RU2166112C1 - Diesel engine plant control and protection system - Google Patents

Diesel engine plant control and protection system Download PDF

Info

Publication number
RU2166112C1
RU2166112C1 RU99121792A RU99121792A RU2166112C1 RU 2166112 C1 RU2166112 C1 RU 2166112C1 RU 99121792 A RU99121792 A RU 99121792A RU 99121792 A RU99121792 A RU 99121792A RU 2166112 C1 RU2166112 C1 RU 2166112C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
control
speed
engine
Prior art date
Application number
RU99121792A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.Ф. Фурмаков
В.В. Коломнин
О.Ф. Петров
Н.М. Степанян
А.Г. Гаврилов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Техприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Техприбор" filed Critical Открытое акционерное общество "Техприбор"
Priority to RU99121792A priority Critical patent/RU2166112C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2166112C1 publication Critical patent/RU2166112C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instrumentation. SUBSTANCE: invention relates to control and emergency protection of diesel engines used in ship diesel plants. Device has speed meter mounted on engine, speed extremum detector, comparator, check period timer, controlled fuel valve installed in engine fuel main line, check speed and check period setter and START push-button. Output of comparator is connected with inhibit input of controlled fuel valve. First input of comparator is connected to output of setter, and second input, to first output of speed meter. Second output of speed meter is connected with first input of speed extremum detector whose second input is connected to output check period timer, and output, to enable input of controlled fuel valve. Additional output of setter is connected with input of check period timer, and START push-button is connected to enable input of valve and check period timer. EFFECT: improved reliability of control and protection of diesel engine plant from racing at starting. 2 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля и аварийной защиты двигателя, в частности, судовой дизельной установки. The invention relates to instrumentation and can be used for monitoring and emergency protection of the engine, in particular, a marine diesel installation.

Известны устройства для регулирования скорости двигателя [Авторское свидетельство СССР N 624215, МКИ G 05 D 13/04, опубл. 1978 и авторское свидетельство СССР N 1462262, МКИ G 05 D 13/04, опубл. 1989], содержащие преобразователь числа оборотов двигателя в частоту, усилитель-формирователь, преобразователь частоты в напряжение и компаратор. Known devices for regulating engine speed [USSR Author's Certificate N 624215, MKI G 05 D 13/04, publ. 1978 and USSR copyright certificate N 1462262, MKI G 05 D 13/04, publ. 1989], containing a converter of the engine speed to frequency, a driver amplifier, a frequency to voltage converter, and a comparator.

Указанные известные устройства обеспечивают аварийную защиту дизеля при работе на режимах, близких к критическим оборотам, однако они не могут обеспечить автоматическое прохождение зоны критических оборотов при резких изменениях режима работы дизеля и не защищают его от статической работы в запретной зоне критических оборотов. These known devices provide emergency protection for the diesel engine when operating at close to critical speeds, however, they cannot automatically pass through the critical speed zone during sudden changes in the diesel engine's operating mode and do not protect it from static operation in the restricted critical speed zone.

От этого недостатка свободно известное устройство для автоматического регулирования числа оборотов судового двигателя [Авторское свидетельство СССР N 498405, МКИ F 02 D 35/00, опубл. 1976], содержащее датчик числа оборотов, регулятор и командный механизм. Это устройство исключает возможность статической работы двигателя в зоне критических оборотов, однако его недостатком служит низкая надежность защиты двигателя от аварии в режиме пуска, когда вследствие неизбежной инерционности устройства оно не успевает выйти на устойчивый режим автоматического регулирования скорости вращения двигателя при резком изменении режима работы, например, при резком изменении нагрузки в результате случайного оголения гребного винта, и не защищает судовой двигатель от ухода в разнос с большими ускорениями. From this drawback is a freely known device for automatically controlling the speed of a marine engine [USSR Author's Certificate N 498405, MKI F 02 D 35/00, publ. 1976], comprising a speed sensor, a regulator and a command mechanism. This device eliminates the possibility of static engine operation in the critical revolutions zone, but its disadvantage is the low reliability of the engine protection from an accident in the start-up mode, when due to the inevitable inertia of the device it does not manage to reach a stable mode of automatic control of the engine speed during a sharp change in the operating mode, for example , with a sharp change in load as a result of accidentally exposing the propeller, and does not protect the ship's engine from going into the spacing with great accelerations.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению и принятой за прототип является система контроля и защиты дизельной установки, осуществляющая известный способ защиты дизельной установки [Авторское свидетельство СССР N 1665055, МКИ F 02 D 25/00, опубл. 1991]. Система, осуществляющая этот способ, содержит устройство отключения топлива, представляющее собой управляемый топливный вентиль, элемент сравнения с двумя входами: первым входом для приема дискретной информации о фиксированном значении контролируемого параметра двигателя и вторым входом для приема непрерывной информации о текущем значении контролируемого параметра двигателя, измеритель непрерывно контролируемого параметра двигателя, в качестве которого применен измеритель температуры отработавших газов, а также задатчик дискретных параметров контроля, в качестве которого использован задатчик температуры отработавших газов при холостом ходе двигателя. Closest to the proposed invention and adopted as a prototype is a control system and protection of a diesel installation, implementing a known method of protecting a diesel installation [USSR Author's Certificate N 1665055, MKI F 02 D 25/00, publ. 1991]. The system implementing this method includes a fuel shutdown device, which is a controlled fuel valve, a comparison element with two inputs: the first input for receiving discrete information about a fixed value of the monitored engine parameter and the second input for receiving continuous information about the current value of the monitored engine parameter, a meter continuously monitored engine parameter, which is used as an exhaust gas temperature meter, as well as a sampler 's control parameters, which is used as a setpoint exhaust gas temperature at engine idle.

Эта система обладает высоким быстродействием и обеспечивает контроль и защиту дизеля от аварии при выходе из установившегося режима работы при резком изменении нагрузки на основе косвенного определения скорости вращения дизеля по измеренной температуре отработавших газов. This system has high speed and provides control and protection of the diesel engine from an accident when it leaves the steady-state mode of operation with a sharp change in load based on the indirect determination of the diesel rotation speed from the measured exhaust gas temperature.

Однако и она не создает надежной защиты в пусковом режиме, когда возможен быстрый уход двигателя в разнос с большими ускорениями, не сопровождаемый существенным изменением температуры отработавших газов. However, it does not create reliable protection in the starting mode, when the engine can quickly go into the spacing with high accelerations, not accompanied by a significant change in the temperature of the exhaust gases.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача повышения надежности контроля и защиты дизельной установки от разноса в пусковом режиме. The basis of the invention is the task of increasing the reliability of control and protection of the diesel installation from separation in the starting mode.

Поставленная задача достигается тем, что в системе контроля и защиты дизельной установки, содержащей управляемый топливный вентиль, измеритель непрерывного параметра контроля, задатчик дискретных параметров контроля, элемент сравнения с первым входом, подключенным к выходу задатчика дискретных параметров контроля, вторым входом, подключенным к первому выходу измерителя непрерывного параметра контроля, причем выход элемента сравнения подключен к запрещающему входу управляемого топливного вентиля, новым согласно изобретению является то, что в качестве измерителя непрерывного параметра контроля применен измеритель скорости вращения, снабженный вторым выходом, в качестве задатчика дискретных параметров контроля применен задатчик контрольной скорости вращения и контрольного времени с дополнительным выходом, в систему дополнительно введены таймер контрольного времени и блок фиксации наличия экстремума скорости вращения, а второй выход измерителя скорости вращения подсоединен к первому входу блока фиксации наличия экстремума скорости вращения, второй вход которого подключен к выходу таймера контрольного времени, а выход - к разрешающему входу управляемого топливного вентиля, при этом вход таймера контрольного времени присоединен к дополнительному выходу задатчика контрольной скорости вращения и контрольного времени. The task is achieved by the fact that in the control and protection system of a diesel installation containing a controlled fuel valve, a continuous control parameter meter, a dial of discrete control parameters, an element of comparison with the first input connected to the output of the dial of discrete control parameters, the second input connected to the first output a continuous monitoring parameter meter, wherein the output of the comparison element is connected to the inhibit input of the controlled fuel valve, new according to the invention I mean that a speed meter equipped with a second output was used as a continuous control parameter meter, a control speed and control time adjuster with an additional output were used as a discrete control parameter meter, a control time timer and a block for detecting the presence of an extremum of speed were additionally introduced into the system rotation, and the second output of the rotation speed meter is connected to the first input of the unit for fixing the presence of an extremum of rotation speed, the second input connected to the output of the control timer, and an output - to a managed enabling input fuel valve, the control input of the timer time is connected to an additional output of the setpoint reference rotation speed and reference time.

Функциональная схема предлагаемого устройства показана на фиг. 1, а его работа поясняется графиками режимов разгона двигателя, представленными на фиг. 2. A functional diagram of the proposed device is shown in FIG. 1, and its operation is illustrated by graphs of engine acceleration modes shown in FIG. 2.

Устройство содержит установленный на двигателе 1 измеритель непрерывного параметра контроля, а именно измеритель 2 скорости вращения, блок 3 фиксации наличия экстремума скорости вращения, элемент 4 сравнения, таймер 5 контрольного времени, управляемый топливный вентиль 6, установленный в топливной магистрали двигателя 1, задатчик дискретных параметров контроля, а именно задатчик 7 контрольной скорости вращения и контрольного времени, а также кнопку 8 "Пуск". The device comprises a continuous control parameter meter installed on engine 1, namely, a rotation speed meter 2, an extremum rotation speed fixing unit 3, a comparison element 4, a control time timer 5, a controlled fuel valve 6 installed in the fuel line of engine 1, a discrete parameter adjuster control, namely the control unit 7 of the control rotation speed and control time, as well as the button 8 "Start".

Выход элемента 4 сравнения соединен с запрещающим входом управляемого топливного вентиля 6, первый вход элемента 4 подключен к выходу задатчика 7, а второй вход - к первому выходу измерителя 2 скорости вращения. Второй выход измерителя 2 соединен с первым входом блока 3 фиксации наличия экстремума скорости вращения, второй вход которого подключен к выходу таймера 5 контрольного времени, а выход - к разрешающему входу управляемого топливного вентиля 6. Дополнительный выход задатчика 7 соединен со входом таймера 5 контрольного времени, а кнопка "Пуск" подключена к разрешающему входу вентиля 6 и таймеру 5 контрольного времени. The output of the comparison element 4 is connected to the inhibitory input of the controlled fuel valve 6, the first input of the element 4 is connected to the output of the setter 7, and the second input is connected to the first output of the rotation speed meter 2. The second output of the meter 2 is connected to the first input of the unit 3 for detecting the presence of an extremum of rotation speed, the second input of which is connected to the output of the timer 5 of the control time, and the output to the enable input of the controlled fuel valve 6. An additional output of the setter 7 is connected to the input of the timer 5 of the control time, and the "Start" button is connected to the enable input of gate 6 and timer 5 of the control time.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

До начала работы двигателя 1 в память задатчика 7 вводятся два дискретных параметра контроля (контрольные уставки): контрольная скорость вращения n1 и контрольное время tконтр, характерные для данного типа дизеля.Before the start of engine 1 operation, two discrete control parameters (control settings) are entered into the memory of the setter 7: control rotation speed n 1 and control time t counter , typical for this type of diesel engine.

Пуск двигателя 1 производится с помощью кнопки 8 "Пуск". При нажатии кнопки 8 в момент времени t0 на таймер 5 и разрешающий вход вентиля 6 поступает пусковой сигнал, в результате чего таймер 5 начинает отсчет времени t от момента t0, а вентиль 6 открывает подачу топлива в двигатель 1, и двигатель 1 начинает разгоняться.Starting engine 1 is performed using button 8 "Start". When button 8 is pressed at time t 0 , timer 5 and the enable input of valve 6 receive a start signal, as a result of which timer 5 starts counting time t from time t 0 , and valve 6 opens the fuel supply to engine 1, and engine 1 starts to accelerate .

Разгон двигателя 1, в зависимости от условий работы, может происходить в одном из двух режимов (см. фиг.2): в штатном режиме А или во внештатном режиме В. Acceleration of the engine 1, depending on the operating conditions, can occur in one of two modes (see figure 2): in normal mode A or in emergency mode B.

Штатный режим А отвечает случаю, когда разгон двигателя, содержащего встроенный регулятор скорости, завершается выходом на номинальную скорость вращения nном до истечения контрольного времени tконтр.Normal mode A corresponds to the case when the acceleration of the engine containing the built-in speed controller is completed by reaching the nominal rotation speed n nom before the expiration of the control time t counter .

Нештатный режим В отвечает случаю, когда разгон двигателя не сопровождается автоматическим регулированием скорости, например, вследствие инерционности встроенного регулятора скорости, при резком уменьшении нагрузки или задержки регулирования. Такой режим встречается весьма редко, но является чрезвычайно опасным, т. к. приводит к быстрому набору критической скорости nкр и уходу двигателя в разнос с большими ускорениями.Abnormal mode B corresponds to the case when the acceleration of the engine is not accompanied by automatic speed control, for example, due to the inertia of the built-in speed controller, with a sharp decrease in load or control delay. This mode is very rare, but it is extremely dangerous, because it leads to a quick set of critical speed n cr and the engine goes into gear with high accelerations.

В процессе разгона двигателя на второй вход элемента 4 сравнения с выхода измерителя 2 скорости вращения поступает сигнал о текущем значении скорости вращения n двигателя, а на первый вход элемента 4 с выхода задатчика 7 поступает сигнал о заданном значении n1 контрольной скорости вращения двигателя 1. При достижении равенства этих сигналов n = n1 элемент 4 сравнения формирует команду отключения, поступающую на запрещающий вход вентиля 6, который прерывает подачу топлива в двигатель 1 в момент отключения t1.In the process of accelerating the engine, the second input of the comparison element 4 from the output of the rotation speed meter 2 receives a signal about the current value of the engine rotation speed n, and the first input of the element 4 from the output of the setter 7 receives a signal about the set value n 1 of the reference engine rotation speed 1. When when these signals are equal n = n 1, the comparison element 4 generates a shutdown command, which is sent to the inhibitory input of the valve 6, which interrupts the supply of fuel to the engine 1 at the time of shutdown t 1 .

Однако после момента отключения t1 двигатель 1 еще продолжает работать в течение некоторого времени на остатке топлива, содержащегося в топливной магистрали.However, after the moment of shutdown t 1, engine 1 still continues to operate for some time on the remaining fuel contained in the fuel line.

Начиная от момента отключения t1 и до истечения контрольного времени tконтр предлагаемое устройство выполняет диагностический контроль графика n(t) разгона двигателя с целью определения режима разгона. Если режим разгона оказывается штатным, то его график А обязательно содержит экстремум nmax скорости вращения, причем время tmax достижения экстремума лежит в пределах контрольного времени tконтр
t1 < tmax < tконтр.Starting from the moment of shutdown t 1 and to the end of the control time t counter, the proposed device performs diagnostic control of the graph n (t) of the engine acceleration in order to determine the acceleration mode. If the acceleration mode turns out to be standard, then its schedule A necessarily contains an extremum n max of rotation speed, and the time t max of reaching the extremum lies within the control time t counter
t 1 <t max <t control

Если режим разгона оказывается нештатным, то его график В не содержит экстремума в пределах контрольного времени tконтр.If the acceleration mode is abnormal, then its schedule B does not contain an extremum within the control time t counter .

Для определения наличия или отсутствия эктремума на первый вход блока 3 фиксации наличия экстремума скорости вращения поступает сигнал о текущем значении скорости вращения n(t) от измерителя 2, а на второй вход - сигнал о заданном значении контрольного времени tконтр. В блоке 3 производится алгоритмический контроль сигнала n(t) и при наличии экстремума nmax(max) в течение контрольного времени t(контр), блок 3 формирует команду включения с его выхода на разрешающий вход вентиля 6, который открывает подачу топлива, и двигатель 1 продолжает работу в режиме автоматического регулирования скорости при номинальных оборотах nном.To determine the presence or absence ektremuma the first input unit 3 fixing presence extremum rotation speed signal is received on the current value of the rotational speed n (t) from the meter 2 and the second input - a signal of a given value of the control time counter t. In block 3, algorithmic control of the signal n (t) is performed and, if there is an extremum n max (max) during the control time t (counter) , block 3 generates a turn-on command from its output to the enable input of valve 6, which opens the fuel supply, and the engine 1 continues to operate in automatic speed control at nominal speed n nom .

При отсутствии экстремума в течение контрольного времени tконтр блок 3 не формирует команды включения и в момент времени tконтр подача топлива в двигатель 1 не возобновляется. В этом случае через некоторое время t > tконтр после расходования остатка топлива, содержащегося в топливной магистрали, двигатель 1 замедляет обороты и останавливается, что исключает возможность его аварии в результате нештатного режима разгона В.In the absence of an extremum during the control time t, the counter block 3 does not generate an on command and at time t the counter , the fuel supply to the engine 1 does not resume. In this case, after some time t> t counter after spending the rest of the fuel contained in the fuel line, engine 1 slows down and stops, which excludes the possibility of its accident as a result of abnormal acceleration mode B.

Таким образом, поставленная в предлагаемом изобретении задача решена путем контролируемого профилактического прерывания подачи топлива на основе информации о наличии или отсутствии экстремума кривой разгона, полученной путем анализа непосредственно измеренной скорости вращения двигателя. Thus, the task of the invention is solved by a controlled preventive interruption of fuel supply based on information about the presence or absence of an extremum of the acceleration curve obtained by analyzing the directly measured engine speed.

Claims (1)

Система контроля и защиты дизельной установки, содержащая управляемый топливный вентиль, измеритель непрерывного параметра контроля, задатчик дискретных параметров контроля, элемент сравнения с первым входом, подключенным к выходу задатчика дискретных параметров контроля, вторым входом, подключенным к первому выходу измерителя непрерывного параметра контроля, причем выход элемента сравнения подключен к запрещающему входу управляемого топливного вентиля, отличающаяся тем, что в качестве измерителя непрерывного параметра контроля применен измеритель скорости вращения, снабженный вторым выходом, в качестве задатчика дискретных параметров контроля применен задатчик контрольной скорости вращения и контрольного времени с дополнительным выходом, в систему дополнительно введены таймер контрольного времени и блок фиксации наличия экстремума скорости вращения, а второй выход измерителя скорости вращения подсоединен к первому входу блока фиксации наличия экстремума скорости вращения, второй вход которого подключен к выходу таймера контрольного времени, а выход - к разрешающему входу управляемого топливного вентиля, при этом вход таймера контрольного времени присоединен к дополнительному выходу задатчика контрольной скорости вращения и контрольного времени. A control system and protection system for a diesel installation comprising a controlled fuel valve, a continuous control parameter meter, a discrete control parameter adjuster, an element for comparing with the first input connected to the output of the discrete control parameter adjuster, a second input connected to the first output of the continuous control parameter meter, and the output the comparison element is connected to the inhibitory input of the controlled fuel valve, characterized in that as a meter of a continuous control parameter p A rotational speed meter equipped with a second output is used, as a setpoint discrete control parameter, a set rotational speed and control time setpoint with an additional output is used, a control time timer and a block for detecting the presence of an extremum of rotation speed are additionally introduced into the system, and the second output of the rotational speed meter is connected to the first input of the unit for detecting the presence of an extremum of rotation speed, the second input of which is connected to the output of the control timer, and the output to an allowable input of the controlled fuel valve, while the input of the control time timer is connected to the additional output of the control speed control unit and the control time.
RU99121792A 1999-10-06 1999-10-06 Diesel engine plant control and protection system RU2166112C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121792A RU2166112C1 (en) 1999-10-06 1999-10-06 Diesel engine plant control and protection system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121792A RU2166112C1 (en) 1999-10-06 1999-10-06 Diesel engine plant control and protection system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2166112C1 true RU2166112C1 (en) 2001-04-27

Family

ID=20225911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99121792A RU2166112C1 (en) 1999-10-06 1999-10-06 Diesel engine plant control and protection system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2166112C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2681206C1 (en) * 2015-09-01 2019-03-05 Даф Тракс Н.В. System and method of detection and neutralization of diesel engine overrun

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2681206C1 (en) * 2015-09-01 2019-03-05 Даф Тракс Н.В. System and method of detection and neutralization of diesel engine overrun

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4060980A (en) Stall detector for a gas turbine engine
US7826954B2 (en) System for monitoring sensor outputs of a gas turbine engine
US4117668A (en) Stall detector for gas turbine engine
US4656829A (en) System for predicting catalytic converter temperature
US6357219B1 (en) Turbine engine fuel control system
US4060979A (en) Stall warning detector for gas turbine engine
EP0442648B1 (en) Method of and apparatus for monitoring operation of a catalytic converter
KR100259478B1 (en) Method for monitoring the efficiency of a catalytic converter for treating exhaust gases from an internal combustion engine
KR0147078B1 (en) Device for regulating an operating parameter of an internal combustion engine
JP2753397B2 (en) Deterioration determination device and method for catalyst device and oxygen amount detection device
EP0696678A2 (en) Prevention of parameter excursions in gas turbines
US4445326A (en) Internal combustion engine misfire detection system
FR2557217A1 (en) COMPRESSOR ROTATION DETECTION AND WARNING SYSTEM
EP1069297B1 (en) Fault detection of a motor vehicle oxygen sensor
US5060473A (en) System for detecting deterioration of catalyst in catalytic converter
FR2511431A1 (en)
RU2166112C1 (en) Diesel engine plant control and protection system
US4908618A (en) Abnormal start advisory system (ASAS) for aircraft engines
KR0148840B1 (en) Diagnostic system for idle speed control valve
RU13931U1 (en) DIESEL INSTALLATION CONTROL AND PROTECTION SYSTEM
JPS581251B2 (en) Turbine acceleration monitoring device
JPH0436259B2 (en)
KR20000017692A (en) A method and a system for forecasting and controlling an abruptly driving of a vehicle having an automatic transmission
RU2250382C2 (en) Onboard monitoring system for engine at limited temperature, fuel parameters and pressure
RU2252328C2 (en) Aircraft engine airborne monitoring system with limitation of speed, fuel parameters and pressure