第11章 輔助機(jī)械的電力拖動(dòng)與控制

1、船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 11.1 備用泵的自動(dòng)切換控制電路備用泵的自動(dòng)切換控制電路 (只介紹該節(jié)只介紹該節(jié)) 11.2 分油機(jī)的自動(dòng)控制分油機(jī)的自動(dòng)控制 11.3 油水分離器的自動(dòng)控制油水分離器的自動(dòng)控制 11.4 船舶冷藏箱設(shè)備的自動(dòng)控制船舶冷藏箱設(shè)備的自動(dòng)控制 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 為主機(jī)服務(wù)的燃油泵、滑油泵、冷卻水泵等為主機(jī)服務(wù)的燃油泵、滑油泵、冷卻水泵等 主要電動(dòng)輔機(jī)，為了控制方便和工作可靠均設(shè)置主要電動(dòng)輔機(jī)，為了控制方便和工作可

2、靠均設(shè)置 兩套機(jī)組。不僅能在機(jī)組旁控制，也能在集中控兩套機(jī)組。不僅能在機(jī)組旁控制，也能在集中控 制室進(jìn)行遙控；而且在運(yùn)行中泵系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)制室進(jìn)行遙控；而且在運(yùn)行中泵系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí) 能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)切換，使備用機(jī)組立即起動(dòng)投能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)切換，使備用機(jī)組立即起動(dòng)投 入工作，以保證主機(jī)處于正常工作狀態(tài)。入工作，以保證主機(jī)處于正常工作狀態(tài)。 11.1 備用泵的自動(dòng)切換控制電路備用泵的自動(dòng)切換控制電路 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 下面以我國(guó)下面以我國(guó)5400TEU5400TEU集裝箱船舶機(jī)艙組合負(fù)載為例說(shuō)明。集裝箱船舶機(jī)艙組

3、合負(fù)載為例說(shuō)明。 我國(guó)中遠(yuǎn)公司（我國(guó)中遠(yuǎn)公司（COSCOCOSCO）共有）共有8 8條條5400TEU5400TEU集裝箱船舶。集裝箱船舶。 COSCO SHANGHAICOSCO SHANGHAI、 COSCO ANTWERPCOSCO ANTWERP等，定期往返于中等，定期往返于中 國(guó)國(guó)- -歐洲，周期一般為一個(gè)月。歐洲，周期一般為一個(gè)月。 大連海事大學(xué)自行研制的大連海事大學(xué)自行研制的 “ “DMS-2002DMS-2002輪機(jī)模擬輪機(jī)模擬 器器”就是以此就是以此8 8條條船為母船進(jìn)行船為母船進(jìn)行研制的。研制的。 青島遠(yuǎn)洋船員學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員學(xué)院( (出口巴拿馬一套出口巴拿馬一套) )、威

4、海船員學(xué)院、威海船員學(xué)院、 天津船員技術(shù)學(xué)院、葫蘆島和大連等多所學(xué)校，正在天津船員技術(shù)學(xué)院、葫蘆島和大連等多所學(xué)校，正在 使用該型號(hào)輪機(jī)模擬器。使用該型號(hào)輪機(jī)模擬器。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 我國(guó)我國(guó)5400TEU5400TEU集裝箱船舶機(jī)艙將為主機(jī)、輔集裝箱船舶機(jī)艙將為主機(jī)、輔 機(jī)和鍋爐服務(wù)的主要泵浦的起動(dòng)控制單元，機(jī)和鍋爐服務(wù)的主要泵浦的起動(dòng)控制單元， 集中在編號(hào)為集中在編號(hào)為GSP1GSP1、GSP2GSP2和

5、和GSP3GSP3的三組組合的三組組合 起動(dòng)屏中。起動(dòng)屏中。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 具備自動(dòng)切換控制功能的泵浦主要有下列幾組：具備自動(dòng)切換控制功能的泵浦主要有下列幾組： 主機(jī)燃油供給泵、主機(jī)燃油循環(huán)泵、給水泵、中主機(jī)燃油供給泵、主機(jī)燃油循環(huán)泵、給水泵、中 央冷卻淡水泵、主冷卻海水泵、缸套冷卻淡水泵、央冷卻淡水泵、主冷卻海水泵、缸套冷卻淡水泵、 主滑油泵、艉軸套滑油泵、凸輪軸滑油泵、鍋爐主滑油泵、艉軸套滑油泵、凸輪軸滑油泵、鍋爐 水循環(huán)泵等。水循環(huán)泵等。 PLCPLC控制單元采用冗余結(jié)構(gòu)，配置兩套可編程控制單元采用冗

6、余結(jié)構(gòu)，配置兩套可編程 控制器控制器PLC1PLC1、PLC2PLC2，I/OI/O電路，電路，PLCPLC自動(dòng)切換電自動(dòng)切換電 路和自診斷電路。路和自診斷電路。PLC1PLC1和和PLC2PLC2互為備用，一旦互為備用，一旦 運(yùn)行的一套運(yùn)行的一套PLCPLC出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障，PLCPLC自動(dòng)切換電路立自動(dòng)切換電路立 即使備用的一套即使備用的一套PLCPLC獲電，并投入運(yùn)行。獲電，并投入運(yùn)行。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研

7、室 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 在在GSP1GSP1組合起動(dòng)屏中配置了一個(gè)特殊的組合起動(dòng)屏中配置了一個(gè)特殊的PLCPLC控控 制單元，通過(guò)雙絞線使安裝在屏內(nèi)泵浦起動(dòng)制單元，通過(guò)雙絞線使安裝在屏內(nèi)泵浦起動(dòng) 控制單元能與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)建立通信聯(lián)系，控制單元能與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)建立通信聯(lián)系， 實(shí)現(xiàn)在液晶觸摸屏上起停泵浦。實(shí)現(xiàn)在液

8、晶觸摸屏上起停泵浦。 在液晶觸摸屏，中央有一控制單元在液晶觸摸屏，中央有一控制單元SCUSCU，有，有 SCU-AT7SCU-AT7、SCU-LT1SCU-LT1、SCU-AN6 SCU-AN6 、SCU-AN8SCU-AN8等。等。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 泵浦的自動(dòng)切換控制原理基本相同，現(xiàn)以主滑泵浦的自動(dòng)切換控制原理基本相同，現(xiàn)以主滑 油泵為例進(jìn)行分析。主滑油泵的控制單元是油泵為例進(jìn)行分析。主滑油泵的控制單元是

9、SCU-AT7SCU-AT7。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 圖中圖中LPLP為檢測(cè)同組兩臺(tái)主滑油泵出口壓力的壓力開(kāi)關(guān)，連接至為檢測(cè)同組兩臺(tái)主滑油泵出口壓力的壓力開(kāi)關(guān)，連接至 PLCPLC控制屏的控制屏的I/OI/O電路，用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行滑油泵的出口壓力信號(hào)。電路，用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行滑油泵的出口壓力信號(hào)。 整個(gè)控制線路由起動(dòng)器控制單元（整個(gè)控制線路由起動(dòng)器控制單元（Starter Control UnitStarter Control Unit）、）、 繼電繼電- -接觸器電路和主電路組成。接觸器電路和主電路組成。 起動(dòng)器控制單元（

10、起動(dòng)器控制單元（SCUSCU） 組合屏中絕大部分起動(dòng)控制單元的硬件結(jié)組合屏中絕大部分起動(dòng)控制單元的硬件結(jié) 構(gòu)，由核心單元構(gòu)，由核心單元PLCPLC和中間繼電器組成和中間繼電器組成 手動(dòng)起動(dòng)和停止手動(dòng)起動(dòng)和停止 泵的自動(dòng)切換和順序起動(dòng)泵的自動(dòng)切換和順序起動(dòng) 泵的自動(dòng)切換泵的自動(dòng)切換 泵的順序起動(dòng)泵的順序起動(dòng) 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 在就地，組合起動(dòng)屏按下 停止按鈕(觸摸屏點(diǎn)擊停止 圖標(biāo))，停止命令送PLC， 輸出繼電器

11、4觸點(diǎn)斷開(kāi)，接 觸器88失電，電動(dòng)機(jī)停止 運(yùn)行，同時(shí)停止繼電器5獲 電吸合，點(diǎn)亮組合起動(dòng)屏 紅色停止指示燈。 (1)為防止起動(dòng)過(guò)程中不能在 規(guī)定的時(shí)間(8秒)內(nèi)從降壓起 動(dòng)切換到全壓起動(dòng)，設(shè)置T2， 如果在T2的15秒延時(shí)內(nèi)T1不 能動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)無(wú)法進(jìn)入全 壓起動(dòng)，T2延時(shí)觸點(diǎn)閉合， 使X1通電吸合并自鎖，點(diǎn)亮 紅色起動(dòng)失敗指示燈 (2)其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，向 PLC輸入起動(dòng)失敗信號(hào) (3)輸出觸點(diǎn)4斷開(kāi)，終 止起動(dòng)，并發(fā)出起動(dòng)失 敗信號(hào)。 (4)起動(dòng)失敗復(fù)位按鈕 (帶燈按鈕) (1)88吸合后，其 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi) (2) 6N,T1,19,T2失 電，恢復(fù)原狀態(tài) (3)88觸點(diǎn)保持88A 繼續(xù)保持

12、吸合 (4) 保持就地和組 合起動(dòng)屏的運(yùn)行 指示燈繼續(xù)點(diǎn)亮 (5) 保持運(yùn)行狀態(tài) 反饋 (1)8秒后，T1延時(shí) 結(jié)束，其觸點(diǎn)閉合， 繼電器19通電吸合 (2)使接觸器6N斷電 (3) 6N常閉觸點(diǎn)閉合， 接觸器88通電吸合 并自鎖 (4) 6N觸點(diǎn)斷開(kāi)，88 觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)全 壓起動(dòng)與運(yùn)行 (1)運(yùn)行指示燈亮(綠燈) (2)起動(dòng)繼電器閉合，接 觸器6N通電吸合,同時(shí),時(shí) 間繼電器T1,T2通電 (3)其觸點(diǎn)(21-24)閉合， 接觸器6S通電吸合 (4)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)90降壓 起動(dòng)(AT4自耦變壓器) (1)6N常閉觸點(diǎn)斷開(kāi) 與接觸88實(shí)現(xiàn)互鎖 (2)6S閉合，接觸 器88A通電吸合 (3)接通就

13、地運(yùn)行指示燈 (4)切斷定子加熱器電源 (5)運(yùn)行狀態(tài)反饋 運(yùn)行88X吸合 就地 組合起動(dòng)屏 觸摸屏 發(fā)出起動(dòng)信號(hào) 壓力開(kāi)關(guān)壓力開(kāi)關(guān) 用于切換用于切換 定子繞組定子繞組 加熱控制加熱控制 備用指示燈備用指示燈 運(yùn)行指示燈運(yùn)行指示燈 4 起動(dòng)繼電器起動(dòng)繼電器 組合起動(dòng)屏控制組合起動(dòng)屏控制 3C起動(dòng)，起動(dòng)，3T停止停止 A/M自動(dòng)自動(dòng)/手動(dòng)手動(dòng) 自動(dòng)繼電器自動(dòng)繼電器 88X運(yùn)行繼電器運(yùn)行繼電器 5停止繼電器停止繼電器 就地控制就地控制 3C起動(dòng)，起動(dòng)，3T停止停止 通信模塊通信模塊 與其它與其它PLC通信通信 觸摸屏起停操作觸摸屏起停操作 同組泵切換同組泵切換 輸出模塊輸出模塊 CPU模塊模塊 輸

14、入模塊輸入模塊 電源模塊電源模塊 過(guò)載時(shí)，過(guò)載繼電 器51動(dòng)作，其常閉 觸點(diǎn)斷開(kāi)，向PLC 發(fā)故障停機(jī)信號(hào)。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 泵的自動(dòng)切換泵的自動(dòng)切換 在三種情況下備用泵將自動(dòng)切換起動(dòng)：在三種情況下備用泵將自動(dòng)切換起動(dòng)： (1)(1)運(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)過(guò)載，運(yùn)行泵停止，備用泵自動(dòng)起動(dòng)。待運(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)過(guò)載，運(yùn)行泵停止，備用泵自動(dòng)起動(dòng)。待 故障排除后，復(fù)位熱繼電器，原運(yùn)行泵成為被用泵。故障排除后，復(fù)位熱繼電器，原運(yùn)行泵成為被用泵。 (2)(2)運(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)突然失電，運(yùn)行泵停止，備用泵自動(dòng)起動(dòng)。運(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)突然失電，運(yùn)行

15、泵停止，備用泵自動(dòng)起動(dòng)。 待原運(yùn)行泵電源恢復(fù)供電后成為被用泵。待原運(yùn)行泵電源恢復(fù)供電后成為被用泵。 (3)(3)運(yùn)行泵出口壓力低，由泵出口壓力繼電器運(yùn)行泵出口壓力低，由泵出口壓力繼電器LPLP監(jiān)視，當(dāng)出監(jiān)視，當(dāng)出 口壓力低于設(shè)定值時(shí)口壓力低于設(shè)定值時(shí)( (持續(xù)持續(xù)2 2秒秒) )，LPLP斷開(kāi)。運(yùn)行泵停止工斷開(kāi)。運(yùn)行泵停止工 作，自動(dòng)起動(dòng)備用泵。經(jīng)作，自動(dòng)起動(dòng)備用泵。經(jīng)1515秒的延時(shí)，如出口壓力恢復(fù)秒的延時(shí)，如出口壓力恢復(fù) 正常，則按一下原運(yùn)行泵的停止按鈕，復(fù)位起動(dòng)控制單正常，則按一下原運(yùn)行泵的停止按鈕，復(fù)位起動(dòng)控制單 元的狀態(tài)，使其成為備用泵；否則，停止備用泵，并且元的狀態(tài)，使其成為備用泵；否則，停止備用泵，并且 阻塞起動(dòng)信號(hào)，防止出現(xiàn)備用泵和運(yùn)行泵輪流起動(dòng)的嚴(yán)阻塞起動(dòng)信號(hào)，防止出現(xiàn)備用泵和運(yùn)行泵輪流起動(dòng)的嚴(yán) 重后果。重后果。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2021-6-23 課 件 輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 泵的順序起動(dòng)泵的順序起動(dòng) 由于某種原因，電網(wǎng)失電后，所有泵都停由于某種原因，電網(wǎng)失電后，所有泵都停 止運(yùn)行，電網(wǎng)恢復(fù)供電后，各組原來(lái)運(yùn)行的泵止運(yùn)行，電網(wǎng)恢復(fù)供電后，各組原來(lái)運(yùn)行的泵 應(yīng)按事先設(shè)定的時(shí)間順序逐臺(tái)起動(dòng)，防止電網(wǎng)應(yīng)按事先設(shè)定的時(shí)間順序逐臺(tái)起動(dòng)，防止電網(wǎng) 超負(fù)荷。為實(shí)現(xiàn)這一功能，將控制單元超負(fù)荷