MÁY LÁI TỰ ĐỘNG

Máy lái tự động (auto pilot) Bài 1: khối tổng quát máy lái tự động vị trí lắp đặt tàu thuỷ Trạm điều khiển Bộ cấp nguồn cho môtơ lái Hộp đấu dây Két dầu thuỷ lực Thiết bị bẻ lái Bánh lái 1) Trạm điều khiển Trạm điều khiển khối hình trụ đợc lắp đặt buồng lái, nằm mặt phẳng trục dọc tàu vị trí thuận tiện cho việc quan sát phía trớc bên mạn đứng điều khiển trạm, chức trạm điều khiển hớng tàu thông qua chế độ lái: lái tay (HAND), lái tự động (AUTO), lái cần (LEVER NON FOLLOW UP), lái từ xa (REMOTE) Trên trạm điều khiển ta dùng công tắc chức (Function Switch) để chuyển đổi chế độ lái khác Lái tay: đợc sử dụng tàu vào luồng, cập cầu rời cầu, thả kéo neo, tránh va tàu hành trình khu vực có nhiều chớng ngại vật hàng hải Lái tự động: đợc sử dụng tàu hành trình khu vực có chớng ngại vật hàng hải Lái từ xa: sỹ quan trực ca đứng cánh gà buồng lái trực tiếp điều khiển tàu mà không cần vào buồng lái Lái cần: đợc dùng trờng hợp chế độ lái tay lái tự động bị cố, ta chuyển công tắc chức sang vị trí LEVER (NON FOLLOW UP) dùng cần để điều khiển Bên trạm điều khiển có nhiều phận quan trọng hệ thống la bàn quay hệ thống điều khiển tự động lái, thiết bị phát định hớng cho la bàn phản ảnh tín hiệu phát xuống buồng máy lái đợc lắp Trên trạm điều khiển đợc lắp đặt núm nút nh: công tắc nguồn, công tắc chức năng, núm đặt hớng, núm điều chỉnh thời tiết, núm điều chỉnh tốc độ bẻ lái, núm điều chỉnh góc bẻ lái, đèn chiếu sáng, đèn báo động, còi báo động 2) Thiết bị bẻ lái (Steering gear) Gồm môtơ điện lai bơm thuỷ lực, hệ thống ống dẫn dầu thuỷ lực, van chuyển hớng thay đổi chế độ lái, piston điều khiển trục bánh lái Ngoài gắn vôlăng cần lái để điều khiển trực tiếp trạm điều khiển bị cố Thiết bị bẻ lái đợc đặt buồng riêng phía cuối tàu gần bánh lái Thiết bị phó quản lý, đợc bảo quản sửa chữa ngành máy đợc kiểm Máy lái tự động (auto pilot) tra hàng ngày Việc tra dầu mỡ, vệ sinh đợc thực thuỷ thủ ca phải có nhật ký ghi chép riêng Két dầu thuỷ lực: cung cấp dầu thuỷ lực cho bơm đẩy trục bánh lái Bộ cấp nguồn cho môtơ lái Bánh lái: thiết bị dùng để giữ cho tàu chuyển động hớng cố định thay đổi hớng tàu Bánh lái có nhiều loại: loại thờng, loại bù trừ, loại bán bù trừ Diện tích bánh lái phụ thuộc tải trọng tàu Bài 2: sở lý thuyết máy lái tự động Bài 3: nguyên lý hoạt động máy lái tự động theo sơ đồ khối Tàu LBCQ LBTừ Xenxin thu h ớng LBCQ LBT Điều chỉnh thời tiết Bộ tích phân U1 góc lệch Bộ cảm biến U2 góc lệch Bộ vi phân góc lệch U3 Khuyếch đại U4 Bộ đặt h ớng Nhóm đặt h ớng Đồng hồ báo góc bẻ lái Bánh lái Thiết bị bẻ lái Bộ phản hồi Điều chỉnh hệ số phản hồi Bộ phát tín hiệu góc lái Giả sử tàu bị lệch hớng so với hớng định góc (giả sử lệch sang phải) lập tức, xenxin phát la bàn quay la bàn từ đặt tàu truyền tín hiệu góc lệch đến xenxin thu hớng la bàn quay la bàn từ đặt máy lái tự động theo nguyên lý đồng Đầu xenxin thu hớng quay đồng thời khối: tích phân đầu có tín hiệu điện áp U1 = K1 dt tơng tự nh quay cảm biến góc lệch tạo điện áp U = K vi phân tạo điện áp U = K d Trong K1 , K , K hệ số dt khâu Các tín hiệu đợc đa đến cộng cho ta điện áp U = U1 + U + U Sau điện áp đợc đa qua khuyếch đại đa đến điều khiển bẻ lái để bẻ bánh lái sang trái góc đồng thời tạo tín Máy lái tự động (auto pilot) hiệu phản hồi U = K K4 hệ số phản hồi Vậy tín hiệu điều khiển lúc U = U U ta có K1. dt + K + K d K = U dt Bánh lái ngừng quay U=0 có nghĩa bánh lái nằm vị trí cố định bên mạn trái Do dòng nớc chuyển động theo tàu tác động vào mặt trớc bánh lái làm cho tàu quay hớng ban đầu góc lệch giảm xuống, U ,U ,U giảm theo nên đại lợng U đổi dấu âm, tín hiệu vào khuyếch đại đổi dấu, thiết bị bẻ lái quay bánh lái ngợc lại từ từ mặt phẳng trục dọc tàu Khi tàu chuyển động hớng định góc lệch = U = U = U = U = nên điện áp vào khuyếch đại tiếp tục âm, bánh lái tiếp tục quay sang phải để ngăn chặn mũi tàu quay sang trái Theo quán tính mũi tàu sau quay hớng định tiếp tục chuyển động sang mạn trái, U ,U ,U đổi dấu bánh lái tiếp tục chuyển động sang phải để ngăn chặn đảo mũi sang trái Lúc phơng trình điều khiển là: d U = K1 dt + K + K + K dt Qúa trình xảy liên tiếp nh để điều khiển tàu Ngời ta tính toán đợc quy luật điều khiển tàu theo góc lệch dao động tắt dần t HT t =0 e ht cos(qt +) Bài 4: sử dụng điều chỉnh máy lái tự động GYLOT 107 1) Chuẩn bị trớc khởi động Kiểm tra khẳng định công tắc cấp nguồn cho trạm điều khiển vị trí OFF Kiểm tra số mặt phản ảnh la bàn lái Bật công tắc chức sang vị trí lái tay, quay vôlăng để kim thị góc lái vị trí 2) Cấp nguồn cho máy lái Sau kết thúc việc chuẩn bị kiểm tra hệ thống máy lái, cấp điện cho môtơ điện lai bơm thuỷ lực buồng máy lái Bật công tắc nguồn cho trạm điều khiển sang vị trí No1 No2 lúc đèn phía dới công tắc sáng báo có nguồn cung cấp cho máy lái đồng thời còi báo kêu, ta dập còi cách chuyển công tắc còi (BUZZER SW) vị trí ngợc lại Máy lái tự động (auto pilot) Điều chỉnh độ sáng mặt phản ảnh la bàn núm Dimmer Sau dùng vôlăng để điều khiển tàu theo lệnh, theo tiêu bờ theo hớng la bàn Đặc điểm chế độ lái tay tốc độ bẻ lái nhanh hay chậm phụ thuộc vào ngời lái Chế độ lái tự động Đặc điểm chế độ tốc độ bẻ bánh lái góc bẻ bánh lái hoàn toàn phụ thuộc vào tốc độ góc lệch hớng Sử dụng núm đặt hớng COURSE SETING KNOB: ấn xuống, chuyển kim thị hớng cho trớc Sử dụng vôlăng lái tàu gần với hớng lái tự động (thờng sai số không 50) đa bánh lái chuyển công tắc chức OPERATION SELECTOR SW vị trí AUTO Để đảm bảo máy lái hoạt động chế độ đợc tốt ta cần điều chỉnh núm sau: +WEATHER: tuỳ thuộc vào điều kiện sóng gió, số vạch núm tỉ lệ thuận với điều kiện sóng gió, điều chỉnh núm cho tàu giữ h ớng theo mong muốn mà số lần bẻ bánh lái không lớn, không gây tải cho máy lái +RATE ADJ: núm đợc điều chỉnh phụ thuộc vào tốc độ đảo hớng mũi tàu, điều chỉnh núm tốc độ góc lệch hớng mũi tàu thay đổi +RUDDER ADJ: điều chỉnh góc bẻ bánh lái, núm phụ thuộc vào tải trọng tàu Khi điều chỉnh núm góc bẻ lái thay đổi ta điều chỉnh cho góc bẻ bánh lái đủ đa tàu hớng cũ không làm cho tàu lệch hớng lớn giới hạn cho phép máy lái chế độ lái tự động +Pilot watch +Rudder angle Chế độ lái cần Đặc điểm chế độ tốc độ bẻ bánh lái không phụ thuộc vào ngời lái việc điều động tàu có khó khăn nên đợc sử dụng chế độ lái cố Chuyển công tắc chức sang vị trí lái LEVER, dùng cần lái LEVER gạt sang phải sang trái giữ nh bánh lái đạt đợc góc lái theo mong muốn Buông tay ra, cần gạt tự chuyển động vị trí ban đầu OFF Bánh lái đợc giữ nguyên ta không sử dụng cần gạt Khi cần bẻ bánh lái phía ta đẩy cần gật phía Chế độ lái điều khiển từ xa Đặc điểm chế độ lái giống lái LEVER ta chuyển vị trí lái tới nơi khác buồng lái điều kiện cho phép (vị trí di chuyển giới hạn dây nối từ trạm điều khiển đến hộp điều khiển xách tay) Sử dụng núm xoay hộp điều khiển xách tay để bẻ bánh lái phía mong muốn Chế độ đợc ứng dụng cho trờng hợp tầm nhìn ngời điều khiển bị hạn chế Cắm ổ cắm hộp điều khiển từ xa vào ổ cắm trạm điều khiển, chuyển công tắc chức sang vị trí REMOTE CONTROL Đa hộp điều khiển đến nơi thích hợp để điều khiển tàu Trong trờng hợp tàu nhỏ, thuyền trởng tự lái tàu để cập cầu điều khiển tơng tự 3) Tắt máy - Bật công tắc chức vị trí HAND Sau đa bánh lái vị trí Máy lái tự động (auto pilot) - Đa công tắc nguồn vị trí OFF, còi kêu bật công tắc Buzzer Switch vị trí ngợc lại - Bật công tắc khởi động bơm thuỷ lực (số 6) vị trí OFF, thấy đèn hiệu báo bơm thuỷ lực bị tắt, điều chứng tỏ môtơ bơm thuỷ lực ngừng hoạt động - Bật công tắc núm tắt mở la bàn vị trí OFF - Tắt công tắc nguồn Ships supply switch khởi động 5: thuyết minh sơ đồ khối máy lái tự động GYLOT 107 Khi ta bật sang chế độ tự động, công tắc kép chuyển sang vị trí G (Gyro COURSE SETTING KNOB GYRO COMPAS STEERING REPEATER FRICTION CLUTCH OSCILLATOR WEATHER ADJ LEVER STEERING SHIP G MAGNETO METER G AMPLIFIER CONTROL RELAY L POTENTIO METER SERVO MOTOR H L STEARING GEAR RUDDER G H HAND STEERING STANSFORMER BOX RATE ADJ RUDDER ADJ H POTENTIO METER L Compass) Giả sử tàu (1) lệch khỏi hớng định, xenxin phát la bàn quay (2) truyền đến xenxin lặp lại lòng máy lái tự động (8) qua khớp nối khí (9) qua cảm biến góc lệch (10) sinh điện áp U 1=K1. góc lệch hớng, K1 hệ số cảm biến Sau đa qua khuyếch đại (11), đa qua Rơle điều khiển (12) đến điều khiển môtơ (13) làm cho thiết bị bẻ lái (14) thực quay bánh lái (15) góc phía ngợc lại với góc lệch tàu để điều khiển tàu hớng định Đồng thời lúc đầu khối (13) nối khí với phận cảm biến góc lái (20) tạo điện áp U2=K2. góc bẻ lái, K2 hệ số phản hồi Sau điện áp đợc đa vào phận điều chỉnh góc lái (19) điều chỉnh tốc độ bẻ lái (18) đa khuyếch đại (11) Lúc tín hiệu điều khiển vào mạch khuyếch đại U=U1-U2, bánh lái ngừng quay U=0 Dới tác dụng dòng nớc vào mặt trớc bánh lái làm cho tàu dần chuyển động hớng ban đầu Lúc góc lệch giảm dẫn đến U1 giảm nên đại lợng U[...]... về máy lái ở buồng đặt máy lái (th ờng thì máy nhất quản lý) Máy lái sẽ đợc khởi động khi mà các thiết bị này bình thờng từ báo cáo của máy nhất b) Khởi động Khởi động máy ở buồng để máy lái Thờng các tàu chạy biển có 2 hệ thống thuỷ lực gọi là 2 máy lái: máy lái số 1 và máy lái số 2 Máy lái tự động (auto pilot) Để đảm bảo bánh lái bẻ đúng thời gian theo yêu cầu thì ta khởi động lần lợt 2 máy lái. .. Manual pump Tiller Rudder Máy lái có các phơng pháp lái sau: - Lái tự động - Lái tay - Lái cần (lái không truy theo) - Lái sự cố (lái khẩn cấp điều khiển trực tiếp ở buống máy lái) Sơ đồ trên thể hiện sự hoạt động ở chế đô lái tự động Ships hull Máy lái tự động (auto pilot) a) Chế độ lái tự động Hớng tàu 1 đợc la bàn chính (Gyro Compass) truyền tới mặt phản ảnh trong máy lái (Stearing Repeater), mặt... độ môi trờng: -200C đến +500C Phơng thức lái: AUTO - ADPT: lái tự động với điều khiển thích hợp AUTO - PID: lái tự động với điều khiển tập quán NAV: hàng hải hớng kế hoạch Máy lái tự động (auto pilot) RATE: lái tỷ lệ hằng số HAND: lái tay NFU: lái không truy theo RC1, RC2, RC3: lái điều khiển từ xa Hệ thống báo động thấy đợc: PWR FAIL: nguồn máy lái tự động cung cấp sai MONITOR FAIL: thiết bị kiểm... METER L Máy lái tự động GYLOT - 107 có 3 chế độ lái: 1 AUTO (tự động) 2 HAND (lái tay truy theo) 3 LEVER/REMOTE (lái cần/ từ xa) ở chế độ lái nh trên ta có thể chọn nguồn cung cấp cho máy lái là hệ thống số 1 hoặc số 2 Vì vậy khi hệ thống lái 1 quá tải hoặc hỏng thì ta có thể chuyển sang sử dụng hệ thống lái 2 và ngợc lại Hình vẽ trên là sơ đồ khối đơn giản mô tả nguyên lý hoạt động của máy lái tự động. .. cho phép của máy lái trong chế độ lái tự động d) Lái cần LEVER Đặc điểm của chế độ này là tốc độ bẻ bánh lái không phụ thuộc vào ngời lái do đó việc điều động tàu có khó khăn hơn nên nó đợc sử dụng trong chế độ Máy lái tự động (auto pilot) lái sự cố Chuyển công tắc chức năng sang vị trí lái LEVER, dùng cần lái LEVER gạt sang phải hoặc sang trái và giữ nh thế cho đến khi bánh lái đạt đợc góc lái theo mong... động cơ điện Loại IPS2B-4(L,J): Điều khiển bánh lái bằng hệ thống lái thuỷ lực Loại IPS2B-N: Điều khiển bánh lái thông qua cơ cấu lái Máy lái tự động (auto pilot) 2) Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái tự động Hokushinh IPS2B a) Chế độ lái tự động ở chế độ tự động khi hớng mũi tàu lệch với hớng đi một góc đã đặt một góc nào đó thì máy thu đồng bộ tín hiệu lệch (Azimuth Receiving - Synchro Motor)... đợc sử dụng trong chế độ lái tự động 15 RATE ADJ: núm điều chỉnh tốc độ góc bẻ lái 16 RUDDER ADJ: núm điều chỉnh góc bẻ lái, trên núm có đánh số từ 1 đến 6 17 Cần gạt chọn chế độ lái: có 3 vị trí: + AUTO: dùng cho lái tự động + MAN: dùng cho lái tay + UPPER: dùng cho hệ thống lái ở boong trên đỉnh cabin 18 Cần gạt để tắt mở máy lái: có 3 vị trí: + ON: mở máy lái + OFF: tắt máy lái + EMER: dùng trong... trong lái tự động: khi tàu đang ở chế độ lái tự động muốn chuyển hớng ta nhấn nút COURSE SETTING KNOB (núm số 9) và Máy lái tự động (auto pilot) xoay kim chỉ góc đặt hớng chỉ vào hớng đi yêu cầu, khi đó tàu sẽ chuyển hớng đi mới - Trong lái tự động khi hớng đi thay đổi quá 150 thì chuông báo động lệch hớng sẽ kêu và khi hớng đi thay đổi dới 150 thì nó sẽ tắt *Chú ý: khi đặt hớng trong trạng thái tự động. .. chế độ lái tự động sang chế độ lái tay Khi đang ở chế độ tự động mà muốn chuyển sang lái tay thì trớc hết phải dùng vôlăng để xoay đa kim chỉ thị góc lái trên thớc chỉ thị về vị trí 0, sau đó vặn công tắc lựa chọn chế độ lái từ vị trí Auto sang Hand và sử dụng vôlăng xoay bánh lái điều khiển tàu Máy lái tự động (auto pilot) e) Chế độ lái không truy theo (Lever, Non follow up lever) Chế độ lái không... động 7) Sử dụng máy lái a) Lái tay Sau khi khởi động xong máy lái thì việc điều khiển tàu đợc thực hiện trực tiếp bằng việc điều khiển vôlăng lái, góc bẻ lái theo yêu cầu sẽ đợc chỉ thị trên mặt chỉ báo (Rudder order indicator) Khi bánh lái quay đơcj tới góc bẻ lái yêu cầu thì kim chỉ báo góc bẻ lái thực sẽ cho ta biết góc bẻ lái thực của bánh lái Phơng pháp lái tay, ngời ta còn gọi là phơng pháp lái