LỜI CẢM ƠN
Đƣợc sự phân công của Khoa Điện – Điện tử Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
và đƣợc sự đồng ý giúp đỡ của thầy giáo Th.s Ngô Hoàng Thao. Em đã hoàn thành
đƣợc đề tài tốt nghiệp : “Trang thiết bị điện tàu VIETNAM TUG YN 512540.Tổng
quan hệ thống lái tàu thủy. Đi sau nghiên cứu hệ thống máy lái Roll-Royce tàu
VIETNAM TUG YN 512540“ .
Để hoàn thành đƣợc nội dung của đồ án này thì lời đầu tiên em xin gửi lời
cảm ơn đến các thầy, các cô trong Khoa Điện – Điện tử, cảm ơnthầy giáo Th.s Ngô
Hoàng Thao, cùng các bạn sinh viên đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đƣợc nội
dung của bản đồ án này.
Mặc dù còn nhiều điều thiếu sót trong quá trình làm việc do lần đầu tiếp cận
với quá trình làm đồ án, nhƣng đều là những kinh nghiệm quý báu giúp ích cho
công việc của em sau này. Vì vậy em rất mong đƣợc sự góp ý tận tình của các thầy,
các cô, cũng nhƣ các bạn sinh viên để bản đồ án đƣợc hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đồ án này là của riêng tôi. Các kết quả và số liệu trong đề
tài là trung thực, chƣa đƣợc đăng trên bất kì tài liệu nào.Ngoài ra đề tài còn tham
khảo thêm một số phần trong cuốn bài giảng hệ thống tự động tàu thủy.
Hải Phòng, ngày 26 tháng 11 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Trần Đình Đạt

2

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... 2
LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 6
Chƣơng 1: Trang thiết bị điện tàu VIETNAM TUG YN512540 .............................. 8
1.1Bảng điện chính. ................................................................................................. 8
1.1.1Chức năng điều khiển D-G .............................................................................. 8
1.1.2Chức năng đo và hiển thị ............................................................................... 11
1.1.3Mạch điều khiển đóng mở aptomat. ............................................................... 12
1.1.4Chức năng bảo vệ. ......................................................................................... 15
1.2Hệ thống quạt gió buồng máy ........................................................................... 16
1.3Hệ thống bơm cấp dầu FO ................................................................................ 18
Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TÀU THỦY .............................. 21
2.1Chức năng, yêu cầu, phân loại. ......................................................................... 21
2.1.1Khái niệm – chức năng .................................................................................. 21
2.1.2Yêu cầu ......................................................................................................... 21
a.Điều kiện làm việc của hệ thống lái .................................................................... 21
b.Yêu cầu khai thác ............................................................................................... 22
c.Yêu cầu về cấu trúc ............................................................................................ 23
2.1.3Phân loại........................................................................................................ 24
3


a.Phân loại theo hình dạng của bánh lái (Cách phân loại theo truyền động điện) ... 24
b.Phân loại theo chế độ công tác của hệ thống ....................................................... 25
c.Phân loại theo cấu tạo thiết bị điều khiển ............................................................ 25
d.Phân loại theo nguyên lý hoạt động của thiết bị điều khiển ................................ 27
e.Phân loại theo dạng năng lƣợng truyền động ...................................................... 28
2.2Các chế độ làm việc, cấu trúc và thuật toán điều khiển của từng chế độ ........... 28
2.2.1 Chế độ lái đơn giản....................................................................................... 28

22.2 Chế độ lái truy theo (lái lặp) .......................................................................... 28
2.2.3Chế độ lái tự động ......................................................................................... 29
2.3Sơ đồ khối của hệ thống lái tự động tàu thủy .................................................... 30
Chƣơng 3: Đi sâu nghiên cứu hệ thống máy lái Roll-Royce tàu VIETNAM TUG
YN512540 ............................................................................................................. 32
3.1 Giới thiệu chung .............................................................................................. 32
3.1.1. Cấu trúc chung của máy lái điện – thủy lực. ................................................ 32
3.1.2. Máy lái điện – thủy lực với bơm có lƣu lƣợng thay đổi. .............................. 33
3.1.3. Máy lái điện – thủy lực với bơm có lƣu lƣợng không đổi. .......................... 33
3.2 Sơ đồ tổng thể hệ thống máy lái Roll-Royce tàu VIET NAM TUG YN512540
.............................................................................................................................. 34
3.3 Chức năng điều khiển lái ................................................................................. 36
3.3.1 Mạch cấp nguồn (D-001) .............................................................................. 36
3.3.2 Chức năng điều khiển lái. ............................................................................. 37
3.4 Chức năng thay đổi tốc độ chân vịt và đóng mở li hợp. ................................... 38
3.4.1Chức năng điều khiển tốc độ. ........................................................................ 39
4


3.4.2Chức năng đóng mở li hợp. ........................................................................... 40
3.5Chức năng lái tự động và Back-up Control ....................................................... 42
3.5.1Chức năng lái tự động.................................................................................... 42
3.5.2Chức năng Back-up Control. ......................................................................... 42
3.6 Chức năng cài đặt và điều chỉnh thông số. ....................................................... 43
3.6.1Hiệu chuẩn, quan sát...................................................................................... 43
3.6.2Hiệu chuẩn của một kênh đầu vào tín hiệu tƣơng tự. ..................................... 43
3.6.3Hiệu chuẩn của một kênh đầu ra tƣơng tự...................................................... 45
3.6.4Hiệu chuẩn của một đầu vào hoặc đầu ra kênh kỹ thuật số. ........................... 46
3.6.5 Chỉnh tay điều khiển ..................................................................................... 46
3.6.6Vị trí tay điều khiển lên, chỉnh li hợp và tốc độ. ............................................ 47

3.6.7 Chỉnh lái tự động. ......................................................................................... 47
3.6.8Thông số hoạt động VDR. ............................................................................. 48
3.6.9Điều khiển lái. ............................................................................................... 48
3.6.10Điều khiển chân vịt. ..................................................................................... 48
3.6.11Chỉnh phản hồi. ........................................................................................... 48
3.7 Chức năng báo động và sửa lỗi. ....................................................................... 49
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 53
NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN .............................. 55
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ..………………………………56

5


LỜI MỞ ĐẦU
Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện tại khoa Điện – Điện tử của trƣờng Đại
học Hàng Hải Việt Nam, em đã đƣợc các thầy cô trang bị tƣơng đối đầy đủ những
kiến thức cơ bản về ngành điện nói chung và ngành điện tàu thủy nói riêng. Sau sáu
tuần thực tập tốt nghiệp tại nhà máy đóng tàu Hạ Long em đã đƣợc tìm hiểu thực tế
cũng nhƣ điều khiện và môi trƣờng làm việc trên tàu thủy. Kết thúc đợt thực tập,
em đã đƣợc Khoa và nhà trƣờng giao cho đề tài tốt nghiệp:
“Trang thiết bị điện tàu VIETNAM TUG YN512540 và tổng quan hệ thống
lái.Đi sâu nghiên cứu hệ thống máy lái Roll-Royce tàu VIETNAM TUG
YN512540.”
Sau thời gian hai tháng, với sự nghiên cứu nghiêm túc của bản thân và đƣợc
sự hƣớng dẫn của thầy giáo hƣớng dẫn Th.s Ngô Hoàng Thao cùng các thầy cô
giáo trong khoa Điện – Điện tử đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Tuy
nhiên, do khả năng của em còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh
khỏi những thiếu sót. Em rất mong đƣợc sự góp ý, bổ sung của các thầy cô và các
bạn để đồ án của em đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn, cùng các thầy cô giáo trong

khoa và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hải Phòng, ngày 26 tháng11 năm 2015

Sinh viên: Trần Đình Đạt

6


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1

10U3

8

Hình 1.2

PMS

8

Hình 2.1


Sơ đồ cấu trúc hệ thống lái lặp

24

Hình 2.2

Sơ đồ cấu trúc của hệ thống lái tự động tàu thủy

25

Hình 2.3

Cấu trúc chung của hệ thống lái tự động tàu thủy

26

Hình 3.1

Sơ đồ cấu trúc chung của máy lái điện – thủy lực.

27

Hình 3.2

Hình 3.3

Hình 3.4

Sơ đồ cấu trúc máy lái điện – thủy lực với bơm có lưu
lượng thay đổi

Sơ đồ cấu trúc máy lái điện – thủy lực với bơm lưu
lượng không đổi
Sơ đồ tổng thể hệ thống mái lái tàu VIETNAM TUG
YN512540

7

28

28

29


Chƣơng 1: Trang thiết bị điện tàu VIETNAM TUG YN512540
1.1 Bảng điện chính.
Tàu VIETNAM TUG YN512540 là tàu kéo đẩy đƣợc trang bị hai máy phát
nằmở hai bên mạn tàu có công suất 125KVA. Do đây là tàu có công suất nhỏ nên
đƣợc bố trí hai máy phát hoạt động độc lập với nhau cho nên tàu không có chế độ
hòa đồng bộ hai máy phát. Việc cung cấp điện áp lên bảng điên chính là đƣợc cung
cấp từng máy một thông qua cầu dao phân đoạn 12S1 đƣợc đóng mở bằng tay.
Bảng điện chính đƣợc chia làm 5 section: section 2 và 4 là các section của máy phát
bên trái và bên phải, section 3 là section cung cấp điện bờ,section 1 và 5 là các
section tiêu thụ điện áp.
1.1.1 Chức năng điều khiển D-G
 Các phần tử chính trong hệ thống:
+ Bản vẽ 10P0-02/14:
- K4

: Rơ le sẵn sàng khởi động máy chính.


- K5

: Rơ le sẵn sàng nhận tải.

- K6

: Rơ le cụm máy phát đang hoạt động.

+ Bản vẽ 10P0-02/15:
- 10SH3

: Nút ấn dừng máy phát.

- 10SH4

: Nút ấn khởi động máy phát.

+ Bản vẽ 14E1-00/11:
- 11U1, 11U2 : Củ đề của máy chính.
- 11U3, 11U4 : Củ để của máy phát bên trái và máy phát bên phải.
+ Bản vẽ 10P0-02/20:
- 10U3

:Khối quản lý và điều khiển máy phát.

- PMS

: Bộ giám sát và quản lý nguồn.


8


Hình 1.1: 10U3

Hình 1.2:PMS

 Khởi động và dừng máy phát
Máy phát đƣợc khởi động bởi 2 chế độ điều khiển tại chỗ và điều khiển từ xa.
- Chế độ điều khiển tại chỗ
+ Quá trình khởi động:
Khi muốn khởi động máy phát, rơ le 10K4 đƣợc cấp nguồn, rơ le 10K4 có điện
báo máy phát sẵn sàng đƣợc khởi động. Tiếp điểm 11-12 của rơ le 10K4 (10P002/20) đóng lại gửi đến bộ giám sát và điều chỉnh máy phát 10U3(10P0-02/20) báo
máy phát sẵn sàng đƣợc khởi động. Tín hiệu sau 10K4 đƣợc đƣa đến bảng
36AE+01.PS/10:06 sẵn sàng cấp nguồn cho máy phụ hoạt động. Ấn nút start
10SH4 tín hiệu đƣợc gửi đến bộ điều khiển máy phụ hoạt động và sẽ cho tín hiệu
khởi động máy phát. Khi đó máy phát đƣợc khởi động đƣợc nhờ củ đề 11U3 (lấy
9


nguồn từ nguồn sự cố ắc qui) đề thành công.Quan sát điện áp máy phát tăng lên
trên màn hình giám sát PMS đồng nghĩa với việc tốc độ của máy tăng lên đạt đến
tốc độ tiêu chuẩn. Bộ xử lý đƣa ra lệnh cắt máy đề và tiếp tục tăng tốc độ máy lên
đạt định mức. Tín hiệu khởi động thành công đƣợc gửi tới mà hình PMS và màn
hình máy tính.
+ Quá trình dừng:
Để dừng máy phát, ấn nút stop 10SH3, tín hiệu dừng sẽ đƣợc gửi đến bộ điều
khiển máy phụ 36AE+01.PS/10:06. Khi đó sẽ có tín hiệu dừng máy phát và máy
phát đƣợc dừng. Tín hiệu đƣợc gửi tới mà hình giám sát của bộ PMS và màn hình
máy tính.

- Chế độ điều khiển từ xa
+ Quá trình khởi động:
Các điều kiện khởi động máy phát đƣợc giám sát và điều khiển thông qua khối
10U3(10P0-02/20). Khi không có sự cố gì thì tín hiệu điều khiển khởi động máy
phát đƣợc thực hiện bằng việc ấn phím khởi động máy phát trên PMS và lấy tín
hiệu điều khiển từ chân 27A và 27B của khối 10U3.Tín hiệu này đƣợc gửi đến củ
đề của máy phát hoạt động làm máy phát đƣợc nổ. Quá trình diễn ra tƣơng tự quá
trình khởi động bằng tay và đƣợc hiển thị trên màn hình giám sát PMS và màn hình
máy tính.
+ Quá trình dừng:
Để dừng máy phát, ấn nút dừng từ màn hình PMS.Tín hiệu dừng máy phát đƣợc
lấy từ chân 28A và 28B của khối 10U3. Khi đó máy phát sẽ dừng và có tín hiệu gửi
lên màn hình giám sát PMS và màn hình máy tính.

10


1.1.2 Chức năng đo và hiển thị
 Giới thiệu phần tử
+ Bản vẽ 10P0-02/10
- 10T1-3

: Biến dòng đo lƣờng.

- 10QF1

: Aptomat.

- 10F2-1


: Cầu chì.

- 10Q1, 10Q2

: Cầu dao.

+ Bản vẽ 10P0-02/20
- L1+, L1-

: Tín hiệu đo dòng pha T1_L1.

- L2+, L2-

: Tín hiệu đo dòng pha T2_L2.

- L1+, L1-

: Tín hiệu đo dòng pha T3_L3.

- GL1, GL2, GL3

: Tín hiệu đo điện áp pha GL1, GL2, GL3 của máy phát.

- BL1, BL2, BL3

: Tín hiệu đo điện áp thanh cái.

 Nguyên lý hoạt động
+ Hoạt động của mạch đo dòng điện.
Tín hiệu dòng đƣợc lấy thông qua biến dòng 10T1-3 (10P0-02/10) gửi đến

chân T1_L1, T2_L2, T3_L3 (10P0-02/10), và chân nối mát T_N của bộ giám sát và
điều khiển máy phát 10U3(10P0-02/20). Tín hiệu dòng đƣợc gửi đến bộ quản lý và
điều khiển máy phát(10P0-02/20)qua chân L1+, L1-, L2+, L2-, L3+,L3-, sau đó
qua các khâu chuyển đổi thành tín hiệu số. Tín hiệu đƣợc gửi lên màn hình của bộ
giám sát nguồn PMS từ đó hiển thị giá trị dòng điện trên mà hình đo.
+ Hoạt động của mạch đo điện áp và tần số.
Tín hiệu điện áp và tấn số đƣợc lấy trực tiếp từ máy phát và đƣợc đƣa đến
chân GL1, GL2, GL3 của khối quản lý và điều khiển máy phát10U3(10P0-02/20).
Giá trị điện áp và tần số đo đƣợc sẽ đƣợc đƣa qua các khâu chuyển đổi thành tín
11


hiệu số. Tín hiệu đƣợc gửi lên trên màn hình của bộ giám sát nguồn PMS từ đó
hiển thị giá trị dòng điện trên mà hình đo.
+ Hoạt động của mạch đo công suất.
Mạch đo công suất đƣợc lấy tín hiệu điện áp của máy phát GL1, GL2, GL3
và tín hiệu dòng điện L1+, L1-, L2+, L2-, L3+,L3-, thông qua biến dòng 10T13(10P0-02/10). Tín hiệu dòng và tính hiệu áp của máy phát đƣợc gửi đến bộ quản
lý và điều khiển máy phát 10U3 (10P0-02/20). Bộ quản lý và điều khiển máy phát
xử lý tín hiệu điện áp và dòng điện cho ra giá trị công suất của máy phát. Tín hiệu
ra đƣợc đo và hiển thị trên màn hình của bộ quản lý nguồn PMS từ đó hiển thị giá
trị dòng điện trên mà hình đo.
Mạch đo dòng điện, đo tần số, điện áp, đo công suất của trạm phát đƣợc đo
thông qua bộquản lý và điều khiển máy phát10U3(10P0-02/20). Và gửi trực tiếp tín
hiệu đƣợc gửi lên trên màn hình của bộ giám sát nguồn PMS từ đó hiển thị giá trị
dòng điện trên mà hình đo..
1.1.3 Mạch điều khiển đóng mở aptomat.
 Các phần tử trong hệ thống.
+ Bản vẽ 10P0-02/13
- 10S2


: Công tắc chọn chế độ bằng tay và tự động.

- 10SH2

: Nút đóng aptomat.

- 10SH1

: Nút mở aptomat.

- 10K2

: Công tắc tơ reset aptomat.

- 10K3

: Công tắc tơ chọn chế độ tại chỗ hay từ xa ở chế độ tự

động.
+ Bản vẽ 10P0-02/14
- 10SH1

: Đèn báo aptomat OFF.
12


- 10SH2

: Đèn báo aptomat ON.


- K4

: Rơ le sẵn sàng hoạt động.

- K5,K6

: Rơ le sẵn sàng nhận tải.

- K7

:Cụm phát điện đang chạy.
+ Bản vẽ 10P0-04/20

- 10U3

:Khối quản lý và điều khiển máy phát.

- Chân 23A, 23B

: Chân điều khiển đóng aptomat.

- Chân 24A, 24B

:Chân điều khiển mở aptomat.

 Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển aptomat
Mạch điều khiển đóng mở aptomat đƣợc đóng mở bằng 2 chế độ là bằng tay và
tự động.
+ Chế độ bằng tay.
Ngay sau khi máy phát phát ra điện áp thì nguồn đƣợc đƣa đến động cơ M do

lúc này tiếp điểm của công tắc hành trình đang đóng cấp điện cho động cơ lên dây
cót M. Động cơ M có điện lên dây cót nén lò xo lại. Khi lò xo bị nén đến cuối hành
trình thì nó sẽ bị khóa lại bởi một lẫy cơ khí.Đồng thời nó cũng tác động làm cho
tiếp điểm của công tắc hành trình mở ra, ngắt nguồn vào động cơ M.
Giả sử trên lƣới chƣa có máy phát nào công tác trên lƣới và sau đó khởi động
máy phát bên trái. Các công tắc tơ K2, K3 (10P0-02/13), K5 (10P0-01/14) chƣa
có điện, các tiếp điểm K2, K3,K5 (10P0-02/13) giữ nguyên trạng thái để chờ sẵn.
Đóng aptomat 10QF1 (04SC-00/10) tiếp điểm 10QF1 đóng sẵn chờ cấp nguồn cho
mạch điều khiển aptomat. Bật nút 10S2 (10P0-02/13) sang vị trí MANUAL, ấn nút
10SH2 (10P0-02/13), khi đó tín hiệu đƣợc cấp cho cuộn điều khiển đóng, aptomat
đƣợc đóng lên lƣới. Tiếp điểm của aptomat đóng cấp điện cho công tắc tơ K8
(10P0-02/14), tiếp điểm K8 đóng cấp điện cho đèn 10SH1 sáng, báo aptomat đƣợc
13


đóng lên lƣới. Tiếp điểm aptomat đóng lại cấp tín hiệu vào các chân 23A và 23B
của khối quản lý và điều khiển máy phát 10U3(10P0-02/20) báo trạng thái của
aptomat máy phát trái là đang đóng và đang cấp nguồn lên lƣới.
Muốn mở Aptomat thì ta ngắt phụ tải của máy phát trái ra sau đó ấn nút
10SH1(10P0-02/13) khi đó tín hiệu đƣợc cấp cho cuộn mở, aptomat máy phát trái
đƣợc ngắt ra khỏi lƣới. Đồng thời cuộn Reset của aptomat có tín hiệu nó đƣa
aptomat về trạng thái sẵn sàng cho quá trình đóng tiếp theo. Đồng thời đèn
10SH2(10P0-02/14), sáng báo Aptomat máy phát trái đã đƣợc ngắt ra.
Khi xảy ra sự cố nghiêm trọng, aptomat sẽ ngắt máy phát ra khỏi hệ thống. Để
đóng lại aptomat, ngƣời vận hành cần reset lại aptomat sau đó mới tiếp tục đóng
aptomat lên. Ấn nút 10SH1 cấp điện cho 10K2 có điện, tiếp điểm 11-14 của 10K2
đóng lại.Khi muốn đóng aptomat lên thì cần gạt hết aptomat về close rồi mới đóng
lại đƣợc aptomat.
+ Chế độ tự động.
Bật công tắc 10S2 sang vị trí auto, tiếp điểm 3-4 của 10S2 đóng lại sẵn sàng cấp

nguồn cho mạch điều khiển aptomat. Chế độ điều khiển aptomat tự động đƣợc điều
khiển ở hai vị trí là tại trạm phát và tại buồng điều khiển máy.
- Điều khiển tại trạm phát.
Bậtcông tắc 10S2 sang vị trí auto, rơ le 10K5 đóng sẵn sàng nhận tải, tín hiệu từ
panel điều khiển 10U4(10P0-02/21). Tín hiệu đƣợc đƣa đến chân 16A và 16B
(10P-02/20) của vỉ 10U3. Vỉ 10U3 nhận tín hiệu điều khiển tự động sau khi bật
công tắc 10S2 sang vị trí auto sau đó xuất tín hiệu ra điều khiển aptomat sẵn sàng
đóng lên lƣới.Rơ le 10K3 đƣợc cấp điện, tiếp điểm 10K3 (11-14) đóng lại.Tiếp
điểm 10K3 đóng tác động đến điều khiển đóng aptomat.Khi có tín hiệu đóng
aptomat ở chân 23A và 23B của khối 10U3, tiếp điểm 11-14 của aptomat đóng lại
14


aptomat đóng máy phát bên trái lên lƣới.Để ngắt aptomat, tín hiệu điều khiển đƣợc
lấy từ panel 10U4 và đƣa đến chân 24A và 24B của panel 10U3. Bộ giám sát và
điều khiển máy phát xử lý tín hiệu ngắt aptomat. Aptomat tác động ngắt máy phát
bên trái ra khỏi lƣới.
- Điều khiển aptomat tại buồng điều khiển
Rơ le 10K3 không có điện, tiếp điểm 11-14 của rơ le 10K3(10P0-02/13) mở ra,
tiếp điểm 11-12 đóng lại. Bật công tắc10S2 sang vị trí auto, tín hiệu điều khiển
đóng aptomat tự động đƣợc lấy từ chân 11A và 11B của modul 58X1(10P0-01/58)
điều khiển tại buồng điều khiển bên trái. Tín hiệu điều khiển đƣợc đƣa ra qua
modul vào ra số 58X1 đến để điều khiển đóng aptomat.Aptomat đóng đƣa máy
phát bên trái lên lƣới.Khi muốn dừng máy phát bên trái, tín hiệu điều khiển ngắt
aptomat ra khỏi hệ thống đƣợc đƣa đến chân 10A và 10B của modul 58X1 (10P001/58).Tín hiệu ra của modul 58X1 sẽ điều khiển mở aptomat của máy phát bên trái
ra khỏi lƣới.
1.1.4 Chức năng bảo vệ.
 Bảo vệ điện áp thấp.
Bảo vệ điện áp thấp cho máy phát là cuộn U< (10P0-02/13) của aptomat
10QF1.Cuộn thấp áp cũng chính là cuộn giữ khi điện áp thấp thì lực giữ kém và

aptomat bị cắt ra khỏi lƣới.Vì một lý do nào đó mà điện áp của máy phát ra thấp
dƣới mức quy định thì cuộn bảo vệ điện áp thấp U< sẽ tác động, cấp điện cho công
tắc tơ 10K8 (10P0-02/14). Tiếp điểm của 10K8 mở ra, sau một khoảng thời gian trễ
sẽ ngừng cấp nguồn vào cuộn giữ của aptomat 10QF1, khi đó aptomat sẽ ngắt máy
phát ra khỏi lƣới.
 Bảo vệ quá dòng.
15


Bảo vệ quá dòng cho máy phát đƣợc điều khiển bởi bộ quản lý và điều khiển
máy chính (10P0-02/20).Khi xảy ra hiện tƣợng quá dòng sẽ có tín hiệu gửi đến bộ
quản lý và điều khiển máy phát (10P0-02/20) ở chân 19A, 19B và 20A, 20B.Tín
hiệu quá dòng sẽ đƣợc gửi tới màn hình máy tính để ngƣời vận hành biết.Đồng thời
khối quản lý và điều khiển máy phát (10P0-02/20) sẽ tác động vào cuộn giữ
aptomat và ngắt aptomat ra khỏi lƣới.
 Bảo vệ khi nhận công suất lớn.
Khi trạm phát xảy ra hiện tƣợng quá công suất cho trạm phát thì bộ giám sát và
điều khiển máy phát 10U3(10P0-02/20) gửi tín hiệu đến chân 7A và 7B của khối
10U3 (10P0-02/20). Bộ giám sát và điều khiển máy phát 10U3 xử lý tín hiệu đó và
tác động vào chân 91-94 của aptomat. Aptomat mở ra để cắt máy phát ra khỏi lƣới.
Để khởi động lại máy phát thì cần phải Reset aptomat sau đó mới có thể đóng
aptomat lên.
1.2 Hệ thống quạt gió buồng máy
 Các phần tử trong hệ thống.
+ Bản vẽ 10P0-01/12
: Động cơ quạt gió.

- M

- 12FT1, 12FT2 : Rơ le nhiệt.

- 12Q2

: Aptomat.

- K1, K2, K3

: các công tắc tơ.

+ Bản vẽ 10P0-01/13
- 12Q3

: Aptomat.

- 12S1

: Công tắc chọn chế độ (bằng tay hoặc từ xa).

- 12S2

: Công tắc chọn tốc độ (thấp hoặc cao).

- 50K2, 50K5

: Công tắc tơ khi hệ thống xảy ra sự cố.
16


+ Bản vẽ 10P0-01/59
- Module ghép nối tín hiệu vào ra của PLC.
 Nguyên lý hoạt động

Đóng aptomat 12Q2(10P0-01/12) cấp nguồn cho mạch động lực cho động cơ
quạt gió. Đóng aptomat 12Q3 cấp nguồn cho mạch điều khiển. Hệ thống hoạt động
ở hai chế độ là bằng tay và từ xa.
+ Chế độ bằng tay:
Bật công tắc lực chọn chế độ 12S1 sang vị trí 1(MANUAL), đồng thời không có
tín hiệu dừng sự cố, không có quá tải. Các tiếp điểm của rơ le nhiệt 12FT1, 12FT2,
50K2, 50K5 đóng lại sẵn sang cấp nguồn cho mạch điều khiển.
+ Tốc độ thấp:
Để điều khiển quạt chạy tốc độ thấp, bất công tắc 12S2 sang vị trí 1 (LOW
SPEED). Công tắc tơ 12K1(10P0-01/13) đƣợc cấp nguồn, tiếp điểm của công tắc tơ
12K1(1-2, 3-4, 5-6) đóng lại, động cơ M chạy với tốc độ thấp (ở chế độ tam
giác).Tiếp điểm 12K1 (21-22) đóng lại, ngắt nguồn cho công tắc tơ 12K2 và 12K3
để quạt không chạy với tốc độ cao.Tiếp điểm 12K1 gửi tín hiệu đến đầu vào của
PLC chân 21A và 21B (18DI/18DO MODULE)(10P0-01/59), tín hiệu ra đƣợc gửi
tới màn hình hiển thị trên máy tính.
+ Tốc độ cao:
Để điều khiển quạt chạy với tốc độ cao, bật công tắc 12S2 sang vị trí 2 (HIGH
SPEED). Công tắc tơ 12K2 và 12K3 có điện, tiếp điểmcủa 12K2 và 12K3 ở mạch
động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ M. Tiếp điểm 12K2 và 12K3 mở ra ngắt
nguồn cho K1 để không cho hoạt động ở tốc độ thấp. Tiếp điểm 12K2 và 12K3 gửi
tín hiệu đầu vào đến chân 22A và 22B của PLC(18DI/18DO MODULE), tín hiệu ra
17


đƣợc gửi tới màn hình máy tính động cơ đang chạy với tốc độ cao(ở chế độ sao
kép). Để dừng quạt ta ấn nút 12S2 về vị trí OFF, khi đó các công tắc tở 12K1,
12K2, 12K3 mất điện và động cơ M không hoạt động.
+ Chế độ điều khiển từ xa:
Bật công tắc 12S1 sang vị trí 2 (REMOTE),tiếp điểm 3-4 của 12S1 đóng lại sẵn
sàng cấp nguồn cho hệ thống. Tín hiệu điều khiển từ chân 58X1-31A, 58X131B(18DI/18DO MODULE)(10P0-01/59) để điều khiển động cơ chạy với tốc độ

thấp.

Tín

hiệu điều khiển từ chân

58X1-32A,

38X1-32B(18DI/18DO

MODULE)(10P0-01/59) để điều khiển động cơ chạy tốc độ cao.Để quạt chạy với
tốc độ thấp thì tín hiệu điều khiển từ máy tính đƣợc xuất ra từ PLC ở chân 58X131A, 58X1-31B, cấp nguồn cho công tắc tơ 12K1.Tiếp điểm 12K1 ở mạch động
lực đóng, động cơ chạy với tốc độ thấp.Tƣơng tự khi muốn động cơ chạy với tốc độ
cao thì tín hiệu điều khiển từ máy tính sẽ cấp nguồn cho 12K2 và 12K3 thông qua
chân 58X1-32A, 38X1-32B.Các tín hiệu hiển thị tốc độ của quạt đƣợc hiển thị trên
màn hình của máy tính. Để dừng quạt, tín hiệu điều khiển từ máy tính xuất tín hiệu
tới chân 13-14 để ngắt điện cho 12K1,12K2,12K3, động cơ dừng.
+ Bảo vệ:
- Khi động cơ bị quá tải ở tốc độ thấp thì tiếp điểm 12FT1(10P0-01/12) mở ra khi
đó động cơ sẽ dừng lại.
- Khi động cơ bị quá tải ở tốc độ cao thì tiếp điểm 12FT2(10P0-01/12) mở rakhi đó
động cơ sẽ dừng lại.
- Bảo vệ ngắn mạch cho động cơ thì khi xảy ra ngắn mạch aptomat 10QF1 tác động
làm động cơ dừng.
1.3 Hệ thống bơm cấp dầu FO
 Các phần tử trong hệ thống.
18


- M


: Bơm cấp dầu FO.

- 11QF1

: Công tắc tơ chính.

- 50K2

: Công tắc tơ báo dừng sự cố.

- 11S1

: Công tắc chọn chết độ.

- 11S2

: Nút ấn Stop.

- 11SH3

: Nút ấn Start.

- 11SH3

: Đèn màu xanh báo động cơ đang chạy.

 Nguyên lý hoạt động
Đóng aptomat cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển.
+ Chế độ điều khiển bằng tay

Bật công tắc 11S1 sang vị trí 1, tiếp điểm 1-2 cuả công tắc 11S1 đóng lại sẵn sàng
cấp nguồn cho mạch điều khiển.
- Quá trình khởi động.
Ban đầu động cơ không bị quá tải, không có dừng sự cố, các tiếp điểm
11Q1,11QF1 đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho mạch điều khiển. Ấn nút start
11SH3, công tắc tơ 11QF1 đƣợc cấp nguồn. Tiếp điểm 13-14 của 11QF1(10P001/11) đóng lại để duy trì. Các tiếp điểm 1-2, 3-4, 5-6 của 11QF1 ở mạch động lực
đóng lại, động cơ đƣợc cấp nguồn và chạy. Đèn 11SH3 màu xanh sáng báo bơm
cấp dầu FO đang chạy.
- Quá trình dừng.
Để dừng bơm cấp dầu FO, ấn nút stop 11S2. Khi đó công tắc tơ 11QF1 mất
điện, mở các tiếp điểm của 11QF1 cho mạch động lực, bơm dừng.

19


Khi có tín hiệu xảy ra sự cố, công tắc tơ 50K2 có điện mở tiếp điểm 13-14 của
50K2 ngắt nguồn cho công tắc tơ 11QF1, bơm dừng.
+ Chế độ điều khiển từ xa
Bật công tắc 11S1 sang vị trí 2 (REMOTE), tiếp điểm 3-4 của 11S1 đóng lại sẵn
sàng cấp nguồn điều khiển cho bơm. Tín hiệu điều khiển đƣợc lấy từ chân 28A và
28B của PLC (18DI/18DO MODUL) (10P0-01/59) cấp nguồn cho công tắc tơ
11QF1. Công tắc tơ 11QF1 có điện, tiếp điểm 11QF1 ở mạch động lực đóng
lại,bơm hoạt động. Tiếp điểm 43-44 của 11QF1 đóng lại, cấp nguồn tới đầu vào
của PLC thông qua chân 7A và 7B.
 Bảo vệ
- Bảo vệ không cho bơm nhờ tiếp điểm 13-14 của công tắc tơ 11QF1.
- Bảo vệ quá tải, khi có quá tải, tiếp điểm 95-96 của 11QF1mở ra ngắt nguồn cấp
cho 11QF1, bơm dừng.

20



Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TÀU THỦY
2.1 Chức năng, yêu cầu, phân loại.
2.1.1 Khái niệm – chức năng
“Hệ thống lái là một hệ thống đặc biệt quan trọng trên tàu thủy. Nó có chức năng
ổn định con tàu theo hành trình cho trƣớc, nhanh chóng thay đổi hƣớng đi của tàu
theo hƣớng đi đã đặt và điều động tàu khi ra vào cảng, luồng lạch…
Hệ thống lái yêu cầu phải làm việc an toàn, tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết và
khí hậu. Ngoài việc giữ cho con tàu đi đúng hƣớng đi cho trƣớc, hệ thống lái còn
phải đảm bảo cho tàu đi theo một đƣờng gần nhất và thời gian hành trình ngắn
nhất. Nếu hệ thống lái thực tốt đƣợc những chức năng trên thì hiệu quả kinh tế
trong vận chuyển hàng hoá sẽ đƣợc tăng cao, con ngƣời và thiết bị trên tàu sẽ đƣợc
đảm bảo an toàn. Ngƣợc lại thì nó có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng làm
thiệt hại đến hàng hoá trên tàu và tính mạng của thuyền viên.
Hiện nay việc ứng dụng những thành tựu của khoa học và công nghệ hiện đại, hệ
thống lái này có thể hoạt động dài ngày trên biển với độ tin cậy lớn trong điều kiện
khắc nghiệt của môi trƣờng. Đó là các chế độ lái tự động hành trình theo quỹ đạo,
tự thích nghi, tối ƣu, kinh tế... Nó có kết cấu gọn nhẹ, điều khiển đơn giản và tính
kinh tế cao...”(Bài giảng hệ thống tự động tàu thủy I, 1)
2.1.2 Yêu cầu
a. Điều kiện làm việc của hệ thống lái
“Môi trƣờng làm việc của con tàu là trên biển nên các hệ thống lái nói riêng và
các hệ thống trên tàu thuỷ nói chung hoạt động trong điều kiện hết sức khắc nghiệt:
 Sự thay đổi nhiệt độ môi trƣờng là rất lớn, có vùng lạnh -300C, có vùng
nóng hơn 450C. Điều này ảnh hƣởng rất lớn đến điều kiện tỏa nhiệt cũng
nhƣ khả năng công tác của hệ thống.
 Độ ẩm môi trƣờng dao động lớn 80%  95%.
21



 Độ ăn mòn đối với thiết bị lớn vì môi trƣờng biển có nồng độ muối rất
cao.
 Các thiết bị trên tàu chịu sự rung lắc lớn, biên độ lắc ngang 220 với chu kỳ
8s 22s, biên độ lắc dọc đến 100 với chu kỳ dao động 6s  10s.
Với những điều kiện trên để đảm bảo hiệu quả kinh tế, độ an toàn cho tàu và
ngƣời vận hành thì hệ thống lái phải đƣợc chế tạo chắc chắn, kết cấu gọn nhẹ,
dễ lắp đặt, hoạt động một cách tin cậy, dễ dàng sửa chữa, bảo dƣỡng và thay
thế, vận hành khai thác đơn giản, an toàn.
b. Yêu cầu khai thác
 Hệ thống điều khiển cho phép chỉnh định các thông số khi điều kiện khai
thác của tàu thay đổi để đáp ứng đƣợc yêu cầu về chất lƣợng và an toàn
của hệ thống.
 Trong chế độ tự động giữ hƣớng đi cho trƣớc với độ chính xác  10
trong điều kiện vận tốc của tàu Vt 6 hải lý/h và không phụ thuộc vào
trạng thái mặt biển cũng nhƣ trọng tải thực của tàu. ( = 0 - , 0 là
hƣớng đi cho trƣớc,  là hƣớng đi thực của tàu)
 Biên độ dao động trung bình của con tàu so với hƣớng đi cho trƣớc:
 Không vƣợt quá 10 khi sóng biển không quá cấp 3 và tốc độ tàu Vt 6
Hải lý/h
 Không vƣợt quá từ 2 – 30 khi sóng biển lớn hơn cấp 3 và không quá
cấp 6
 Biên độ dao động trung bình 4  50 khi sóng biển quá cấp 6
 Hệ thống lái tự động phải đảm bảo có thể thay đổi hƣớng đi của con tàu.
Trong quá trình thay đổi đó ta phải thay đổi từ từ, mỗi lần chỉ thay đổi
không quá 10% tổng giá trị góc thay đổi hƣớng đi. Thực tế thay đổi

22



khoảng 50 một lần, tránh xảy ra lật tàu. Với tàu chở chất lỏng, chở nƣớc sự
thay đổi hƣớng đi phụ thuộc vào tốc độ góc cho phép.
 Hệ thống có khả năng cho phép chỉnh định các thông số khi chế độ chuyển
động của con tàu và điều kiện trạng thái mặt biển thay đổi để đảm bảo chất
lƣợng an toàn.
 Hệ thống thông thƣờng có thể điều khiển đƣợc ở 3 chế độ lái
 Lái đơn giản
 Lái lặp (truy theo) dùng khi tàu điều động ra vào bến và thay đổi
hƣớng đi.
 Lái tự động (tự động giữ hƣớng đi) dùng cho tàu khi hành trình trên
biển.
Ngoài ra còn có chế độ điều khiển sự cố tại buồng máy lái khi các chế độ lái trên
không làm việc đƣợc hay mất điện hệ thống lái.
 Hệ thống phải đảm bảo thuận lợi khi khai thác, phải có tín hiệu báo động
khi khai thác bằng đèn và còi: mất nguồn la bàn, mất nguồn máy lái, hệ
thống lái quá tải, lệch hƣớng đi quá góc cho phép ...
 Hệ thống hoạt động bình thƣờng, an toàn, khi tàu lắc ngang 220 chu kỳ 8s
 22s hoặc chúi dọc 100 chu kỳ (6  10)s, chịu đƣợc rung lắc có tần số (5 
30) Hz, biên độ (0,3  3,5) mm.
 Hệ thống đảm bảo độ chính xác khi nhiệt độ môi trƣờng thay đổi trong
khoảng (-10 +50)0, độ ẩm (95 – 98)%.
 Các mạch điện của hệ thống phải có bảo vệ ngắn mạch. Động cơ quá tải
không đƣợc ngắt mà chỉ báo động.
c. Yêu cầu về cấu trúc
 Cấu trúc các khí cụ và các phản ứng của hệ thống phải có khả năng làm
việc tin cậy trong thời gian ít nhất là 10 năm. Trong thời gian đó phải đảm

23



bảo các yêu cầu về khai thác đã nêu ở trên, phải chịu đƣợc thử thách về cơ
học, thời tiết...
 Cấu trúc các phần tử phải đơn giản, thuận tiện, an toàn cho việc sửa chữa,
bảo quản. Trụ điều khiển đặt ở buồng lái phải kín nƣớc, các thiết bị đặt ở
buồng máy lái phải chống nƣớc (tia nƣớc bắn vào).
 Hoạt động của hệ thống không gây nhiễu đối với thiết bị vô tuyến quá
mức cho phép.
 Thiết bị chỉ thị, chỉnh định cũng nhƣ là các cơ cấu điều khiển cần bố trí
trên bề mặt trụ điều khiển hay là nơi thuận tiện cho khai thác, bên cạnh
phải có tem ghi chức năng.
 Trụ điều khiển phải có đèn chiếu sáng riêng ở bảng chia độ, cƣờng độ sáng
có thể điều chỉnh đƣợc từ 0  Max.
 Cần có biện pháp đề phòng điện giật đối với ngƣời sử dụng khi tháo mở
quan sát các thiết bị.
 Các nắp đậy, các cửa phải đƣợc mở dễ dàng bằng các khí cụ thông thƣờng
khi cần sửa chữa, bảo quản.
 Vỏ máy phải đƣợc nối đất với vỏ tàu
 Các cơ cấu điều khiển, các núm điều chỉnh cần có định vị.
 Bề mặt khí cụ cần bọc lớp chống rỉ, không cho phép dùng các vật liệu dễ
nóng chảy để chế tạo các linh kiện dẫn điện “(Bài giảng hệ thống tự động
tàu thủy I, 1 và 2)

2.1.3 Phân loại
a. Phân loại theo hình dạng của bánh lái (Cách phân loại theo truyền động
điện)
 “Hệ thống có bánh lái hình lá có phần bù.
24


 Hệ thống có bánh lái hình lá không có phần bù.

 Hệ thống có bánh lái dạng (Propin) có phần bù.
 Hệ thống có bánh lái dạng (Propin) không có phần bù.” (Bài gảng hệ
thống tự động tàu thủy I, 2).
b. Phân loại theo chế độ công tác của hệ thống
 Chế độ lái đơn giản:
“Là hệ thống mà vị trí của bánh lái không phụ thuộc vào vị trí của tay điều
khiển, bánh lái còn di chuyển khi tay điều khiển còn nằm ngoài vị trí “0”. Nó chỉ
dừng di chuyển khi tay điều khiển đƣợc đƣa về vị trí “0”, ngƣời điều khiển phải
thƣờng xuyên theo dõi hệ thống chỉ báo góc lái để xác định đƣợc vị trí thực của
bánh lái.
 Chế độ lái lặp:
Là hệ thống trong đó vị trí thực của bánh lái luôn luôn trùng với vị trí thực của
tay điều khiển. Hệ thống chỉ báo góc lái chỉ nhằm giúp cho ngƣời điều khiển kiểm
tra tính chính xác trong hoạt động của hệ thống.
 Chế độ lái tự động giữ hƣớng:
Là hệ thống có khả năng giữ cho con tàu đi theo một hƣớng đi đặt trƣớc mà
không cần có sự tác động của con ngƣời. Các hệ thống lái tự động mới hiện nay
còn thực hiện các chế độ khác nhƣ tự động thích nghi (tự động điều chỉnh các tham
số điều khiển), điều khiển tối ƣu theo nhiên liệu, quãng đƣờng (chế độ kinh tế)…”(
Bài giảng hệ thống tự động tàu thủy I, 3)
c. Phân loại theo cấu tạo thiết bị điều khiển
 Hệ thống lái dùng các phần tử điều khiển điện cơ:
“Thiết bị điều khiển có cấu tạo từ những máy điện đặc biệt công suất nhỏ nhƣ
sensin, biến áp quay, máy phát tốc, động cơ dị bộ 2 pha, khuếch đại từ…Ƣu điểm
của loại này là có độ tin cậy cao, chắc chắn, chịu quá tải tốt. Nhƣợc điểm là kích
thƣớc, trọng lƣợng lớn, chế tạo phần cơ phức tạp, khó chính xác. Loại này thƣờng
25