自動操舵儀在更換電羅經(jīng)后的接口方法

1、自動操舵儀在更換電羅經(jīng)后的接口方法?漁業(yè)現(xiàn)代化2021年第36卷第4期59自動操舵儀在更換電羅經(jīng)后的接口方法林文革,張志強,趙憲勇(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所,青島266071)摘要:為解決更換電羅經(jīng)后AP一8A自動操舵儀的航向參考信號與新安裝的NAVIGATXMK一2型電羅經(jīng)的接口匹配問題,在實踐中設(shè)計了一種簡單實用的接口改裝方法.通過海上8個方位航行試驗,航向跟蹤迅速,靈敏度高,自動操舵儀工作正常.該思路和方法為解決其他類似昂貴設(shè)備老化后的更換改裝問題提供了借鑒.關(guān)鍵詞:電羅經(jīng);自動操舵儀;接口改裝中圖分類號:U666.151153文獻標(biāo)識碼:A文章編號:10079580(2021)

2、04593自動操舵儀通常與電羅經(jīng)(或磁羅經(jīng)的電信號)一起使用;沒有電羅經(jīng)或磁羅經(jīng)的航向信號,自動操舵儀是不能自開工作的.電羅經(jīng)的故障直接影響自動操舵儀的使用.本文對電羅經(jīng)更新?lián)Q代后,自動操舵儀的航向參考信號與電羅經(jīng)的接口匹配問題進行設(shè)計改裝,取得實效.1RPG-90型電羅經(jīng)與AP-8A自動操舵儀的航向信號連接黃海水產(chǎn)研究所"北斗"號海洋科學(xué)調(diào)查船安裝使用的挪威ROBERTSON(勞博森)AP.8A自動操舵儀(簡稱自動操舵儀)與ROBERTSONRPG-90電羅經(jīng)(簡稱電羅經(jīng))均為20世紀(jì)80年代產(chǎn)品.自動操舵儀的航向信號來自電羅經(jīng)的同步控制變換器CT1,其匹配連接接口方式如

3、圖1E2電羅經(jīng)故障分析因電羅經(jīng)年久老化,在航行中出現(xiàn)指向誤差不斷變化增大的故障現(xiàn)象,且誤差不固定,到達20.4O.,電子單元有故障報警聲信號.關(guān)閉報警聲控開關(guān)消聲后,仔細(xì)監(jiān)聽到陀螺儀運行有噪聲,且明顯不平穩(wěn).檢查測量陀螺儀工作電流在420500mA波動.而陀螺儀正常工作電流約為RPG一90電羅經(jīng)電子單元置l劃1ll2Il3l4l8l9Il10l1llll2l3I4ls,廣丑l:I2.:.:CT1電羅經(jīng)隨動球步進隨動馬達同步控制變換器1REVI360.4811.1REv/360.圖1AP-8A自動操舵儀與RPG-90電羅經(jīng)接口方式Fig.1HeadinginterfacebetweenAP一8A

4、andRPG一90200mA,啟動轉(zhuǎn)速上升階段電流約為500mA,工作電壓為100VAC.關(guān)閉電羅經(jīng)電源開關(guān),按步驟對主羅經(jīng)進行解體檢查,發(fā)現(xiàn)羅經(jīng)球頂部凹槽內(nèi)覆蓋頂電極的水銀已分解,水銀上面也無絕緣液體;經(jīng)過清潔陀螺球,檢查羅經(jīng)球外表周圍無明顯的突起,檢查清潔中心定位針,頂電極,底電極,垂直環(huán)和水平環(huán)均正常,沒有斷路和接觸不良現(xiàn)象.清潔垂直環(huán)反應(yīng)電極,清潔儲液缸,換新羅收稿日期:2021516;修回日期:20217-27作者簡介:林文革(1964一),男,工程師,主要從事船舶自動化與導(dǎo)航方面的管理與維修.Email:linwgys抽.ac ?漁業(yè)現(xiàn)代化)2021年第36卷第4期經(jīng)液,水銀和絕緣

5、液體.正常羅經(jīng)啟動通常需3h即可穩(wěn)定指北(誤差±1.)J,但羅經(jīng)裝妥重新啟動4h后主羅經(jīng)仍未穩(wěn)定,又過數(shù)小時仍然不穩(wěn)定.根據(jù)故障現(xiàn)象分析判斷為主羅經(jīng)球已壞.由于無法購置到電羅經(jīng)的羅經(jīng)球,為不影響船舶的使用,必須更換電羅經(jīng),新購置的電羅經(jīng)型號為NAVIGATXMK2型(簡稱2型電羅經(jīng)).該型電羅經(jīng)是數(shù)字式電羅經(jīng),是由微處理器控制具有綜合的自動速度誤差校正電路,能自動尋北,指北的航海電羅經(jīng).3設(shè)計改裝因為新裝的2型電羅經(jīng)無48步/1.的航向輸出信號,所以無法直接驅(qū)動48步/1.的步進馬達(M)運轉(zhuǎn)進而帶動同步跟蹤發(fā)信器CT1轉(zhuǎn)動使自動操舵儀獲得航向信號,因此自動操舵儀不能正常工作.為了使

6、船舶正常航行使用,盡快恢復(fù)自動操舵的功能,假設(shè)更換安裝新的自動操舵儀,那么投資費用較大,且安裝更換比擬復(fù)雜.為在不更換自動操舵儀的情況下恢復(fù)船舶的自動航行功能,必須解決操舵儀航向參考信號與2型電羅經(jīng)航向輸出信號的接口問題.改裝思路是設(shè)法驅(qū)動同步控制變換器CT1按1:1的比率同步跟蹤電羅經(jīng),為此我們增加了信號轉(zhuǎn)換接口電路RS422/同步信號轉(zhuǎn)換器(圖2).將2型電羅經(jīng)的航向輸出信號RS422經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成同步信號,輸出的同步信號驅(qū)動一個同步方位電機(SM),同步方位電機(SM)轉(zhuǎn)一圈為l.,同步方位電機的轉(zhuǎn)子軸上安裝齒輪(1)經(jīng)過齒輪組(2),(3),(4)變換驅(qū)動一個大齒輪(5),大齒輪的

7、設(shè)計制作滿足電羅經(jīng)方位變化360.時大齒輪(5)正好旋轉(zhuǎn)一周,大齒輪(5)上安裝一個360.羅經(jīng)分度刻度盤(6),也即相當(dāng)一個分羅經(jīng).大齒輪(5)的轉(zhuǎn)軸與原自動操舵儀AP一8A的同步控制變換器CT1的轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)一周為360.CT1的定子繞組s1,s2,s3與同步控制變換器CT2的定子繞組S1,S2,S3一一對應(yīng)連接;CT1與CT2轉(zhuǎn)子繞組問產(chǎn)生的航向偏差作為控制信號輸送到自動操舵儀控制裝置,自動操舵儀控制舵的轉(zhuǎn)動來到達控制船舶按給定航向航行.圖2改裝后的連接示意圖Fig.2Sketchofconnectionprincipleafterrefit4系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果4.1同步零位調(diào)整啟動2型電

8、羅經(jīng),待電羅經(jīng)穩(wěn)定后,將齒輪上的羅經(jīng)刻度盤(6)所指示的真北方位作上固定標(biāo)志,并在船艏向方位上作上指針標(biāo)志.啟動舵機液壓泵電機,手動操舵將舵操到正舵位,舵角指示器指示零.將操舵方式轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到自動操舵位置,并將控制面板的最大舵角限制設(shè)定到10.,旋轉(zhuǎn)航向設(shè)置旋鈕使航向指示刻度盤指示的讀數(shù)與電羅經(jīng)真航向讀數(shù)一致.此時,假設(shè)CT1與CT2的轉(zhuǎn)子的位置一致,那么自動操舵儀無操舵指令信號發(fā)出,舵角指示器指示零位;假設(shè)CT1與CT2的轉(zhuǎn)子的位置不一致,那么自動操舵儀有操舵指令(左或右)信號發(fā)出,舵將按照指令轉(zhuǎn)動到最大舵角限制位置10.,舵角指示器指示10.(左或右);此時需要調(diào)整CT1,將固定CT1的定

9、子的3個螺釘松開,慢慢轉(zhuǎn)動的CT1定子到自動操舵儀發(fā)出回舵指令,微動調(diào)整CT1的定子到自動操舵儀控制舵回到正舵位置,舵角指示器為零,自動操舵儀無操舵指令發(fā)出為止,然后將固定CT1的定子的3個螺釘擰緊,并在同步變換器CT1的轉(zhuǎn)子軸與齒輪(5)連接部位做好固定標(biāo)記,同步零位調(diào)整結(jié)束.4.2相位調(diào)整船向右偏航,給左舵;向左偏航,給右舵H.因此,旋轉(zhuǎn)航向設(shè)置旋鈕使航向指示刻度盤指示的讀數(shù)比電羅經(jīng)真航向大10.,那么自動操舵儀應(yīng)有右操舵指令信號發(fā)出;旋轉(zhuǎn)航向設(shè)置旋鈕使航?漁業(yè)現(xiàn)代化)2021年第36卷第4期向指示刻度盤指示的讀數(shù)比電羅經(jīng)真航向少10.,那么自動操舵儀應(yīng)有左操舵指令信號發(fā)出.假設(shè)與上述結(jié)果

10、相反,那么將同步控制變換器CT1的s1,s2,s3的任意2根接線調(diào)換一下即可.旋轉(zhuǎn)航向設(shè)置旋鈕使航向指示刻度盤指示的讀數(shù)與電羅經(jīng)真航向讀數(shù)一致,那么舵自動回到正舵,舵角指示器指示零位,相位調(diào)整結(jié)束.4.3海上航行試驗船舶在海上實際航行使用自動操舵儀時,在各種天氣,海況下,自動操舵儀能在船舶因風(fēng),浪,海流及螺旋槳的不對稱作用等造成的船舶偏航時,靠電羅經(jīng)測知并通過RS422/同步信號轉(zhuǎn)換器輸出同步控制信號驅(qū)動同步電機(SM)帶動CT1自動發(fā)出航向信號,自動操舵儀自動控制改變舵角,使船舶能夠自動地保持既定的航向航行.通過海上在8個方位上航行試驗,船舶在給定的航向上航行,改變航向時,航向跟蹤迅速,靈敏

11、度高,自動操舵儀工作正常.口參考文獻1ROBERTSONA/SRADIO-ELEKTRONORWAY.ROBERTSONAUTOPILOTTYPEAP.8ATECHNICALMANUAL.Section4principlesofoperation:4.2ROBERTSONA/SRADIOELEKTRONORWAY.MARINEGY-ROCOMPASSRPG90INSTRUCTIONMANUAL.a.Section3.3.14Technicaldata:22-23.b.GyrocompassRPG90wiringdiagram3-703507.3GYROCOMPASSSYSTEMNAVIGATX

12、MK2MANUALa.Chapter1,1.1Designandmainfeatures.b.DrawingNo.4911015312/D.4冒天誠.船舶電力拖動自動控制系統(tǒng)M.第一版.北京:人民交通出版社,1981:445447.AmethodofinterfaceforautopilotaftergyrocompassrenewedLINWen-ge,ZHANGZhi-qiang,ZHAOXian-yong(YellowSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyoferySciences,Qingdao266071,China)Abstract

13、:InordertoresolvethematchproblembetweentheautopilotheadingrefereneesignalofAP一8AandtheNAVIGATXMK2gyrocompass.Amethodwasdesignedinpracticetorefittheinterface,whichissimpleandusefu1.Throughseatrial,triedtheautomaticsteeringondifferentheadingsandperformedseveralmajorcoursechanges.wefoundthattheautopilo

14、tworkwellwhenthecoursewaschangedormaintained.ThisdesignneednottoreplaceAP一8Aautopilotanditismoreeconomica1.Thisdesigncanbegeneralized.Keywords:gyrocompass;autopilot;interfacerefit(上接第58頁)Comparativeexperimentalresearchonfishingvessel'sbulbousbowmodelinresistancereductionandenergyconservationLIAN

15、GJian-sheng,TANWen-xian(1Keylaboratoryoffisheryequipmentandengineering,Ministryofagriculture,FheuMachineryandInstrumentResearchInstitute.ineseAcademyofFheuSciences,Shanghai200092.China)Abstract:Specifictotheobjectivehullform,itcomestoakindofbasichullformwhichdoesnthavebulbousbowafteranalysisthemaind

16、imensionandform,byaddingthebulbousbowwithaviewtofurtherresistancere-ductionandenergyconservation.Makeageneralanalysistothebulbousbow,andmatchthreekindsofdifferentsizesSV.typebulbousbowfortheinvolvedhullformtoresearch.wegetaquantifiedcomparativeresultandoptimizationtypethroughthemodeltest.Aftermatchingthreekindsofbulbousbow,resistanceisreducedby4.4%10.4%inuprightstateandby15.7%一16.0%intrimstatewhendesignspeedF=0.325.Forthisfishingvesselisusuallytrim,afterapplyingthebulbousbo