Авторулевые. Пульт управления

1. Авторулевые

2. Авторулевой-

Автоматический рулевой так же, как и приборы,
работает от основного прибора гирокомпаса, предназначенный для
автоматического управления судовым рулевым приводом и следовательно,
автоматически, без участия рулевого матроса, удерживающий судно на заданном
курсе. Авторулевой также производит повороты и изменения курса на заданную
величину. В соответствии с полученным от датчика авторулевого сигналом рулевой
привод совершает перекладку руля на определенный угол в сторону,
противоположную уходу судна с курса. Как только судно начнет возвращаться на
заданный курс, авторулевой отведёт руль, затем, удерживая его, переложит руль в
противоположную сторону. Основной режим работы авторулевого автоматический.
Обычно в нормальных условиях плавания судно рыскает вправо и влево на одно и
то же число градусов. Но в других условиях плавания бывают случаи
несимметричного рысканья. Так, в штормовую погоду при качке на волнении, когда
судно постоянно рыскает в каждую сторону на разное число градусов, у
авторулевого предусмотрена регулировка его чувствительности на изменение
курса от рысканья. Подобная регулировка позволяет судну в штормовую погоду
совершать небольшие отклонения от курса. Наиболее распространенный тип
авторулевого, устанавливаемого на судах среднего и крупного тоннажа, автоматический бесконтактный рулевой (АБР). Основной прибор АБР - пульт
управления - устанавливается в рулевой рубке.

3. Пульт управления

содержит все
основные элементы автоматического
устройства и регулирования. На
верхней крышке в центре пульта
расположен репитер гирокомпаса 4 и
аксиометр 5 заданного положения
руля. Слева расположены
переключатель видов управления 2 с
двумя положениями "Автомат" и
"Следящее" и рукоятка регулятора
чувствительности /, справа-рукоятка
регулятора тахометра 6,1. Кроме того,
на крышке пульта находятся две
сигнальные лампы 3 показывающие
режим работы авторулевого. Спереди
пульта имеется штурвал 7,
предназначенный для перекладки руля
при работе авторулевого в следящем
режиме и для управления изменением
курса при работе в режиме
автоматического управления.

4.

в комплект авторулевых типа абр входят два выносных поста управления (впу),
которые устанавливаются на крыльях мостика. впу дают возможность
непосредственно с мостика осуществлять резкие повороты судна в случае
необходимости. после прекращения действия впу судно автоматически выходит на
ранее заданный курс.
Автоматические рулевые имеют ряд преимуществ по сравнению с ручным
управлением. Авторулевой обеспечивает более точное удержание на курсе в
различных условиях плавания и уменьшает величину и число перекладок
руля, что дает заметное сокращение пути. Авторулевые значительно
облегчают труд матросов.
В последнее время на транспортных судах устанавливают авторулевые новых типов:
АРМ-2 для малых и АТР для средне- и крупнотоннажных транспортных судов.
Все системы автоматического управления курсом судна, построенные на базе
отечественных авторулевых АР, АТР, "Аист", работают в режиме стабилизации судна
на заданном прямом курсе. По мере развития и совершенствования методов
программированного плавания эти же авторулевые могут быть использованы для
обеспечения работы систем автоматического управления курсом судна в режиме
слежения, когда судно не только следует заданным прямым курсом, но и
автоматически выходит в расчетное время на новый заданный курс, совершая
переход с одного курса на другой с заданной угловой скоростью поворота.
Авторулевые АР, АТР предназначены для работы в комплексе с гирокомпасами типа
«Курс» и гироазимут-компасами "Вега", а авторулевые "Аист" также и с
гирокомпасами "Амур". Авторулевые АР, АТР и "Аист" устанавливаются на вновь
строящихся судах. Они имеют комбинированный пульт управления, совмещающий
схемы автоматического и штатного управления. Все приборы, входящие в комплект
авторулевых, имеют постоянную готовность к работе и рассчитаны на непрерывную
эксплуатацию в течение плавания любой продолжительности.

5.

Сигнал внутренней отрицательной обратной связи останавливает перекладку
руля, а затем возвращает руль в среднее положение. Сигнал, пропорциональный
ско скорости поворота судна, повышает чувствительность авторулевого при
отклонении судна от заданного курса и обеспечивает сдерживание при
возвращении на заданный курс.
Системы автоматического управления курсом удерживают судно на прямом
заданном курсе в любую погоду при скорости хода более 5 узлов, а также позволяют изменять заданный курс при введении градусной поправки.
При правильной настройке авторулевой позволяет'экономить до 3% ходового
времени за счет более точного удержания судна на заданном курсе и уменьшения
тормозящего действия корпуса и руля; углы перекладки руля при автоматическом
управлении на 20—30% меньше, чем при ручном.В системе предусмотрены три
режима управления: простой, следящий и автоматический. Следящее управление
и ввод градусных поправок к заданному курсу осуществляются поворотом
штурвала, а простое дистанционное управление — путем нажатия специальных
клавиш.
В авторулевом предусмотрен автоматический возврат штурвала в нулевое
положение при следящем режиме, что облегчает управление судном вручную.
При эксплуатации системы АТР в режимах «следящий» и «простой»
рекомендуется запускать оба насоса рулевого привода, что увеличивает скорость
перекладки руля и повышает надежность рулевого управления.
При работе в режиме «Автомат» следует периодически переключать систему с
одного насоса на другой для равномерной эксплуатации оборудования.
Питание авторулевого осуществляется от преобразователя гирокомпаса.
Электродвигатель исполнительного механизма работает на постоянном токе
110/220 в, потребляемая мощность, порядка 300 вт.

6. Устройство авторулевых.

УСТРОЙСТВО АВТОРУЛЕВЫХ.
САУ курсом судна состоит из прибора управления (ПУ), который обычно называется авторулевым,
рулевого привода (РП) с управляющим органом — рулем, судна как объекта регулирования (ОР), а
также внутренней (OC1) и внешней (ОС3) обратных связей (рис. 5.18).
Прибор управления системы представляет собой вычислительное устройство,
построенное на электромеханических и электронных элементах и вырабатывающее
сигналы управления, пропорциональные по величине углу и угловой скорости отклонения
судна от заданного курса. В отечественных авторулевых, кроме того, имеется
интегрирующее устройство, вырабатывающее сигнал, устраняющий снос судна при
несимметричном рыскании.
На пульте управления авторулевого
размещаются все необходимые органы
настройки, контроля и управления системы.
На большинстве современных судов в
качестве рулевого привода используются
электрогидравлические рулевые машины,
обеспечивающие перекладку руля со
скоростью примерно 2,5—3 град/сек.
При одновременном включении насосов
левого и правого бортов скорость
перекладки руля увеличивается до 5
град/сек, что- положительно влияет на
управляемость судна, особенно на малом
ходу.

7.

Внутренняя обратная связь в системе осуществляется с помощью устройства, механически
связанного с баллером руля и вырабатывающего электрический сигнал, пропорциональный углу
поворота руля.
Внешняя обратная связь обеспечивается гирокомпасом, который преобразует изменение курса судна
в угол поворота сельсина-датчика курса, связанного с сельсином-приемником в авторулевом.
Все существующие системы автоматического управления курсом судна, независимо от конструкции
отдельных звеньев, работают по принципу отклонения, т. е. в авторулевом непрерывно
сравниваются фактическое и заданное значения курса и вырабатывается сигнал управления. Под
действием этого сигнала рулевой привод перекладывает руль и возвращает судно к заданному курсу.
Сигнал внутренней отрицательной обратной связи останавливает перекладку руля, а затем
возвращает руль в среднее положение. Сигнал, пропорциональный скорости поворота судна,
повышает чувствительность авторулевого при отклонении судна от заданного курса и обеспечивает
сдерживание при возвращении на заданный курс.
Системы автоматического управления курсом удерживают судно на прямом заданном курсе в любую
погоду при скорости хода более 5 узлов, а также позволяют изменять заданный курс при введении
градусной поправки.
При правильной настройке авторулевой позволяет экономить до 3% ходового времени за счет более
точного удержания судна на заданном курсе и уменьшения тормозящего действия корпуса и руля;
углы перекладки руля при автоматическом управлении на 20—30% меньше, чем при ручном.
Современные авторулевые обеспечивают:
Автоматическое ведение судна по заданному курсу в течение морских переходов любой
продолжительности при любой погоде (авторулевой не рассчитан на работу при движении судна на
заднем ходу); управление рулевым приводом в зависимости от угла и скорости ухода судна с курса;
автоматическое устранение сноса судна, вызванного несимметричным рысканием под действием
ветра, волнения и других причин (кроме АРМ-2); изменение курса судна при автоматическом
управлении на любую величину; управление рулевым приводом вручную, пользуясь штурвалом
следящего управления (кроме АРМ-2); изменение курса судна при помощи выносных постов
управления в случае внезапного появления опасности (в некоторых комплектациях АБР и АР).
Автоматические бесконтактные авторулевые АБР и АР наиболее широко используются в настоящее
время на транспортных судах. Принципиальные схемы этих приборов аналогичны. Авторулевые АБР
предназначаются для установки на судах, находящихся в эксплуатации либо построенных за
рубежом, тогда как авторулевой АР устанавливается на вновь строящихся отечественных судах.

8.

Эксплуатация авторулевых.
Качества работы системы автоматического управления курсом зависит прежде всего от динамических свойств
управляемости судна как объекта регулирования, от состояния погоды и выбора параметров настройки авторулевого.
Поэтому однотипные авторулевые, установленные на разнотипных судах, будут, как правило, работать по-разному. Этим з
основном и объясняется тот факт, что до настоящего времени не существует каких-либо единых таблиц или графиков,
позволяющих определять оптимальные значения параметров настройки авторулевого на судне при изменении условий
эксплуатации. Исследования и опыт эксплуатации показали, что настройку авторулевого следует менять в случае:
изменения загрузки судна (порожнем, в балласте, с полным грузом); изменения скорости хода (полный, средний, малый
ход); изменения погоды.
При этом необходимо руководствоваться следующими общими положениями:
подбирать параметры настройки авторулевого так, чтобы судно удерживалось на заданном курсе при минимальных углах
перекладки руля;
не следует стремиться уменьшать величину рыскания судна на волнении :.путем повышения чувствительности
авторулевого, так как при этом резко возрастает количество перекладок руля;
при большом количестве перекладок руля (более 400 в ч) точность удержания судна на курсе не повышается. Это приводи
лишь к ускоренному износу рулевого устройства и потере полезной мощности силовой установки судна.
Для настройки авторулевых АБР, АР и АТР в процессе эксплуатации предусмотрена регулировка трех параметров,
которыми обеспечивается стабильное качество работы системы при изменении условий плавания судна.
Выбор величины КОС для каждого конкретного судна производится во время приемосдаточных испытаний авторулевого.
Для судов морского транспортного флота, как показал опыт эксплуатации, величина КОС устанавливается в пределах от 0,
до 0,8. При увеличении загрузки судна КОС следует уменьшать.
Вторым регулируемым параметром является коэффициент сигнала тахогенератора K ТГ определяющий крутизну его
характеристики. Для повышения чувствительности авторулевого в тихую, погоду K ТГ следует увеличивать, поворачивая
рукоятку «СИГНАЛ ТАХОГЕНЕРАТОРА» в сторону «Больше». При этом точность удержания судна на курсе повышается.
Регулятор «ГРУБО — ТОЧНО» меняет коэффициент усиления всей системы. Рукоятку регулятора устанавливают в
положение «Грубо» при свежей погоде, когда уменьшение чувствительности регулятором тахогенератора оказывается
недостаточным.
Нормальная работа авторулевого обеспечивается при. отклонении напряжения судовой сети не более чем на ±10% и
частоты на ±5% от номинальных значений.
Производить какие-либо изменения в монтажной схеме любого авторулевого, а также разбирать его на судне с целью
изучения нельзя, так как это нарушает заводскую настройку прибора.
При обнаружении заводских дефектов, а также при выходе авторулевого из строя, необходимо произвести осмотр,
составить акт и, придя в порт, вызвать представителя базовой электрорадионавигационной камеры.

9. СХЕМА РАБОТЫ АВТОРУЛЕВОГО.

а -судно на заданном курсе;
б -судно отклонилось вправо от
курса;
в -руль отклонился влево, чтобы
вернуть судно на курс в соответствии
с данными гирокомпаса.
1 -контактное устройство на
компасе;
2- фиксированный элемент
(удерживается в заданной
ориентации гирокомпасом);
3- подвижный контакт;
4 -тяга;
5 -руль;
6 -включение схемы, управляющей
поворотом руля;
7 -отключение схемы, управляющей
поворотом руля.

10.

Общие характеристики авторулевых.
Все суда морского транспортного флота в настоящее время оборудуются
системами автоматического управления (САУ) курсом судна. Основным
элементом САУ является прибор управления (авторулевой).
При правильной настройке авторулевой обеспечивает снижение потерь
ходового времени до 3 % за счёт более точного удержания судна на заданном
курсе и уменьшения тормозящего действия корпуса и руля. Углы перекладки
руля при автоматическом управлении на 20 - 30 % меньше, чем при ручном.
В 80-х годах появился новый тип авторулевого - адаптивный, имеющий
автоматическую настройку параметров схемы при изменении внешних условий
плавания или скорости судна. Это обеспечивает оптимальный режим работы
системы без участия человека-оператора.
Адаптивные авторулевые используются главным образом на крупнотоннажных
судах для улучшения их управляемости, особенно при движении с малой
скоростью, на мелководье и в стеснённых условиях плавания.
В настоящее время большинство транспортных судов оборудовано обычными
бесконтактными авторулевыми отечественного производства типа АБР, АР, АТР
и “Аист“, а также иностранного АЕГ (ФРГ), РФТ (ГДР), “Аркас” (Дания), “Декка”
(Великобритания) и др.

11.

В соответствии с международными требованиями системы автоматического
управления курсом должна обеспечивать:
1.переход с ручного управления на автоматическое и наоборот, с помощью не
более чем двух органов управления за время не более 3с при любом положении
пера руля.
2.переход с автоматического на ручное управление при любых неисправностях в
системе автоматического управления;
3.фильтрацию сигналов управления для уменьшения числа кладок руля от
рысканья при волнении;
4.При переходе с ручного управления на автоматическое авторулевой должен
автоматически вывести судно на заданный курс.
В соответствии с требованиями Конвенции “Солас - 74” необходимо не более чем
за 12 ч до отхода судна в рейс производить проверку работы как основных, так и
аварийных каналов управления рулём. При этом должны быть проверены
основной и вспомогательный рулевые приводы, система дистанционного
управления рулевым приводом, посты управления рулём на ходовом мостике,
аварийное энергопитание, указатели положения руля, аварийная сигнализация,
работа автоматических ограничителей угла перекладки руля, а также работа
средств связи мостика с румпельным отделением.
Необходимо по меньшей мере раза 3 в мес. проводить учения по аварийному
управлению рулём, включая непосредственное управление из румпельного
отделения по командам с ходового мостика.
В особо опасных в навигационном отношении районах каналы управления рулём
левого и правого бортов должны работать одновременно.