無人機艙

無人值班機艙是輪機高度自動化的表現。輪機自動化是機艙內各種控制裝置的總和,它能部分或絕大部分地代替輪機管理人員,對機艙中的運行參數進行自動控制、監視、顯示、記錄和報警,以及對主要機器設備進行自動操作。

基本介紹

  • 中文名:無人機艙
  • 外文名:unattended machinery space
  • 表現輪機高度自動化
  • 特點:自動操作
  • 全稱:無人值班機艙
  • 依託:輪機自動化
  • 裝置:機艙內各種控制裝置
概述,船級符號,控制系統,

概述

無人機艙是無人值班機艙的簡稱。2002年中海貨運於江南造船廠所造的4艘“峰”字號船舶中,筆者所在的神農峰輪是4艘“峰”字號船舶最後一艘,於2003年3月率先推行無人機艙管理,各設備運行良好,各報警、自動控制、自動切換等功能動作正常。其它3艘“峰”字船舶隨後陸續實行無人機艙管理,後來所造的8艘“嘉”字號船舶毫無疑問地也實行了無人機艙。

船級符號

中國船級社(CCS):AUT-0(說明:推進裝置由駕駛室控制站遙控,機器處所包括機艙集控站(室)周期無人值班);
英國勞氏船級社(LR):UMS;
挪威船級社(DNV):E0;
德國勞氏船級社(GL):Aut-h/24;
美國船級社(ABS):ACCU;
法國船級社(BV):AUT;
日本海事協會(NK):M0;

控制系統

在輪機自動化中反饋控制系統是最基本的控制理論,反饋控制系統的作用就是把機艙中各種運行參數如溫度、壓力、液位、粘度等控制在所希望的最佳數值上。組成反饋控制系統的基本單元有:控制對象、測量單元(各種感測器)、調節單元(調節器)及執行機構(氣動薄膜或氣動活塞調節閥等)。調節器的作用規律有:雙位式、比例式、比例積分、比例微分及比例積分微分作用規律。依控制對象的特性和控制精度使用不同的作用規律。船上常見控制系統有:
1. 柴油機氣缸冷卻水(系統滑油)溫度的自動調節,小型機因流通量小,推動調節閥的力較小,故此多採用通過直接作用式溫度調節器,根據感溫元件內充注的工作介質的壓力隨溫度成比例變化的原理實現的,大型機的控制系統有氣動式和電動式,空氣缸的位移或伺服電機的正反轉控制工作介質或冷卻介質旁通閥的開度大小,設定值與偏差的大小和方向經調節器比較後輸出信號至執行機構。
2. 粘度控制系統的關鍵元件是測粘計、差壓變送器,依粘度的大小調節蒸汽閥的開度。因各產地的燃油在相同的加熱溫度下其粘度相差較大,而影響柴油機燃燒性能的是燃油的粘度大小。
3. 鍋爐的水位、蒸汽壓力自動控制,依鍋爐水位和蒸汽壓力的精確度採取不同的控制方式,燃燒自動控制系統和安全保護裝置確保鍋爐運行安全。
4. 全自動分油機的控制程式、各種報警、停機裝置保證分油機可靠、安全地工作。
5. 燃(滑)油自清洗濾器的自動控制,既保障了燃(滑)油的進機質量與數量,也同時減輕了輪機人員的勞動強度。
6. 依空氣瓶的壓力變化,通過壓力繼電器控制空壓機的自動起動、停止,模仿人工操作程式,卸載起動,停止後打開放殘閥,萬一壓力繼電器失靈時,保護空壓機有高、低壓安全閥及排氣高溫,另外,空氣瓶上有安全閥,安全閥經調整、鉛封后,船員不得隨意改變設定值。
7. 主機遙控系統,通常情況下具有以下的保護環節:程式負荷,起動油量設定,加速速率限制,排煙溫度限制,增壓空氣壓力限制,轉速設定,自動避開臨界轉速,倒車最大轉速限制,故障減速與停車,最大轉速與微速限制。主機採取計算機控制系統時,不論是開關量還是模擬量的輸入信號都經輸入通道送入A/D(模/數)轉換器,輸出有三種形式的量,用以控制電磁閥、指示燈及報警喇叭等;模擬量用以控制柴油機轉速,需要進行D/A轉換,數字量用以控制車令列印設備如車鐘記錄儀。開關量需加功率驅動器。主機起動、換向、停車等程式固化在ROM晶片上,而起動時間/起動轉速、重起動油量、掃氣壓力限制等則放在RAM晶片上,以便輪機人員必要時進行修改。計算機和船鐘信號連在一起,計算機的時間隨時鐘的拔前和拔後而變化。
8. 船舶電站自動化基本功能,包括:A.發電機組依據電站運行情況、實際負荷需要及正在運轉機組發生故障時,按預定順序自動起動備用機組,並能自動投入、自動停止故障機組;B.發電機組之間的自動並車;C.電壓與無功功率的自動調節;D.頻率(轉速)與有功功率的自動調節;E.重載詢問(投入大負荷時的自動詢問裝置,如“峰”字號船舶,當壓下壓載泵起動按鈕時,經詢問發電機組的剩餘負荷足夠起動壓載泵時才允許起動,否則,會自動起動一台備用機組,合閘、並電後壓載泵才會起動);F.綜合自動保護,如短路、過載、欠壓、欠頻、逆功率、分級卸載等。
巡迴檢測裝置是自動化機艙的重要標誌之一,其功能是代替輪機人員巡迴檢查各機器設備及所有系統的各種參數值,如溫度、壓力、液位、位移等,並自動進行檢測、記錄、顯示、報警及列印制表。現代化船舶大多數採用大型計算機系統,大型系統由主計算機系統和子計算機系統組成,子計算機系統主要由各種模擬量和開關量輸入印刷電路板所組成,其功能是:輸入各檢測點的參數及狀態,對這些信號進行初步處理,主計算機系統主要由開關量輸出、接收和傳送數據等印刷電路板所組成,其功能是:與子計算機系統之間傳遞數據,處理子計算機送入的各種數據。各參數的設定值、報警值、運行值、開關/運行狀態等都在顯示屏上顯示。設定值、報警值、報警延時等可以修改,大風浪時可延長各油、水櫃報警觸發時間。大風浪時按下大風浪模式可減少飛車的機率。
機艙里常用的感測器有:轉速、溫度、壓力、液位、流量、氧含量、二氧化碳含量、扭矩、火警探測器、主機油霧濃度監視、軸向移動報警裝置等。
實踐證明,了解和掌握無人機艙的作業系統,對我們提高大型船舶的管理水平大有好處。

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