一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104153831 A (43)申请公布日 2014.11.19 CN 104153831 A (21)申请号 201410279173.1 (22)申请日 2014.06.23 F01D 25/36(2006.01) (71)申请人 中国船舶重工集团公司第七三研 究所 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市道里区洪湖 路 35 号 (72)发明人 戴悦 丁豹 杨帅 王永刚 樊传路 (74)专利代理机构 大庆禹奥专利事务所 23208 代理人 朱士文 杨晓梅 (54) 发明名称 一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装置 (57) 摘要 一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装。

2、 置， 其特征在于 ： 所述的盘车自动控制模块由 以下元器件组成， 高速、 流水线结构的 8051 兼 容的 CIP-51 内核， 可达 25MIPS ； 控制器局域网 CAN2.0B 控制器， 具有 32 个消息对象， 每个消息 对象有其自己的标识全速、 非侵入式的在系统调 试接口， 片内 ； 真正 12 位 C8051F040/1 或 10 位 C8051F042/3/4/5/6/7、 100ksps 的 ADC， 带 PGA 和 8 通道模拟多路开关 ； 允许高电压差分放大器输 入到 12/10 位 ADC， 60V 峰 - 峰值， 增益可编程。本 发明的有益效果是， 可实现自动和就地电。

3、动多种 方式控制盘车机的工作运行。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104153831 A CN 104153831 A 1/1 页 2 1. 一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装置， 主要由盘车自动控制模块、 盘车就地 控制模块、 离合器控制模块、 测量模块组成， 其特征在于 ： 所述的盘车自动控制模块由以下 元器件组成， 高速、 流水线结构的 8051 兼容的 CIP-51 内核， 可达 25MIPS ； 控制器局域网 CAN。

4、2.0B 控制器， 具有 32 个消息对象， 每个消息对象有其自己的标识全速、 非侵入式的在系 统调试接口， 片内 ； 真正12位C8051F040/1或10位C8051F042/3/4/5/6/7、 100ksps的ADC， 带PGA和8通道模拟多路开关 ； 允许高电压差分放大器输入到12/10位ADC， 60V 峰-峰值， 增益可编程 ； 真正 8 位 500ksps 的 ADC， 带 PGA 和 8 通道模拟多路开关 C8051F040/1/2/3 ； 两个 12 位 DAC， 具有可编程数据更新方式 C8051F040/1/2/3 ； 64KB C8051F040/1/2/3/4/5 。

5、或 32KB C8051F046/7 可在系统编程的 FLASH 存储器 ； 4352 4K+256 字节的片内 RAM ； 可寻 址 64KB 地址空间的外部数据存储器接口 ； 硬件实现的 SPI、 SMBus/I2C 和两个 UART 串行接 口 ； 5 个通用的 16 位定时器 ； 具有 6 个捕捉 / 比较模块的可编程计数器 / 定时器阵列 ； 片内 看门狗定时器、 VDD 监视器和温度传感器 ； 具有片内 VDD 监视器、 看门狗定时器和时钟振荡 器的 C8051F04x 系列器件是真正能独立工作的片上系统 ； 所有模拟和数字外设均可由用户 固件使能 / 禁止和配置 ； FLASH 。

6、存储器还具有在系统重新编程能力， 可用于非易失性数据存 储， 并允许现场更新 8051 固件 ； 所述的盘车就地控制模块主要由以下元器件组成， ABB 微断 式 SH202-B6 断路器、 ABB 接触器 AF50-30-11、 4NIC-K72-H 电源、 XCMD 行程开关、 TA75DU42 热继电器、 电流互感器 50/5A、 SA 型转换开关、 2A12B2BD 型中间继电器 ； 所述的盘车就地控 制模块具有欠电压和过电流保护。 权 利 要 求 书 CN 104153831 A 2 1/3 页 3 一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装置 0001 技术领域 ： 本发明涉及船舶设备技术。

7、领域， 尤其是指一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装 置。 0002 背景技术 ： 目前船用主汽轮齿轮机组在使用过程中为了防止发生汽轮机转子产生弯曲变形， 船在 出航前， 必须每隔 5-10min 用盘车装置盘车 ； 返航后， 汽轮机装置必须均匀地由热状态过渡 到冷状态， 所以也必须每隔 5-8min 用盘车装置盘车 ； 每次盘车应将汽轮机转子停在新位置 上， 一般相差120。 目前国内船用主汽轮齿轮机组采用电动或手动盘车方式， 劳动强度大， 操作时间长， 转子停留角度不好掌握， 汽轮机装置由热状态过渡到冷状态不均匀等缺点。 盘 车自动控制装置能有效的解决以上问题， 同时盘车自动控制装置还能实。

8、时地对机壳温度、 滑油压力和盘车电机电流进行检测， 并能按条令要求定时定位地自动控制盘车， 还具有滑 油压力及盘车电机过载保护等功能。本装置的使用严格地保证了汽轮机装置按条令使用， 减少了对轴瓦的磨损， 提高了汽轮机装置的安全性， 延长了使用寿命， 提高了汽轮机科学管 理水平， 同时也减轻了值更人员的劳动强度。 0003 发明内容 ： 本发明的目的是提供一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装置， 解决船用主汽轮齿 轮机组使用的盘车自动控制的问题。 0004 本发明的目的是以如下方式实现的 ： 一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装 置， 主要由盘车自动控制模块、 盘车就地控制模块、 离合器控制模块。

9、、 测量模块组成， 其特 征在于 ： 所述的盘车自动控制模块由以下元器件组成， 高速、 流水线结构的 8051 兼容的 CIP-51 内核， 可达 25MIPS ； 控制器局域网 CAN2.0B 控制器， 具有 32 个消息对象， 每个消息 对象有其自己的标识全速、 非侵入式的在系统调试接口， 片内 ； 真正 12 位 C8051F040/1 或 10 位 C8051F042/3/4/5/6/7、 100ksps 的 ADC， 带 PGA 和 8 通道模拟多路开关 ； 允许高电压 差分放大器输入到 12/10 位 ADC， 60V 峰 - 峰值， 增益可编程 ； 真正 8 位 500ksps 。

10、的 ADC， 带 PGA 和 8 通道模拟多路开关 C8051F040/1/2/3 ； 两个 12 位 DAC， 具有可编程数据更新方 式 C8051F040/1/2/3 ； 64KB C8051F040/1/2/3/4/5 或 32KB C8051F046/7 可在系统编程的 FLASH 存储器 ； 4352 4K+256 字节的片内 RAM ； 可寻址 64KB 地址空间的外部数据存储器接 口 ； 硬件实现的 SPI、 SMBus/I2C 和两个 UART 串行接口 ； 5 个通用的 16 位定时器 ； 具有 6 个 捕捉 / 比较模块的可编程计数器 / 定时器阵列 ； 片内看门狗定时器、。

11、 VDD 监视器和温度传感 器 ； 具有片内 VDD 监视器、 看门狗定时器和时钟振荡器的 C8051F04x 系列器件是真正能独 立工作的片上系统 ； 所有模拟和数字外设均可由用户固件使能 / 禁止和配置 ； FLASH 存储 器还具有在系统重新编程能力， 可用于非易失性数据存储， 并允许现场更新 8051 固件 ； 所 述的盘车就地控制模块主要由以下元器件组成， ABB 微断式 SH202-B6 断路器、 ABB 接触器 AF50-30-11、 4NIC-K72-H电源、 XCMD行程开关、 TA75DU42热继电器、 电流互感器50/5A、 SA型 转换开关、 2A12B2BD 型中间继。

12、电器 ； 所述的盘车就地控制模块具有欠电压和过电流保护。 0005 本发明的有益效果是， 可实现自动和就地电动多种方式控制盘车机的工作运行 ； 说 明 书 CN 104153831 A 3 2/3 页 4 主要具备如下功能， a) 检视盘车功能 ： 大轴转动转 ； b) 暖机盘车功能 ： 连续盘车， 正车盘车 5min 后倒车盘车 1min， 正、 倒车交替进行 ； c) 停机盘车功能 ： 连续盘车 1h（在 1h 内正车 5min 倒车 1min 交替进行） ； 1h 后每 5min 盘车 1 次， 每次大轴转动 120， 每次正倒转自动交替， 每盘车 10 次盘车间隔增加 1min， 当 。

13、机壳温度低于 50（可调整） 后， 停止电动滑油泵充油， 自动结束盘车 ； d) 盘车电机过载保护功能 ： 电流 6.5A， 响应时间 1s ； e) 盘车电机欠载保护功能 ： 电流 1.0A， 响应时间 1s ； f) 滑油压力低保护功能 ： 压力 0.30.02MPa， 自动中止盘车， 响应时间 1s ； g) 盘车离合器状态检查、 显示功能 ； h) 温度显示功能 ： 显示范围 0-150 2 ； i) 盘车电机电流显示功能 ： 显示范围 0-10A0.1A ； j) 装置自检功能 ； k) 部分参数设定功能 ： 根据不同汽轮机组的要求， 可改变机壳设定温度、 盘车电机电 流上限设定值和。

14、盘车电机电流下限设定值。对盘车角度可按不同装置要求重新设置 ； l) 动力油在 0.30.34Mpa, 电磁铁在通直流 220V 电源下， 可遥控电磁铁的通断实现 齿形离合器和汽轮机星轮的自动啮合与脱开。 0006 附图说明 ： 图 1 为本发明盘车自动控制模块电气原理图 ； 图 2 为本发明盘车就地控制模块电气原理图 ； 图 3 为本发明离合器控制模块电气原理图 ； 具体实施方式 ： 参照附图， 一种船用主汽轮齿轮机组盘车自动控制装置， 主要由盘车自动控制模块、 盘车就地控制模块、 离合器控制模块、 测量模块组成， 其特征在于 ： 所述的盘车自动控制模 块由以下元器件组成， 高速、 流水线结。

15、构的 8051 兼容的 CIP-51 内核， 可达 25MIPS ； 控制 器局域网 CAN2.0B 控制器， 具有 32 个消息对象， 每个消息对象有其自己的标识全速、 非侵 入式的在系统调试接口， 片内 ； 真正 12 位 C8051F040/1 或 10 位 C8051F042/3/4/5/6/7、 100ksps 的 ADC， 带 PGA 和 8 通道模拟多路开关 ； 允许高电压差分放大器输入到 12/10 位 ADC， 60V 峰 - 峰值， 增益可编程 ； 真正 8 位 500ksps 的 ADC， 带 PGA 和 8 通道模拟多路开 关 C8051F040/1/2/3 ； 两个 。

16、12 位 DAC， 具有可编程数据更新方式 C8051F040/1/2/3 ； 64KB C8051F040/1/2/3/4/5 或 32KB C8051F046/7 可在系统编程的 FLASH 存储器 ； 4352 4K+256 字节的片内 RAM ； 可寻址 64KB 地址空间的外部数据存储器接口 ； 硬件实现的 SPI、 SMBus/ I2C和两个UART串行接口 ； 5个通用的16位定时器 ； 具有6个捕捉/比较模块的可编程计数 器/定时器阵列 ； 片内看门狗定时器、 VDD监视器和温度传感器 ； 具有片内VDD监视器、 看门 狗定时器和时钟振荡器的 C8051F04x 系列器件是真正。

17、能独立工作的片上系统 ； 所有模拟和 数字外设均可由用户固件使能 / 禁止和配置 ； FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力， 可 用于非易失性数据存储， 并允许现场更新 8051 固件 ； 所述的盘车就地控制模块主要由以下 元器件组成， ABB 微断式 SH202-B6 断路器、 ABB 接触器 AF50-30-11、 4NIC-K72-H 电源、 XCMD 说 明 书 CN 104153831 A 4 3/3 页 5 行程开关、 TA75DU42热继电器、 电流互感器50/5A、 SA型转换开关、 2A12B2BD型中间继电器 ； 所述的盘车就地控制模块具有欠电压和过电流保护。 000。

18、7 实施方式一 ： 暖机盘车功能 在船起航前按下自动盘车控制装置面板上的 “暖机盘车” 按钮，“暖机盘车” 、“电机运 行” 指示灯点亮， 自动盘车控制装置控制盘车机构正车盘车 5min 后停车 30sec 后 , 继续倒 车盘车1min， 正、 停、 倒车交替进行8次， 每一次停车位置与上次停车位置相差120， 运行结 束后盘车装置停止运行， 相应指示灯熄灭。 0008 实施方式二 ： 停机盘车功能 在船停止航行后按下自动盘车控制装置面板上的 “停机盘车” 按钮， 停机盘车” 、“电机 运行” 指示灯点亮， 自动盘车控制装置控制盘车机构连续盘车 1h（在 1h 内正车 5min 倒车 1mi。

19、n 交替进行） ； 1h 后每 5min 盘车 1 次， 每次大轴转动 120， 每次正倒转自动交替， 每盘车 10 次盘车间隔增加 1min， 当机壳温度低于 50（可调整） 后， 停止电动滑油泵充油， 自动结 束盘车 ； 实施方式三 ： 遥控盘车装置离合器啮合与脱开功能 遥控盘车装置离合器啮合 ： 在通过遥控方式啮合盘车装置离合器时， 必须先给电磁铁 N 线圈通电。通电之后， 铁心 将滑阀推向右侧。打开通往油动机活塞上腔的滑油通路。油动机活塞向汽轮机方向移动， 推动齿形离合器轴杆。在该过程中， 当活塞处于极限位置时盘车装置离合器完全啮合。 0009 盘车装置离合器啮合之后， 如果 “盘车装。

20、置离合器啮合” 信号灯未点亮， 应当脱开 离合器， 接通电机 3-5s， 停机后重新啮合离合器。 0010 遥控脱开盘车装置离合器 ： 在脱开离合器之前， 盘车装置电机必须先停机， 然后反向起动电机 0.5 秒， 卸掉盘车装 置离合器齿面压力， 然后向电液操纵器电磁铁 T 送电， 通电之后铁心向左侧移动， 铁心将滑 阀推向左侧。打开通往油动机活塞下腔的滑油通路。油动机活塞向汽轮机反方向移动， 推 动齿形离合器轴杆。N控制离合器啮合的电磁铁 ； T控制离合器断开的电磁铁。 0011 离合器控制模块在满足以下条件时可以啮合离合器 ： a 主汽轮齿轮机组连锁保护取消 ； b 主汽轮齿轮机组轴系静止 ； c 盘车装置电机无转动。 0012 在满足以下条件以后， 电机控制电路允许起动电机 ： a 盘车装置离合器处于 “啮合” 或者 “脱开” 状态 ； b 电机自由轴端保护罩壳安装到位。 说 明 书 CN 104153831 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104153831 A 6 2/2 页 7 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104153831 A 7 。