballast được thực hiện theo lệnh của sĩ quan boong, thông thường là đại phó (chief officer) khi đã nghiên cứu tính ổn định của tàu trong điều kiện khai thác thực tế. Sau khi nhận được lệnh bơm nước ballast ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 69 - vào các két dằn hoặc hút khô một vài két nước dằn tương ứng thì sĩ quan máy sẽ thực hiện các thao tác cần thiết. Chương 4 HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG TÀU VICTORIA LEADER 4.1.GIỚI THIỆU CHUNG 4.1.1. Các thông số cơ bản. a. Phạm vi ứng dụng: Hệ thống dùng để điều khiển và cung cấp tín hiệu cho hệ thống ballast trên tàu Victoria Leader. b. Cấu trúc hệ thống: Hệ thống bao gồm: - Hệ thống khoang ballast (Phòng riêng của hệ thống ballast). - Bảng điều khiển tại chỗ. - Các thiết bị lắp đặt bên ngoài (các van, van phân phối, bộ chuyển đổi mức). c. Hệ thống khoang ballast. - Điện áp cung cấp: Có hai nguồn là 220V,50 Hz và nguồn một chiều là 24V. - Lối đi của cáp xuyên qua ống ở đáy. - Việc lắp đặt: hệ thống được lắp đặt trên nền móng của con tàu. - Vật liệu được chế tạo từ những tấm thép và được ghép lại. d. Bảng điều khiển tại chỗ. - Điện áp mạch điều khiển: 220 V, 50 Hz. - Cấp bảo vệ của vỏ bọc: IP 44. - Lối đi của cáp là xuyên qua các tuyến cáp khác. - Việc lắp đặt: Bảng điều khiển này được lắp ở trên tường. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 70 - - Vật liệu được làm từ các tấm thép. e. Những phần lắp đặt phía bên ngoài của nhóm. - Các van. - Phân phối các van. - Các bộ chuyển đổi mức. Chức năng của hệ thống. - Điều khiển bằng tay của hệ thống van ballast. - Điều khiển bằng tay tại chỗ bơm ballast từ bảng điều khiển tại chỗ. - Điều khiển bằng tay từ xa và tự động điều khiển bơm ballast. - Tự động cân bằng tàu. - Đo các mức trong các két ballast và các két nước vệ sinh. - Điều khiển lượng ra và bảo vệ bơm ballast. - Điều khiển từ xa bằng tay của: + Bơm cứu hoả - lacanh. + Bơm lacanh - cứu hoả. + Bơm cứu hoả sự cố. - Hiển thị tín hiệu theo những việc sau: + Đóng mở của từng van. + Điều khiển bơm ballast từ khoang điều khiển ballast. + Bơm ballast hoạt động. + Cho mỗi bơm cứu hoả.  Sẵn sàng điều khiển từ khoang điều khiển.  Hoạt động.  Quá tải.  Khi hệ thống nghiêng 5.50. - Hệ thống sẽ cung cấp các tín hiệu báo động trong trường hợp có sự cố của hệ thống. - Điều khiển và đưa ra các tín hiệu cho các bơm lacanh- cứu hoả. 4.2. CẤU TẠO HỆ THỐNG. 4.2.1: Hệ thống các két. a. Bố trí các két: - Là những két chứa nước dùng để cân bằng tầu. Các két này được bố trí đều nhau dưới đáy tầu từ mũi đến lái. Dung tích của các két ballast phụ thuộc vào kích thước của con tàu, ở mỗi một két người ta đều trang bị ống đo, ống thông hơi và các cảm biến mực nước, cảm biến nhiệt độ của các két. - Forepeak: Két mũi. - Afterpeak: Két lái. - VOL: Dung tích. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 71 - Bố trí các két ballast: * Trong các két bố trí các sensor để đo mức nước và nhiệt độ: No. Tank name Sensor Typ 1 Fore peak C HCG 2011/4 FW 2 BW TK1 PS HCG 2011/4 FW 3 BW TK1 SB HCG 2011/4 FW 4 BW TK2 PS HCG 2011/4 FW 5 BW TK2 SB HCG 2011/4 FW 6 BW TK3 PS HCG 2011/4 FW 7 BW TK3 SB HCG 2011/4 FW 8 BW TK4 PS HCG 2011/4 FW 9 BW TK4 SB HCG 2011/4 FW 10 BW TK5 PS HCG 2011/4 FW 11 BW TK5 SB HCG 2011/4 FW 12 Aft Peak C HCG 2011/4 FW 13 Aft Peak PS HCG 2011/4 FW 14 Aft Peak SB HCG 2011/4 FW - Tất cả các két đều sử dụng một loại cảm biến giống nhau với các thông số như sau: No. Tank name Tank H [m] Range [mbar] Density [kg/l] Cable [m] Tank Vol [m3] 1 Fore peak C 14,1 1500,00 1,025 2,7 485,1 2 BW TK1 PS 14,1 1500,00 1,025 2,7 706,1 3 BW TK1 SB 14,1 1500,00 1,025 2,7 706,1 4 BW TK2 PS 14,1 1500,00 1,025 2,7 587,8 5 BW TK2 SB 14,1 1500,00 1,025 2,7 587,8 6 BW TK3 PS 14,1 1500,00 1,025 2,7 416,6 7 BW TK3 SB 14,1 1500,00 1,025 2,7 416,6 8 BW TK4 PS 14,1 1500,00 1,025 2,7 628,5 9 BW TK4 SB 14,1 1500,00 1,025 2,7 628,5 10 BW TK5 PS 14,1 1500,00 1,025 2,7 520,9 11 BW TK5 SB 14,1 1500,00 1,025 2,7 588,4 12 Aft Peak C 4,36 600,00 1,025 2,7 242,8 13 Aft Peak PS 4,36 600,00 1,025 2,7 153,7 14 Aft Peak SB 4,36 600,00 1,025 2,7 145,8 TOTAL 6814,7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 72 - + Khoảng đo: 160 mbar đến 3200 mbar. + Tín hiệu đầu ra: 4 – 20 mA. + Lập trình trên: FSK BUS. - Cảm biến có tác dụng cảm biến cả mức nước và nhiệt độ trong két và vì đặc thù là phải nhúng chìm ở trong két nên cảm biến được chế tạo từ chất liệu thép không rỉ và được phủ bề mặt một lớp epoxy. Cảm biến có độ tin cậy rất cao vì được xây dựng mọtt cách linh hoạt, đặc biệt thích hợp sử dụng trên môi truờng khắc nghiệt của tàu thuỷ. Các chế độ bảo vệ cảm biến cũng rất ưu việt: chế độ ngắt kết nối với cáp nếu xảy ra sự cố, chế độ bảo vệ nổ. - Theo thiết kế thì trong trường hợp nhúng chìm trong két thì độ bảo vệ là: IP 68. Vật liệu thép không rỉ phủ nhựa epoxy. Cáp kết nối phủ inôx số: 1.4462, NBR. Kết nối điện bằng 5 cực cắm vật liệu bằng inôx. Sợi cáp thì được bọc bởi chất dẻo olyamide để bảo vệ. - Tín hiệu đầu ra: * Với chế độ đo áp lực: + Khoảng 4 – 20 mA. + Phạm vi cho phép thực tế: 3,8 – 20,8 mA. + Phạm vi lớn nhất: 21,8 mA. + Báo động trạng thái khi: nhỏ hơn 3,6 mA và > 21 mA. + thời gian tác động: 160 ms. * Với chế độ đo nhiệt độ: + Phạm vi: -40 đến 120 °C. + Độ chính xác: nhóm B theo EN 60751. b. Chức năng chính các két Ballast: - Tất cả các két Ballast đều mang một chức năng chung đó là những két chứa nước dùng để cân bằng tầu. Ứng với mỗi quá trình nghiêng lệch của tàu mà các két có nhiệm vụ cân bằng về những phía khác nhau của tàu: + Khi tàu bị chúi mũi: thì chỉ cần bơm nước từ các két lái sang két mũi để giảm lượng nước trong các két lái đi và tăng lượng nước trong các két mũi lên. Các két phục vụ cho quá trình cân bằng tàu khi chúi mũi là: Fore peak C, Aft Peak C. + Khi tàu bị chúi lái: ngược lại với việc tàu bị chúi mũi thì chỉ cần bơm nước từ các két mũi sang két lái để giảm lượng nước trong các két lái đi và tăng lượng nước trong các két mũi lên. Các két phục vụ cho quá trình cân bằng tàu khi chúi lái cũng giống với các két cho quá trình cân bằng tàu khi chúi mũi. + Khi tàu bị nghiêng sang trái: sẽ bơm nước từ các két ở mạn phải sang các két mạn trái. Các két phục vụ cho quá trình cân bằng tàu khi bị nghiêng trái là toàn bộ các két ở 2 mạn trái và phải là: BW TK1 PS, BW TK1 SB, BW TK2 PS, BW TK2 SB, BW TK3 PS, BW TK3 SB, BW TK4 PS, BW TK4 SB, BW TK5 PS, BW TK5 SB. + khi tàu bị nghiêng sang phải: sẽ bơm nước từ các két ở mạn trái sang các két mạn phải. Các két phục vụ cho quá trình cân bằng tàu khi bị nghiêng trái là toàn bộ các két ở 2 mạn trái và phải là: BW TK1 PS, BW TK1 SB, BW TK2 PS, BW TK2 SB, BW TK3 PS, BW TK3 SB, BW TK4 PS, BW TK4 SB, BW TK5 PS, BW TK5 SB. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 73 - 4.2.2: Hệ thống đường ống. - Hệ thống đường ống trên tàu Victoria Leader vô cùng phức tạp dùng để nối các két ballast với bơm ballast, nối bơm thông ra biển. Một bơm ballast có đường ống hút từ ngoài biển, từ buồng máy, từ ống ballast chính, hút trực tiếp ballast, có đường ống thông với ống lacanh chính và có đường ống xả ra mạn tàu, xả vào ống ballast chính, đôi khi có đường ống thông sang hệ thống nước biển làm mát máy chính. a. Phân loại hệ thống đường ống: - Theo chức năng: + Đường ống để nối các két ballast với bơm ballast. + Đường ống nối két ballast thông ra biển. - Theo hình dạng đường ống: + Đường ống hinh chữ nhật, hình vuông. + Đường ống hình tròn. + Đường ống hình ôvan. - Theo vật liệu làm ống: + Đường ống thép tráng men. + Đường ống thép bọc inôx. - Theo áp suất nước: + Đường ống áp suất thấp. + Đường ống áp suất cao. b. Kết cấu của đường ống. - Hệ thống đường ống trên tàu thường là loại treo trên trần mỗi khoang tàu hoặc bắt vít vào thành hoặc đáy khoang tàu nên thường có những yêu cầu rất cao: + Kết cấu gọn,nhẹ. + Bền và chắc chắn. + Dẫn nước hiệu quả, thi công nhanh chóng. + Dễ chế tạo và giá thành thấp. - Vì môi trường nước biển đi qua đường ống là chứa nhiều tạp chất nên vật liệu thường dùng của đuờng ống là thép tráng men. Trên các đường ống luôn đi kèm các van để khống chế đóng mở đường ống một cách thuận tiện. Ngoài ra, ở nhũng đường ống thông từ van ra biển có bố trí lớp lưới để giữ lại nhũng cặn bẩn lớn trong nước biển tránh hiện tượng tắc đường ống và làm mài mòn đường ống. Hệ thống đường ống là hệ thống rất quan trọng trong quá trình cân bằng tàu. Hệ thống đóng vai trò vận chuyển trực tiếp nước để ằn tàu nên cần thường xuyên kiểm tra để kịp thời phát hiện những hỏng hóc như tắc nghẽn, rò rỉ. Trong quá trình cân bằng tàu hệ thống mà tắc nghẽn quá trình cân bằng sẽ không thể thực hiện được. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 74 - 4.2.3: Hệ thống các van. a. Phân loại. Trên tàu Victoria Leader được sử dụng rất nhiều loại van: - Theo nhiên liệu chạy qua van: có van nước, van dầu, van khí… - Theo cấu tạo của van: van 1 chiều, van 2 chiều, van áp suất,van tương tự… - Theo tín hiệu điều khiển: van điện, van thuỷ lực, van điện thuỷ lực. Trong hệ thống tự động cân bằng tàu các van cũng có nhiệm vụ rất quan trọng trong việc điều khiển và giám sát.Hệ thống sử dụng tương đối đầy đủ các loại van (van 1 chiều, van 2 chiều, van tương tự, van nước, van dầu) - Các loại van 1 chiều như: BGV167, BGV168, BGV190, BGV191,… - Các van 2 chiều như: BW V011, BW V012, BW V13, BGV014,… - Các loại van tương tự: BW V005, BW V006. - Các loại van nước: của hệ thống van của bơm Ballast (BW…). - Các loại van dầu: hệ thống van của các két dầu (FOV…). - Ngoài ra còn có các loại van khác như: van giảm áp (BW V015,BW V016…) b. Cấu tạo. - Van 1 chiều: có 1 đường thuỷ lực vào có nhiệm vụ tạo áp suất đẩy van mở. Quá trình đóng của van được thực hiện nhờ lực đẩy của lò xo. - Van 2 chiều: có 2 đường thuỷ lực vào. Quá trình đóng và mở đều đc thực hiện bằng áp suất của dầu thuỷ lực. - Van đầu ra tương tự: cũng là loại van 2 chiều có 2 đường dầu thuỷ lực vào, quá trình đóng mở cũng thực hiện bằng áp suất của dầu thuỷ lực nhưng giá trị đầu ra không phải tín hiệu đóng mở mà là tín hiệu đóng mở ứng với dải từ 4-20 mA. c. Bố trí các van Ballast: No. Tên van Vị trí 1. BW V011 Tại két BW 5P ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 75 - 2. BW V012 Tại két BW 5S 3. BW V013 Tại két BW 4P 4. BW V014 Tại két BW 4S 5. BW V015 Tại két BW 3P 6. BW V016 Tại két BW 3S 7. BW V017 Tại két BW 2P 8. BW V018 Tại két BW 2S 9. BW V019 Tại két BW 1P 10. BW V020 Tại két BW 1S 11. BW V021 Tại két BW porepeak C 12. BW V023 Tại két Afterpeak C 13. BW V024 Tại két Afterpeak P 14. BW V025 Tại két Afterpeak S Ngoài ra còn các van BW V001, BW V002 đến BW V010 và BW V022, BW V026, BW V027, BW V028, BW V034 nằm trên các đường ống. 4.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Hệ thống cân bằng tàu được thiết kế sao cho có thể điều khiển bằng tay hoặc có thể điều khiển tự động. Việc chọn chế độ điều khiển bằng tay hay tự động còn tuỳ thuộc vào yêu cầu điều khiển của tình trạng thực tế của con tàu, với chế độ điều khiển bằng tay thì người điều khiển sẽ quan sát các cơ cấu chỉ báo độ nghiêng của con tàu như độ nghiêng ngang về mạn nào của con tàu (nghiêng bên phải hay nghiêng trái) và quan sát cơ cấu chỉ báo xem tàu có bị chúi lái hay chúi mũi không và tuỳ thuộc vào điều kiện công tác hiện tại của con tàu mà người điều khiển sẽ ấn các nút tác động cấp điện cho các van điện từ mở hay đóng tuỳ thuộc vào các két cần bơm nước vào hay xả nước ra. Nếu tàu bị nghiêng bên trái thì bơm nước ở các két bên trái ra và bơm nước vào các két ở bên phải, ngược lại nếu tàu mà bị nghiêng mạn phải thì bơm nước ở các két ở bên phải ra và bơm nước vào các két ở bên phải. Nếu tàu bị chúi mũi thì bơm nước ở két mũi ra và bơm nước vào két lái, còn nếu tàu bị chúi lái thì ta làm ngược lại tức là bơm nước từ két lái ra và bơm nước vào két mũi. Trong chế độ cân bằng tàu thì chỉ có hai két chính tham gia vào việc điều chỉnh độ nghiêng của con tàu đó là hai két số bốn trái vào bốn phải. Các két còn lại chỉ tham gia vào quá trình dằn tàu trong quá trình tàu hành trình trên biển và bốc xếp hàng hoá ở cảng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 76 - 4.3.1. Nguyên lý hoạt động của các van: a. Van điều khiển mở bằng dầu thuỷ lực : * Sơ đồ điều khiển van bằng điện: Tất cả các van 1 chiều trong hệ thống đều có sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động giống nhau nên ta chỉ cần thuyết minh nguyên lý của một van 1 chiều. Thuyết minh nguyên lý hoạt động của van BGV167 (sơ đồ A - 34660 - 00101 - SP 8/17). - Khi cấp nguồn điều khiển 24V từ bảng điều khiển van và có tín hiệu vào (Output) là mở van thì tiếp điểm thường mở ở Output đóng lại cấp nguồn 24V cho cuộn Y20.cuộn Y20 có điện đóng sẽ mở cửa van và đồng thời đóng tiếp điểm ye ở V20 đưa tín hiệu đã mở van đến đầu vào (Input) của bảng điều khiển van và hiển thị trên máy tính là van đã được mở. - Khi muốn điều khiển cho van đóng, ta đặt tín hiệu đóng van thì khi đó tiếp điểm thường mở ở Output mở ra, cuộn Y20 mất điện. Do cấu tạo của van có cuộn lò xo nên quá trình đóng van nhờ vào lực đẩy của lò xo. b. Van điều khiển đóng và mở bằng dầu thuỷ lực: Tương tự như các van 1 chiều, tất cả các van 2 chiều trong hệ thống đều có sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động giống nhau nên ta chỉ cần thuyết minh nguyên lý của một van 2 chiều. Thuyết minh nguyên lý hoạt động của van FOV040 ( sơ đồ A – 34660 – 00102 – SP 5/33). - Khi muốn điều khiển van mở ra: đặt tín hiệu mở van từ bảng điều khiển từ xa van (Valve control system) tín hiệu ra ở Output sẽ đóng tiếp điểm thường mở, nguồn được cấp cho cuộn B (cuộn open). Cuộn B có điện đóng tiếp điểm ye ở V36 đưa tín hiệu đã mở van đến đầu vào (Input) của bảng điều khiển van và hiển thị trên máy tính là van đã được mở. - Khi muốn điều khiển van đóng lại: đặt tín hiệu đóng van từ bảng điều khiển từ xa van (Valve control system) tín hiệu ra ở Output sẽ đóng tiếp điểm thường mở, cấp nguồn cho cuộn A. Cuộn A có điện sẽ thực hiện quá trình đóng van và đồng thời đóng tiếp điểm bn ở V36 đưa tín hiệu đã mở van đến đầu vào (Input) của bảng điều khiển van và hiển thị trên máy tính là van đã mở. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 77 - 4.3.2. Nguyên lý hoạt động của các van theo sơ đồ thuỷ lực: Dựa theo sơ đồ thuỷ lực (A – 34660 – 00101 – SP 11/17 và 12/17) thì các van được chia làm các nhóm điều khiển như sau: - Nhóm 1: các van tác động đơn. Sau khi dầu thuỷ lực được bơm qua cụm van ruột gà, được đo áp suát nhờ đồng hồ áp suất sẽ đi đến trước miệng van. Ban đầu van ở trạng thái đang đóng, khi có tín hiệu điều khiển mở van tác động vào van làm đổi trạng thái của van: đầu B sẽ nối lên đầu T, đầu P sẽ nối vào đầu A đưa dầu thuỷ lực đi qua van tiết lưu tạo áp lực đẩy pittông mở cửa van.Quá trình đóng van sẽ thực hiện nhờ lực đẩy của lò xo. - Nhóm 2: các van tác động kép. Nguyên lý chỉ khác van tác động đơn ở quá trình đóng van. Khi đóng van sẽ ko phải nhờ lực đẩy của lò xo mà thực hiện đóng van nhờ áp lực của dầu thuỷ lực. Van đang ở trạng thái mở muốn đóng van phải tác động làm van đổi trạng thái (P nối với B,còn A nối với T) dầu thuỷ lực sẽ đi theo đường ngược lại với quá trình mở van tạo ra áp lực đẩy pittông theo chiều ngược lại, đẩy van đóng lại. - Nhóm 3: các van có thể khoá vị trí. Nguyên lý đóng mở van giống nhóm van thứ 2 nhưng nhóm van này có thêm 2 cuộn khoá A và B có thể khống chế độ đóng mở của van tuỳ theo giá trị mong muốn nhờ 2 tiếp điểm A và B. - Nhóm 4: nhóm các van giảm áp. Nguyên lý đóng mở van giống nhóm van thứ 2 nhưng nhóm van này còn được lắp thêm 2 van điều tiết trên 2 đường thuỷ lực của cửa đóng và mở của van có tác dụng giảm áp lực dầu thuỷ lực theo giá trị mong muốn của người sử dụng. Các giá trị áp suất của van: - Áp suất thiết kế: 315 bar. - Áp suất làm việc: 90 bar. - Áp suất trả lại: 5 - 20 bar. 4.3.2. Nguyên lý hoạt động của bơm cấp dầu: a. giới thiệu các phần tử: - Q0: Là áptômát cấp nguồn 440v cho bơm và mạch điều khiển. - Q1, Q2: Là các áptômát cấp nguồn cho hai bơm 1 và 2. - K01, K02: Là hai rơle trung gian. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 78 - - M1, M2: Là hai bơm Ballast ( có các thông số định mức là: 1,5KW - 3,2A ). - F1, F2: Là các cầu chì để bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển. - T1: Là biến áp hạ áp biến đổi điện áp từ 440V thành 230V cấp cho mạch điều khiển. - S1: Là công tác chuyển đổi chế độ từ chế độ điều khiển Manu sang Auto. - S10, S11: Là các nút ấn dừng và khởi động của bơm số 1. - S20, S21: Là các nút ấn dừng và khởi động của bơm số 2. - S2: Là công tác chuyển đổi từ bơm số 1 sang số 2 và ngược lại. - P1, P2: là hai rơle thời gian. - K1, K4, K5, K10, K20: Là các rơle trung gian. - H0: Là đèn báo đã có nguồn (màu trắng). - H1: Là đèn báo bơm số 1 đã hoạt động (màu xanh). - H2: Là đền báo lỗi ở bơm số 1 (màu đỏ). - H3: Là đèn báo bơm số 2 đã hoạt động (màu xanh). - H4: Là đèn báo lỗi ở bơm số 2 (màu đỏ). - H5: Là đèn báo dầu chưa được cấp (màu đỏ). - H6: Là đèn báo (màu đỏ). - H7: Là đèn báo - S5: Là cảm biến dầu. - S3,S4: Là các cảm biến áp suất. b. Nguyên lý hoạt động: Vì hai bơm có nguyên lý hoạt động là giống nhau nên ta đi nghiên cứu hoạt động của bơm số 1. - Đầu tiên ta đóng áptômát chính Q0 (sơ đồ trang 1/4.1) cấp nguồn cho bơm và cho mạch điều khiển.sau khi đóng áptômát Q0 (1/4.1) sẽ có nguồn qua đèn H0 (3/4.1), đèn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 79 - sẽ bật sáng (màu trắng) báo là đã có nguồn cấp, và cấp nguồn cho đèn H5 báo dầu chưa được cấp (màu đỏ). Sau đó, đóng áptômát Q1 (1/4.2) để sẵn sàng cấp nguồn cho bơm khi có lệnh điều khiển từ mạch điều khiển. Áptômát Q1 (1/4.2) đóng lại đồng thời đóng tiếp điểm Q1(13-14) (3/4.6) cấp nguồn cho rơle K10 (3/4.6). Rơle K10 (3/4.6) có điện đóng các tiếp điểm thường mở (K10(11-12) (2/4.1) sang K10(11-14)) và mở các tiếp điểm thường đóng ( K10(21-22) ( 2/4.3) sang K10(21-24)). Cảm biến S5 cảm biến đã có dầu cấp cho bơm Ballast sẽ đóng tiếp điểm 1-2 (2/4.8) cấp nguồn cho rơle K4 (2/4.8). Rơle K4 có điện sẽ đóng các tiếp điểm thường mở K4(11-12) (2/4.1) sang K4(11-14), và mở tiếp điểm thường đóng K4(41-42) (3/4.4) sang K4(41-44) ngừng cấp nguồn cho đèn H5, đèn H5 tắt báo đã cấp dầu đủ. - Cảm biến áp suất S4 (2/4.7) đo giá trị ở của hút của bơm khi đạt giá trị áp suất làm việc là 90bar thì tiếp điểm S4 luôn duy trì đóng để cấp nguồn cho rơle K1. Rơle K1 có điện sẽ đóng tiếp điểm duy trì K1(21-22) sang K1(21-24), đóng tiếp điểm K1(11-12) (2/4.2) sang K1(11-14). * Chế độ điều khiển từ xa bằng tay: - Công tắc S1 để chuyển đổi từ chế độ điều khiển từ xa bằng tay sang chế độ điều khiển từ xa tự động. Khi bật công tắc S1 ở chế độ Manu (điều khiển từ xa bằng tay) thì thì tiếp điểm S1(1-2) sẽ được đóng lại, khi đó muốn điều khiển chạy bơm ta phải ấn nút S11. Khi S11 đóng lại nguồn sẽ được cấp qua tiếp điểm K10(11-14) tới cho rơle K01. K01 có điện sẽ đóng các tiếp điểm K01(1-2, 3-4, 5-6) (1/4.3) ở mạch động lực cấp nguồn cho bơm hoạt động, đồng thời sẽ đóng tiếp điểm K01(43-44) (3/4.1) cấp nguồn cho đèn H1 sáng (màu xanh) báo bơm số 1 đã hoạt động. * Chế độ điều khiển từ xa tự động: - Khi bật công tắc S1 sang chế độ Auto thì sẽ chuyển sang điều khiển từ xa tự động. Khi đó tiếp điểm S1(3-4) sẽ đóng lại cấp nguồn qua công tắc S2 (lúc này đã chọn ở vị trí 1 là điều khiển bơm số 1), qua tiếp điểm K10(11-14) cấp nguồn cho rơle K01. K01 có điện sẽ thực hiện quá trình điều khiển giống chế độ điều khiển từ xa bằng tay. 4.3.4. Nguyên lý hoạt động của bơm Ballast: a. Giới thiệu phần tử: - Q1 : Aptomat chính cấp nguồn cho bơm và mạch điều khiển. - P1 : Đồng hồ đo giá trị cường độ dòng điện. - P2 : Đồng hồ đếm số giờ hoạt động của bơm. - H4 : Đèn màu vàng báo sấy. - H0 : Đèn màu trắng báo có nguồn cấp cho bơm và mạch điều khiển. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 80 - - H5 : Đèn màu đỏ báo quá tải. - S4 : Công tắc 2 cực dùng để bật nguồn sấy. - S1 : Công tắc start/stop của bơm tại bảng điện chính. - S3 : Công tắc chọn vị trí điều khiển. - K1: Côngtắctơ chính để điều khiển bơm. - F1 : Rơle nhiệt để bảo vệ quá tải. - T1 : Biến dòng đo lường 1 pha. - T2 : Biến áp 440/220/24V cấp nguồn cho mạch điều khiển và chỉ báo. - F2,F3,F4,F6 : Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch. - K4 : Rơle trung gian để bảo vệ khi cách điện thấp. - K0 : Bộ đo cách điện giữa động cơ với mát - M : Động cơ lai bơm có công suât định mức là 63 KW. b. Nguyên lý hoạt động: - Đóng aptomat Q1 cấp nguồn cho bơm. Khi đó đèn màu trắng H0 sáng lên báo hệ thống đã có nguồn.Để có thể điều khiển được động cơ tại chỗ ta phải chuyển công tắc xoay S3 sang vị trí LOCAL. Tại chỗ ở đây là ở hai vị trí đó là tại bảng điện chính và bên cạnh động cơ. - Muốn khởi động động cơ thì ta ấn nút S1(có chữ I) trên bảng điện chính hoặc nút ON bên cạnh động cơ. Khi đó công tắc tơ K1 sẽ có điện, đóng tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực cấp nguồn trực tiếp cho động cơ khởi động. Đồng thời tiếp điểm phụ của K1(2.3) sẽ đóng lại duy trì cấp điện cho công tắc tơ chính K1, tiếp điểm phụ K1(1.1) đóng lại làm đèn màu xanh S1 sáng lên báo động cơ chạy và đồng hồ đếm số giờ chạy của động cơ bắt đầu hoạt động, tiếp điểm phụ K1(2.8) đóng lại báo động cơ chạy và đếm số giờ hoạt động về hệ giám sát trung tâm.Cả đèn màu xanh RUNNING ở bên cạnh động cơ cũng sáng lên báo động cơ chạy. - Muốn dừng động cơ ta ấn nút S1 (có chữ O) trên bảng điện chính hoặc nút OFF bên cạnh động cơ. Khi đó công tắc tơ chính K1 mất điện làm cho tiếp điểm chính K1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 81 - ở mạch động lực mở ra, động cơ sẽ bị mất điện và dừng lại. Các tiếp điểm phụ của K1 cũng mở ra là đèn S1 tắt và báo về hệ giám sát trung tâm là động cơ đã dừng lại. - Khi xoay công tắc S3 sang vị trí AUTO thì việc điều khiển động cơ sẽ thông qua hệ giám sát và điều khiển trung tâm. * Các bảo vệ : - Bảo vệ ngắn mạch bằng aptomat chính ở mạch động lực, cầu chì ở mạch điều khiển và mạch sấy. - Bảo vệ cách điện thấp bằng bộ K0 và rơle trung gian K4.Nếu cách điện thấp thì K4 có điện, khi đó K4(2.2) mở ra không cho phép động cơ khởi động, tiếp điểm K4(2.4) đóng lại báo cách điện thấp về hệ giám sát trung tâm. - Bảo vệ quá tải thông qua rơle nhiệt F1. - Bảo vệ không bằng tiếp điểm tự duy trì K1(2.4). 4.3.5. Hệ thống cân bằng tàu. - Hệ thống tự động cân bằng tàu hoạt động trên nguyên tắc khi tàu bị nghiêng thì sẽ có tín hiệu từ bộ phận đo độ nghiêng gửi đến khối xử lí trung tâm và từ đó sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới tự động khởi động bơm ballast để bơm chuyển nước từ két 4 trái sang két 4 phải nếu như tàu bị nghiêng sang trái và chuyển từ két 4 phải sang két 4 trái nếu như tàu bị nghiêng sang phải. Hệ thống bắt đầu hoạt động khi độ nghiêng của tàu lớn hơn 1,5o và nó sẽ dừng hoạt động khi độ nghiêng của tàu còn 0,5o ( hoặc khi độ nghiêng của tàu còn 1o – do người điều khiển đặt trước) và khi độ nghiêng của tàu lớn hơn 5,5o thì bơm sẽ dừng hoạt động và có tín hiệu báo động bằng đèn. - Để chọn chế độ tự động cân bằng tàu thì trước hết ta kích hoạt chế độ (Activate Mode) sang chế độ tự động (Automatic) khi đó tín hiệu cân bằng tàu sẽ được đưa vào hoạt động tới khối hiển thị và sử lý trung tâm.Giả sử vì một lý do nào đó mà tàu bị nghiêng sang trái thì sẽ có tín hiệu từ khối đo độ nghiêng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 82 - Chương 5 VẬN HÀNH VÀ KHAI THÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG TÀU VICTORIA LEADER 5.1.VẬN HÀNH HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG TÀU. - Việc vận hành hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu phải do đại phó thực hiện. Sau khi tính toán thực tế đại phó sẽ đưa ra quyết định điều khiển đối với hệ thống và sĩ quan boong sẽ thi hành, mọi quyết định của đại phó phải hết sức chuẩn xác vì với một quyết định sai lầm thì sẽ gây nguy hiểm cho con tàu. - Trước khi cho hệ thống hoạt động thì phải kiểm tra các thông số của hệ thống như: + Việc hoạt động bình thường của các đèn báo, các động cơ lai bơm, các van điện từ ở cửa hút, cửa đẩy của bơm ballast, các bộ cảm biến và đo mức két, các khối đo áp suất, các đồng hồ chỉ báo. + Kiểm tra các nút ấn của hệ thống để tránh tình trạng khi hệ thống đi vào hoạt động thì bị kẹt không chuyển đổi chế độ được. + Kiểm tra hệ thống đường ống vận chuyển và các van mở bằng tay xem có bị tắc, kẹt hay rò rỉ ở đâu không vì nếu có sẽ ảnh hưởng tới chức năng hoạt động và năng suất làm việc của hệ thống. - Khi đưa hệ thống vào làm việc thì phải tuân thủ nguyên tắc là cấp nguồn điều khiển trước sau đó mới cấp nguồn động lực. - Nếu đang vận hành hệ thống mà có sự cố gì xảy ra thì phải ngay lập tức cho hệ thống ngừng hoạt động và tìm chỗ bị sự cố đó, tìm cách khắc phụ sự cố xong thì mới cho hệ thống hoạt động trở lại. Tuyệt đối không cho hệ thống hoạt động khi đang có sự cố vì như thế rất nguy hiểm cho con tàu. 5.2.KHAI THÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG TÀU. - Tàu Victoria Leader là một con tàu chuyên dụng được thiết kế để chở ôtô với đòi hỏi về độ cân bằng rất cao vì thế hệ thống cân bằng rất phức tạp. Để có thể khai thác được đúng và triệt để những ưu điểm của hệ thống này thì người vận hành và khai thác hệ thống phải có chuyên môn cao, kiến thức về hệ thống thật đầy đủ, hiểu biết cặn kẽ về toàn bộ hệ thống thì mới có thể làm việc được. - Khi có sự thay đổi độ nghiêng của con tàu thì người điều khiển sẽ tuỳ theo từng trường hợp cụ thể mà có thể chọn chế độ điều khiển cân bằng tàu bằng tay (khi đó sẽ tác động vào các nút ấn để cấp điện cho các van điện từ ở các két) hay chọn chế độ cân bằng tàu tự động với mục đích cuối cùng là đưa con tàu trở về trạng thái cân bằng ban đầu của nó. Chú ý tới các chế độ hoạt động của tàu như chế độ bốc xếp hàng hoá, tàu chạy không tải, tàu chạy có tải để có những điều chỉnh phù hợp với từng chế độ. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 83 - - Trong quá trình hệ thống đang làm việc hoặc không làm việc thì phải luôn kiểm tra, bảo dưỡng định kì hệ thống để có thể kịp thời phát hiện, sửa chữa những hỏng hóc và đồng thời cũng tăng tuổi thọ cho hệ thống. Thường xuyên bảo dưỡng các động cơ lai bơm, các van, hệ thống đường ống để hệ thống hoạt động được lâu dài. - Vì hệ thống thường xuyên phải tiếp xúc với nước biển lên các van, đường ống rất nhanh bị ăn mòn vì thế ta phải thường xuyên kiểm tra và khắc phục những chỗ bị nước biển ăn mòn đó tránh tình trạng hỏng hóc ở van, đường ống sẽ kéo theo hỏng hóc ở các bộ phận khác trong hệ thống. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 84 - KẾT LUẬN VỀ LUẬN ÁN Sau thời gian học tập tại trường và một thời gian thực tập tốt nghiệp em đã được ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển và nhà trường giao cho đề tài “ Trang thiết bị điện tàu Victoria Leader. Đi sâu nghiên cứu hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu”. Đồ án của em được viết với 3 phần: Phần mở đầu. Phần I: Trang thiết bị điện tàu Victoria Leader. Phần II: Đi sâu nghiên cứu hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu. Trong luận án của mình ở phần trang thiết bị em đã chia làm các phần chính là: - Bảng điện chính: Em đã sưu tầm được đầy đủ các tài liệu, sơ đồ liên quan đến bảng điện chính, giới thiệu các phần tử trong các panel của bảng điện chính và chức năng của chúng. Đồng thời trong luận án em đã thuyết minh được nguyên lý hoạt động của bảng điện chính như: công tác song song hai máy phát ( hoà đồng bộ bằng tay và hoà đồng bộ tự động ), tự động điều chỉnh điện áp, phân bố tải của các máy phát, các báo động và bảo vệ chính trong bảng điện chính. - Trạm phát điện sự cố: Trong phần trạm phát sự cố em đã sưu tầm được đầy đủ tài liệu liên quan đến trạm phát sự cố như cách bố trí các panel của bảng điện chính, giới thiệu được các panel của trạm phát sự cố ( tên các phần tử trong sơ đồ và chức năng của các phần tử đó ). Thuyết minh được nguyên lý hoạt động của trạm phát sự cố như chế độ cấp nguồn lên thanh từ biến áp sự cố, chế độ hoạt động tự động cấp nguồn lên thanh cái của trạm phát sự cố khi trạm phát chính bị mất điện, các chế độ bảo vệ chính của trạm phát sự cố. - Hệ thống điều khiển Diezel – Generator: Trong phần này em đã sưu tập đầy đủ các tài liệu có liên quan. Giới thiệu được các phần tử và chức năng của chúng. Thuyết minh được nguyên lý hoạt động của hệ thống. - Hệ thống lái: Em đã sưu tầm được đầy đủ các tài liệu, sơ đồ liên quan đến hệ thống lái.Giới thiệu các phần tử có trong hệ thống và chức năng của các phần tử đó.Thuyết minh được nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trên tàu. - Ở phần đi sâu của em nói về hệ thống giám sát và điều khiển cân bằng tàu, trong đó em cũng đã sưu tầm được đầy đủ sơ đồ, tài liệu liên quan đến toàn bộ hệ thống. Giới thiệu được các phần tử có trong hệ thống và chức năng của các phần tử đó. Thuyết minh được nguyên lý hoạt động của hệ thống. Trên đây là toàn bộ các vấn đề em đã giải quyết được trong thời gian làm đồ án, trong thời gian làm đồ án em đã hiểu rõ hơn nhiều kiến thức cơ bản đã được học và được tìm hiểu thêm về hệ thống cân bằng tàu (đây là một hệ thống rất quan trọng trên tàu nhưng chưa được nghiên cứu và đề cập nhiều trong trường, chỉ khi làm luận văn và qua quá trình tìm hiểu em mới thấy được những điều quan trọng nhất về nó) và em rất mong muốn được các thầy chỉ bảo thêm cho em về hệ thống này để có thể ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 85 - hiểu sâu hơn về nó và để hỗ trợ cho công việc sau này của em. Em cũng được tiếp cận với nhiều hệ thống mới của con tàu này (đây là con tàu được thiết kế để chở ôtô lớn nhất và hiện đại nhất từ trước đến nay được đóng tại Việt Nam) mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng nghiên cứu học hỏi nhưng do sự hiểu biết về mọi mặt còn hạn chế và khả năng tư duy có hạn, kiến thức chưa hoàn thiện lên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót như cách thuyết minh chưa khoa học, cách giới thiệu các phần tử trong hệ thống chưa thật đúng, cách trình bày còn có nhiều thiếu sót. Vậy em rất mong được đón nhận sự chỉ dẫn và giúp đỡ của các thầy cô giáo và toàn thể các bạn trong khoa. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, được sự quan tâm của ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Thạc sĩ NGUYỄN TIẾN DŨNG, các thầy cô giáo trong khoa cùng các bạn cùng lớp em đã hoàn thành đồ án của mình. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Thạc sĩ NGUYỄN TIẾN DŨNG, các thầy cô giáo trong khoa và bạn bè đã giúp em hoàn thành tốt đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng 03 năm 2010. Sinh viên thực hiện NGUYỄN VĂN HÀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD : TH.S NGUYỄN TIẾN DŨNG SVTH : NGUYỄN VĂN HÀ - 86 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Tác giả LƯU ĐÌNH HIẾU (kỹ sư). TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU THUỶ Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải – 1998. [2]. Tác giả BÙI THANH SƠN (kỹ sư). TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THUỶ Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải. Hà Nội – 2000. [3]. Tác giả NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THUỶ KHÍ Nhà xuất bản giáo dục – 1998. [4]. Tác giả PGS-TSKH THÂN NGỌC HOÀN. MÁY ĐIỆN Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải – 1999. Xuất bản năm 2001. [5]. Tài liệu về hệ thống cân bằng tàu của nhà máy Đóng Tàu Hạ Long.