Układ zdalnego sterowania i zabezpieczeń ZSPB-32
Układ ZSPB 32 (rys.87; cz.II) przystosowany jest do sterowania wysokoprężnym okrętowym silnikiem głównym H.Cegielski MAN-B&W Diesel A/S typu 6L50MCE przeznaczonym dla statków o nieograniczonym rejonie pływania. Spełnia on wymogi klasy automatyki A16/24 wg przepisów PRS.
Układ umożliwia:
automatyczne sterowanie z mostka,
automatyczne sterowanie z CMK,
ręczne sterowanie z CMK,
sterowanie ze stanowiska przysilnikowego z możliwością dwóch sposobów sterowania prędkością obrotową:
sposób NORMALNY - pneumatyczna nastawa prędkości obrotowej za pośrednictwem regulatora,
sposób AWARYJNY - ręczna regulacja paliwa z pominięciem regulatora.
Funkcjonalnie opisywany układ składa się z:
telegrafu maszynowego,
układu sterowania,
przyrządów pomiarowych,
układu bezpieczeństwa.
Obwody logiczne układu sterowania, zabezpieczeń i telegrafu wykonane są w postaci elektronicznych pakietów na płytkach drukowanych, umieszczonych w szafie elektrycznej umieszczonej w CMK.
Sterowanie ze stanowiska przysilnikowego.
Stanowisko sterowania na silniku wyposażone jest w następujące elementy sterowania i kontroli:
panel PD1,
dźwignia wyboru miejsca sterowania ZDALNE - AWARYJNE; rozdzielacz 100,
dźwignia wyboru kierunku obrotów NAPRZÓD - WSTECZ; dźwignia przesterowania rozdzielacz 105,
przycisk STOP; rozdzielacz 102,
przycisk ROZRUCH; rozdzielacz 101,
kółko ręczne nastawy paliwa 48 (z przodu stanowiska) i dźwignia blokująca tę nastawę (z prawej strony stanowiska),
wskaźnik nastawy paliwa (na płycie poziomej stanowiska),
kółko ręczne zasprzęglania wałka regulacji paliwa i ramie blokujące (z prawej strony stanowiska).
Załączenie zasilania pneumatycznego
Pneumatyczny system zdalnego sterowania silnikiem jest zasilany powietrzem rozruchowym o ciśnieniu 30 bar. Powietrze z butli kierowane jest do stacji przygotowania gdzie zostaje osuszone i oczyszczone oraz zredukowane do ciśnienia 7bar. Następnie zostaje podane na dwa odbiory :
I System sterowania silnikiem - zasilone zostają:
poduszki powietrzne zaworów wydechowych poprzez zawór włączany ręcznie 3,
układ sterowania poprzez zawór włączany ręcznie 1,
rozdzielacz 115 blokady rozruchu od załączonej obracarki,
zawory pneumatyczne przesterowania silnika 10 i 11,
zawory pneumatyczne 38 i 25 sterujące blokadą pomp paliwowych,
zawór pneumatyczny 27 utrzymujący w pozycji otwartej główny zawór rozruchowy oraz w pozycji zamkniętej zawór wolnego obracania,
zawór ręczny 100 wyboru sterowania: sterowanie awaryjne - sterowanie zdalne,
reduktor nastawy prędkości obrotowej 16B w panelu PD1,
nastawniki sygnału sterującego siłownika pneumatycznego systemu VIT 52, 53, 59,
rozdzielacz 130 w układzie blokady pomp paliwowych w przypadku pęknięcia przewodów paliwa wysokiego ciśnienia,
wykrywacz mgły olejowej w karterze,
system turbosprężarek,
system oleju smarującego,
system turbiny mocy zwrotnej,
II System zabezpieczeń - ciśnienie 7 bar:
poprzez ręcznie otwierany rozdzielacz 16, zasilone zostają przekaźniki YE10 i YE12,
Powietrze o ciśnieniu 30 kG/cm2 podawane jest z butli do instalacji rozruchowej na :
główny zawór rozruchowy
zawór wolnego obracania
zawór ręczny [118] - uzbrojenia rozdzielacza powietrza rozruchowego .
Kwitowanie komend
Aktualną komendę nadaną z mostka dotyczącą ruchu silnika pokazuje na silniku wskazówka wskaźnika telegrafu w panelu PD1. Każdej zmianie komendy towarzyszy dźwięk dzwonka i świecenie lampko-przycisku KWITOWANIE KOMEND. Jeżeli nowa komenda wymaga zmiany kierunku obrotów lub zatrzymania silnika, dodatkowo na panelu PD1 zapala się lampka BŁĘDNY MANEWR.
Pokwitowania komendy dokonuje się przez naciśnięcie lampko-przycisku KWITOWANIE KOMEND co powoduje jego zgaśnięcie. Jeśli włączony jest dzwonek i lampka BŁĘDNY MANEWR pokwitowanie następuje po zrealizowaniu wymaganych czynności - przestawieniu dźwigni zaworu przesterowania 105 lub wciśnięciu przycisku zaworu STOP 102.
W podobny sposób tj. lampko-przyciskiem KWITOWANIE KOMEND kwituje się komendy telegrafu pomocniczego (subtelegrafu).
Zatrzymanie silnika
W celu zatrzymania silnika należy:
pokwitować komendę otrzymaną z mostka,
zmniejszyć wartość prędkości obrotowej do zera. Ustawić zerowy sygnał zadajnikiem 16B lub kółkiem ręcznym 48 ustawić wskaźnik w położenie STOP,
nacisnąć przycisk zaworu STOP-102. Odcina wtrysk paliwa i pozostaje wciśniętym. Jego podniesienie do pozycji wyjściowej następuje samoczynnie przy rozruchu lub po przekazaniu sterowania do CMK;
Jeśli silnik się nie zatrzyma należy użyć przycisku AWARYJNY STOP.
Przesterowanie silnika
Wyboru kierunku jazdy NAPRZÓD lub WSTECZ dokonuje się dźwignią sterującą rozdzielacz 105. Jeśli wybrany zostanie kierunek obrotów NAPRZÓD powietrze sterujące po przejściu przez zawór alternatywny 29 powoduje przesterowanie zaworu 10 i podanie powietrza do siłowników pneumatycznych 13 i 57 co ustawia krzywki pomp paliwowych i rozdzielacza powietrza w kierunku jazdy NAPRZÓD - jeśli nie są one we właściwych położeniach. Gdy wybrany zostanie kierunek jazdy WSTECZ powietrze przez zawór alternatywny 30 powoduje przesterowanie zaworu 11 i podane do siłowników 13 i 57 co ustawia krzywki pomp paliwowych i rozdzielacza powietrza w żądanym kierunku.
Rozruch silnika
Przed każdym rozruchem należy upewnić się, czy spełnione są warunki wymagane dla rozruchu. W celu dokonania rozruchu należy:
pokwitować komendę otrzymaną z mostka,
ustawić dźwignię zaworu przesterowania 105 w położenie zadanego kierunku obrotów,
ustawić rozruchową dawkę paliwa. Przy NORMALNYM sposobie sterowania należy ustawić ciśnienie ok.0.2 Mpa na manometrze 66B (wskazówka czarna) pokrętłem zadajnika 16B na panelu PD1. Przy AWARYJNYM sposobie należy ustawić wskżnik nastawy paliwa w położenie START przy pomocy kółka 48;
nacisnąć i przytrzymać przycisk rozruchowy 101 i obserwować wskazówkę obrotomierza. Po wychyleniu się tej wskazówki w żądanym kierunku natychmiast zwolnić przycisk 101. Silnik winien podjąć pracę na paliwie;
po ustabilizowaniu się prędkości obrotowej (po czasie ok. 6 sek.) skorygować nastawę prędkości obrotowej (dawki paliwa) do zgodności z komendą zadaną telegrafem z mostka.
Rozruch silnika odbywa się przez wciśnięcie zaworu rozruchowego 101, poprzez zawór alternatywny 103 podtrzymuje blokadę pomp paliwa, jak przy zatrzymaniu silnika, zaworem STOP 102 (przez zawór alternatywny (103)). Powietrze inicjujące rozruch podane zostaje przez zawór alternatywny 31 do zaworu 33 powodując jego przesterowanie. Do zaworu 33 dociera sygnał sterujący z zaworu blokady obracarki 115 - jeśli jest odłączona. Z zaworu [33] powietrze doprowadzane jest do zaworów 26, 27, 14, 15 i YE8. Zawór 26 otwiera dolot powietrza rozruchowego do rozdzielacza powietrza i zaworu 117. Zawór 27 kieruje dolotem powietrza do siłowników pneumatycznych, które otwierają główny zawór rozruchowy i zawór wolnego obracania. Zawory 14 i 15 odcinają dopływ powietrza do siłownika 57 rozdzielacza powietrza rozruchowego, uniemożliwiając jego przesterowanie w czasie rozruchu. Rozdzielacz YE8 blokuje obracanie silnikiem powietrzem rozruchowym podczas symulacji fazy rozruchu.
Wciśnięcie zaworu rozruchowego [101] spowoduje również, poprzez połączenie Y, odblokowanie zaworu 102. W rezultacie linia wyjściowa A zostaje odpowietrzona. Blokada pomp paliwowych jest dalej podtrzymana od zaworu rozruchowego 101.
W chwili osiągnięcia przez silnik obrotów zapłonowych tj. [8-12]% nominlnej prędkości obrotowej przycisk rozruchowy należy zwolnić. Spowoduje to odcięcie powietrza rozruchowego i odblokowanie pomp paliwowych, silnik zaczyna pracować na paliwie. Obroty silnika należy regulować kółkiem 48 ręcznej regulacji (uszkodzony regulator) lub reduktorem 16B.
Po czasie 1 sek. od puszczenia zaworu 101 (czas ustawiany na elemencie dławiącym 32) zachodzi odpowietrzenie rozdzielaczy YE8, 27, 26, 14, 15. Po czasie 6 sek.(czas ustawiany na elemencie dławiącym 104) zachodzi odpowietrzenie zaworu 10 lub 11, zależnie od kierunku przesterowania. Sześciosekundowy okres stabilizacji pozwala upewnić się, że rolki pomp paliwowych, które są przesterowywane tylko w czasie obracania wału korbowego silnika, zajmą swoją pozycję w odpowiednim czasie .
Przesterowanie i rozruch w nowym kierunku
Przesterowanie jest możliwe po naciśnięciu rozdzielacza STOP 102 i odbywa się przez przestawienie dźwigni 105 w odpowiednim kierunku, co powoduje przesterowanie pomp paliwowych i rozdzielacza powietrza. Po tych czynnościach silnik jest gotowy do rozruchu, który przeprowadza się w taki sam sposób jak opisano powyżej.
UWAGA: Przesterowanie jest niemożliwe jeśli wciśnięty jest przycisk rozruchowy 101, ponieważ rozdzielacze 14 i 15 odcinają dopływ powietrza do siłownika 57 i uniemożliwiają przesterowanie rozdzielacza powietrza.
Zadawanie (nastawa) prędkości obrotowej
Sposób NORMALNY - za pośrednictwem regulatora prędkości obrotowej, przy pomocy pokrętła zadajnika (reduktora) 16B na panelu PD1. Wartość sygnału pneumatycznego można odczytać na manometrze podwójnym 66B (wskazówka czarna).
Sposób AWARYJNY - przez bezpośrednią nastawę paliwa (ściślej: nastawę wałka regulacji dawki paliwa), przy pomocy kółka ręcznego nastawy paliwa 48. Nastawę tę można blokować (unieruchamiać) dźwignia znajdującą się z prawej strony stanowiska. Wartość nastawy paliwa można odczytać na wskaźniku, znajdującym się na płycie poziomej stanowiska. Sposób awaryjnego sterowania stosuje się w przypadku np. uszkodzenia regulatora prędkości obrotowej.
Przełączanie ze sposobu NORMALNEGO na AWARYJNY lub odwrotnie dokonuje się tylko podczas postoju silnika
Sterowanie z CMK
Możliwe są dwa rodzaje sterowania z CMK: ręczne i automatyczne. Należy preferować sterowanie automatyczne. Sterowanie ręczne należy załączyć przejściowo na postoju w trakcie przygotowania silnika do ruchu, a w czasie ruchu w przypadku niesprawności układu sterowania.
Przekazanie sterowania do CMK ze stanowiska przysilnikowego
Przekazanie może być dokonane tylko na postoju silnika. Procedura polega na wykonaniu czynności w CMK, a następnie na silniku.
Czynności w CMK:
przełącznik rodzaju sterowania 2Y obok telegrafu ustawić w położenie RĘCZNE (MANUAL CONTROL); następuje zasilenie rozdzielaczy 5Z oraz 6A,
wcisnąć przycisk CMK,
dźwignię telegrafu ustawić w położenie STOP,
dźwignię prędkości obrotowej w CMK ustawić w położenie `0'.
Czynności na silniku:
silnik winien być zatrzymany,
regulator prędkości obrotowej winien być zasprzęglony z wałkiem regulacji paliwa,
dźwignie zaworu 100 ustawić w położenie ZDALNE (REMOTE).
W wyniku tych czynności sterowanie przechodzi do CMK; na pulpicie zapali się dioda CMK-RĘCZNE.
Zatrzymanie silnika
W celu zatrzymania silnika należy:
potwierdzić komendę przez ustawienie dźwigni telegrafu w położenie STOP,
dźwignię nastawy prędkości obrotowej ustawić w pozycję `0'.
Jeśli zatrzymanie silnika nie nastąpi (awaria w układzie sterowania) należy posłużyć się przyciskiem AWARYJNY STOP.
Kwitowanie komend i przesterowanie
Komendy ruchu silnika, otrzymane z mostka, pokazuje w CMK wskazówka komend telegrafu maszynowego. Kwitowanie dokonuje się przez przestawienie dźwigni telegrafu (wraz ze sprzężoną z nią wskazówka) w położenie zgodne z otrzymaną komendą, co likwiduje sygnał akustyczny. Powoduje to także przesterowanie silnika lub odcięcie wtrysku paliwa w zależności od charakteru komendy.
Ustawienie dźwigni telegrafu w położenie STOP otwiera rozdzielacz 6A co spowoduje:
zasilenie rozdzielaczy wyboru kierunku obrotów 1Y, 1Z,
poprzez zawory alternatywne A2 i A9 przesterowanie rozdzielacza 38 co przemieszcza tłok siłownika 45 i ustawia zerowy wydatek na pompach paliwowych,
Przestawienie dźwigni telegrafu w położenie NAPRZÓD lub WSTECZ przesterowuje odpowiednio rozdzielacze 1Y lub 1Z. Sygnał pneumatyczny przechodzi przez przesterowany rozdzielacz i dalej przez zawory alternatywne A6 lub A7, zasila przekaźniki 55 lub 56 oraz poprzez zawory 29 lub 30 przesterowuje rozdzielacze 10 lub 11.
Dalsze działanie UZS, jak przy sterowaniu ze stanowiska przysilnikowego.
Wolne obracanie
Wolne obracanie powinno być wykonane przed rozruchem silnika, o ile jego postój trwał dłużej niż 30 minut. Podczas sterowani automatycznego (z CMK lub mostka) wolne obracanie dokonuje się automatycznie w ramach cyklu rozruchowego, jeśli czas postoju przy sterowaniu automatycznym przekroczył 30 minut.
Przy sterowaniu ręcznym z CMK wolne obracanie uruchamia się ręcznie. Przy sterowaniu automatycznym z CMK można także uruchomić ręcznie wolne obracanie, po uprzednim uzgodnieniu takiego zamiaru z personelem na mostku.
Ręczne uruchomienie wolnego obracania dokonuje się następująco:
silnik winien być na postoju, ale przygotowany do rozruchu,
dźwignia nastawy prędkości obrotowej powinna być ustawiona w poz. `0',
dźwignię telegrafu ustawić w położenie NAPRZÓD lub WSTECZ,
nacisnąć przycisk WOLNE OBRACANIE i trzymać tak długo, aż wał korbowy wykona 1-2 obroty (obserwować wskaźnik kierunku obrotów),
jeśli po wolnym obracaniu nie dokonuje się zaraz rozruchu, to dźwignię telegrafu ustawić z powrotem w położenie STOP.
Sterowanie ręczne z CMK
Rozruch
Przed każdym rozruchem należy upewnić się, czy spełnione są warunki wymagane dla rozruchu. W celu dokonania rozruchu należy:
potwierdzić komendę otrzymaną z mostka przy pomocy dźwigni telegrafu,
jeśli postój trwał dłużej niż 30 minut przeprowadzić WOLNE OBRACANIE (dźwignia nastawy obrotów winna być w tym czasie w poz.'0'),
dźwignie nastawy prędkości obrotowej ustawić teraz w położenie odpowiadające rozruchowej nastawie obrotów (dawce paliwa); wartość ciśnienia sygnału sterującego powinna wynosić ok. 0,2 MPa - wskazówka czerwona na manometrze 66Z,
nacisnąć i przytrzymać przycisk 5Z ROZRUCH -STEROWANIE RĘCZNE. Puścić go w chwili gdy wskazówka obrotomierza wychyli się w żądanym kierunku obrotów.
po ustabilizowaniu się pracy silnika (po ok. 6 sekundach) nastawić żądaną prędkość obrotową zgodnie z komendą otrzymaną z mostka.
Wciśnięcie przycisku rozdzielacza 5Z (START) podtrzymuje zasilanie dźwigni telegrafu (poprzez zawór A1), przez zawory alternatywne A2 i A9, rozdzielacz 38 blokuje pompy paliwowe - jak opisano wyżej. Część powietrza skierowana zostaje do zaworu alternatywnego A8 i dalej na przesterowanie rozdzielacza 37. Dopóki rozdzielacz 37 nie będzie zasilony, rozruch silnika nie odbędzie się. Warunkiem pojawienia zasilenia jest ustawienie krańcowe rozdzielacza powietrza rozruchowego, a ściślej przesterowanie jednego z dwóch rozdzielaczy 55 lub 56 (siłownik 57w krańcowym położeniu). Po spełnieniu tych warunków powietrza sterujące przechodzi przez 37 zawór alternatywny 31 i przesterowuje rozdzielacz 33. Jeśli obracarka jest wyłączona, powietrze zasilające przechodzi przez rozdzielacz 33 co inicjuje dalej proces rozruchu silnika, podobnie jak ze stanowiska przysilnikowego.
W przypadku gdy chcemy przeprowadzić operację wolnego obracania należy uruchomić ręczny przełącznik wolnego obracania 78 (nie pokazany na schemacie) na pulpicie CMK. Przełącznik 78 wzbudza zawór elektromagnetyczny 28 (YE4), który zamyka dopływ powietrza do siłownika głównego zaworu rozruchowego przez co zawór ten nie otwiera się. Otwiera się tylko zawór wolnego obracania, dzięki czemu powietrze rozruchowe oddziaływując na tłoki obracać będzie powoli wał korbowy silnika. Przełącznik 78 powinien być włączony do czasu wykonania przez silnik co najmniej jednego obrotu. Wyłączenie przełącznika 78 spowoduje kontynuowanie procedury normalnego rozruchu , tzn. otwarcie głównego zaworu rozruchowego .
W przypadku nieudanego rozruchu, gdy silnik zatrzymuje się po zakończeniu procedury rozruchu, należy przeprowadzić ponowny rozruch. Podczas ponownego rozruchu zalecane jest wyłączenie ograniczenia dawki paliwowej dla rozruchu. Dokonuje się tego przez wciśnięcie przełącznika 79 (nie pokazanego na schemacie) na stanowisku manewrowym w CMK. Spowoduje to zwiększenie dawki paliwa podawanej w czasie rozruchu. Dźwignię sterującą należy przestawić w położenie dawki rozruchowej i ponownie wcisnąć przycisk START. Rozruch silnika przebiega w taki sam sposób jak opisano powyżej .
Zadawanie prędkości obrotowej
Zmiany prędkości obrotowej dokonuje się dźwignią nastawy obrotów, która poprzez krzywkę oddziaływuje na reduktor 16Y. Na manometrze 66Z mechanik może odczytać wartość sygnału pneumatycznego, podawanego do regulatora prędkości obrotowej (wskazówka czerwona-dla sterowania ręcznego). Sygnał nastawy obrotów przechodzi przez otwarty kanał 1→2 rozdzielacza E2 i dalej przez przesterowany rozdzielacz E1 do regulatora prędkości obrotowej 42.
UWAGA: przy sterowaniu ręcznym może nie działać układ przechodzenia przez zakres obrotów krytycznych. Mechanik musi uważać by nie ustawić pracy silnika w tym zakresie prędkości obrotowej.
Sterowanie automatyczne z CMK
Przy sterowaniu automatycznym, w celu zrealizowania komendy otrzymanej z mostka, należy:
potwierdzić otrzymaną komendę przy pomocy dźwigni telegrafu,
dźwignię nastawy prędkości obrotowej 16Y ustawić w takie położenie względem skali obrotów, które odpowiada położeniu wskazówki komend telegrafu.
Spowoduje to uruchomienie automatycznego cyklu prowadzącego do zrealizowania komendy nadanej z mostka. W zależności od tego, jaka była poprzednia i jaka jest nowa komenda, cykl ten może zawierać następujące procesy:
odcięcie paliwa,
przesterowanie silnika,
wolne obracanie wału,
ustawienie rozruchowej dawki paliwa (pierwszej lub drugiej),
podanie powietrza rozruchowego,
podanie paliwa,
nastawa żądanej prędkości obrotowej.
Podczas ruchu silnika NAPRZÓD rzeczywisty wzrost prędkości obrotowej, poza zakresem manewrowym, realizowany jest przez automatykę w sposób spowolniony wg określonego w UZS programu, zależnego od stanu nagrzania silnika. We wszystkich innych przypadkach rzeczywista zmiana prędkości obrotowej podąża szybko za zmianą położenia dźwigni nastawy prędkości obrotowej. W czasie dochodzenia do obrotów zadanych w pulpicie pali się dioda ZMIANA NASTAWY OBROTÓW. Jej zgaśnięcie oznacza, że sygnał pneumatyczny osiągnął wartość odpowiadającą pozycji dźwigni sterującej.
W razie konieczności szybkiego wzrostu prędkości obrotowej można wyłączyć blok sterowania programowego przyciskiem WYŁĄCZNIK PROGRAMU na panelu w CMK. Fakt wyłączenia programu jest sygnalizowany lampką PROGRAM WYŁĄCZONY.
Jeżeli w cyklu rozruchowym po pierwszym podaniu powietrza rozruchowego silnik nie podejmie pracy na paliwie, automatyka powtórzy rozruch przy zwiększonej dawce rozruchowej paliwa. Po trzech nieudanych rozruchach pojawi się alarm NIEUDANY ROZRUCH. Wówczas należy cofnąć dźwignię nastawy obrotów w położenie `0'. Po usunięciu przyczyny ponownie powtórzyć poprzednie czynności.
Przebieg kolejnych sekwencji procesu sterowania sygnalizowany jest na grafie przez zapalanie się i gaśnięcie odpowiednich diod.
Jeśli istnieje zabroniony obszar prędkości obrotowej (drgania skrętne), to nastawa obrotów realizowana w cyklu automatycznym szybko omija ten obszar. Przy wzroście prędkości obrotowej układ przetrzymuje silnik na dolnych obrotach krytycznych, a przy zmniejszaniu prędkości obrotowej - przetrzymuje na górnych obrotach krytycznych tak długo aż zadana dźwignią prędkość obrotowa nie przekroczy odpowiednio górnego/dolnego zakresu obrotów zabronionych.
Układ automatyki (zdalnego sterowania) realizuje także procesy, które mają na celu podniesienie pewności dokonania tzw. manewru awaryjnego. Rozumie się pod tym sytuację, gdy przy dużej prędkości statku NAPRZÓD, silnik główny ma przejść na pracę WSTECZ. Chodzi zwykle o szybkie zatrzymanie statku w sytuacji zagrożenia kolizją. W takiej sytuacji już dla pierwszej próby rozruchu WSTECZ układ zdalnego sterowania ustawia zwiększoną dawkę rozruchową. Jest to sygnalizowane świeceniem lampki MANEWR AWARYJNY. Lampka gaśnie gdy po udanym rozruchu WSTECZ nastawa paliwa przechodzi z dawki rozruchowej na normalną, wynikającą z komendy.
Przy załączonym sterowaniu automatycznym z CMK, można na postoju silnika, dokonać łatwej kontroli sprawności pracy układu zdalnego sterowania przeprowadzając tzw. symulację. Warunkiem tego jest pełna gotowość silnika i układu sterowania do ruchu oraz brak przekroczenia stanów alarmowych parametrów silnika.
Sterowanie z mostka
Sterowanie z mostka służy do:
nadawania komend do maszynowni podczas sterowania z CMK lub silnika,
automatycznego sterowania ruchem silnika z mostka.
W obu przypadkach czynności sterownicze dokonuje się przy pomocy dźwigni telegrafu w pulpicie mostkowym. Jeżeli podczas sterowania z mostka nastąpi uszkodzenie zasilania, silnik nie może zmienić swego stanu ruchowego (kontynuuje postój względnie ruch z poprzednimi nastawami), lecz nie reaguje na zmiany położeń dźwigni telegrafu na mostku. Wówczas należy przejąć sterowanie do CMK lub na stanowisko przysilnikowe.
Ewentualny zanik zasilania telegrafu maszynowego lub jego uszkodzenie nie wpływa na pracę układu automatyki zdalnego sterowania, natomiast wyklucza telegraf jako środek łączności do nadawania komend. Należy posługiwać się zastępczym środkiem łączności.
Przejęcie sterowania na mostek może nastąpić tylko wtedy, gdy jest ono w CMK - ściślej, gdy jest ustawione sterowanie automatyczne z CMK.
Sterowanie z mostka jest automatyczne. Po przestawieniu dźwigni telegrafu w położenie NAPRZÓD lub WSTECZ układ zdalnego sterowania inicjuje sekwencję działań mającą na celu doprowadzenie silnika do stanu zadanego telegrafem. Realizuje to podobnie, jak przy sterowaniu automatycznym z CMK.
Ustawienie rozdzielacza wyboru miejsca sterowania w położenie zdalne (AUTOMATIC CONTROL) odpowietrza kanał roboczy A, zasila kanał B. Łączniki elektro-pneumatyczne 50A i 50B sygnalizują odpowiedni rodzaj sterowania. Zasilone zostają:
część sterująca przekaźnika E2 - dźwignia ręcznego zadawania prędkości obrotowej z CMK zostaje odłączona od regulatora 42. Z regulatorem zostaje połączony blok zdalnej nastawy prędkości obrotowej (SEEED SETTING UNIT) - otwarty kanał roboczy 4→2,
blok rozdzielaczy zdalnego zatrzymania silnika YE1, kierunku jazdy NAPRZÓD YE3, kierunku jazdy WSTECZ YE2, rozruchu silnika YE5.
Wychylenie telegrafu na mostku w położenie NAPRZÓD lub WSTECZ spowoduje przesterowanie jednego z rozdzielaczy YE3 lub YE2 i przepuszczenie sygnału pneumatycznego do zaworów alternatywnych A6 lub A7. Dalszy bieg sygnału jest podobny, jak opisano dla opcji CMK-RĘCZNE. Automatycznie po zakończeniu przesterowania realizowany jest rozruch silnika z pełnym nadzorem blokad i automatycznym zakończeniem rozruchu. Po zakończeniu rozruchu realizowane jest obciążanie silnika tj. programowa zmiana prędkości obrotowej, jeśli wartość zadana prędkości przewyższa górne obroty manewrowe (ok. 70% nominalnej prędkości obrotowej). Niezbędne funkcje układu zdalnego sterowania, jak :
dawka rozruchowa paliwa,
przejście na paliwo przy obrotach rozruchowych (zakończenie rozruchu),
zmiana nastawy obrotów,
wolne obracanie,
kasowanie ograniczenia na regulatorze przy powtórnym rozruchu,
realizuje elektroniczny system sterowania z mostka
System zabezpieczeń i blokad
Elektroniczny system zabezpieczeń
Elektroniczny system zabezpieczeń zawiera dwa układy : bezpieczeństwa i awaryjnego zatrzymania. Zadziałanie układu bezpieczeństwa powoduje natychmiastowe zredukowanie prędkości obrotowej silnika w przypadku przekroczenia wybranych parametrów jego pracy. Następuje wtedy tzw. alarm SLOW DOWN; prędkość silnika zostaje ograniczona do poziomu "Cała manewrowa". Parametry powodujące alarm SLOW DOWN są następujące:
niskie ciśnienie oleju łożysk głównych i łożyska oporowego,
niskie ciśnienie oleju smarującego wał rozrządu,
wysoka temperatura segmentów łożyska oporowego,
wysoka temperatura powietrza doładowującego,
wysoka temperatura oleju chłodzenia tłoków,
mała różnica ciśnienia dolotu i wylotu wody chłodzącej cylindry,
wysoka temperatura wody chłodzącej cylindry,
wysoka temperatura spalin.
Po przekroczeniu któregoś z tych parametrów, układ elektroniczny bezpieczeństwa pracy silnika spowoduje zredukowanie obrotów silnika i podtrzymanie stanu alarmowego. Przekroczeniu następujących parametrów:
nadobroty (110% obrotów nominalnych),
wysoka temperatura segmentów łożyska oporowego,
niskie ciśnienie oleju łożysk głównych i łożyska oporowego,
niskie ciśnienie oleju smarującego turbiny mocy zwrotnej,
spowoduje natychmiastowe zatrzymanie silnika (SHUT DOWN) przez układ bezpieczeństwa. Następuje wzbudzenie zaworu elektromagnetycznego 127 (EY10), który podaje powietrze sterujące do pomp paliwowych powodując ich zablokowanie. Zadziałanie układu bezpieczeństwa - stanów alarmowych SLOW DOWN lub SHUT DOWN - można zawiesić przez wciśnięcie przycisku AWARYJNY RUCH, uruchamiający zespół awaryjnego ruchu silnika, który na drodze elektrycznej zawiesza alarmy :
wysoka temperatura łożyska oporowego,
niskie ciśnienie oleju smarującego łożyska główne i łożysko oporowe,
niskie ciśnienie oleju smarującego wał rozrządu.
Załączanie zespołu awaryjnego ruchu dopuszczalne jest jedynie w sytuacjach nadzwyczaj niebezpiecznych dla statku, ponieważ działanie tego zespołu może prowadzić do kompletnego zniszczenia silnika.
Układ sterowania posiada także zespół awaryjnego zatrzymania silnika używany do natychmiastowego zatrzymania silnika. Włączenie zespołu odbywa się przez wciśnięcie przycisku AWARYJNY STOP. Głównym elementem zespołu jest zawór elektromagnetyczny YE12, którego wzbudzenie powoduje wyzerowanie indeksów pomp paliwowych i zatrzymanie silnika .
Blokada od załączonej obracarki
Kiedy obracarka jest załączona, powoduje to przesterowanie rozdzielacza 115, co odcina dopływ powietrza zasilającego do zaworu 33 i uniemożliwia przeprowadzenie rozruchu. Zabezpieczenie to działa przy sterowaniu z każdego stanowiska.
Blokada od nie przesterowanego rozdzielacza powietrza rozruchowego
Podczas przesterowywania rozdzielacza powietrza rozruchowego rozdzielacze 55 i 56 odcinają dopływ powietrza do zaworu 37, co uniemożliwia przeprowadzenie rozruchu. Zabezpieczenie to działa tylko przy sterowaniu z CMK i z mostka.
Blokowanie rozdzielacza powietrza rozruchowego podczas rozruchu
Podczas rozruchu sygnał sterujący jest podawany do rozdzielaczy 14 i 15 powodując ich przesterowanie, przez co odcinane jest powietrze przesterowujące rozdzielacz powietrza (siłownik 57). Uniemożliwia to przesterowanie rozdzielacza powietrza podczas fazy rozruchu. Przesterowanie rozdzielacza podczas rozruchu mogłoby spowodować jego zniszczenie. Zabezpieczenie to działa podczas sterowania z każdego stanowiska.
System zabezpieczeń od przecieków paliwa z przewodów paliwowych wysokiego ciśnienia
Wszystkie przewody paliwowe wysokociśnieniowe są wykonane z giętkich stalowych rur w koszulkach z plecionego stalowego drutu. Przestrzeń między rurą a koszulką ochronną jest połączona poprzez przewiercony otwór w kołnierzu pompy z otworem spustowym w głowicy pompy wtryskowej. Każda pompa paliwowa jest połączona poprzez przewody spustowe z zaworem membranowym 131. Zawór ten jest wyposażony w przewód przelewowy z kryzą, żeby paliwo z niewielkich przecieków mogło być odprowadzane bez zadziałania alarmu. W przypadku pęknięcia przewodu lub dużego przecieku kryza nie jest wystarczająco duża aby umożliwić odprowadzenie całej ilości paliwa przez co rośnie poziom paliwa w zaworze 131. Wzrost ilości paliwa, ciśnienia spowoduje w pewnym momencie przesterowanie rozdzielacza 130. Przesterowanie tego rozdzielacza, w przypadku pracy układu zabezpieczeń przedstawionego na rys. 9, spowoduje podanie powietrza do zaworu blokady pompy paliwowej. W przypadku układu zabezpieczeń przedstawionego na rys.10, spowoduje podanie powietrza do siłowników 149 powodując przesterowanie napędu pompy paliwowej w pozycję "zero" i podniesienie rolki popychacza uniemożliwiając jej pracę.
Ponowne załączenie pompy do pracy jest możliwe po usunięciu powodu przecieku i po przestawieniu zaworu 148 w pozycję powodującą przesterowanie pompy w kierunku zgodnym z kierunkiem przesterowania pomp wtryskowych na pozostałych cylindrach i opuszczenie rolki popychacza do krzywki wału rozrządu . Załączanie układu zabezpieczeń odbywa się przez wciśnięcie rozdzielacza 130.
Przesterowanie silnika podczas ruchu statku tzw. "Crash stop"
Zawsze po ustawieniu dźwigni telegrafu na STOP, kiedy statek płynie z dużą prędkością, wał korbowy silnika będzie się dalej obracał z wolno malejącymi obrotami. Jest to spowodowane tym, że prędkość statku i napór strumienia wody nadążającej powoduje obracanie się śruby, która obraca wałem korbowym silnika.
Przestawienie telegrafu na WSTECZ spowoduje przesterowanie rozdzielacza powietrza rozruchowego i rozrządu pomp paliwowych w żądanym kierunku. Zanim podamy sygnał rozruchu silnika na WSTECZ, należy odczekać do chwili gdy obroty silnika spadną do poziomu 15÷30% obrotów nominalnych. Przy sterowaniu automatycznym pilnuje tego UZS. Wciskamy przycisk START przez co dostarczamy powietrze rozruchowe do silnika. W początkowej fazie następuje hamowanie silnika do momentu jego zatrzymania, następnie rozpoczyna się rozruch w żądanym kierunku obrotów. Po osiągnięciu przez silnik rozruchowej prędkości obrotowej puszczamy przycisk START (w innych rozwiązaniach ustawiamy dźwignię sterującą w położenie odpowiadające rozruchowej dawce paliwa) i silnik podejmie pracę na paliwie .
Konflikt spowodowany kierunkiem płynięcia statku i kierunkiem obrotów śruby może wywołać duże wibracje kadłuba. Należy wtedy utrzymać niskie obroty silnika przez kilka pierwszych minut po rozruchu. Jeśli prędkość statku była zbyt duża gdy został podany sygnał przesterowania należy uważać ażeby nie stracić zbyt dużej ilości powietrza rozruchowego w czasie hamowania silnika. Należy ponownie podać rozkaz STOP i odczekać, aż obroty spadną do poziomu ok. 15% obrotów nominalnych i wtedy podać rozkaz rozruchu. Podczas pierwszego rozruchu włączone jest ograniczenie dawki paliwa (tzw. pierwsza dawka rozruchowa), które powinno zostać zawieszone przez wciśnięcie przycisku 79 (w pulpicie CMK), podczas ponownego rozruchu. Jeśli manewr CRASH STOP realizowany jest podczas sterowania z mostka wszelkich ograniczeń pilnuje UZS - układ zdalnego sterowania. Wykonanie tego manewru przy wciśniętym przycisku AWARYJNY RUCH zdejmuje wszystkie ograniczenia tj. hamowanie silnika odbywa się niezależnie jaka jest aktualna prędkość obrotowa silnika, ustawiona zostaje zwiększona (druga) rozruchowa dawka paliwa, wyłączony jest blok programowego obciążania, nie działa układ bezpieczeństwa.
Wykaz elementów z opisem funkcji
Wszystkie elementy są przedstawione na schematach, a ich funkcje są następujące:
1 - zawór kulowy; otwiera zasilanie całego systemu sterowania,`
2 - presostat; uruchamia alarm - niskie ciśnienie powietrza sterującego ( 5.5 kG/cm2),
3 - zawór kulowy; otwiera zasilanie poduszek powietrznych zaworów wydechowych,
4 - presostat; uruchamia alarm - wysokie ciśnienie powietrza sterującego (0.5kG/cm2) po wybraniu subtelegrafem komendy KONIEC MANEWRÓW,
6 - manometr; wskazuje ciśnienie powietrza sterującego,
7 - przełącznik magnetyczny; sygnalizuje przesterowanie rozrządu w kierunku NAPRZÓD i pozwala (zdejmuje blokadę) na dokonanie rozruchu silnika,
8 - przełącznik magnetyczny; sygnalizuje przesterowanie w kierunku WSTECZ i pozwala (zdejmuje blokadę) na dokonanie rozruchu,
9 - zawór kulowy; otwiera zasilanie do siłowników pneumatycznych przesterowania pomp paliwowych (nie pokazany na schemacie),
10 - zawór 3/2 drogowy; otwiera powietrze sterujące dla przesterowania siłowników pomp wtryskowych 13 i siłownika rozdzielacza powietrza 57 w kierunku NAPRZÓD,
11 - zawór 3/2 drogowy; otwiera powietrze sterujące dla przesterowania siłowników pomp wtryskowych 13 i siłownika rozdzielacza powietrza 57 w kierunku WSTECZ,
13 - siłowniki pneumatyczne przesterowania pomp wtryskowych,
14 i 15 zawory 3/2 drogowe; odcinają powietrze sterujące do siłownika rozdzielacza powietrza 57 po stwierdzeniu zgodności przesterowania i rozpoczęciu rozruchu, odpowiednio NAPRZÓD i WSTECZ,
16 - zawór kulowy; otwiera zasilanie układu zabezpieczeń ,
17 i 18 - presostaty załączające alarm - niskie ciśnienie powietrza układu zabezpieczeń (5.5 bar) oraz wysokie ciśnienie (0.5 bar) po komendzie KONIEC MANEWRÓW,
19 - manometr; wskazuje ciśnienie powietrza w układzie zabezpieczeń ,
20 - butla powietrza; kompensuje niestałość ciśnienia w układzie sterowania przy przesterowaniu i rozruchu silnika,
21 - odwodnienie butli (20),
23 - zawór alternatywny; sprzęga sygnały z linii start i stop ze stanowiska przysilnikowego z sygnałem stop z CMK oraz mostka, przesterowuje rozdzielacz 25,
25 - zawór 3/2 drogowy; po otrzymaniu sygnału z 23, doprowadza powietrze do siłownika zerującego listwę paliwową 45,
26 - zawór 3/2 drogowy; po otrzymaniu sygnału sterującego przepuszcza powietrze do rozdzielacza,
27 - zawór 5/2 drogowy; po otrzymaniu sygnału sterującego otwiera główny zawór rozruchowy i zawór wolnego obracania,
28 - zawór elektromagnetyczny wolnego obracania; po wzbudzeniu przez przełącznik (78) nie pozwala na otwarcie głównego zaworu rozruchowego,
29 - zawór alternatywny,
30 - zawór alternatywny,
31 - zawór alternatywny,
32 - zawór dławiąco - zwrotny; po zwolnieniu przycisku rozruchu (START) - zakończeniu rozruchu - utrzymuje jeszcze ciśnienie w magistrali przez ok. 1 sek.; ma to na celu opóźnienie odpowietrzenia zaworów rozruchowych zanim nie zostaną zwolnione (zablokowane wcześniej) pompy paliwowe - zwiększa to pewność rozruchu,
33 - zawór 3/2 drogowy; po otrzymaniu sygnału z 31 przesyła sygnały sterujące na odpowietrzenie części sterujących rozdzielaczy 117 i 27 oraz 14 i 15; kończy fazę rozruchu silnika,
37 - zawór 3/2 drogowy; po otrzymaniu sygnału rozruchu (START) z CMK lub mostka powoduje poprzez 31 przesterowanie 33 - inicjuje rozruch silnika,
38 - zawór 3/2 drogowy; po otrzymaniu sygnału zatrzymania (STOP) z CMK lub mostka, poprzez 23 powoduje przesterowanie 25 co doprowadza powietrze do cylindra siłownika 45 zerowania dawki paliwa,
40 - zawór elektromagnetyczny 3/2 drogowy; zablokowanie nadążnego systemu regulacji dawki paliwa - systemu VIT,
41 - łącznik elektryczny; daje sygnał o odłączeniu regulatora obrotów od listwy paliwowej,
42 - regulator prędkości obrotowej,
46 - łącznik elektryczny; sygnalizuje zatrzymanie silnika głównego STOP SG (zerowy index paliwa),
47 - łącznik elektryczny; zawiesza alarm z lubrykatorów kiedy wałek regulacyjny jest w pozycji "0",
49 - zawór dławiąco - zwrotny; powoduje opóźnienie sterowania siłownikiem 52 w czasie pracy systemu VIT,
50 - zawór alternatywny,
51 - manometr wskazuje ciśnienie powietrza sterującego pracą siłownika 52 w systemie VIT,
52 - siłownik pozycyjny systemu VIT; ustawia zmienny w czasie moment wtrysku paliwa w zależności od obciążenia,
53 - reduktor; ustala poziom sygnału sterującego w systemie VIT,
55 - zawór 3/2 drogowy; przesyła sygnał do 50 gdy rozdzielacz powietrza rozruchowego osiągnie krańcowe położenie NAPRZÓD,
56 - zawór 3/2 drogowy; przesyła sygnał do 50 gdy rozdzielacz powietrza rozruchowego osiągnie krańcowe położenie WSTECZ,
57 - siłownik pneumatyczny przesterowujący rozdzielacz powietrza,
58 - zawór szybkiego odpowietrzania - nie pokazany na schemacie,
59 - zawór redukcyjny; obniża ciśnienie do poziomu, który przy odłączeniu systemu VIT pozwoli na ustawienie siłownika 52 w stanie wolnym,
60 - łącznik elektryczny; daje sygnał SHUT DOWN, kiedy dźwignia nastawy obrotów jest w pozycji STOP,
61 - łącznik elektryczny; zawiesza sygnał z łącznika 60,
62 (16Y) - zawór nastawy prędkości obrotowej przy sterowaniu z CMK,
63 - zawór 3/2 drogowy; powoduje rozruch silnika po przestawieniu dźwigni sterującej w CMK w pole rozruchu,
64 - zawór 3/2 drogowy; powoduje ruch silnika po przestawieniu dźwigni sterującej w CMK w pole rozruchu ,
69 - zawór dławiąco - zwrotny; przez około 6 sek. utrzymuje ciśnienie w magistrali po przesterowaniu i rozruchu,
70 - telegraf,
73 (63Y) - manometr; wskazuje ciśnienie powietrza zasilającego w CMK (7 kG/cm2) ,
74 (78Z) - butla powietrza; kompensuje niestałość ciśnienia w układzie sterowania przy przesterowaniu i rozruchu silnika,
75 - odwodnienie butli (74),
76 - presostat; daje sygnał sterowanie z CMK,
77 - presostat; zawiesza funkcję kasowania i zawieszania alarmów z mostka przy sterowaniu z CMK,
78 - włącznik wolnego obracania ,
79 - wyłącznik ograniczenia dawki paliwa przy rozruchu,
80 - zawór 3/2 drogowy; dostarcza powietrze sterujące do CMK lub do układu sterowania z mostka,
83 - presostat; daje sygnał sterowanie z mostka ,
84 - zawór elektromagnetyczny 3/2 drogowy; zatrzymuje silnik poprzez 38, przy sterowaniu z mostka,
85 - zawór alternatywny,
86 - zawór elektromagnetyczny 3/2 drogowy; podaje sygnał przesterowania NAPRZÓD przy sterowaniu z mostka,
87 - zawór alternatywny,
88 - zawór elektromagnetyczny 3/2 drogowy; podaje sygnał przesterowania WSTECZ przy sterowaniu z mostka,
89 - zawór alternatywny,
90 - zawór elektromagnetyczny 3/2 drogowy; podaje sygnał rozruchu silnika START przy sterowaniu z mostka,
91 - zawór alternatywny,
100 - zawór 5/2 drogowy; wybór stanowiska sterowania (silnik - zdalne) na panelu PD1,
101 - zawór 3/2 drogowy; rozruch silnika START ze stanowiska przysilnikowego PD1,
102 - zawór 3/2 drogowy; zatrzymanie STOP silnika ze stanowiska przysilnikowego,
103 - zawór alternatywny,
104 - zawór dławiąco - zwrotny; utrzymuje sygnały przesterowania w trakcie przełączania stanowiska sterowania na zdalne,
105 - zawór 5/2 drogowy; podaje sygnał przesterowania do rozdzielaczy 10 i 11 podczas sterowania ze stanowiska przysilnikowego ,
106 i 107 - presostaty sygnalizujące sterowanie ze stanowiska przysilnikowego,
115 - zawór 3/2 drogowy; blokuje rozruch silnika przy zasprzęglonej obracarce,
116 - łącznik elektryczny stwierdzający odłączenie obracarki,
117 - zawór 3/2 drogowy; uzbraja rozdzielacz powietrza po rozpoczęciu rozruchu oraz przesyła sygnał do urządzenia wspomagającego booster w regulatorze prędkości obrotowej,
118 - zawór odcinający; odcina zasilanie na uzbrojenie rozdzielacza powietrza rozruchowego,
119 - łącznik elektryczny; sygnalizuje zamknięcie zaworu 118,
120 - łącznik elektryczny; sygnalizuje otwarcie głównego zaworu rozruchowego,
121- łącznik elektryczny; umożliwia komendę KONIEC MANEWRÓW kiedy główny zawór rozruchowy jest zamknięty,
122 - presostat; uniemożliwia rozruch silnika z mostka jeśli ciśnienie powietrza rozruchowego jest niższe od 15 bar,
125 - butla powietrza; kompensuje niestałość ciśnienia w układzie sterowania przy przesterowaniu i rozruchu silnika,
126 zawór kulowy; odwodnienie butli 125,
127 (YE10) - zawór elektromagnetyczny 3/2 drogowy; przepuszcza powietrze do siłowników blokujących podawanie paliwa,
128 - zawór alternatywny,
137 - zawór zwrotny; zapobiega przeciekom powietrza z zaworów wydechowych,
Oznaczenia i funkcje elementów układu zabezpieczeń od przecieków paliwa z przewodów paliwowych wysokiego ciśnienia:
129 - presostat; włącza alarm o przeciekach paliwa z przewodów paliwowych wysokiego ciśnienia,
130 - zawór 5/2 drogowy; doprowadza powietrze do siłowników blokady pomp paliwowych lub podwieszenia pomp paliwowych,
131 - zawór membranowy,
132 - zawór zwrotny; nie pozwala na cofnięcie się paliwa,
133 - zawór kulowy; odcina odpływ przez kryzę,
147 - zawór alternatywny,
148 - zawór 4/3 drogowy; włącza układ zabezpieczeń do pracy,
149 - siłowniki pneumatyczne powodujące podwieszenie pomp paliwowych,
151 -presostat; włącza alarm o zablokowaniu pompy paliwowej,
184 - zawór alternatywny.
W praktyce eksploatacyjnej można spotkać inne wersje układów zdalnego sterowania silnikami firmy MAN B&W. Przykładowe rozwiązania przedstawiono na rysunku nr 88 w części II. Oznaczenia symboli są praktycznie jednakowe na wszystkich trzech schematach.
Uwagi własne.