凯发国际自动化设备技术管理ppt

原创 2020-04-06 01:32  阅读

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  第十一章动力装置自动化设备的技术管理第一节船舶动力装置自动化的发展趋势一、船舶自动化的发展阶段、单个系统的自动化年代后期陆用的自动控制系统开始应用于船舶动力装置实现了某些单个系统的自动化如自动舵、自动锅炉、柴油机装置的压力、温度和液位的自动调节等。、一般自动化船舶年代初实现了集中控制室控制的一般一般自动化船舶对机舱机器实行集中控制、集中监视及摇控在机舱中设置具有隔音和空调设备的集中控制室整个机舱的动力装置只需人值班主机还可由驾驶台摇控。、机舱无人操作船从年开始发展机舱无人操作船其特点是把机舱作为一个整体实现自动化。航行时主机由驾驶室摇控取消轮机员液班及节假日值班至少能实现h机舱无人值班。轮机人员主要是进行日常的维修工作劳动条件及劳动强度大为改善经济性、安全性都有很大提高人员编制进一步缩减。、超自动化船年以后电子计算机的应用使船舶自动化程度进一步提高。电子计算机的应用已经不只局限于机舱自动化的范畴而是在导航、机舱、装卸、技术管理等各方面实现了综合自动化。在机舱方面主要是用计算机进行控制、巡回检测、记录轮机日志、故障诊断、管理系统等。在采用电子计算机的超自动化船上安全性提高经济性提高而劳动强度下降。、未来船舶:年月德国建造了两艘ldquo未来船舶rdquo。日本、英国等也着手研制自动化程度更高的ldquo智能船舶rdquo其主要特点是船员减少到~名船员不分部门编制实现机驾合一采用新材料和航天技术包括先进的信息处理、先进的软件和摇控设备实现全船综合自动化采用综合节能措施设有豪华的船员休息娱乐中心采用抛落式救生艇和其它提高安全性措施。展望未来可能在今后不多年内出现无人操作的船舶。二、自动化型式及其特点目前在机舱自动化中对机械设备的控制主要有电动自动控制、气动自动控制和液压自动控制。、电动式:利用电控制的电机、电磁离合器等来推动机械操纵手柄的电动远距离控制方式。在控制回路的信号传递、调节作用的运算功能等方面有突出优点易于实现计算机控制。但在驱动功率方面不如气动和液压管理上较麻烦。、气动式:通过电气控制装置和气压驱动机械来实现远距离操纵。其驱动功率大安装方便气动执行部件与机器操纵系统密切结合动作平稳可靠。但由于空气的可压缩性其追随性能较差。过去在主机燃控系统中曾认为电气混合式比较理想因电子程序控制器灵活、可靠且功能强而气动驱动机构又与主机起动空气系统密切结合动作平稳可靠。但近来一些厂家如Sulzer公司重新采用全气动的主机摇控系统其原因仍是气动元件的集成化在功能上的大为改善本来就有较高的可靠性。、液压式:通过电的控制装置和油压驱动机构来实现远距离控制操纵。其驱动功率大、控制性能好。但它要求有独立的动力源液压元件的控制精度高造价较贵。三、发展趋势、在系统设计方面向微机网络化方向发展过去以大型计算机为中心的综合系统由于每一系统只适用于某一船型、机型难以实现标准化、通用化经济性和可靠性都较差。采用微机网络不但可以解决这些问题而且便于建立船舶管理中心监视和贮存全船运行参数从而便于进行故障预测和诊断便于实现船队控制管理一体化。、船舶定员人数将进一步减少:为了节约船员工资费用有的公司提出船舶定员目标是人。传统的驾驶员、轮机员将由统一技术的ldquo船舶操纵员rdquo所取代。、在自动化设备功能上发展专家智能控制系统:专家智能控制系统是用计算机的智能程序mdash专家系统来代替人的部分智能活动的一种人机知识处理系统。由于船上定员减少、轮换周期缩短使船员对气象、海况、机器工况和系统的熟悉程度降低为了确保航行安全由具有高功能、高精度、高可靠性的传感器采集有关船舶运行、外界环境的全面信息经专家系统协助人们进行船舶的操纵和管理。、大量船内作业转到岸上进行随着船舶自动化程度的进一步提高和船员数量的减少岸上支援的作用会更为重要。船岸一体花管理信息系统的实现可提供广阔海域的气象和海况预报可提供出入港航线情报指导船舶运行确保船舶航行安全。机器的检修和船舶进出港作业不得不越来越多地依靠岸上支援体系。另外光纤数字传输技术和多媒体技术在船舶自动化领域的应用也非常引人注目。第二节船舶动力装置自动化的管理一、对自动化设备的要求各国船级社规范对获得不同入级附加标志的自动化船舶虽有不同的要求按基本内容是一致的。其主要要求是:、自动化系统的电气和电子设备应适应船舶的正常环境条件如不受盐雾、温度、油雾和霉菌等的影响。、所有自动化系统的各种设备应在下列环境条件下正常工作:()环境温度:机舱及主控制站:~℃驾驶室辅控制站及室内:~℃安装在有发热部件的柜(箱、台)内的电子设备在工作过程中应能承受最高温度℃而不失效在可能出现低温的地方如露天甲板等电子设备应能在低至℃的温度下正常工作。()倾斜及摇摆角度:倾斜:各方位ordm横摇plusmnordm横摇周期为s。()湿度:T﹤℃时相对湿度为~T﹥℃时相对湿度为。另外对承受振动与冲击的能力也有明确规定。、主推进机械的驾驶室摇控系统的设计应考虑到值班驾驶员不熟练掌握机器性能的情况为此应设有使机器按正确顺序和时间运行的控制程序以使其安全运行。自动化机舱中对主推进机械的控制应使主控制站的控制比驾驶室辅控制站的控制优先就地控制站的控制比主控制站的控制优先。主、辅控制站之间的控制转换应该只能在主控制站进行。就地手控转换成摇控或者转换成就地手控应该只能在就地控制站进行。几个控制站均可对机构和附属设备进行控制时在同一时间应该只能在一个站进行控制。各控制站都应设有表示某一控制站正在进行控制的指示。、控制系统及报警、安全系统应按ldquo故障安全rdquo(系指自动化系统中个别部件发生故障时系统的其它性能不变仍能可靠地进行工作)原则进行设计。ldquo故障安全rdquo的性能应该不只限于控制系统及与其配合的机械而应考虑整个装置。、烟控和自动控制系统控制的机、电设备仍应设有手动控制或在系统内设冗余的控制设施以便在摇控或自动系统失灵时能进行控制。、重要警报和非重要警报(如有时)的声响信号建议采用不同声音。光报警信号建议按其所表示的故障性质分别采用不同颜色但颜色种类要尽量少。一般红灯表示的为机、电设备故障必须立即停止或减载运行的情况而黄灯则表示可稍缓采取措施的情况。、安全系统应设置手动复位并且按安全系统起作用使某一设备停止运转时在未进行手动复位前该设备不应自动再起动。如设有越控设施以解除安全系统的某些保护动作时此设施应能防止由于疏忽而触动。当安全系统的越控设施投入工作时在有关控制站应有灯光显示。、报警、控制安全和监控系统的电缆和配线应为滞燃型。对于传输电平或信息电平信号的控制、报警、监视和安全电路的电缆应采取防干扰错似乎例如对电缆加以屏蔽或采取适当的安装方法以使外来干扰信号减少到最小的程度。、液压控制系统中应设有备用液压泵。液压泵的出口端应装有释压保护装置输出管路上应装有双联滤器滤器的布置应保证当其进行清洁时不致妨碍系统的正常工作。泵应直接自液体贮存柜吸入液体此贮存柜的容量要能容纳液压系统内所有液压液。泵吸口的布置应防止吸入空气。、气动控制系统的供气管上的减压阀和滤器并各并联设置两只。控制系统的空气应保持清洁、干燥和不含油分。、液压和气动控制管路安装或分组安装后应以倍工作压力进行密封性试验试验时所使用的介质液压控制管路应为工作液体气动空气管路应为干燥空气或氮气。二、自动化船舶故障统计机舱自动化已从机舱夜间无人化、h无人机舱等不断向低定员的超自动化方向发展。要求用保证机器的保养维修和可靠性来弥补由于削减定员而可能产生的不安全因素。因此离开机器的可靠性就无法实现超自动化船舶。为了掌握自动化船舶机器的可靠性日本海事协会(NK)对其所属自动化船的机器故障做了统计分析。其主要结论是:、自动化设备的可靠性逐年提高、对于自动化船的机器设备如能进行适当的保养维修则会维持比较稳定的故障率如图可以看出其故障和报警发生率基本稳定。、机器故障发生率如表分三种:H为故障率高多于次万小时M为中等~次万小时L为故障率低少于次万小时。故障形式又分为初期故障型和偶发故障型。、在主机自动化设备中电控制的故障率占第一位其次是空气系统。在各种传感器中温度传感器故障最多。三、船舶自动化存在的问题、交船时间拖长:在交船阶段试航时人们往往忙于主机动力系统的试验方面而自动化系统可能被忽略甚至被切除处于手动状态所以往往遗留一系列问题拖长交船时间。、无线电波的干扰:无线电波往往是引起许多计算机故障的原因因为无线电波能把存储的程序搞乱这时必须重新包程序输进去。、管理困难:由于自动化程度的提高与技术复杂要求船员对操作相当内行。目前船员的技术水平还不能满足管理要求。北欧国家在这种超自动化船上一般设有一名电子员(ElectronicOfficer)负责有关控制设备的管理与维修。、无人机舱的防火问题:随着自动化程度的提高与船舶定员的减少带来一些安全问题。据利浦保险商协会报告机舱中发生的火灾多半在无人机舱或轮机人员数量有限的情况。火灾发生的方式常常是燃油管破裂使油气充满机舱或者是由于燃油溅到高温排烟管上而无人及时发现。四、自动化机舱的管理自动化设备的功能发挥既取决于产品本身的质量也和管理人员的管理水平有关。自动化设备和系统类型很多原理各异结构复杂管理中要针对不同装置的特点有目的地进行。、自动化仪表:要定期观察自动化仪表的工作状态若有问题及时检修使之符合规定的技术标准。对已整定好的参数若有必要调整应先做好标记以便复原一旦变动必须进行重新检验。在拆开仪表后要仔细观察有些故障如断线、脱焊、元器件烧坏等通过观察就可查出。对于较深层次的故障可采取以下方法查找:()目测法:测某两点之间的电压、波形或气压等()替代法:用同型正常元件去替代有怀疑的元件观察故障能否消失()比较法:用实际测出的数据与正常值进行比较。若不了解仪表各点的正常值可用待修表与正常表进行比较找出相异的地方再进行深入分析()分割法:根据故障现象和工作原理确定出正常部分和故障部分缩小待查范围以便集中力量重点解决。、气动控制系统()定期放残:控制空气中含有的油分、水分能引起管路、阀件锈蚀加速膜片、密封圈变质导致出现控制故障因此对气源空气常用干燥剂式除湿器或制冷式除湿装置进行处理。除湿装置处、空气滤器处、控制气瓶处及所有设有放残考克的地方都要定期放残。()经常清洗空气滤器:防止铁锈等杂质进入气动仪表和控制阀件()定期查漏:严重漏泄可以听到轻微漏泄可用肥皂水查找发现漏泄及时排除()定期拆检有关阀件:拆检时发现阀件、活塞、气缸、销子、弹簧等有缺陷应消除严重磨损件应换新。更换老化变质橡胶部件和密封圈。清洁技术部件要用合适的溶剂。清洗橡胶部件要用肥皂水洗后用清水冲净再用低压空气吹干。装复时在摩擦表面涂以油脂。装好后按要求进行调整。()更换或拆装空气管时要有防污措施:拆下的管子两端要封好。新管最好要经过酸处理若没酸洗条件可用木锤敲击管子边敲边用压缩空气吹净。、液压控制系统()液压油的粘度对液压系统的运转影响很大。当油的温度在~℃以内时粘度保持在~cst范围内是比较适宜的若工作温度超过℃粘度将下降很多因此应设有冷却器若工作温度甚低或在冬季作业必须设有预热器。根据液压机械的种类和性质以及船舶航行区域的不同应选择不同型号的液压油并注意其冷却和预热。()液压系统最怕漏油和漏入空气。如有空气漏入油压系统产生噪音和震动而且空气会加速滑油的变质使油泥增加粘度增加所以要注意驱气和防止漏油。()注意液压油的过滤净化和油质检查滤器常洗在清洗滤器时注意观察滤芯和滤器底部有无磨屑洗后放气要彻底。滑油一旦变质应及时更换。()运行中经常检查油位、油温、油压倾听各部位声音观察各部位振动情况发现异常应及时查找原因予以排除。、电控和微机摇控系统()经常用试验灯按钮检查所有报警灯及时更换损坏的灯泡。经常检查电源电压及应急电瓶电压。()经常检查中间接线箱、继电器及各种接地电缆拧紧所有电线中间接线柱、保险丝插紧所有印刷板插座。()计算机系统中有些集成电路芯片不能用手触摸其片脚以免由于人体带有静电而击穿器件。贮存备用电路板时最好放在导电的泡沫塑料包装材料中使片脚间互相短路。拨下或装上印刷电路板或维修传感器时先关掉计算机的电源以免损坏印刷电路板上的器件。()焊接印刷电路板上的元件时最好切断烙铁的电源利用余热进行焊接以防烙铁漏电时损坏印刷电路板的器件。焊接要迅速要注意被焊器件的温升不能太高。()连接件与插件接触不好往往是产生故障的原因之一应仔细检查有无接触不良现象。特别强调的是不论什么型式的自动控制系统要定期进行自动mdash手动的转换操作。进行手操功能试验对有关不惟进行加油活络防止手动机构锈死。第三节机舱管理计算机系统随着计算机技术和轮机自动化程度的提高计算机在船舶上的应用范围逐渐扩大已在船舶控制、监视和管理方面普遍使用计算机。由于电子导航和卫星通信的发展已出现了船岸一体化系统。一、DMC型机舱监测报警网络系统我国自行研制生产可对主机、辅机和各种设备进行监视、测量和报警符合CCS标准经万吨级油船使用结果证明与国外同类系统相比具有较高的性能价格比。、系统结构:系统基本机构包括三套微机型号分别为A、B、C。A为系统主计算机B为现场数据采集计算机C为主机工况对比分析计算机。此外根据需要在轮机长房间或船上其它处所可安装终端机。所有检测信号均经过控制柜送入计算机。、主要功能()显示功能:在显示器上可进行数据显示、图形显示、提示信息显示、模拟指示灯板显示在键盘上还有数码显示。()报警功能:出现越限通道后可根据规定时间(报警延时可在~s内任意设定)进行报警。报警方式包括:CRT显示、打印记录、LED灯指示(不消光时为闪光)和声音报警。在驾驶台、轮机员和电机员房间、餐厅等七处设有延伸报警指示板在集控室上有延伸报警切换开关出现报警时七处报警指示板对应灯亮(呈闪烁状)s内集控台操作人员没应答驾驶台和切换开关指向的值班员房间报警音响响如min后还无反应七处延伸报警音响全响并闪光。这时除集控台外在其它处所不能消音。另外还设有气缸排烟温度偏差超过容许范围报警为了更好反映排烟温度参数在CRT上还可用柱状图显示各缸排烟温度高低。()自诊断功能:能自动诊断系统内部故障、传感器故障等并在显示器和LED灯上显示。()通讯功能:终端计算机内设有固化程序板和通讯接口板采用通用键盘开机后程序自动进行可显示机舱各种数据和信息。如接打印机也可进行报表打印。由于终端处采用了通用计算机因此除运行专用程序外还可在计算机上运行其它管理软件。DMC系统可对机舱主机、辅机和各种设备进行实时检测和报警检测容量点。它的使用操作简单接通电源后既可运行。有些功能的实现是系统自动完成的不需要操作人员的干预如对所有测量点的连续采样、数据处理、凯发国际时钟计时与各终端计算机的通信、报警点的信息显示与记录打印、消警记录打印等。有些功能是通过操作人员通过键盘实现的如消音、平光、显示的换页、打印报表、修改报警限值等。但在专用键盘上有些功能键是不直接对操作人员开放的如参数修改限值修改等使用这些键必须先输入正确的密码否则这些键不予响应这是为防止无关人员误操作而采取的防范措施。二、FAKS(FaultAvoidAnceKnowledgeSystem)计算机系统是Wartsila开发的以柴油机故障诊断专家系统为主的计算机系统用于Vasa、系列柴油机。FAKS系统具有监测、故障诊断、通信等主要功能。系统输出的核心部分是故障诊断报告。它有两个支持系统一个是WENCOM工况监测系统另一个是MAMA机器管理系统。在工况监测系统中除常规传感器外还设有几种专门的温度传感器。用装在气缸盖上的排气阀温度传感器监测各缸负荷平衡状态和气阀是否有故障。用气缸套表面温度传感器监测缸套、活塞环、活塞的故障。用主轴承表面温度传感器揭示洲轴承故障。上述测量值用微机处理。该系统赋予柴油机一定的ldquo智能化rdquo计算机屏幕显示的推论结果可明确指出故障原因。如用户还想检查一下推论结果并想知道应采取的措施则屏幕便显示眼界了哪些系统遵循了哪些经验法则需要检查哪些系统和零部件进而指示用户选择MAMA系统的有关菜单查询船上是否有备件以及怎样更换备件。该系统每min就收集传感器数据诊断一次定期显示这样一来传统的计划维修就可被代替。在MAMA管理系统中贮有柴油机的技术规格、零部件名称、运行时间、备件数量、动力装置的保养信息等。这些信息用菜单方式调用可与工况监测系统连接。FAKS系统还采用了多媒

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