Разработка принципиально- конструктивной схемы регулятора частоты вращения.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Математическая модель САР является вспомогательным инструментом, используемым для проверки на устойчивость, а также для настройки регулятора на хорошее качество работы, удовлетворяющее требованиям Российского Морского Регистра Судоходства и требованиям ГОСТ [10]. Проверка качества осуществляется путем моделирования САР на ПЭВМ.

Математическая модель САР строится на базе уравнений динамики объекта- двигателя и регулятора. Свойства двигателя в этой части, по согласованию с руководителем проекта, могут быть приняты со значительными допущениями, т. е. могут быть упрощены: газотурбинный наддув, воздушные емкости.

Уравнения движения регулятора формируются на основе уравнений динамики звеньев регулятора. При этом необходимо обратиться к функциональной и принципиальной схемам. Результат решения системы уравнений звеньев регулятора полагается привести к каноническому виду: в левой части распологать члены, содержащие регулирующее воздействие- по убыванию производных; в правой- члены, содержащие входную величину, частоту вращения.

Удобной формой записи уравнений динамики является операторная форма. Она обеспечивает такжк и достаточно простой способ решения системы уравнений звеньев регулятора и САР. По виду уравнения регулятора или его передаточной функции определяется закон действия регулятора ( способ преобразования входной величины в выходную). По уравнениям объекта, двигателя и регулятора, находят уравнение движения САР, что и становится математической моделью системы.

Наконец, для того чтобы полученную модель сделать «работающей», необходимо привязать ее к свойствам системы. Для этого необходимо подобрать или расчитать коэффициенты или обосновать принятые их величины. И сточниками для обоснования коэффициентов в учебном варианте могут послужить сведения, почерпнутые из любого вида технической литературы. Этот этап разработки потребует от учащегося соответствующих навыков работы с технической литературой- справочниками, каталогами, монографиями, техническими описаниями конкретных систем.

Для целей моделирования на ПЭВМ рекомдуется использовать программу ( имя файла SAR.bas), разработанную в среде Турбо- Бейсик и установленную на компьютерах лаборатории ПЭВМ и лаборатории «Автоматика СЭУ» СМФ. Подспорьем в этой части работы будут специально разработанные методические указания [16].

Список настроечных органов системы управления и разработка технологии настройки системы управления.

На функциональной схеме необходимо стрелками указать функциональный элемент, в котором производится возможная перенастройка параметра. Полагается указать математическое обозначение параметра, который использовн в математической модели.

На принципиально-конструктивной схеме показывается орган настройки этого параметра.

Составляется список настроечных органов.

Обоснованно должен быть выбран метод настройки регулятора частоты вращения на режим, близкий к оптимальному[7, 10 ],

Произведен соответствующий расчет. Результаты расчета необходимо проверить, используя ПЭВМ и программы разработанные на кафедре. Технологию настройки необходимо подробно и лаконично описать.

Разработка методики настройки может быть выполнена для одного из узлов системы ДАУ: регулятора частоты вращения или программы пуска или программы ввода в режим, или блока оптимизации, в зависимости от согласованного задания.

Разработка технологии эксплуатации системы ДАУ и особенностей режимов автоматизированного двигателя.

Работая над составлением этого раздела, в первую очередь следует в краткой форме описать технологическую последовательность действий механика и судоводителя при реализации в первую очередь наиболее сложных, ответственных и редко встречаемых в практике операций по управлению. Затем уже, пользуясь указаниями руководителя, пологается составить описание типичных функций.

К числу наиболее ответственных операций прежде всего следует отнести переключение управления с ДПУ на местный пост в аварийной ситуации осложненной, например, падением давления масла в системе смазки или иной подобного же уровня аварией. К этой же категории относится технология восстановления управления после его блокировки как следствия аварийного превышения частоты вращения двигателя.

При описании технологий переключений управления или восстановления управления необходимо делать ссылки на схемы разработанные в проекте.

Пример, технологии переключения управления с мостика на местный пост управления (МПУ имеет наибольший приоритет) в тренажере Diesel Sim с системой ДАУ Авточиф-2:

1. Операции на МПУ:

- ответчик телеграфа устанавливается в положение заданного с мостика хода;

- ручка управления топливоподачей должна быть переставлена в положение нулевой подачи топлива, при заданной команде " Стоп";

- нажимается верхняя красная кнопка Local, ее лампочка загорается красным цветом.

2. Операции на мостике:

- на стоянке- ручка телеграфа устанавливается в положение " Стоп";

- ручка управления системы ДАУ перемещается в положение " Стоп";

- если переключение выполняется на ходу, то ручка телеграфа устанавливается в положение необходимого хода, а с местного поста управления после переключения реализуется пуск.

3. УКАЗАНИЯ К ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

Графические результаты разработки в проекте отображаются на 2-х листах ватмана 24-го формата (по ГОСТ 2.301-68) и на листах пояснительной записки (в соответствии с ГОСТами по оформлению схем, графиков и принципиально- конструктивных чертежей).

Рекомендуются выполнять схемы для выполнения на листах 24-го формата следующие (пп. 3.1 - 3.2) и в виде графиков на листах пояснительной записки (п.3.3). Схема системы (принципиальная, алгоритмическая, принципиально-конструктивная) управления двигателем и принципиальные схемы элементной базы системы.

3.1 Схема системы управления двигателем (принципиальная, алгоритмическая, принципиально- конструктивная) и принципиальные схемы элементной базы системы.

3.2 Принципиально- конструктивная схема регулятора и схема привязки системы к двигателю.

3.3 Графики программ. Статические или динамические характеристики.

Количество рисунков в пояснительной записке определяется практической потребностью- раскрыть содержание конкретной темы. Содержание графических работ при необходимости уточняет руководитель В целом онои должно соответствовать заданию.

Вопрос для творческой разработки.

Этот раздел относится к категории необезательных. Руководитель проекта выдает задание по нему как задание по научно-исследовательской или проектно- конструкторской разработке узлового раздела дипломного проекта.

Собственно задание, рекомендуемая литература, содержание графических иллюстраций и пояснительной записки определяются руководителем курсового проекта. В зависимости от сложности проекта и его объема руководитель может исключить из задания какие-то из прочих разделелов по своему усмотрению. Содержание остальных разделов также может быть увязано с темой специального вопроса.

Оформление пояснительной записки.

Пояснительная записка составляется на стандартных листах бумаги формата А4 и должна содержать:

- титульный лист, исполненый по требуемой форме (см. Приложение 1);

- бланк задания, подписанный руководителем (форма бланка- см. Приложении 2);

- оглавление;

-содержательную часть записки (в соответствии с приведенными выше рекомендациями и указаниями);

- список использованных литературных источников.

Листы пояснительной записки нумеруются, начиная с титульного (на титульном листе номер не проставляется), включая графики, таблицы, список литературы. Общий объем пояснительной записки не должен быть большим. Текст записки должен быть лаконичным, он должен однако свидетельствовать о том, что исполнитель подошел к выполнению проекта творчески.

При оформлении записки обязательно руководствоваться требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), [10]. Допускается оформление текста пояснительной записки с помощью текстовых процессоров (Лексикон, Word и др.) с распечаткой на принтере. Однако обязательным условием является самостоятельность выполнения пояснительной записки. Запрещается использовать «заготовки» текста с подстановкой «своих» числовых значений в формулы. Пояснительная записка помимо формул, графиков, таблиц, должна содержать постановочную часть, пояснения по ходу расчета, выводы и рекомендации, формулируемые учащимся самостоятельно.

При использовании стандартных компьютерных программ для выполнения расчетов, обязательным является ссылка на источник, автора программы, знание алгоритма расчеты. Обязательным является приложение к пояснительной записке распечаток результатов расчета на ЭВМ в виде таблиц или графиков.

В списке литературы не должны приводиться источники, с которыми учащийся не работал (в пояснительной записке просто отсутствуют ссылки на такие источники).

Защита курсового проекта.

К защите допускаются полностью оформленные курсовые проекты, подписанные учащимся и руководителем.

Защита производиться перед комиссией в составе членов кафедры «ДВС и АСЭУ» и руководителя проекта. Учащийся развешивает чертежи и предъявляет комиссии пояснительную записку.

Сама процедура защиты проека складывается из двух этапов:

- доклад (7-8 минут);

-ответы на вопросы членов комиссии.

План доклада следует составить заранее. Поскольку доклад краткий, то содержание его должно быть насыщено лишь главными сведениями, позволяющими судить в целом об уровне выполненной работы. Доклад учащегося призван не столько подробно изложить содержание курсового проекта, сколько показать его умение грамотно выражать свои мысли, показать свою эрудицию, знание предмета защиты, характеристику личного вклада в проекте.

При ответах на вопросы членов комиссии учащийся должен показать не только знание вопросов построения системы управления и ее технологии эксплуатации, но и убедить членов комиссии в том, что он был самостоятелен при принятии демонтсрируемых им решений. Уметь отстаивать те или иные решения в проекте, результаты расчетов. Время на ответы на вопросы членов комиссии жестко не ограничивается.

Оценка защиты складывается из следующих составляющих:

1. Полнота и качество пояснительной записки и графических иллюстраций, степень новизны разработок (использование вычислительной техники и др.).

2. Впечатление от доклада учащегося.

3. Качество ответов на вопросы.

Если по результатаме защиты становится очевидным незнание незнание учащимсясущества своего проекта в любой его части, ему проставляют неудовлетворительную оценку, назначают срок на доработку и дополнительную подготовку- с последующим назначением повторной защиты.

Защищенные курсовые проекты сдаются на хранение на кафедру (сохраняются в течение 1 года) и могут быть выданы автору по его просьбе по ходатайству руководителя дипломного проекта с разрешения начальника кафедры.

_{ПРИЛОЖЕНИЯ}

Приложение1

Оформление титульного листа пояснительной записки

Министерство транспорта российской федерации

Служба морского транспорта

Государственная морская академия

имени адмирала С.О. Макарова

Кафедра " Двигатели внутреннего сгорания и автоматика ДВС"

курсовой проект

по дисциплине " Автоматизированные системы управления судовыми энергетическими установками"

пояснительная записка

Группа М______

Исполнитель курсант (студент)___________________/ФИО/

Руководитель ________________________________/ ФИО/

Санкт-Петербург

_______200_ год

Приложение2

Бланк задания на выполнение курсового проекта

ГМА им. адм. С.О.Макарова

Кафедра ДВС и АСЭУ

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект системы ДАУ главного двигателя

Выдано курсанту (студенту)__________________________группы М-

Содержание

1. Тип судна и винта _______________________________________

2.Марка двигателя____________________________________________

3.Наименование системы ДАУ__________________________________

4.Тип регулятора частоты вращения____________________________

5.Математическая модель_____________________________________

(алгоритм, программа, САР)

6.Принципиально-конструктивная схема________________________

7.Технология настройки узла _________________________________

8.Вопрос для творческой разработки___________________________

Дата выдачи ____________ Срок защиты _____________

Подпись преподавателя______________________

Приложение 3

Литература по системам ДАУ

№	Система управления	Источники информации
1.	FAHM2-5.фирмы Jungner Jnstrument (Швеция) на судах типа " Новгород"	1.1.Попов Г.А. Дистанционное управление судовыми дизелями. Судостроение 1968.с.96-119 1.2.Петров В.П. и др. Эксплуатация автоматизированных судовых установок. Транспорт 1972.С.59-75. 1.3.Кутьин Л.И. Вопросы автоматизации судовых энергетических установок. Рекламинформбюро 1973, с.-45-78. 1.4.Бусыгин В.П., Попов Г.А. Алгоритм имитатора двигателя. ССУ, сб. научных трудов, вып.16, Рекламинформбюро 1976, с.34-39. 1.5. Бусыгин В.П., Попов Г.А. Обучение на тренажерах систем ДАУ.Мортехинформреклама, 1986, с.14-27 1.6. Тимофеев Ю.К. Система дистанционного автоматизированного управления главного двигателя судов типа " Новгород" (FAHM2-5). Учебное пособие.Мортехинформреклама, 1992
2.	USSG-1 (UZP) фирмы PKA-Meramont (Польша) на судах типа: " Профессор Щеголев", " Сестрорецк", " Николай Новиков"	2.1. Чеблаков Ю.П. Автоматизированное управление судовыми дизелями. Транспорт 1980. С.38-58. 2.2. Овсянников М.К., Петухов В.А.Судовая энергетическая установка учебно-производственного судна " Профессор Рыбалтовский". ЦРИА. Морфлот, 1982.С.48-61. 2.3. Попов Г.А. Методические указания к работам на тренажерах систем ДАУ к курсовым работам и дипломному проектирования на тему: Системы ДАУ пропульсивными установками. ЛВИМУ, 1988.С.5-12.
3.	BMS-930 (BMS-890) фирма STL (Дания) на судах типа: " Александр Фадеев", " Николай Жуков ", " Герои Панфиловцы"	3.1. см. 1.3. с.64-78 3.2. Семенов Г.А. Методические указания на тему: Штатные системы управления главными судовыми дизелями. ЛВИМУ 1990. С.4-29.
4.	Гром НПО " Аврора" (СССР) на судах типа " Александр Прокофьев"	4.1. См. 2.3. с.13- 17 4.2. См.3.2. с. 29- 35.
5.	AFD-1, AFD-3 фирмы Funkwerk Kopenik на судах типа: " Варнемюнде", " Астрахань"	5.1. См.2.1. с.84—113 5.2. См. 2.3. с. 18- 21
6.	ДАУ ГД- ВРШ фирмы KaMeWa (Швеция) на т/х " Ново-миргород"	6.1. Кутьин Л.И., Бусыгин В.П., Попов Г.А. Результаты исследования системы дистанционного управления т/х " Новомиргород". Сб. ССУ науч.-техн., вып.12. Транспорт 1974. С.184- 192 6.2. См. 2.3. с. 22-24 6.3. Попов Г.А. Системы дистанционного управления судовыми установками с ВРШ. Мортехинформреклама, 1994. С. 39- 41
7.	ДАУ ГД- ВРШ фирмы LIPS (Голландия) на судах типа " Инженер Мачульский"	7.1. Майборода В.С., Кутьин Л.И. Повышение эффективности систем ДАУ и настройка программ ограничения нагрузки двигателей " Пилстик" РС-2, работающих на ВРШ. Морфлот, серия, Тех. эксплуатация флота (экспресс-информ), вып.7 (603). 1985 с.3-30. 7.2. См.2.3. с. 25- 29 7.3. См. 6.3 с. 41-45
8.	ДАУ ГД- ВРШ фирма " KaMeWa" (Швеция) на судах типа " Стахановец Котов"	8.1. Попов Г.А., Сробов К.Е. Опыт управления силовой установкой с ВРШ т/х " Стахановец Ермоленко". Сб. ЦБНТИ №20 (568). 1983. С.3-11 8.2. Горб С.И. и др. Опыт эксплуатации и настройки ГД и ВРШ фирмы KaMeWa. ЦБНТИ вып.. №3 1985. С.21-27 8.3. Попов Г.А. Об эффективности использования установок с ВРШ. Сб. Научн. Трудов ЛВИМУ. СЭУ. 1986. С. 117-123. 8.4. См. 2.3. с. 34-39 8.5. См. 6.3. с. 23-27
9.	FAMP 2-12 ДАУ ГД- ВРШ (Швеция) на судах типа " Магнитогорск"	9.1 Попов Г.А. Система управления установкой с ВРШ. Труды ЦНИИМФ, вып 238 1978. С.184- 192 9.2. См. 2.3. с. 30-33 9.3. См.6.3 с.19-23
10.	Система ДУ двигателем RTA- Зульцер	10.1 Схема ДУ из фирменной инструкции
11.	Система ДУ двигателя МАН	11.1 Схема ДУ из фирменной инструкции
12.	Autochif-2 формы Норконтрол (Норвегия) на судах типа " Сенатор", тренажер DieselSim	12.1 Фирменная документация тренажера

Таблица разработана доцентами Поповым Г.А. и Бусыгиным В.П.

Приложение 4

Варианты вопросов для творческой разработки.

1.Сравнительный анализ функций и структуры систем ДУ двигателей, МАН, Б и В.

2. Определение (расчет) параметров элементов пневматических систем управления: пневмозадатчик, сервомотор и др.

3. Анализ и построение программ ввода в режим (разогрева) главных двигателей (на моделях тренажерах FAHM2-5 и ТУДм).

4. Сравнительный анализ систем защиты ГД от перегрузки в установках с ВФШ и ВРШ.

5. Оптимизация режимов работы установки с ВРШ (на модели системы управления ГД- ВРШ тренажера ДизельСим).

6. Определение пуско-реверсивных характеристик ГД и настройка параметров системы управления на требуемые показатели качества пуска- реверса.

7. Сравнительный анализ характеристик САР частоты вращения дизеля с регуляторами UG40-TL и PG.

8. Сравнительный анализ методов настройки САР частоты вращения судового дизеля.

1- 8 варианты предложены доцентом Г.А. Поповым.

9.Расчет оптимальных программ ввода двигателя в режим- программ разогрева двигателя.

Программы разогрева различных двигателей, которые применяются в разного типа системах дистанционного автоматизированного управления, нередко являются неоптимальными по времени и могут допускать бесконтрольную перегрузку двигателя по тепловым напряжениям.

В данном варианте предлагается выполнить расчет оптимальных программ и сравнить полученный вариант программы с тем который принят в системе ДАУ.

Для расчета может быть использована математическая модель, приведенная в литературе [2].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1..Бусыгин В.П., Г.А. Попов. Обучение на тренажерах систем ДАУ. Учебное пособие. М/В «Мортехинформ-реклама», 1986.

2. Бусыгин В.П. Выбор оптимальной программы управления главным судовым двигателем. Судостроение. 1974 №3.

3. Попов Г.А. Системы дистанционного автоматизированного управления (ДАУ) двигателями. Тексты лекций. Рекламинформбюро ММФ. М.1076.

4. Попов Г.А. Системы ДАУ пропульсивными установками с ВФШ и ВРШ. Методические указания к работам на тренажерах систем ДАУ, к курсовым работам и дипломному проектирования. ЛВИМУ.Л.1988.

5. Попов Г.А. Системы дистанционного управления судовыми установками с ВРШ. Учебное пособие. ГМА им. адм. С.О.Макарова.М. Мортехинформ-реклама.1994.

6. Семенов А.Г. Штатные системы управления главных судовых дизелей. Методические указания. ЛВИМУ. Л. 1990.

7. Сыромятников В.Ф. Наладка автоматики судовых энергетических установок. Справочник. Судостроение. 1989

8. Тимофеев Ю.К. Система дистанционного автоматизированного управления главного двигателя контейнеровоза типа «Меркур» (т/х «Художник Репин»). Методические указания. ЛВИМУ. Л.1989.

9. Тимофеев Ю.К. Алгоритмические схемы и маркировка соединительных клемм щита логики системы ДАУ «Гром», часть 1 и 2. Методические указания. ЛВИМУ. Л. 1990.

10. Исаков Л.И., Кутьин Л.И. Комплексная автоматизация судовых дизельных и газотурбинных установок. Л.Судостроение.1984.

11. Ланчуковский В.И., Козьминых А.В. Автоматизированные системы управления судовыми дизельными и газотурбинными установками. Транспорт.М.1990.

12. Горб С.И. Анализ систем автоматического регулирования частоты вращения судовых дизельных установок.Мортехинформреклама.М.1989.

13. Камкин С.В., Возницкий И.В. и др. Эксплуатация судовых дизельных установок. Учебник. Транспорт.1996

14. Овсянников М.К., Давыдов Г.А.. Тепловая напряженность судовых дизелей. Судостроение. Л.1975.

15. Штумпф Э.П.. Судовая электроника и силовая преобразовательная техника. Судостроение. С.-П.1993

16. Бусыгин В.П. Порядок работы с программой SAR. Методические указания.

Кафедра СДВС и АСЭУ ГМА им.адм.С.О.Макарова.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

2. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

2.1.Тип судна и двигателя.

2.2.Общая характеристика системы управления.

2.3. Список функций системы управления.

2.4. Особенность двигателя как объекта управления и краткое описание пуско- реверсивной системы.

2.5. Описание отдельных блоков или каналов принципиальной схемы системы управления.

2.6.Разработка структур системы ДАУ и ПРС (или схемы информационных потоков).

2.7.Разработка алгоритма функционирования системы управления.

2.8. Разработка программ пуска и ввода двигателя в режим

2.9. Схемы расположения органов управления, приборов и мнемосхем на постах и двигателе.

2.10. Разработка схемы привязки системы управления к двигателю.

2.11.Разработка принципиально- конструктивной схемы регулятора частоты вращения.

2.12. Синтез математической модели САР частоты вращения. Моделирование на ПЭВМ.

2.13.Список настроечных органов системы управления и разработка технологии настройки системы управления.

2.14. Разработка технологии эксплуатации системы ДАУ и особенностей режимов автоматизированного двигателя.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

3.1. Схема системы (принципиальная, алгоритмическая, принципиально-конструктивная) управления двигателем и принципиальные схемы элементной базы системы.

3.2. Принципиально- конструктивные схемы привязки системы к двигателю.

3.3. Графики программ, статических характеристик или динамических характеристик.

4. ВОПРОС ДЛЯ ТВОРЧЕСКОЙ РАЗРАБОТКИ.

5. ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ.

6. ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

Приложение 1- Форма титульного листа

Приложение2- Бланк задания на курсовой проект..

Список рекомендуемой литературы.

Список литературы к системам ДАУ

Варианты вопросов для творческой разработки.

[БВП1]

⇐ Предыдущая 1 2 3 45