Тема 1.4 Классификация судовых систем автоматизированного управления 1

4.1 Классификация по иерархическому уровню Системы автоматизированного управления (САУ) судовых систем классифицируют по различным признакам, исходя из их назначения, принципа действия, динамических свойств и т.д.

Классификация систем управления судна начинается с верхнего иерархического уровня управления – автоматизированной системы управления (АСУ) судна и заканчивается нижним – локальными САУ (Рисунок 1.4).

Такая классификация учитывает не только назначение отдельных систем управления и функциональных комплексов, их информационное взаимодействие, но также подчиненность и координированность всех систем управления на судне.

Единая система управления, обеспечивающая управление всеми техническими средствами судна, представляет собой комплексную систему управления судном.

Аналогично – единая система управления, обеспечивающая управление СЭУ судна, представляет собой комплексную систему управления СЭУ или при применении дизельных ДВС – СДЭУ.

Классификация регуляторов частоты вращения СДЭУ. Приняты следующие основные принципы классификации.

По назначению и режимности работы:

-однорежимные регуляторы, которые поддерживают один скоростной режим двигателя;

-двухрежимные регуляторы, поддерживающие два скоростных режима двигателя (минимально устойчивой частоты вращения и номинальной частоты вращения);

-всережимные регуляторы, поддерживающие любой заданный скоростной режим двигателя от минимально устойчивой до номинальной частоты вращения;

-предельные регуляторы, которые включаются в работу только в случае превышения номинальной частоты вращения двигателя;

-предельные выключатели, которые останавливают двигатель путем прекращения подачи топлива (постановкой топливной рейки на нулевую подачу) при чрезмерном, опасном для двигателя увеличении частоты вращения.

По виду регуляторной характеристики. Регуляторной характеристикой называется зависимость Ne = f(n) при изменении внешней нагрузки на двигатель от нуля до максимального значения в случае управления рейки топливных насосов автоматическим регулятором и настройки регулятора на определенный скоростной режим. На Рисунок 2.17 штриховая линия 1 – внешняя характеристика номинальной мощности, а линии 2-5 – регуляторные характеристики. В зависимости от вида регуляторной характеристики различают регуляторы:

-статические, которые увеличивают поддерживаемую частоту вращения коленчатого вала двигателя при уменьшении нагрузки на двигатель (линии 2-4). Статические характеристики могут иметь различные формы. При выпуклой регуляторной характеристике 2 по мере снижения нагрузки на двигатель устойчивость режимов его работы при малых нагрузках уменьшается.

В случае вогнутой регуляторной характеристики 3 устойчивость режимов работы двигателя ухудшается с увеличением нагрузки. При прямолинейной регуляторной характеристике 4 устойчивость работы двигателя на всех нагрузках не меняется;

-астатические (5), которые поддерживают частоту вращения постоянной при любых нагрузках;

-универсальные, которые в зависимости от настройки могут работать как по статической, так и по астатической характеристике.

По типу обратных связей регуляторы классифицируются на регуляторы с жесткими и с гибкими обратными связями. Регуляторы с жесткими обратными связями осуществляют пропорциональный закон регулирования. (Прегуляторы), и их регуляторная характеристика – статическая. Регуляторы с гибкими обратными связями (чаще всего гибкие обратные связи выполняются в виде изодромного устройства) осуществляют пропорциональноинтегральный закон регулирования (ПИ-регуляторы) и их регуляторная характеристика – астатическая.

По закону регулирования. Законом регулирования называется математическая зависимость выходного воздействия регулятора на объект регулирования (перемещение рейки топливных насосов) от изменения входного сигнала, получаемого регулятором от объекта регулирования (изменение частоты вращения двигателя). В соответствии с этим различают:

-пропорциональные (П-регуляторы). Перемещение рейки топливных насосов у этих регуляторов пропорционально изменению частоты вращения двигателя;

-интегральные (И-регуляторы). Отклонение частоты вращения влияет только на скорость перемещения рейки топливных насосов;

-пропорционально-интегральные регуляторы (ПИ-регуляторы). Изменение частоты вращения влияет на величину и скорость перемещения рейки топливных насосов;

-пропорционально-дифференциальные (ПД-регуляторы). На перемещение рейки топливных насосов влияют величина и скорость изменения частоты вращения;

-пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы (ПИДрегуляторы). Перемещение рейки топливных насосов зависит от частоты вращения и от скорости ее изменения. Изменение частоты вращения влияет также на скорость перемещения регулирующего органа, т. е. рейки топливных насосов.