AUTOCHIEF4精简讲义3详解.docx

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AUTOCHIEF4精简讲义3详解

AUTOCHIEF-Ⅳ型主机遥控系统

第一章系统组成

一、系统组成框图

AutoChief-Ⅳ（亦作AC-4）是微机控制的主机遥控系统，主要由驾驶台控制单元、集控室控制单元和测速装置等组成。

AutoChief-Ⅳ系统与电子调速器DGS8800e、安保装置SSU8810、车钟单元ETU、车令记录单元OPU8810等连接后组成的推进控制系统如图5-1-1所示。

图5-1-1AutoChief-Ⅳ系统组成、图5-91-1硬件结构及网络结构

二、驾驶台控制单元

驾驶台控制单元可用来进行系统的遥控操作、状态显示和参数调试。

驾驶台控制单元采用微机控制，与AC-4集控室控制单元、DGS8800e、SSU8810、OPU8810等通过20mA电流回路进行串行通讯。

驾驶台控制面板如图5-1-2所示。

（一）显示器

STARTAIRPR起动空气压力（单位为MPa）

COMMANDRPM驾驶台指令转速

ENGINGRPM主机转速

注意：

显示器是多用途的。

在正常情况下，显示器显示起动空气压力、驾驶台指令转速和主机实际转速。

在系统参数整定时，显示器显示系统参数或I/O通道参数。

三个显示器下方对应的按钮（DOWN、UP、LOWER、RAISE、ENTER等）仅在系统参数整定时使用。

（二）报警和指示LED

1、ALARM（报警）

分成安全系统报警和其它报警两部分。

其中，

SHDNONECANCEL发生了不可越控的SHUTDOMN故障（如超速、滑油失压）

SHDCANCELABLE发生了可以越控的SHUTDOMN故障

SHDACTIVESHUTDOMN正在起作用

SLDCANCELABLE发生了可以越控的SLOWDOMN故障

SLDACTIVESLOWDOMN正在起作用

SYSTEMFAILURE遥控系统自身故障

2、INDICATION（指示）

分成设定转速限制和系统状态指示两部分。

其中，

ROUGHSEALIMIT按下恶劣海况按钮，恶劣海况方式起作用时灯亮，此时主机转速被限制。

STARTSETPOINTLIMIT主机完成起动，供起动油量（正常起动或重起动）时灯亮。

SLOWTURNING主机进入慢转起动状态时灯亮。

CRASHASTERN快速倒车（将车钟手柄从正车扳至倒车或反之）时灯亮。

HANDLEMATCH转速匹配。

在进行BC／ECR转换时，若两处的车令转速信号一致，则灯亮。

（三）功能按钮

1、CANCELFUNCTIONS（取消功能）

共有8个带罩的红色按钮，实际使用5个。

其中，按下“CANCELLIMITATION”按钮后可以取消的限制包括：

（1）轮机长手动转速限制；

（2）SLOWDOWN转速限制；

（3）恶劣海况限制；

（4）慢转起动；

（5）调速器转速限制。

（实船规定：

根据船长命令，才可按“CANCELLIMITATI--ON”按钮）

2、OTHERFUNCTIONS（其它功能）

共有8个带罩的黄色按钮，实际使用4个。

其中：

ELSHAFTWARNING／RESET

轴带发电机转速保持警告／复位按钮。

将车钟手柄扳至轴带发电机最小运行转速值以下时，系统自动地使主机转速保持在轴带发电机最小转速值上（延时约1min），待柴油发电机并网后再使主机转速随车令转速下降，此时发声光报警。

②ROUGHSEA（恶劣海况）

按下按钮，可实现恶劣海况下的转速限制。

如果主机超速，系统将自动地使主机断油降速，待转速脱离超速区后自动恢复供油。

“OVERSPEED”灯在超速时会亮，但不发报警。

③COMMISLOCK

按下“COMMISLOCK”按钮，可进行参数的显示和调试。

此时，显示器“STARTAIRPR”、“COMMANDRPM”和“ENGINERPM”就分别对应“OP.CODE（或CH.NO）”、“PARAMETER”和“VALUE”。

将此按钮按下一次，LED稳定发光，显示器显示系统参数；将此按钮按下两次，LED闪光，则显示器显示I/O通道参数。

3、MISCELLANEOUS（其它）未使用。

4、COMMANDPOSITION车令位置（操纵位置）

共有8个带罩按钮，实际使用4个。

按下相应按钮，可以分别发出选择驾驶台左舷、集控室、驾驶台和驾驶台右舷操纵主机的请求。

三、集控室控制单元

集控室控制单元可用来进行操作、状态显示和参数调试，并提供控制过程的流程图显示。

集控室控制单元采用微机控制，并与驾驶台控制单元、DGS8800e、SSU8810、OPU8810等单元进行串行通讯，其硬件配置与驾驶台相似。

控制面板由模拟流程图、状态和报警显示灯（37个报警LED，46个指示LED）、按钮和数字显示器等三部分组成，如图5-2-1所示。

（一）模拟流程图

模拟流程图中共有21个LED，用来显示主机控制过程的状态流程。

其中：

STARTBLOCK起动闭锁指示灯。

该灯亮

时，在STARTFAIL／BLOCK栏下的某个LED也将发光，指示起动阻塞的具体原因。

ABOVEREVERSINGLEVEL超过换向转速指示灯。

主机换向时，此灯应熄灭。

STARTSETPOINT起动设定值（起动油量）信号指示，主机供起动油量时灯亮。

考虑到调速器和油门调节机构的动作滞后，起动油量信号在起动时就送给调速器。

起动时此灯和STARTS.V、AHEADS.V（或ASTERNS.V）灯同时开始亮，待压气/供油转换完成延时6S（可调）后熄灭。

AHEADS.V（或ASTERNS.V）

正车电磁阀（或倒车电磁阀）状态指示灯。

有正车（或倒车）车令时开始发光，待主机完成起动，转入供油稳定运行后熄灭。

STOPGOV在STOP、SHUTDOWN状态或起动中断期间调速器停止工作，此时灯亮。

CANCELLIMITERGOV取消调速器内的限制。

在重复起动、快速倒车（CRASHASTERN）等情况下灯亮。

ABOVESTARTLEVEL此灯亮意味着主机转速大于发火转速、起动结束，主机进入供油运行状态。

SETPOINTLIMITER设定转速限制起作用时灯亮，

具体原因可查看“SETPOINTLIMITTER”栏下的显示。

（二）状态和报警显示

1、STATE（状态）

用来显示系统的状态，其中：

STARTINHIBITED

主机由于“STARTFAIL/BLOCK”或“ENGINENOTREADY”栏下列出的原因导致起动失败而禁止起动，此时灯亮。

ENGINETIRPPED

主机因SHUTDOWN、OVERSPEED和EMSTOP而停车的情形下，指示灯发光。

2、SETPOINTLIMITTER（车令设定转速限制）

系统对车令设定转速的限制起作用时灯亮，其中：

MANUALRPM手动转速限制，由轮机长限制主机的最大转速。

LOADPROGRAM程序负荷

ACCELLERATION速率限制。

加速和减速速率限制各分为两段，转折点可调（一般为75%MCR转速）。

STARTSETPOINT起动转速（对应起动油量，包括正常起动和重起动油量）指示灯。

B&W主机在起动成功后进行气油转换，以起动油量获得一个稳定转速，供起动油量时间通常调整为6S。

3、STARTFAIL/BLOCK（起动失败/闭锁）

此组指示灯反映主机的起动故障情况，前三项属于起动失败，后四项属于起动闭锁（即不满足起动的准备条件，主机不能起动）。

其中：

3FAILSTARTS三次重复起动失败

STARTTOOLONG一次性起动失败（在规定的时间内未达到发火转速）

SLOWTURNINGFAIL慢转起动失败

STARTAIRPRESSLOW起动空气压力低（如低于1.5MPa）

RPMDETECTORFAIL两套测速装置均出故障，此灯亮。

测速装置1或测速装置2有故障，则由“SYSTEMFAIL”栏下的LED41、42显示。

4、ENGINENOTREADY（主机未准备就绪）

此组指示灯反映主机的备车情况，只要有一个LED发光，就禁止起动。

其中：

GOVERNORNOTCONN调节器未与燃油调节杆相连时亮，亦即机旁调速连接机构未转到“遥控”位置。

AUXBLOWERFAILUER辅助风机故障。

5、SYSTEMWARNING（系统警告）

BRIDGEPANELFAIL驾驶台AC-4控制单元有故障（如通讯错误）时灯亮。

LIMITATIONCANCELED驾驶台按下“CANCELLIMITATION”按钮后灯亮，此时转速限制（SETPOINTLIMITER）被取消，相当于应急运行。

LOADPROGRAMCANCELED驾驶台按下“CANCELLOADPROGRAM”按钮取消程序负荷，此时灯亮。

6、SYSTEMFAIL（系统故障）

RPMDET.SYSTERM1FAIL测速系统1有故障时灯亮。

RPMDET.SYSTERM2FAIL测速系统2有故障时灯亮。

SOLENOIDVALVELOOPFAIL

电磁阀（正车、倒车、停油、慢转、起动电磁阀等）回路有故障时此灯亮，此时可在集控室AC-4控制面板上选择参数OP.CODE43，然后将其“PARAMETER（参数）”调为“LF”，观察“VALUE”（数值）显示（0～9），以确定到底是哪个电磁阀有故障。

CONTROLPOSMISSING

操纵场所选择失效（包括操作错误和信号故障）。

7、STATUS／WARING（微机系统状态/警告）

共有9个LED。

（1）STATUS（系统状态显示，黄色LED）

SYST.OPERATION

系统正常工作时亮。

若不亮，则可采取以下措施：

①检查装置内部电源开关是否在“ON”位置；

②将钥匙开关转至“OPEN”位置，按下试灯按钮；

③检查“WARNING”栏下是否有LED发光；

④进行故障查找。

I/OSIMULATEI/O信号模拟。

进行模拟试验、OP.CODE的参数类型“SI”设置为“TURE”时灯亮，此时用模拟的输入输出信号代替实际信号，微机应做出和实际信号输入时相同的反应。

RECEIVE和TRANSMIT接收和发送数据指示LED，系统串行通讯正常时交替闪烁。

（2）WARING（系统警告，红色LED）

INT.POWERFAIL集控室AC-4控制单元内部电源有故障

COMMUNICATION串行通讯有故障

MEMORY内部存储器有故障

INPUT／OUTPUTI/O通道设置有问题（通常在调试期间）时亮。

FAILSAFE此灯亮表明系统因24V电源故障已停止运行。

（三）按钮和显示器

1、COMMIS（调试）

I/OCOMMIS.OP.CODE正常运行时，“I/O.OP.CODECOMMIS（49）”按钮上的LED熄灭，显示器显示系统参数（OP.CODE编号、参数类型和数值大小）。

按下按钮，LED稳定发光，显示器显示I/O通道参数（通道号、参数及数值）。

再按下此按钮，LED熄灭。

2、RESET（复位）

STARTBLOCK按下按钮，可对起动失败进行复位，可代替将驾驶台车钟手柄扳回零位的复位操作。

3、COMMANDPOS（车令位置，亦即操纵部位）

BRIDGECONTROL驾驶台控制

ENGINEROOMCONTROL集控室控制

4、TEST按钮

系统试验和试灯时使用。

5、SYSTEMOP.CODES（系统操作码）

AutoChief-Ⅳ系统的参数有两类：

系统编码参数和I/O通道参数。

系统编码参数由操作码（OP.CODE）编号、参数和数值大小三部分组成。

6、LCD显示器和钥匙开关

LCD显示器有三个，“OP.CODE”显示器用来显示操作码编号或I/O通道编号，若I/O通道编号超过99，则在末尾加“．”，表示加100，如02．＝102；“PARAMETER”显示器用来显示参数码；“VALUE”显示器用来显示参数的数值，若参数值超过4位，则利用“PARAMETER”显示器交替显示PARAMETER、VALUE的高两位或符号。

只有将钥匙开关“CHANGEKEY”放在“OPEN”位置时，才能进行参数的修改，调试结束后应将其转到“LOCK”位置。

第二章系统主要功能

一、起动

起动功能包括正常起动、重起动、重复起动和慢转起动等。

1、STARTBLOCK

在集控室，对STARTBLOCK有单独的报警显示。

在驾驶台，则用组合报警“STARTBLOCK”、“ENGINENOTREADY”和单独报警“STARTAIRPRESSURELOW”显示。

起动主机时，集控室面板上“STARTFAIL/BLOCK”和“ENGINENOTREADY”栏下应无LED发光，主机才能正常起动。

2、慢转起动（SLOWTURNING）

慢转转数通常选择为1转。

在驾驶台按下“CANCELSLOWTURNING”或“CANCELLIMITATION”按钮可取消慢转。

集控室操纵台上的“SLOWTURNING”选择按钮放在“IN”位置时有慢转功能，放在“OUT”位置则取消慢转。

集控室手动慢转起动时，最好在正倒车两个方向各慢转一圈，先正车后倒车，在慢转期间要注意观察燃油凸轮的换向占位情况。

3、重复起动

若主机第一次起动失败，则间隔6S后再次起动。

主机的第二次或第二、三次试起动为重起动。

此时，系统自动增大送至调速器的起动转速设定值，同时自动取消调速器的增压空气压力限制和转矩限制。

4、起动失败后的复位

故障排除后，将驾驶台的车钟手柄回零或在集控室AC-4面板上按下“RESETSTARTBLOCK”按钮。

5、辅助风机

驾驶台遥控时，若辅助风机有故障，主机是无法起动的。

集控室操纵时要注意：

主机起动时若辅助风机有故障，AC-4面板上的“AUXBLOWERFAILUER”发光，AC-4面板右上方指示屏（IPU001）上的“AUXBLOWERSTART”带灯按钮不亮。

此时不要手动按下该带灯按钮，以防主机发生冷爆，应在主机停车后使辅助风机正常运转，然后再起动主机。

二、停车

将驾驶台车钟手柄扳至“STOP”位置，停油电磁阀受控，停车信号送至调速器，以将燃油调节杆设为零位。

应急停车可作为正常停车的后备。

驾驶台、集控室和机旁均有“EMSTOP”功能按钮，按下此按钮，直接向SSU8810系统发送信号，使应急停车电磁阀（操纵系统中的阀127）有电，实现应急停车。

三、快速倒车（CRASHASTERN）

“CRASHASTERN”的含义是在应急状态下实现主机的快速倒车，将驾驶台车钟手柄从FULLAHEAD扳至FULLASTERN或反之，则有：

（1）驾驶台和集控室的“CRASHASTERN”指示灯将发光；

（2）停油信号送至主机；

（3）主机应急换向，随后制动空气进入主机；

（4）重起动转速设定信号和取消限制信号送至调速器；

（5）主机转速在倒车方向达到发火转速值后，进行气油转换。

注意：

在CRASHASTERN的情形下，AC-4和DGS8800e中的限制都将被取消。

四、转速设定

将车钟手柄的把手顺时针转过90°（纵向排列），可以实现无级调速。

驾驶台的转速指令可以通过集控室单元面板上的参数OP.CODE55查看。

转速指令传递的途径为：

驾驶台车钟→AC-4系统驾驶台单元→AC-4系统集控室单元→DGS8800e调速器→燃油调节杆→主机。

五、程序负荷

实船使用时，（90～100）％MCR为程序负荷区，一般分为两个区域。

如82.5r/min～98.8r/min历时15min，98.8r/min～104r/min历时30min。

出港时，将驾驶台车钟从FULLAHEAD（港内全速）档扳至MAXAHEAD（海上全速）档，加速程序负荷便自动开始，驾驶台面板上的“LOADUP”和集控室面板上的“LOADPROGRAM”指示灯亮。

待达到海上全速后，指示灯熄灭。

将驾驶台车钟从MAXAHEAD（海上全速）扳至FULLAHEAD（港内全速），减速程序负荷便自动开始。

若在减速程序负荷完成之前，将驾驶台车钟扳至小于港内全速的位置，则减速程序负荷便被自动取消。

若在减速程序负荷完成之前，将驾驶台车钟扳至MAXAHEAD位置，则加速程序负荷又被激活。

但由于转速起始值不同，故加速程序负荷时间将缩短。

在驾驶台按下“CANCELLOADPROGRAM”或“CANCELLIMITATIONS”按钮可取消程序负荷，集控室面板上的“LOADPROGRAMCANCELED”和“LIMITATIONCANCELED”指示灯将发光。

无论何时（如ns=30r/min时）驾驶台按下“CANCELLOADPROGRAME”键，集控室AC-4面板上“LOADPROGRAMECANCELED”灯都会亮。

六、故障减速限制

“SLOWDOWN”信号由SSU8810系统检测并发送到AC-4系统。

故障一旦发生，驾驶台先发预报警。

若为不可越控的SLOWDOWN故障，则主机立即减速；若为可以越控的SLOWDOWN故障，则经延时6S后主机才开始减速，在此延时内，可以进行越控操作。

SLOWDOWN减速值通常对应DEADSLOW档转速（可调）。

七、ROUGHSEA

ROUGHSEA模式的主要作用是为了在恶劣海况下避免主机因超速而故障停车（Trip）。

选择此模式后，电子调速器将在PI调节的基础上增加D调节，同时减小P增益、增大I增益，使调速器具有较大的PD作用和较小的I作用。

如果主机仍然出现超速，AC-4系统将采取“超速断油”的措施，即：

（1）一旦主机转速达到超速值，燃油将被切断，主机转速将下降；

（2）当主机转速达到复位值时（如66r/min，可调），燃油又恢复供给，主机将逐渐恢复先前的转速。

八、系统自检及试验

1、系统自检

故障发生后，微机自动执行自检程序，随后在操作面板上给出故障代码显示并产生故障报警输出。

下列故障发生，系统将发出报警：

①内部看门狗、CPU、存储器和其它电路故障；

②5V、15V和24V控制电压低压；

③驾驶台AC-4单元和集控室AC-4单元间的通讯电缆故障；

④系统和安保系统、车令打印机和报警系统间的通讯电缆故障；

⑤正车、倒车、起动和停车电磁阀的联接电缆故障；

⑥慢转电磁阀联接电缆故障；

⑦电缆故障，测速传感器信号不正常；

⑧操纵位置信号不正常或丢失。

2、系统试验

试验可用来在线检查装置的故障，且不会影响系统运行。

在ECR的试验步骤如下：

1）将钥匙开关转到“OPEN”位置。

2）按下“TEST”键，装置的微机程序版本显示5S；全部报警灯和状态显示灯同时闪亮。

3）5S后，显示部分的所有窗口（即“TEST”、“ENTER”、“RAISE”、LOWER”、“UP”、“DOWN”、“UP”、“DOWN”）将同时显示0～9的计数变化两次，随后全部报警灯和状态显示灯成对交替闪烁。

4）在两次计数后检查

全部报警灯和状态显示灯同时闪亮；

若显示器显示数字出现“1”，则是故障状态，此时可按下“ALARMACKN”键后重新试验以确认故障存在。

故障原因可参见图2－1和表2－1。

若显示器显示全为“0”，则是正常状态；

5）在线试验结束后，再次按下“TEST”键，恢复正常显示。

九、其它

1、转速保持功能

遥控状态下，若发生以下情况，主机转速应保持不变：

（1）AC4驾驶台控制单元的UPS断电（此时应转集控室控制）；

（2）转速传感器系统1或转速传感器系统2失效或转速传感器系统1、2同时失效。

AC-4用测速传感器系统2

（1），SSU-8810用测速传感器系统1

（2），两个系统通过适配卡连接。

（3）电子调速器的调节单元DGU断电；

（4）电子调速器的伺服放大单元DSU断电；

（5）电子调速器伺服电机的编码器插头松开。

2、完车FWE

主机完车后，若未关闭主起动阀（即未将止动板置于“BLOCK”位置）、未切除控制空气和安全空气（关操纵系统中的1、16及218号阀），集控室和机旁操纵台ETU板上的“FWELOOPFAILURE”及“STARTVALVENOTBLOCK”、“CONTROLAIRNOTVENTED”、“SAFETYAIRNOTVENTED”等指示灯会闪光，关闭主起动阀和切除控制空气和安全空气后，指示灯转为常亮。

第三章微机系统

一、微机系统的组成

AutoChief-Ⅳ的微机系统主要由微处理器主板、扩展I/O接口板和适配器卡、电源板、电源监视板、母板等组成。

1、微处理器主板（ProcesssorCardNN-791.10）

微处理器主板具有数据运算、存储和部分的I／O接口控制功能。

控制面板上的指示灯、按钮、LCD显示器等器件直接与主板相连。

EPROM中存放主机遥控的基本程序，如起动程序、换向程序、停车程序及供油调速控制程序等。

EEPROM中存放主机遥控的重要参数，如起动油量、发火转速、临界转速、加减速速率、最低稳定运行转速等。

2、扩展I/O接口板

扩展的I/O接口板用来负责开关量信号的输入和输出处理。

3、适配器卡（AdaptorCard）

适配器卡插装在母板上，其主要任务是完成外部I/O信号与

每一通道的适配器卡对应处理一个传感器信号，电量不同则相应的适配器卡型号也不同，模拟量适配器卡上一般还有零位和量程调节。

4、其它

电源板、内部电源故障监视板、母板、与转速传感器配套使用的转速检测接口电路板

二、I/O通道的分配

dIn=开关量输入；

I-LF＝带回路故障检测的开关量输入；

AIn＝模拟量输入；

AOUt＝模拟量输出；

dOUt＝开关量输出；

O-LF＝带回路故障检测的开关量输出；

三、通讯

系统采用全双工串行通讯。

AC4系统与机舱集中报警系统之间的信息传送采用串行通讯方式。

与驾驶台、集控室控制屏的报警信息传送则采用并行方式。

第四章系统参数及调试

AutoChief-Ⅳ系统的参数有两类：

系统编码参数（SystemParameterCodes，Op.Code）和I/O通道参数（I/OChannelParameter）。

一、系统编码参数及调试

（一）系统编码参数

系统编码参数主要用于检查和整定系统软件运行过程中各种参数的状态，也用于系统软件适配于不同控制要求的组态（如慢转起动功能就可以通过Op.Code进行选择）。

Op.Code参数分成驾驶台单元参数和集控室单元参数，两者分别在驾驶台控制面板和集控室控制面板上进行调整。

大多数Op.Code参数是可调参数，少数为只读参数。

每个可调系统编码参数的结构为：

操作码（Op.Code）、参数（Parameter）和数值（Value）。

其中，参数（Parameter）一般还包括若干个“子参数”（如P1、P2、t1、t2等），数值（Value）可以是数据或字母（如TRUE／FALS等）。

（二）OP.CODE参数调整实例

1、轮机长手动转速限制值（ManualRpmLimiter）调整该参数为集控室Op.Code