Виды сигналов. Согласно ГОСТ 11928—65 судовые двигатели мощностью от 150 до 3000 л. с. должны быть оборудованы системой предупредительной и аварийной сигнализации с отключаемой защитой (СПАСЗО). Стандарт предусматривает обязательную подачу предупредительного сигнала по повышению температуры воды (или по перегреву головок цилиндров) и температуры масла на выходе из двигателя, по понижению давления масла в системе смазки. Аварийный сигнал с одновременным включением защиты должен подаваться по температуре воды (или перегреву головок цилиндров), по давлению масла и по разносу двигателя.
Поскольку в стандарте оговорено, что число контролируемых параметров может быть увеличено, Правила Речного Регистра РСФСР включают в перечень еще предупредительные сигналы по давлению масла в редукторе, по температуре выносных упорных подшипников, уровню воды в расширительном баке и аварийный сигнал по температуре масла на выходе из двигателя. У двигателей мощностью свыше 300 л.с. рекомендуется иметь сигнализацию по их перегрузке.
В схемах СПАСЗО предусматриваются два вида сигналов: световой и звуковой. Световой сигнал в машинном отделении бывает индивидуальным по каждому параметру, в рулевой рубке — общим, звуковой — общим по всем параметрам как в рубке, так и в машинном отделении. Звуковой сигнал делается отключаемым, так как он нужен только для привлечения внимания вахты к световому.
Если по какому-либо параметру должны подаваться как предупредительный, так и аварийный сигналы, то устанавливают два датчика с разной уставкой. Датчики могут замыкать цепи каждый своей лампы, т. е. одна из ламп будет предупредительным, другая—аварийным сигналом. Встречаются и другие варианты. Так, в схеме СПАСЗО, разработанной ЦТКБ Минречфлота РСФСР, при сработке датчика аварийного сигнала включается транзисторный мультивибратор, выдающий кратковременные импульсы на ту же лампу, цепь которой замыкается датчиком предупредительной сигнализации. В связи с этим при подаче предупредительного сигнала индивидуальная и общая красные лампы горят с постоянным накалом, при
аварийном сигнале они горят прерывисто. Так же прерывисто звучит звонок в рубке при аварийном сигнале.
Как было сказано, защита предусматривается тоже отключаемой, кроме защиты по разносу двигателя, которая должна быть неотключаемой.
ГОСТ 11928—66 предписывает питание СПАСЗО постоянным током с напряжением 24В.
Предотвращение ложных сигналов. При остановках двигателя (а у реверсивного двигателя при маневрах они могут быть частыми) давление масла понизится и появятся предупредительный, а за ним и аварийный сигналы. Для предотвращения подачи таких сигналов, называемых ложными, в схемах автоматической сигнализации предусматривают отключающий контакт. Иногда он отключает всю схему, но чаще — лишь цепи сигналов по давлению масла.
Встречаются схемы спутевым выключателем (его называют также конечным выключателем, выключателем блокировки), механически связанным с системой регулирования. Он разрывает сигнальные пепи при выключении подачи топлива и замыкает при включении подачи. Поскольку, однако, давление масла в двигателе появляется не сразу после включения подачи топлива, в схемы СПАСЗО вводят реле времени, задерживающие подключение сигнальных цепей после пуска дизеля.
На рис. 249 показан принцип блокировки датчиков давления масла в системе СПАСЗО, разработанной ЦТКБ Минречфлота РСФСР. В ней предусмотрены три датчика: РД1, РД2 и РДЗ. Два из них служат для сигнализации о падении давления в масляной системе двигателя (предупредительный и аварийный сигналы) и один — о падении давления в редукторе или реверс-редукторе (предупредительный сигнал). Датчики подключены к плюсу питания через контакт реле Р, замыкающийся после воздействия механизма регулирования на выключатель блокировки ВБ и сработки электронного реле времени, в состав которого входят конденсатор С, усилитель постоянного тока на транзисторе 77 и эмиттерный повторитель на транзисторах 72, ТЗ.
При неработающем дизеле контакт ВБ замкнут. После подключения схемы к источнику питания произойдет зарядка конденсатора С через контакт
ВБ. При замкнутом контакте В Б на базе транзистора будет отрицательный потенциал, в связи с чем Т1 откроется. Как видно из схемы, при открытом база транзистора Т2 получит положительный потенциал, следовательно, Т2 окажется закрытым. Будет закрыт и транзистор ТЗ, так как его база может иметь отрицательный потенциал лишь при открытом Т2. Это значит, что катушка реле Р обесточена, его контакт Р открыт и датчики РД не подключены.
Рис. 1. Схема электронного реле времени в цепи предотвращения ложных сигналов
Рис. 2. Предотвращение ложных сигналов с использованием тока от навесного генератора
После пуска двигателя контакт ВБ откроется и отключит конденсатор С от минуса питанпя.
Произойдет разрядка конденсатора через две параллельные одна другой цепи:
— плюс конденсатора С—стабилитрон Ст 1 — транзистор 77 (переход эмиттер — база) — диод ДЗ — резисторы R4, R5, R6 — минус конденсатора С;
— плюс конденсатора С — резистор R3 — диод ДЗ — резисторы R4, R5, R6 — минус конденсатора С.
По окончании разрядки конденсатора транзистор 77 закроется, поскольку его база получит положительный потенциал через R3. Это значит, что база транзистора Т2 будет иметь отрицательный потенциал (через R2) и Т2 откроется. Следом за ним откроется и ТЗ, в связи с чем катушка реле Р окажется под током. Реле сработает, его контакт Р подключит датчики РД.
Выдержка времени (5—25 с) зависит от продолжительности разрядки конденсатора С, которую можно регулировать потенциометром R4. Стабилитрон Ст2 предотвращает влияние на выдержку времени колебаний напряжения питания, а термистор R3 — влияние температуры.
Диод Д2 и резистор R1 образуют цепь напряжения смещения, а диод Д1 предохраняет схему от ЭДС самоиндукции катушки реле Р.
Для блокировки ложных сигналов может быть использован ток от навесного генератора (если двигатель его имеет). Так, в схеме СПАСЗО двигателей ЧСП 18/22 сигнальная цепь реле давления масла РДМ присоединяется к цепи питания через контакт РИЗ исполнительного реле РИ, а цепь катушки этого реле замыкается контактом реле времени РВ.
Если перед пуском двигателя будет подано питание на схему, лампа JICK не загорится и не будет подан звуковой сигнал (на схеме не показан), так как контакт РИЗ открыт. После пуска двигателя появится напряжение на Еыводе из генератора, т. е. в цепи катушки реле РВ (контакт РИ1 замкнут). Когда напряжение тока от генератора достигнет нужного значения, реле РВ с выдержкой Бремени замкнет свой контакт в цепи катушки реле РИ. Исполнительное реле сработает, и замкнется контакт РИЗ, подключающий сигнальную цепь с контактом РДМ. Кроме того, замкнется РИ2, шунтирующий контакт РВ. Поэтому хотя РИ1 разомкнётся и РВ обесточится, катушка реле РИ останется под током от генератора через РИ2. Если же двигатель будет остановлен, то подача тока от генератора прекратится, реле РИ отпустит и разомкнувшийся контакт РИЗ отключит сигнальную цепь.
Встречается блокировка ложных сигналов посредством реле давления в о д ы (двигатели Г60, Г70). При отсутствии давления в системе охлаждения контакт его отключает сигнальную цепь. Когда после пуска двигателя навесной насос системы охлаждения создаст нужное давление, реле сработает и подключит цепь.
Способы проверки схем. Автоматическая сигнализация освобождает обслуживающий персонал от необходимости непрерывного контроля за показаниями измерительных приборов. Более того, наличие предупредительной сигнализации часто демобилизует персонал и он не уделяет должного внимания показаниям приборов. Отсюда следует, что система автоматической сигнализации должна быть всегда исправной и ее надо периодически проверять.
Существуют два основных способа проверки исправности схем. Одна из них заключается в том, что по каждому параметру предусматриваются два световых сигнала: нормального состояния (зеленый) и аварийный (красный). Сигналы включаются так, чтобы горел только один из них: или зеленый, или красный. Если окажется, что не горят оба сигнала, то какая-то цепь неисправна.
Установить пульт с двумя световыми сигналами по каждому параметру в машинном отделении несложно. В рулевой рубке постоянно горящие зеленые лампы будут мешать видимости в ночное время, а Правила Речного Регистра РСФСР требуют возможности проверки исправности приборов сигнализации именно из рубки. Поэтому получила преимущественное распространение проверка схем изменением полярности питания с включением в сигнальные цепи диодов.
Обеспечение повторной подачи звукового сигнала. Согласно Правилам Речного Регистра РСФСР отключение звукового сигнала должно быть таким, чтобы схема была автоматически подготовлена к приему нового, повторного сигнала. Это требование имеет тот смысл, что если звуковой сигнал сработает по одному параметру и будет отключен выключателем, разрывающим цепь звонка, а затем выйдет за допустимые пределы другой параметр, то звукового сигнала не будет. Следовательно, вторая неисправность может остаться незамеченной.
Для обеспечения повторной сработки звукового сигнала после его вы ключения в ряде схем используется принцип сработки реле звукового сиг нала (РЗС) от импульса тока замыкания сигнальной цепи Все сигнальные цепи подключаются к первичной обмотке трансформатора В момент сработки любого из датчиков в ней появляется импульс тока Трансформированный импульс преобразуется электронной схемой (напри мер, с триггером Шмидта) в устойчивый ток, поступающий в РЗС. Если кнопкой отключения сигнала (КОС) на короткое время разорвать цепь вторичной обмотки трансформатора, то РЗС отпустит и по освобождении КОС снова не сработает, так как импульс замыкания уже прошел. В случае же возникновения нового импульса, т. е. замыкания другого датчика, включение РЗС повторится. Тот же результат может быть достигнут применением тиристора, управляемого импульсом тока замыкания сигнальной цепи. На рис. 3 изображен с некоторыми упрощениями участок схемы СПАСЗО, разработанной ЦТКБ Минречфлота РСФСР; в которой используется этот принцип.
Предположим, что сработает датчик температуры. Его контакт РТ замкнет цепь сигнальной лампы JJC1 и цепь зарядки конденсатора С1 (через диод Д1, резистор R3 и управляющий электрод тиристора ДЗ). Ток зарядки откроет тиристор ДЗ, в связи с чем получит питание реле Р, замыкающее свой контакт Р в цепи звонка Зв.
Для отключения звукового сигнала достаточно кнопкой Кн кратковременно разомкнуть цепь катушки реле Р. Когда кнопка Кн будет снова отпущена, тиристор ДЗ окажется закрытым, так как конденсатор С1 уже зарядился и ток через управляющий электрод тиристора не протекает. Кратковременные броски тока, образующиеся вследствие колебаний напряжения питания, будут пропускаться конденсатором СЗ, разряжающимся через R4, чем предотвращаются ложные открытия тиристора.
Рис. 3. Обеспечение повторной подачи звукового сигнала с применением управляемого тиристора
Рис. 4. Обеспечение повторной подачи звукового сигнала в схеме СПАСЗО двигателей ЧСП 18/22
После отключения кнопкой Кн звонка схема снова готова к приему звукового сигнала. В самом деле, если при замкнутом контакте РТ понизится давление масла и замкнется контакт РД, то загорится лампа J1C2 и начнет протекать ток зарядки конденсатора С2 через диод Д2, резистор R3 и управляющий электрод тиристора ДЗ. Включение звонка Зв повторится. Цепей, вырабатывающих импульс для открытия тиристора, может быть любое количество.
Автоматическая подготовка схемы к приему нового звукового сигнала может обеспечиваться включением в схему СПАСЗО специальных реле блокировки (РБ), как это показано на рис. 252. Пусть, например, повысилась температура масла. Реле РТМ замкнет цепи сигнальной лампы J1CK1 (плюс питания — ЛCK1 — РТМ — минус питания) и реле РЗС (плюс питания — РЗС — 1РБ2 — РТМ — минус питания). Реле РЗС замкнет цепь звукового сигнала Зв. Если после этого нажать кнопку КОС, то встанет под напряжение катушка 1РБ (плюс питания — КОС—IP Б—РТМ — минус питания),контакт 1РБ2 разомкнётся, разрывая цепь катушки РЗС. Следовательно, контакт РЗС откроется и выключит Зв. Так как контакт 1РБ1 замкнулся и подключил катушку 1РБ к плюсу питания помимо КОС, то кнопка КОС может быть отпущена.
Предположим, что после отключения звукового сигнала сработал датчик РДМ. Цепь РЗС замкнется снова (плюс питания — катушка РЗС—2РБ2— РДМ — минус питания) и звуковой сигнал включится повторно. Такая возможность обеспечена тем, что РЗС отключается контактами индивидуальных реле блокировки каждый раз лишь от цепи одного из датчиков.