Авторулевой Аист

1. Комплект приборов и основные технические данные
Авторулевой «Аист» предназначен для установки на судах, имеющих электрогидравлические рулевые машины. Авторулевой подключается к репитерной передаче гирокомпаса или дистанционного магнитного компаса.
В комплект авторулевого входят следующие приборы (см. рис.): пульт управления (ПУ), пульт следящего управления (ПСУ), переключатель пультов (10-ПП), исполнительный механизм (ИМ-1 или ИМ-2), рулевой датчик (РД). В комплект также входит набор запасных частей и приспособлений (ЗИП) и инструменты.
Пульт управления (ПУ) является основным прибором авторулевого. В нем размещены электромеханические элементы, силовые трансформаторы, усилители и другие устройства, предназначенные для выработки сигналов управления. На лицевых панелях ПУ расположены основные органы управления. Прибор ПУ устанавливается в ходовой рубке. Он обеспечивает работу авторулевого в одном из трех видов управления: автоматическом, следящем, простом.
Пульт следящего управления (ПСУ) предназначен для управления судном только в двух режимах: следящем или простом. Прибор ПСУ устанавливается в ходовой рубке (при отсутствии в комплекте прибора ПУ) или на верхнем мостике. По своей конструкции ПСУ аналогичен прибору ПУ, но в нем отсутствуют те элементы, которые предназначены для автоматического вида управления.
Переключатель пультов (10-ПП) обеспечивает переключение электрических цепей, если в комплектации авторулевого имеются два или более пульта управления (ПУ или ПСУ). Количество положений переключателя зависит от числа пультов.
Исполнительный механизм (ИМ) служит для управления электрогидравлической рулевой машиной (РМ). В зависимости от типа насоса рулевой машины применяется исполнительный механизм ИМ-1 или ИМ-2. Прибор ИМ устанавливается в румпельном отделении, на корпусе насоса.
Рулевой датчик (РД) содержит электромеханические элементы для выработки сигнала обратной связи в схеме авторулевого. Прибор РД устанавливается в румпельном отделении и имеет непосредственную механическую связь с баллером руля.
Помимо рассмотренных приборов, в комплект могут дополнительно входить: соединительный ящик (СЯ-42), предназначенный для разветвления электрических цепей, и станция электроэлементов (СЭ), которая содержит ряд устройств, обеспечивающих работу схемы.
Авторулевой «Аист» характеризуется следующими техническими данными:
1. При наличии в комплекте прибора ПУ возможны четыре вида управления: автоматический; следящий; простой и ручной. Автоматический вариант управления обеспечивается сигналом от гирокомпаса или дистанционного магнитного компаса. В этом случае судно удерживается на заданном курсе без участия человека.


В следящем режиме курсоуказатель отключается от схемы авторулевого и судном управляет человек с помощью штурвала. При переходе на простой (резервный) вид управления схема авторулевого не используется. Управление рулем производится с помощью двух клавишей, обеспечивающих включение исполнительного механизма рулевой машины. Ручной вид управления является аварийным. Он применяется в случае отказа всей схемы авторулевого. Управление рулем производится вручную посредством рукоятки, находящейся непосредственно на ИМ.
Средняя величина рыскания в автоматическом режиме (при оптимальных положениях регуляторов) составляет примерно 1° при волнении моря до 3 баллов и не превышает 3° при волнении в 5 баллов. Когда волна выше 5 баллов, авторулевой обеспечивает надежное удержание судна на курсе, но величина рыскания при этом будет более 3°.
При любом виде управления максимальный угол перекладки руля не превышает 35°. Это обеспечивается электрическими ограничителями.
Надежная работа электрической схемы авторулевого предусматривает, чтобы сопротивление изоляции было не менее 1 МОм.
2. Принцип действия авторулевого
Авторулевой не является самостоятельным прибором: его обязательно подключают к гирокомпасу или дистанционному магнитному компасу. На рисунке показана блок-схема авторулевого, поясняющая принцип его действия.

13 EMBED Word.Document.8 \s 1415В ПУ имеется переключатель S1, с помощью которого можно установить один из трех видов управления: автоматический, следящий или простой.
В автоматическом режиме вырабатываются пять сигналов, обеспечивающих удержание судна на заданном курсе. В этом режиме схема авторулевого имеет связь с гирокомпасом или дистанционным магнитным компасом. Находясь под влиянием внешних возмущений (ветер, волна, течение и т.п.), судно отклоняется от заданного курса. Задача авторулевого заключается в том, чтобы выработать сигнал, передать его на рулевое устройство судна и обеспечить удержание судна на заданном курсе. При уходе судна с курса на угол а сельсин-приемник В2 передает вращение на сельсин-трансформатор ВЗ, на выходе которого формируется основной управляющий сигнал u1 = k1
·, пропорциональный углу отклонения судна от курса. Два других управляющих сигнала вырабатываются в блоке коррекции (БК). Эти сигналы образуются на основе сигнала u1 посредством дифференцирования (u2 = k2
·') и интегрирования (u3 = k3
·adt). Сумма сигналов u1 + u2 +u3 подается на вход усилителя. Усиленный суммарный сигнал через переключатель S1.8 поступает на двигатель M1 исполнительного механизма. Двигатель M1 устанавливает определенное положение золотников рулевой машины (РМ) и обеспечивает перекладку руля на угол
·. В зависимости от типа РМ в комплект авторулевого может входить исполнительный механизм ИМ-1 или ИМ-2. В приборе ИМ-1 выходной валик имеет вращательное движение на некоторый угол
·, а в приборе ИМ-2 выходной валик совершает поступательное перемещение на некоторую величину l Величина
· (l) определяет скорость перекладки руля, т.е.
· = k
·'. С сельсина-трансформатора В5, механически связанного с двигателем M1, снимается сигнал обратной связи u5 = k5
·'. Этот сигнал служит для уменьшения автоколебаний пера руля.
Сельсин-трансформатор В6, механически связанный с рулем, вырабатывает сигнал обратной связи u4 = k4
·. Этот сигнал ограничивает угол перекладки руля и вместе с сигналом u1 обеспечивает удержание судна на заданном курсе (по закону незатухающих колебаний). Для погашения колебаний судна относительно линии заданного курса, т.е. для одерживания судна, служит сигнал и2 = k2
·'.
Все пять сигналов суммируются, причем сигналы u1 и u4 всегда в противофазе. Перекладка руля производится до тех пор, пока двигатель M1 не возвратится в исходное положение.
Для того, чтобы задать новый курс в автоматическом режиме, необходимо поворотом штурвала (угол
·) передать вращение через механический дифференциал (МД) на подвижной индекс репитера и ротор сельсина-трансформатора ВЗ
В следящем режиме (положение 2 контактов переключателя S1) гирокомпас от схемы авторулевого отключается. Основной сигнал u1 вырабатывается сельсином-трансформатором ВЗ за счет поворота штурвала вручную на угол у (и1 = к1
·). Сигналы и2 и и3 блоком коррекции не вырабатываются, так как в следящем режиме питание этого блока отключено. Сигналы и4 и и5 формируются так же, как в автоматическом режиме.
В простом режиме сигналы и1и5 не вырабатываются. Питание на двигатель M1 подается от трансформатора Т1 через кнопки S6, S7 и контакты переключателя S1.6, S1.7. В качестве запасного (аварийного) предусмотрено ручное управление золотниками рулевой машины (при обесточенном двигателе M1).
Сельсин-приемник В1 обеспечивает работу репитера курса, а сельсины В7 и В8 работу аксиометра.
В пульте управления есть аксиометр с двумя стрелками заданнного и истинного положения пера руля. Стрелка заданного положения механически связана с подвижным индексом репитера. Стрелка истинного положения устанавливается сельсином-приемником В8, который электрически связан с сельсином-датчиком руля В7 (прибор РД). Ротор сельсина В7 находится в механическом соединении с баллером руля.
В схеме авторулевого имеется звуковая сигнализация при автоматическом виде управления (в случае ухода судна с курса на угол более заданного подаётся звуковой сигнал. Величина угла, при котором срабатывает ревун, задается переключателем. Он имеет четыре фиксированных положения: сигнализация выключена; отклонение от курса 3°; отклонение от курса 6°; отклонение от курса 9°.
3. Конструкция авторулевого
Пульт управления. В комплект авторулевого входят два пульта: ПУ пульт управления, обеспечивающий три вида работы: автоматический, следящий и простой; ПСУ пульт следящего управления, с которого можно задавать два вида работы: следящий и простой.
Кроме этих пультов, на судне может быть установлен пульт простого управления (ППУ), с которого управление судном производят путем нажатия клавиш.
Внешний вид ПУ показан на рис. 6.4.
На верхней крышке ПУ расположены: 1 застек-ленное окно, через которое видны шкалы репитера гирокомпаса и аксиометра; 2, 19 световые табло, сигнализирующие о режиме работы авторулевого (в зависимости от вида управления на световом табло загорается надпись «Автомат», «Следящий» или «Прос-той»); 3 гнездо устройства согласования репитера с показаниями гирокомпаса; 4 рукоятка установки коэффициента обратной связи Kос; 5 поручень; 16 клавиши простого вида управления; 17рукоятка уста-новки величины сигнала производной; 18 переключа-тель режима работы авторулевого.
В верхней части передней панели пульта управления расположены: 15 штурвал; 6 рукоятка механического стопора, посредством которого штурвал может быть зафиксирован в любом положении; 7, 14 рукоятки потенциометров в цепи питания ламп подсветки шкал и световых табло; 13 переключатель чувствительности, имеющий два положения: «Грубо» и «Точно».
В средней части лицевой панели ПУ находятся: 9 рукоятки переключателя запуска электродвигателей насосов гидравлической рулевой машины; 8 и 12 лампы, сигнализирующие о работе насосов. Если в комплект авторулевого входит только один ИМ, то в этом случае одна из рукояток обеспечивает переключение усилителей; 11 рукоятка переключателя устройства для сигнализации об уходе судна с заданного курса; 10 кноп-ка для отключения звукового сигнала.
На рис. 6.5 представлен прибор ПУ с открытыми крышками.
Внутренний объем ПУ разделен на три отсека: 31 верхний отсек, где размещены все электромеханические элементы и трансформаторы; 26 средний отсек, в котором расположены два усилителя А1 и два БК; 27 нижний от-сек, где находятся клеммные платы.
На внутренней стороне верхней крышки расположены: 20 два трансформатора в цепи формирования Kос ; 36 переключатель видов управления, состоящий из трех отдельных частей, которые кинематически связаны между собой; 33 плата с резисторами; 22 переключатель в цепи установки Kос; 34 потенциометр для регулировки вели-чины сигнала производной; 21 35 выключатели в цепи управления рулевой машиной при работе в простом режиме. Этими выключателями управляют клавиши 16 (см. рис. 6.4); 23,32 сигнальные лампы, которые служат для подсветки табло видов управления.
На внутренней стороне средней крышки находятся: 24 переключатели, обеспечивающие включение насосов гидравлической рулевой машины; 29 переключатель в цепи сигнализации об уходе судна с курса; 25 ревун, который подает звуковой сигнал при уходе судна с курса на угол больше заданного, а также при перегрузке насосов рулевой машины; 30 лампы, сигнализирующие о работе насосов; 28 кнопка для выключения ревуна.

Рис. 6.5
В верхнем отсеке 31 размещены следующие элементы авторулевого: сельсин-приемник курса В1; сельсин-приемник курса В2; сельсин-трансформатор ВЗ; сельсин-приемник В8 истинного положения пера руля; контактное устройство S4 в цепи включения сигнализации об уходе судна с заданного курса на угол больше заданного; контактное устройство S5 в цепи сброса интегратора в нулевое положение при изменении заданного курса более чем на 10°; бленкер, сигнализирующий о подаче питания в схему рулевых указателей; лампы подсветки шкал; клеммные платы.

Исполнительный механизм и рулевой датчик. Исполнительный механизм ИМ устанавли-вается на насосе рулевой машины. Он предназначен для управления золотником рулевой машины. В зависимости от типа рулевой машины в комплект авторулевого может входить ИМ-1 или ИМ-2. Отличаются они тем, что в ИМ-1 выходной валик имеет вращательное движение, а в приборе ИМ-2 он совершает поступательное движение.
На рисунках показан прибор ИМ-1 с закрытой и открытой крышкой.
Прибор состоит из корпуса и крышки, На крышке 1 имеется рукоятка 3, предназначенная для ручного (местного) управления рулевой машиной. Выходным элементом прибора ИМ-1 является валик 2, который может поворачиваться в переделах ±30°.
Внутри прибора находятся: 6 электродвигатель типа АДП; 5 сельсин- трансформатор, с которого снимается сигнал, пропорциональный скорости перекладки руля, и 4 рулевой установи-тель, обеспечивающий возвращение валика в исходное положение.

Рулевой датчик РД конструктивно выполнен герметично. Он устанавливается в румпельном отделении и механически связан с баллером руля.
Общий вид РД с открытой крышкой представлен на рис. 6.8.
В нижней части корпуса расположен валик 1 с рычагом, который кинематически связан с баллером руля. Над рычагом расположена шкала 7 истинного положения пера руля. В верхней части корпуса находятся сальники 4 для ввода кабелей.
Внутри корпуса размещены: 2 сельсин-датчик истинного положения пера руля; 5 ограни-чительные контакты; 6 два сельсина - трансформатора, предназначенные для выработки сигнала и4 = k4
·, 3 – клеммные платы.







Рис. 6.8










4. Эксплуатация авторулевого
На рис. 6.4 (внешний вид прибора ПУ) показаны органы управления и контроля.
Авторулевой включают при помощи рукоятки 9 (левой или правой) . При этом начинает работать один из насосов рулевой машины и подается питание на все приборы авторулевого. Загорается лампа 8 или 12, сигнализирующая о работе насоса (левого или правого борта).
На верхней панели прибора ПУ расположен переключатель 18 для установки одного из трех видов режимов управления (автоматический, следящий, простой). Сигнализация о виде управления выполняется лампами 2 и 19.
Перед выходом судна в рейс следует проверить работу авторулевого в каждом из этих режимов. Сначала необходимо установить простой вид управления и выполнить следующие операции:
согласовать репитер курса с основным прибором гирокомпаса при помощи рукоятки 3;
проверить перекладку руля вправо и влево на максимальный угол (35°), нажимая клавиши 16. Контроль осуществляют по стрелке аксиометра.
Затем, установив следящий режим, поворотом штурвала 15 вправо (или влево) создают угол перекладки руля 30° (стрелка заданного положения руля) и убеждаются, что стрелка истинного положения руля приходит на тот же отсчет с точностью ±2°. Также проверяют отработку руля на максимальный угол (±35°). Вращая штурвал в обратную сторону, устанавливают руль в диаметраль-ной плоскости и проверяют работу механического стопора.
Заканчивают проверку авторулевого в автоматическом режиме. В этом виде управления необ-ходимо убедиться в нормальной работе БК. Для этого следует рукояткой 4 установить Kос = 1.
Проверку дифференцирующего узла БК выполняют в следующем порядке.
Регулятор 17 устанавливают в положение «1,0». Это обеспечивает выработку максимального сигнала и2 = к2а' На время проверки сигнал и2 = к2а' создают вращением вручную валика сельсина В2. Для этого необходимо поднять верхнюю крышку прибора ПУ, откинуть механизм, в котором расположен сельсин В2, и равномерно вращать ось сельсина, наблюдая за перемещением стрелки заданного положения руля по аксиометру. Вследствие того, что сигнал будет иметь большую величину, руль быстро перекладывается на борт, о чем будет свидетельствовать стрелка истинного положения руля, устанавливающаяся на отсчете 35°. Вращение валика сельсина В2 надо прекратить, когда заданный угол перекладки руля достигнет 15°. Сигнал и2 исчезнет, так как прекратили вращать сельсин В2, и руль должен вернуться (вместе со стрелкой истинного положения руля) на отсчет 15°.
Проверку интегрирующего узла БК выполняют так.
Регулятор производной 17 устанавливают в нулевое положение (при этом сигнал и2 не возникает). Посредством штурвала подвижный индекс в репитере смещают на угол а = 2° вправо от курсовой черты. Этим определяется заданный угол перекладки руля
· 3 = 2°. Возникает сигнал u1 = k1
·, под действием которого руль переложится на тот же угол (так как Kос =1). Но одновременно появляется сигнал u3 = k3
·adt, величина которого непрерывно возрастает, благодаря чему перекладка руля будет продолжаться в ту же сторону. Это можно заметить по аксиометру: стрелка заданного положения остается на отсчете 2°, а стрелка истинного положения будет отклоняться в сторону увеличения отсчета. Если теперь авторулевой перевести в следящий (или простой) вид управления, интегрирующий узел БК автоматически сбросится в нулевое положение, сигнал u3 станет равным нулю, а стрелка истинного положения руля возвратится на отсчет 2°, т.е. угол
·и станет равным углу
·з (стрелки аксиометра совместятся).
Во время плавания, в зависимости от состояния моря, необходимо правильно устанавливать регуляторы авторулевого.
В тихую погоду величину Кос устанавливают, как правило, меньше единицы. Оптимальное значение Kос определяют опытным путем для каждого типа судна. С усилением волнения моря коэффициент Kос рукояткой 4 уменьшают. При этом ухудшается точность авторулевого (увеличива-ется рыскание судна), но зато снижается число перекладок руля и уменьшается нагрузка на руле-вую машину. Положение регулятора 17 (сигнал производной) также зависит от погоды. При отсутствии волнения устанавливают максимальный (для данного типа судна) отсчет по шкале регулятора, а с ухудшением погоды этот отсчет уменьшают. При очень сильной качке регулятор 17 устанавливают на нулевой отсчет.
Переключатель 13, имеющий два положения («Грубо» и «Точно»), предназначен для ступенча-той регулировки величины суммарного сигнала. В хорошую погоду устанавливают положение «Точно», а в штормовую «Грубо».
В автоматическим режиме в случае отклонения судна от заданного курса подается звуковой сигнал. Величину допускаемого отклонения устанавливают переключателем 11, который имеет несколько фиксированных положений. Первое положение соответствует отключению сигнализации.
Звуковой сигнал также подается в случае перегрузки насосов рулевой машины. Для отключения этого сигнала служит кнопка 10.
На рис. 6.4 показаны потенциометры 7 и 14, предназначенные для регулировки подсветки шкал и накала сигнальных ламп.
Практические рекомендации по навигационному использованию авторулевого сводятся к следующему:
Выбор режима управления. При выходе судна из порта, при расхождении со встречными судами, при плавании в стесненных условиях судном управляет оператор (рулевой матрос) в режиме «Простой». При плавании в открытом море используется режим «Автомат».
Изменение курса судна. В режиме «Следящий» или «Простой» эту операцию выполняет матрос-рулевой. В режиме «Автомат» вращением штурвала подвижный индекс устанавливается против значения нового курса (если величина изменения курса не превышает 30°), после чего авторулевой выводит судно автоматически на новый заданный курс. Если же угол изменения курса превышает 30°, то необходимо либо выполнить описанную операцию ступенчато (в несколько приемов), либо перейти в режим «Следящий» и вывести судно на новый курс вручную.
Выбор оптимального положения регуляторов. Значение Kос для трех вариантов загрузки судна (в полном грузу, с половинной загрузкой, в балласте) определяют в тихую погоду опытным путем, исходя из того, что судно должно точно удерживаться на заданном курсе при наименьшем числе кладок руля. С увеличением Kос уменьшается угол перекладки руля при одном и том же угле рыскания судна. Обычно на судах Kос = 0,3...1,0.
Величина сигнала производной определяет точность удержания судна на курсе и быстроту возвращения его на заданный курс после отклонения. С увеличением сигнала производной увеличивается количество перекладок руля.
Регулятор «Чувствительность» устанавливают в положение «Точно» в хорошую погоду и в положение «Грубо» в плохую.
При плавании в хорошую погоду регулятор Kос устанавливают в положение, соответствую-щее определенному опытным путем для данного варианта загрузки судна, сигнал «Производной» в положение 1, а регулятор «Чувствительность» в положение «Точно».
С ухудшением погоды увеличивается число перекладок руля. Если оно превысит 400 в час, то следует начинать уменьшать сигнал «Производной». Если он уменьшен до 0, а погода ухудшается, то регулятор «Чувствительность» устанавливают в положение «Грубо». При дальнейшем увеличении количества кладок руля, что связано с продолжающимся ухудшением погоды, осуществляют уменьшение Кос.
При изменении положения регуляторов точность удержания судна на заданном курсе будет ухудшаться, поэтому необходимо изменять положение переключателя сигнализации об уходе судна с курса.








13PAGE 15


13PAGE 14615




15

Приложенные файлы

  • doc 1925802
    Размер файла: 739 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий