BÁO cáo CHUYÊN đề hệ THỐNG CHÂN vịt mũi tàu BÁO cáo CHUYÊN đề hệ THỐNG CHÂN vịt mũi tàu BÁO cáo CHUYÊN đề hệ THỐNG CHÂN vịt mũi tàu BÁO cáo CHUYÊN đề hệ THỐNG CHÂN vịt mũi tàu BÁO cáo CHUYÊN đề hệ THỐNG CHÂN vịt mũi tàu
Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển Mục lục CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHÂN VỊT MŨI TÀU 1.1 Chức năng, yêu cầu hệ thống chân vịt mũi 1.2 Phân loại hệ thống chân vịt mũi 1.2.1 Hệ thống chân vịt mũi có bước cố định 1.2.2 Hệ thống chân vịt mũi biến bước 1.2.3 Cấu trúc hệ thống chân vịt mũi biến bước CHƢƠNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BƢỚC CHÂN VỊT 2.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển bước chân vịt 2.2 Giới thiệu phần tử 2.2.1 Panel điều khiển bước chân vịt ENS1 ENS2 2.2.2 Panel chọn trụ điều khiển EPS2 2.2.3 Bộ điều chỉnh định bước ERS3 2.2.4 Cảm biến bước chân vịt PS1 11 2.2.5 Tìm hiểu van trợ động điện thủy lực EH63 12 2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống E1S63 13 CHƢƠNG KẾT LUẬN 14 Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BƢỚC CHÂN VỊT MŨI TÀU CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHÂN VỊT MŨI TÀU 1.1 Chức năng, yêu cầu hệ thống chân vịt mũi Hệ thống chân vịt mũi tàu có chức đẩy mũi tàu sang phải hay sang trái nhằm hỗ trợ tàu q trình điều động, quay trở, tăng tính động tàu Hệ thống chân vịt mũi quan trọng để khai thác tàu cách an toàn, kinh tế, hiệu Hệ thống chân vịt mũi thường hoạt động q trình điều động,nên địi hỏi tính xác, ổn định, đặc biệt hệ thống điều khiển Hệ thống chân vịt mũi ln phải có hai trạm điều khiển để thực chuyển đổi vị trí điều khiển cần thiết 1.2 Phân loại hệ thống chân vịt mũi Hình 1.1 Thơng thường vào cấu trúc chân vịt người ta phân hệ thống chân vịt mũi làm hai loại: 1.2.1 Hệ thống chân vịt mũi có bƣớc cố định: (hình a) Bước chân vịt cố định, để đảo chiều quay thay đổi tốc độ chân vịt ta phải tác động lên động lai Sử dụng phổ biến động dị rotor lịng sóc, động dị rotor dây quấn Vì động có cơng suất tương đối lớn nên thiết bị biều khiển cồng kềnh,mất an toàn Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển 1.2.2 Hệ thống chân vịt mũi biến bƣớc: (hình b) Động lai chân vịt quay với tốc độ chiều quay khơng đổi, động lai động diesel, động dị rotor lồng sóc,dây quấn ln quay với tốc độ khơng đổi.Việc điều khiển điều khiển thông qua điều khiển bước chân vịt Bước chân vịt thay đổi từ 0-100% phải từ 0-100% trái Vì u cầu phải có nhiều vị trí điều khiển nên bắt buộc phải có hệ thống báo bước chân vịt Quy trình hoạt động hệ thống sau: Cấp nguồn cho hệ thống Khởi động động lai chân vịt.Mạch khởi động phải đảm bảo yêu cầu sau: Chỉ cho phép khởi động bước chân vịt “zero” nhằm đảm bảo an toàn tránh tải Mạch kiểm soát nguồn cung cấp thường kiểm soát qua khối quản lí nguồn PMS.Do động lớn nên thường sử dụng mạch khởi động gián tiếp Điều chỉnh bước chân vịt thay đổi từ 0-100% trái phải tuỳ theo yêu cầu đòi hỏi mức độ quay mũi tàu 1.2.3 Cấu trúc hệ thống chân vịt mũi biến bƣớc Kết cấu chung hệ thống chân vịt biến bước thể thông qua sơ đồ sau: Hình 1.2 Trong : (1): Các trạm điều khiển từ xa (2): Trạm diều khiển trung tâm Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển (3): Bộ điều tốc (4): Trạm điều khiển chỗ (5): Cảm biến bước chân vịt (6): Động sơ cấp (7): Cảm biến tốc độ động lai (8): Ly hợp chân vịt (9): Trục chân vịt (10): Cơ cấu dịch bước chân vịt (11): Chân vịt Việc điều khiển thực thơng qua trạm điều khiển từ xa (1) hay trạm điều khiển trung tâm (2) đặt buồng điều khiển trung tâm thông qua tay điều khiển hay thiết bị điều khiển tương ứng Các tín hiệu điều khiển từ trạm điều khiển từ xa đưa trạm điều khiển trung tâm Tín hiệu từ trạm điều khiển trung tâm khuyếch đại lên đủ lớn với tín hiệu tương ứng điều khiển bước chân vịt thông qua cấu dịch bước (10), tốc độ động sơ cấp thông qua điều tốc (3) điều khiển đóng mở ly hợp (8) chân vịt Trạm điều khiển trung tâm nhận tín hiệu phản hồi tốc độ động (7) bước chân vịt (5) phục vụ điều khiển Việc điều khiển bước chân vịt, tốc độ động lai chân vịt ly hợp điều khiển trực tiếp trạm điều khiển trực tiếp đặt buồng máy hầm chân vịt Tại trạm điều khiển lắp đặt cấu hiển thị bước chân vịt hiển thị tốc độ động lai phục vụ điều khiển Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển CHƢƠNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BƢỚC CHÂN VỊT (E1S63) Hệ thống E1S63 dùng để điều khiển bước chân vịt từ xa Hệ thống dùng cho tất chân vịt mũi hãng ABB Zamech hãng khác với điều kiện áp suất dầu động servo không vượt 6,3Mpa(63kG/cm2) Hệ thống E1S63 cho phép điều khiển dịch bước liên tục từ trụ điều khiển( vị trí buồng lái ) buồng máy 2.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển bƣớc chân vịt Hình 2.1 2.2 Giới thiệu phần tử (Hình 2.1) ENS1: Panel điều khiển bước chân vịt Có vị trí: buồng lái, cánh gà bên tay phải cánh gà bên tay trái ENS2: Panel điều khiển bước chân vịt buồng điều khiển EPS: Panel chọn trụ điều khiển VDR 1: Tín hiệu từ hệ thống điều khiển bước chân vịt gửi tới VDR ERS: Bộ điều chỉnh dịch bước EH63: Van trợ động điện thuỷ lực PS1: Cảm biến bước “zero” chân vịt Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển 2.2.1 Panel điều khiển bƣớc chân vịt ENS1 ENS2: Panel điều khiển bước ENS1và ENS2 thiết bị hệ thống điều khiển từ xa dịch bước chân vịt biến bước Chúng sử dụng cho: Phát tín hiệu điều khiển tỷ lệ với giá trị đặt bước chân vịt tay điều khiển Lựa chọn vị trí điều khiển Chỉ thị giá trị thực tế bước chân vịt Panel điều khiển ENS1được sử dụng buồng lái, trụ điều khiển phụ Panel điều khiển ENS2 sử dụng trụ điều khiển buồng máy Cấu trúc panel: hình 6.2 Hình 2.2 Trên kim loại hình vng (2) có : Chiết áp giá trị đặt R23 gắn với cần điều khiển (1) quay cấu bánh Bảng mạch in linh kiện bán dẫn Các trụ để đấu dây Trên panel điều khiển ENS1 có đèn thị bước chân vịt, chiết áp Dimmer(điều chỉnh sáng tối) nút ấn khớp với Bên có cần điều khiển bước chân vịt Vị trí bước chân vịt xác định chốt học Các điốt điện quang đặt nửa vòng tròn điểm tương ứng với giá trị 0,25,50,75,100% bước chân vịt; chúng thị giá trị thực tế bước chân vịt Với vị trí “0” bước chân vịt điốt màu vàng phát sáng, chân vịt hoạt động sang bên phải có tín hiệu thơng báo ánh sáng màu xanh điốt, chân vịt hoạt động sang bên trái tín hiệu thơng báo ánh sáng màu đỏ điốt Bằng việc ấn nút số ENS1sẽ thực việc điều khiển từ trụ điều khiển Việc điều khiển báo hiệu đèn màu vàng, thể điốt định vị phía bên phải nút ấn trụ điều khiển Sơ đồ khối số (hình 6.3) minh họa nguyên tắc hoạt động panel điều khiển trình kết nối với hệ thống điều khiển từ xa Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển Nguồn định mức : ±15V Đầu điều khiển điện áp : ±8V Đầu vào điện áp : ±8V Nguồn định mức cấp cho hệ thống ±15V Bằng việc ấn nút số 1P người điều khiển thực chế độ điều khiển buồng lái, việc điều khiển dịch bước chân vịt từ buồng lái có tín hiệu báo điốt phát quang nút ấn Tín hiệu đưa từ chân số tới mạch điều khiển dịch bước chân vịt, chiết áp R23 có tác dụng điều chỉnh việc đặt bước chân vịt Tín hiệu đầu vào số hệ thống tín hiệu phản hồi báo bước chân vịt ERS, tín hiệu đưa tới khối điều khiển báo bước(1), tín hiệu tiếp tục gửi tới khối báo bước(2) gồm điốt phát quang điều chỉnh độ sáng chiết áp R24 Việc làm tối tất điốt panel điều khiển ENS1 thực cách dịch chuyển chiết áp R24 sang bên trái, cách người điều khiển quan sát dễ dàng bên trời tối 2.2.2 Panel chọn trụ điều khiển EPS2 : Panel chọn trụ điều khiển thành phần hệ thống bước chân vịt Nó dùng hệ thống để kết nối với phát tín hiệu liên tục giá trị bước chân vịt với hệ thống điều khiển Từ panel điều khiển kết nối tối đa với Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển chuyển phát tín hiệu bước hệ thống tự động điều chỉnh tải Panel lựa chọn làm việc với điều chỉnh bước ERS Cấu trúc panel: Panel chọn gắn tường bên bảng điều khiển trụ điều khiển Hệ thống điện panel lắp ráp từ linh kiện bán dẫn mà khơng dùng rơle Chỉ có rơle dùng để đóng ngắt có báo động Nguồn cấp cho thiết bị hệ thống điện áp không đổi ±15V Sau sơ đồ khối panel chọn vị trí điều khiển EPS: Mơ tả hoạt động: Panel chọn trụ điều khiển EPS2 panel trung gian kết nối panel dịch bước chân vịt ERS panel điều khiển bước chân vịt ENS Panel chon trụ điều khiển EPS2 gắn với contactor K2, contactor nối với khoá Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển chân vịt mũi Khi contactor K2 đóng việc điều khiển dịch bước chân vịt thực buồng máy việc khởi động hệ thống chân vịt mũi bước chân vịt vị trí “0” Sau khởi động xong hệ thống contactor K2 mở ra, lúc cách ấn nút 1,2 để thực điều khiển từ xa buồng lái hai bên cánh gà Khi hệ thống chân vịt mũi ngừng hoạt động, contactor K2 tự động đóng lại, bước chân vịt tự động giảm “0” việc điều khiển hệ thống chuyển xuống buồng máy Nguồn cấp cho hệ thống ±15V, nguồn đưa tới kiểm soát điện áp, dao động điện áp vượt 10% kiểm soát điện áp khoá hệ thống điều khiển phát tín hiệu báo động Ba nút ấn 1,2,3 ba nút ấn chọn trụ điều khiển, từ buồng lái hai bên cánh gà Giả sử ta ấn nút số chọn trụ điều khiển buồng lái, tín hiệu đưa tới khối logic nhớ chọn kênh số 1, tiếp điểm bán dẫn nối tới chân 14,16 đóng lại Tín hiệu điều khiển tỷ lệ với góc đặt bước chân vịt từ ENS vào chân số 14 qua vùng không nhạy 5% qua đầu 54 tới điều chỉnh bước chân vịt Đồng thời đèn báo vị trí điều khiển nối tới chân 16 sáng Tương tự ta chọn vị trí 2,3 Sau đồ thị thể tín hiệu đặt bước chân vịt: Đường đặc tính (a) thể tín hiệu dịch bước hồn tồn Đường đặc tính (b) thể tín hiệu bước bị giảm cực đại Đường đặc tính ( c ) thể tín hiệu bước bị giảm phần 2.2.3 Bộ điều chỉnh dịch bƣớc ERS3 Bộ điều chỉnh dịch bước ERS3 điều chỉnh bán dẫn có đặc tính tuyến tính dùng để điều khiển từ xa hệ thống chân vịt mũi Page Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển - Nguồn cấp: 220V,50Hz, 60Hz, công suất 40VA - Đầu vào điều khiển: tín hiệu điện áp ± 8V Sau sơ đồ khối dịch bước chân vịt ERS: Mô tả hoạt động: Tín hiệu vào lấy từ tay điều khiển bước chân vịt ENS thơng qua panel chọn vị trí điều khiển EPS Tín hiệu đưa tới điều khiển van trợ động điện thuỷ lực để thực dịch bước chân vịt Nguồn cấp cho hệ thống nguồn 220V, 50Hz 60Hz Đầu vào số hệ thống lấy từ chân 54 panel EPS so sánh với tín hiệu phản hồi từ cảm biến PS1 đầu vào khuếch đại A2, tín hiệu tiếp tục qua khuếch đại Page 10 Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển A3 đưa tín hiệu chân số tới van trợ động điện thuỷ lực EH63 để thay đổi lượng dầu thực dịch bước chân vịt Tín hiệu phản hồi từ cảm biến PS1 đồng thời đưa tín hiệu qua khuếch đại A4 để đưa tới khối báo bước chân vịt Chiết áp R101 chiết áp đặt tín hiệu dich bước lớn bên phải chiết áp R102 chiết áp đặt tín hiệu dịch bước lớn bên trái Chiết áp R103 chiết áp chỉnh định vị trí bước chân vịt “0” Chiết áp R104 để chỉnh định ban đầu giá trị thị bước Ở phiên khác người ta dùng biến trở để lấy tín hiệu phản hồi cho mạch điều khiển Độ dốc đường đặc tính phía trước hay phía sau thay đổi đồng thời cách thay đổi biến trở đầu nối 24 22 2.2.4 Cảm biến bƣớc chân vịt PS1 : - Cảm biến độ dài chuyển dời CP1(1) - Kết cấu khí (2) - Ống lót(3) - Thanh giằng(5) - Lị xo(4) - Vít giới hạn độ dài chuyển dời bước chân vịt cảm biến(6) - Cơng tắc hành trình(7) Thơng số kỹ thuật cơng tắc hành trình(7) : - Loại : LM10DR - Điện áp định mức : 380V,50Hz - Dòng định mức : 2A - Máy phát cấp nguồn - Cảm biến độ dài chuyển dời - Cầu chỉnh lưu - Bộ tổng - Phin lọc a Tổng quát: Cảm biến độ dài chuyển dời kiểu chuyển đổi biến áp vi sai sử dụng thiết bị đo cho : - Bước chân vịt hệ thống điều khiển chân vịt biến bước Page 11 Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển - Điều chỉnh nhiên liệu hệ thống điều khiển tải động Diesel lai chân vịt biến bước Cảm biến biến đổi độ dài chuyển dời thành tín hiệu điện Nó đặt trực tiếp động diesel b Mô tả, hoạt động: Cảm biến CP1 dạng chuyển đổi biến áp vi sai, cuộn dây quấn lõi trụ rỗng đặt vỏ bảo vệ, nối với lõi cáp bọc kim Vỏ đổ đầy nhựa tổng hợp để chống lại tác hại môi trường Cuộn dây cảm biến sửa chữa Trong lỗ trục ống lõi làm từ ferrit Trị số điện áp cảm biến xác định vị trí lõi, sau chỉnh lưu lọc trị số tín hiệu đầu tỷ lệ với chuyển dịch lõi Nguồn từ máy phát (1) có tần số 1,1 – 1,5KHz cấp cho cuộn sơ cấp 12 cảm biến độ dài chuyển dời (2) Khi chân vịt vị trí “0”, chưa có chênh lệch điện áp đầu (3-4) (5-6) tín hiệu đưa tới chỉnh lưu “0” Khi bước chân vịt khác “0”, xuất chênh lệch điện áp đầu (34) (5-6), tín hiệu tiếp tục đưa tới cầu chỉnh lưu (3) tới tổng (4) Sau qua phin lọc (5) tín hiệu có trị số phụ thuộc vào góc lệch bước chân vịt, cịn dấu phụ thuộc vào chiều dịch cánh chân vịt c.Thông số kỹ thuật: - Khoảng dịch chuyển : ±20mm - Nguồn cấp : 15V ; 1,1÷1,5kHz 2.2.5 Tìm hiểu van trợ động điện thuỷ lực EH63: a Tổng quát: Van trợ động điện thuỷ lực EH63 thiết kế để hoạt động hệ thống điện thuỷ lực dùng cho việc điều khiển bước chân vịt chân vịt mũi b Cấu trúc hoạt động: EH63 biến đổi tín hiệu điện liên tục thành chuyển đổi tỷ lệ van trượt điều khiển piston động trợ động Van trợ động thiết kế cho chế độ đầu : 16,25,40,63l/giây c Thơng số kỹ thuật: - Khoảng thay đổi dịng điều khiển : ±400mA - Điện trở cuộn dây điều khiển : 28+/-3Ω - Cảm kháng cuộn điều khiển : 70±10mH - Đầu cấp dầu : 16,25,40,63l/giây - Áp suất định mức : 6,3Mpa - Áp suất nhỏ : 0,5Mpa - Áp suất tối đa dầu phun : 0,25Mpa Page 12 Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển 2.3 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống E1S63: Việc điều khiển dịch bước từ xa chân vịt mũi thực vị trí Ba vị trí buồng lái vị trí buồng máy Ta giả sử điều khiển buồng lái, thao tác điều khiển thực panel ENS1 buồng lái Ấn nút số 3, tiếp điểm 1P đóng lại đèn màu vàng tay điều khiển số sáng báo cho người điều khiển biết vị trí số chọn Khi ấn nút số nguồn cấp vào chân 17 panel chọn vị trí điều khiển làm cho khối nhớ chọn kênh (Memory of chosen post) đóng tiếp điểm rơle điện từ chân số 16 (Lamp 1) chân số 14 (Set pitch) panel EPS2, tín hiệu qua tiếp điểm rơle điện từ qua khối tạo vùng không nhạy 5% qua điện trở hạn chế 2K tới chân 54 EPS2 Tại tín hiệu tỷ lệ với tín hiệu điện áp đặt từ chiết áp R23 đưa tín hiệu đầu vào số điều chỉnh bước ERS Đầu số ERS đưa tới van điệnthuỷ lực EH63 để điều chỉnh dịch bước chân vịt sang vị trí 25% bên phải Khi chân vịt dịch sang phải làm dịch chuyển cảm biến vị trí, tín hiệu phản hồi từ cảm biến PS1 trở làm đầu vào chân 11,12,13,14,15,16 ERS tới so sánh với tín hiệu đặt dịch bước đầu vào khuếch đại A2 Cho tới tín hiệu ngừng dịch bước chân vịt Sau thực dịch bước chân vịt 25%, tín hiệu từ cảm biến PS1qua khuếch đại A4 ERS tới chân số tới khối báo dịch bước ENS Khối điều chỉnh báo bước chân vịt đóng tiếp điểm tương ứng với đèn thị bước 25% bên phải làm đèn sáng báo cho người điều khiển biết thực xong dịch bước chân vịt Khi chân vịt hoạt động tín hiệu bước chân vịt từ panel EPS đưa vào module VDR1 Đầu module đưa tới hệ thống VDR đồng thời cấp tín hiệu phản hồi trở lại EPS Việc điều chỉnh bước chân vịt với giá trị khác bước theo chiều ngược lại thực cách tương tự với việc dịch bước với vị trí 25% giá trị bước chân vịt Page 13 Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển CHƢƠNG KẾT LUẬN Sau thời gian tuần tìm hiểu nghiên cứu Đến báo cáo chuyên đề môn học đo lường điều khiển em hoàn thành, báo cáo em nghiên cứu nội dung sau: Giới thiệu chung mục đích nhiệm vụ hệ thống điều khiển chân vịt mũi tàu thủy Đề xuất mơ hình cấu tạo hệ thống Sơ đồ hệ thống điện điều khiển bước chân vịt mũi Lựa chọn phần tử hệ thống Nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển bước chân vịt mũi Kết luận: Những điều làm hạn chế chuyển đề Bài báo cáo em hoàn thành thời gian qui định theo yêu cầu đề tài giao Tuy nhiên báo cáo khơng tránh khỏi vài thiếu sót mong góp ý thầy để báo cáo em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 10 tháng 11 năm 2017 Sinh viên : Lê Hoàng Vinh Page 14 ... yêu cầu hệ thống chân vịt mũi Hệ thống chân vịt mũi tàu có chức đẩy mũi tàu sang phải hay sang trái nhằm hỗ trợ tàu q trình điều động, quay trở, tăng tính động tàu Hệ thống chân vịt mũi quan... loại hệ thống chân vịt mũi Hình 1.1 Thơng thường vào cấu trúc chân vịt người ta phân hệ thống chân vịt mũi làm hai loại: 1.2.1 Hệ thống chân vịt mũi có bƣớc cố định: (hình a) Bước chân vịt cố.. .Báo cáo chuyên đề môn học: Đo lường điều khiển CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BƢỚC CHÂN VỊT MŨI TÀU CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHÂN VỊT MŨI TÀU 1.1 Chức năng,