CN103133061A - 无扰动船舶主汽轮机控制切换系统及切换方法 - Google Patents

Abstract

一种无扰动船舶主汽轮机控制切换系统，包括油动机和电液执行器，油动机的阀杆驱动连接凸轮配汽机构，凸轮配汽机构连接有就地操作手轮，电液执行器连接主控制器，主控制器连接有主机操纵器，其特征在于：油动机连接一阀杆带位移变送器的错油门，位移变送器与主控制器电气连接；油动机缸体的上腔和下腔分别与错油门的两个油路接口连接，错油门的泄油口与排油管道连接，错油门的注油口连接一分别与排油管道和动力油管道连接的转换三通，注油口在排油管道和动力油管道间切换联通，转换三通设有状态检测器，状态检测器与主控制器电气连接；控制精度高，状态更稳定，控制切换时更顺滑。

Description

无扰动船舶主汽轮机控制切换系统及切换方法

技术领域

本发明涉及一种船舶主汽轮机控制系统和控制地点的转换方法，具体涉及一种无扰动船舶主汽轮机控制切换系统及切换方法。

背景技术

船舶主汽轮机的控制分为就地控制和遥控室控制，就地控制是采用刚性连接结构通过机械手轮进行近距离操作，控制环节简单，故障率低，可靠性高，但其操作人员处于环境恶劣的机舱中进行操作，劳动强度大，且仅能对阀位进行开环控制，控制精度较低；遥控室控制采用主机操纵器、主机控制器、电液执行器、错油门、油动机等电气与机械结构通过电液信号进行远程操作，在控制室内即可通过主机控制器的逻辑运算自动调节蒸汽阀门开度，即通过凸轮配汽机构的转角进行转速闭环控制，控制精度高、劳动强度小，遥控室人机界面良好，但其组成环节较多，容易出现故障点，特别是在受到外部冲击的时候。所以现有对操控可靠性要求较高的船舶都同时装有上述两套控制方式，优势互补，就地控制只在遥控室控制故障时或演练时切换启用，可靠性高；但这种组合仍有不足之处，传统的转换方法是在油动机与动力油管道间连接转换三通，直接通过旋转转换三通控制动力油的通断，动力油接通至油动机控制时为遥控室控制，动力油从油动机泄出至排油管时为就地控制，由于遥控室控制是采用电液方式，就地控制是采用机械方式，这种直接转换方法切换时两个系统存在参数的不同步，致使无法在切换时保持蒸汽调节阀门的稳定，从而不可避免的产生主机转速波动，对设备使用寿命和行驶都会带来较大影响，仍需技术改进。

发明内容

为了提供一种就地控制和遥控室控制可以平稳切换的船舶控制机构和控制方法，本发明提供了一种无扰动船舶主汽轮机控制切换系统及切换方法。

本发明采用的技术方案为：一种无扰动船舶主汽轮机控制切换系统，包括油动机和电液执行器，油动机的阀杆驱动连接凸轮配汽机构，凸轮配汽机构连接有就地操作手轮，电液执行器连接主控制器，主控制器连接有主机操纵器，其特征在于：油动机连接一阀杆带位移变送器的错油门，位移变送器与主控制器电气连接；油动机缸体的上腔和下腔分别与错油门的两个油路接口连接，错油门的泄油口与排油管道连接，错油门的注油口连接一分别与排油管道和动力油管道连接的转换三通，注油口在排油管道和动力油管道间切换联通，转换三通设有状态检测器，状态检测器与主控制器电气连接；油动机阀杆与电液执行器阀杆通过传动杆和杠杆连接，传动杆和杠杆的一端铰接，传动杆和杠杆的另一端分别铰接在油动机阀杆和电液执行器阀杆上，错油门阀杆顶端铰接在杠杆上。

无扰动船舶主汽轮机控制切换系统的切换方法，其特征在于去步骤如下：

a、先将错油门两个油路接口完全封闭状态下阀杆上下最大行程的中点设为变送器的零点；

b、然后将转换三通切换至就地控制位置，两个油路接口开度设为2.5%，油动机泄油，两个油路接口将持续保持这一开度，变送器为非零点状态，并调节稳定在一固定值，完成就地控制；

c、再将转换三通切换至遥控室控制位置时，两个油路接口开度设为0，变送器为零点状态，并调节稳定在一固定值，完成遥控室控制。

本发明通过在错油门上设置位移变送器，可对错油门进行实时行程状态的监控，根据监测再实施开度控制，控制精度高，状态更稳定，控制切换时更顺滑，还有就地控制时2.5%的开度可以保证油动机上腔和下腔的自由排泄，同时在转为控制室控制时开度转为0的过程中，既可以完成油动机的充油而又不过充。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明凸轮配汽机构0开度时凸轮轴上油动机连接键和手轮连接键相对位置；

图3为本发明凸轮配汽机构100%开度时凸轮轴上油动机连接键和手轮连接键相对位置。

具体实施方式

本发明实施例一如图1至3所示，该无扰动船舶主汽轮机控制切换系统设有油动机6和电液执行器4，油动机6的阀杆驱动连接凸轮配汽机构7，凸轮配汽机构7通过半联轴器15连接有就地操作手轮1；油动机6的阀杆通过油动机连接键16驱动凸轮轴，就地操作手轮1通过手轮连接键17驱动凸轮轴15；电液执行器4连接主控制器3，主控制器3连接有主机操纵器2，主控制器3接收主机操纵器2的操控信号，对电液执行器4进行控制；油动机6连接由一阀杆带位移变送器13的错油门5，位移变送器可采用光栅尺，位移变送器13监测错油门5的阀杆位置，并将该位置信号传送到主控制器；油动机6缸体的上腔和下腔分别与错油门5的两个油路接口连接，将错油门两个油路接口完全封闭状态下错油门阀杆上下最大行程的中点设为变送器的零点；错油门5的泄油口与排油管道12连接，错油门5的注油口连接一分别与排油管道12和动力油管道10连接的转换三通11，注油口在排油管道12和动力油管道10间切换联通，转换三通11设有状态检测器，状态检测器将检测到的切换信号发送到主控制器；油动机6的阀杆与电液执行器4的阀杆通过传动杆8和杠杆9连接，传动杆8和杠杆9的一端铰接在一起，传动杆8和杠杆9的另一端分别铰接在油动机阀杆和电液执行器阀杆上，错油门阀杆顶端铰接在杠杆9上，形成联动机构。

旋转转换三通11的切换手柄，使其处于控制室控制模式，错油门5的注油口与动力油管道10联通，与排油管道12隔离，航行时主机控制器3接收主机操纵器2发出的操控信号，由主机控制器3控制电液执行器4动作带动错油门5的阀杆向上或向下运动，按预设开度打开错油门5的两个油路接口，动力油进入油动机驱动油动机阀杆向上或向下运动，油动机阀杆的动作又带动错油门5的阀杆复位到零点，两个油路接口封闭；这一过程中油动机阀杆驱动凸轮配汽机构转动，完成一次蒸汽阀开度的调节，进而达到调速的作用；通过上述过程的重复可以实现航速的连续调节，达到预设稳定航速后，错油门5的阀杆将保持在零点，错油门5的两个油路接口封闭，直至下次航速调节。

当出现状况不再适于控制室控制需要切换到就地控制模式时，将手轮连接键17靠紧油动机连接键16后，旋转转换三通11的切换手柄，使其处于就地控制模式，错油门5的注油口与动力油管道10隔离，与排油管道12联通，同时主控制器3收到转转换三通11的状态信号后自动将两个油路接口开度设为2.5%并持续保持这一开度，油动机泄油，主控制器3同时屏蔽主操纵器2不再受其控制，凸轮配汽机构7通过半联轴器15直接接受就地操作手轮1的控制，进行航速调整，调整过程中油动机阀杆随动；切换过程中油动机阀位不变，凸轮转角稳定，动力无扰动。

当状况解除需要切换回控制室控制模式时，将手轮连接键17归0，旋转主机操纵器调至与主机转速相同位置，然后旋转转换三通11的切换手柄，使其处于控制室控制模式，错油门5的注油口与动力油管道10联通，与排油管道12隔离，同时主控制器3收到转转换三通11的状态信号后自动将两个油路接口开度由2.5%转换为0，错油门5的阀杆复位到零点，错油门5的两个油路接口封闭起来，在转换瞬间油动机充油，同时主控制器3自动启用接受主操纵器2控制，切换完毕，过程中油动机阀位不变，凸轮转角稳定，动力无扰动；由于采用位移变送器控制比机械精度高，2.5%的开度即可可以保证油动机上腔和下腔的自由排泄，同时在转换过程中，既可以完成油动机的充油而又不过充。

该无扰动船舶主汽轮机控制切换系统的切换方法，具有其独特之处，在于先将错油门两个油路接口完全封闭状态下的阀杆上下最大行程的中点设为变送器的零点；然后将转换三通切换至就地控制位置，两个油路接口开度设为2.5%，油动机泄油，两个油路接口将持续保持这一开度，变送器为非零点状态，并调节稳定在一固定值，完成就地控制；再将转换三通切换至遥控室控制位置时，两个油路接口开度设为0，变送器为零点状态，并调节稳定在一固定值，完成遥控室控制，应用本方法可以使控制精度高，状态更稳定，控制切换时更顺滑，两个油路接口2.5%开度值的选择，可以使油动机在转换时既能很好的充油又不过充，进一步增强了动力系统的稳定性。

Claims (2)

1.一种无扰动船舶主汽轮机控制切换系统，包括油动机和电液执行器，油动机的阀杆驱动连接凸轮配汽机构，凸轮配汽机构连接有就地操作手轮，电液执行器连接主控制器，主控制器连接有主机操纵器，其特征在于：油动机连接一阀杆带位移变送器的错油门，位移变送器与主控制器电气连接；油动机缸体的上腔和下腔分别与错油门的两个油路接口连接，错油门的泄油口与排油管道连接，错油门的注油口连接一分别与排油管道和动力油管道连接的转换三通，注油口在排油管道和动力油管道间切换联通，转换三通设有状态检测器，状态检测器与主控制器电气连接；油动机阀杆与电液执行器阀杆通过传动杆和杠杆连接，传动杆和杠杆的一端铰接，传动杆和杠杆的另一端分别铰接在油动机阀杆和电液执行器阀杆上，错油门阀杆顶端铰接在杠杆上。

2.根据权利要求1所述无扰动船舶主汽轮机控制切换系统的切换方法，其特征在于去步骤如下：

a、先将错油门两个油路接口完全封闭状态下阀杆上下最大行程的中点设为变送器的零点；

b、然后将转换三通切换至就地控制位置，两个油路接口开度设为2.5%，油动机泄油，两个油路接口将持续保持这一开度，变送器为非零点状态，并调节稳定在一固定值，完成就地控制；

c、再将转换三通切换至遥控室控制位置时，两个油路接口开度设为0，变送器为零点状态，并调节稳定在一固定值，完成遥控室控制。

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