柴油机非机带泵的失电恢复系统及方法与流程

本发明实施例涉及船舶技术，尤其涉及一种柴油机非机带泵的失电恢复系统及方法。

背景技术：

在船舶上的柴油机发电系统中包括主滑油泵、预滑油泵、燃油循环泵、柴油机控制箱、PMS(Power Management System，功率管理系统)、以及供电分电箱，供电分电箱分别与主滑油泵、预滑油泵和燃油循环泵连接，用于将主电源的电力分电后分别向主滑油泵、预滑油泵和燃油循环泵提供电力；主滑油泵、预滑油泵和燃油循环泵分别和对应的柴油机控制箱连接，柴油机控制箱和PMS连接。

目前市场上所有船舶的柴油机滑油系统均为机带泵，滑油泵的轴与柴油机的轴直接连接，即柴油机自带失电(BLACKOUT)模式，失电模式可以实现失电后的快速恢复供电。但安装在某些特种船(比如极地模块运输船)上的柴油机为特制机型，柴油机滑油系统为非机带泵，自身没有带有失电模式，且机械自身的起机时间较长，导致失电恢复时间较长，不满足船级社规范的时长要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种柴油机非机带泵的失电恢复系统及方法，同时减少柴油机非机带泵的失电恢复时间。

第一方面，本发明实施例提供了一种柴油机非机带泵的失电恢复系统，包括主滑油泵、燃油循环泵、备用柴油机控制箱、功率管理系统PMS、以及供电分电箱，所述系统还包括：

不间断电源UPS，所述UPS的第一输入端与第一主电源连接，所述UPS的内部安装有蓄电池，所述UPS的输出端与供电分电箱的第一输入端连接，用于将主电源或蓄电池的电力经所述供电分电箱提供至主滑油泵和燃油循环泵软启动器，供电分电箱的第一输出端与软启动器的输入端连接，所述软启动器的输出端与所述主滑油泵的供电输入端连接，所述软启动器用于降低所述主滑油泵的启动电流；

失电延时继电器，所述备用柴油机控制箱的备车信号输出端与PMS之间连接失电延时继电器，所述失电延时继电器用于将备用柴油机控制箱发出的备车信号在全船失电时发给PMS；

其中，所述供电分电箱的第二输出端与所述燃油循环泵的供电输入端连接；所述主滑油泵和所述燃油循环泵分别与PMS连接，用于接收PMS的起泵命令；所述主滑油泵和所述燃油循环泵向备用柴油机的供油管路上安装有传感器，用于将供油信号送到所述备用柴油机控制箱；所述备用柴油机控制箱的控制端与PMS连接；

PMS，用于监测全船的电力状态并发送控制命令给备用柴油机控制箱，当监测到全船失电后，接收备用柴油机控制箱的延时备车信号，选择备用柴油机，并向选定的备用柴油机的备用柴油机控制箱发送起机命令，同时向所述主滑油泵和燃油循环泵发送起泵命令，所述起机命令的持续时间为预设时长，以覆盖主滑油泵的建压时间；

备用柴油机控制箱，用于接收所述起机命令，并判断备用柴油机的相关机器状态，通过所述传感器检测所述供油信号来判断主滑油泵和燃油循环泵的状态，当相关机器准备完毕，发送真备车信号给PMS，继续接收所述预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电。

第二方面，本发明实施例还提供了一种失电恢复系统的失电恢复方法，包括：

当全船失电时，失电延时继电器将备用柴油机控制箱发送的备车信号延时后得到的延时备车信号发送给PMS，UPS切换为蓄电池供电，向主滑油泵和燃油循环泵供给电力；

如果PMS监测到全船失电后，PMS接收备用柴油机控制箱的延时备车信号，并选择备用柴油机，向选定的备用柴油机的备用柴油机控制箱发送起机命令，同时向所述主滑油泵和燃油循环泵发送起泵命令，所述起机命令的持续时间为预设时长，以覆盖主滑油泵的建压时间；

所述备用柴油机控制箱接收所述起机命令，判断备用柴油机的相关机器状态，同时所述主滑油泵和燃油循环泵接收起泵命令，并启动给备用柴油机供油；备用柴油机控制箱通过安装在所述主滑油泵和所述燃油循环泵向备用柴油机的供油管路上的传感器检测供油信号，来判断主滑油泵和燃油循环泵的状态，当相关机器准备完毕，发送真备车信号给PMS；

PMS接收到所述真备车信号后，继续发送预设时长内的起机命令给所述备用柴油机控制箱；

所述备用柴油机控制箱继续接收所述预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电。

本发明实施例的技术方案，通过采用UPS给主滑油泵和燃油循环泵这两个重要泵浦供电，在得到正常的起泵命令的情况，可以正常启动，进而为柴油发电机组的启动并恢复供电准备条件，并通过软启动器来降低主滑油泵的启动电流，避免了对UPS中的逆变器造成损坏，在全船失电时，UPS切换为蓄电池供电，PMS发送的起机命令的持续时长为预设时长，覆盖了主滑油泵的建压时间，备用柴油机控制箱发送真备车信号后，继续接收预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电，实现了柴油机非机带泵的失电恢复，减少了柴油机非机带泵的失电恢复时间，满足了船级社的要求。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种柴油机非机带泵的失电恢复系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种柴油机非机带泵的失电恢复系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种柴油机非机带泵的失电恢复系统的失电恢复方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种柴油机非机带泵的失电恢复系统的结构示意图，如图1所示，本实施例所述的柴油机非机带泵的失电恢复系统包括：主滑油泵4、燃油循环泵5、备用柴油机控制箱6、PMS 7、供电分电箱2、UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)1、软启动器3以及失电延时继电器8。

其中，UPS 1的第一输入端101与第一主电源9连接，UPS 1的内部安装有蓄电池，UPS 1的输出端102与供电分电箱的第一输入端201连接，UPS 1用于将主电源9或蓄电池的电力经供电分电箱2提供至主滑油泵4和燃油循环泵5；

供电分电箱2的第一输出端202与软启动器3的输入端连接，软启动器3的输出端与主滑油泵4的供电输入端连接，软启动器3用于降低主滑油泵4的启动电流；

备用柴油机控制箱6的备车信号输出端603与PMS 7之间连接失电延时继电器8，失电延时继电器8用于将备用柴油机控制箱6发出的备车(standby)信号在全船失电时发给PMS 7；

供电分电箱2的第二输出端203与燃油循环泵5的供电输入端连接；主滑油泵4和燃油循环泵5分别与PMS 7连接，用于接收PMS 7的起泵命令；主滑油泵4和燃油循环泵5向备用柴油机的供油管路上安装有传感器，用于将供油信号送到备用柴油机控制箱6；备用柴油机控制箱6的控制端602与PMS 7连接；

PMS 7，用于监测全船的电力状态并发送控制命令给备用柴油机控制箱6，当监测到全船失电后，接收备用柴油机控制箱6的延时备车信号，选择备用柴油机，并向选定的备用柴油机的备用柴油机控制箱6发送起机命令，同时向所述主滑油泵和燃油循环泵发送起泵命令，所述起机命令的持续时间为预设时长，以覆盖主滑油泵的建压时间；

备用柴油机控制箱6，用于接收所述起机命令，并判断备用柴油机的相关机器状态，通过所述传感器检测所述供油信号来判断主滑油泵和燃油循环泵的状态，当相关机器准备完毕，发送真备车信号给PMS 7，继续接收所述预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电。

其中，UPS 1包括进行DC/AC(直流/交流)变换的逆变器，该逆变器不能承受过大的电流，蓄电池是UPS 1的一个组成部分。由于软启动器3可以降低主滑油泵4的启动电流，避免了UPS 1中的逆变器的损坏。所述备用柴油机的相关机器包括主滑油泵、燃油循环泵，以及与备用柴油机启动相关的其他机器。

备用柴油机控制箱6还连接有供电单元，该供电单元为备用柴油机控制箱6供电，在全船失电时，供电单元也失电，因此备用柴油机控制箱输出备车信号的回路上失电，失电延时继电器8能够感知该失电的动作，在失电的这一刻，延时继电器8动作，将延时备车信号发出，所述延时备车信号是失电之前的信号。

该柴油机非机带泵的失电恢复系统的工作原理如下：由于在全船失电时，备用柴油发电机组的各个机器均失电，所以此时备用柴油机的相关机器均处于未准备完毕的状态，不能发出备车信号给PMS，而在失电时刻，将失电延时继电器的延时时间之前的备车信号即延时备车信号发送给PMS，因为，失电延时继电器的延时时间之前，备用柴油机的相关机器没有断电，处于准备完毕的状态，可以发出备车信号，再经过失电延时继电器延时后在失电的这一刻发出。由于在失电时，UPS内部直接切换为蓄电池供电，为主滑油泵和燃油循环泵的启动准备了条件，PMS根据延时备车信号发送起机命令给备用柴油机控制箱并发送起泵命令给主滑油泵和燃油循环泵，以启动主滑油泵建立主滑油泵的油压，并启动燃油循环泵，为柴油机的启动准备条件，由于起机命令的持续时间(即脉冲时长)为预设时长，主滑油泵开始建立油压，在油压到达预设值时，起机命令仍在持续中，在主滑油泵建立油压的过程中，备用柴油机控制箱同时判断备用柴油机的相关机器的状态，判断完毕后，根据预设时长内的起机命令，发送真备车信号给PMS，继续接收预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电。

本实施例的技术方案，通过采用UPS给主滑油泵和燃油循环泵这两个重要泵浦供电，在得到正常的起机命令的情况，可以正常启动，进而为柴油发电机组的启动并恢复供电准备条件，并通过软启动器来降低主滑油泵的启动电流，避免了对UPS中的逆变器造成损坏，在全船失电时，UPS切换为蓄电池供电，PMS发送的起机命令的持续时长为预设时长，覆盖了主滑油泵的建压时间，备用柴油机控制箱发送真备车信号后，继续接收预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电，实现了柴油机非机带泵的失电模式，减少了柴油机非机带泵的失电恢复时间。

在上述技术方案的基础上，还优选包括第一应急电源，所述第一应急电源与所述UPS的第二输入端连接，用于当所述第一主电源和所述蓄电池故障时向所述UPS供给电力。避免了无法失电恢复的情况出现。

在上述技术方案的基础上，所述供电分电箱包括连接所述主滑油泵和燃油循环泵的对应开关，所述对应开关分别与PMS连接，用于将所述对应开关的确认闭合信号发送至PMS。PMS在接收到所述主滑油泵和燃油循环泵的对应开关的确认闭合信号后，可以根据该确认闭合信号选择备用柴油机。

在上述技术方案的基础上，所述备用柴油机的相关机器状态的判断时间比预设时间缩短1.5秒，所述预设时长为10秒。其中，预设时间即现有技术中的柴油机的相关机器状态的判断时间。通过缩短了1.5秒的判断时间，并将起机命令的持续时间设置为10秒，由于主滑油泵的建压时间为8秒，起机命令的持续时间覆盖了主滑油泵的建压时间，缩短了柴油机非机带泵的失电恢复时间，满足了船级社规范的失电恢复时间不能超过45秒的要求，健全了船舶功能。

在上述技术方案的基础上，当选定的备用柴油机控制箱接收到所述起机命令时，激发失电模式的信号，以取消备车信号与预滑油泵的连锁。实现了逃过预滑油泵，用主滑油泵直接建立油压。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种柴油机非机带泵的失电恢复系统的结构示意图，如图2所示，本实施例在实施例一的基础上进行了优化，增加了与供电分电箱2连接的第二主电源10和第二应急电源11，具体如下：

供电分电箱2的第二输入端204与第二主电源10连接，用于当UPS 1故障时，将第二主电源10的电力提供给主滑油泵4和燃油循环泵5；

供电分电箱2的第三输入端205与第二应急电源11连接，用于当UPS 1故障且第二主电源10故障时，将第二应急电源11的电力提供给主滑油泵4和燃油循环泵5。

即供电分电箱2有三路供电，即UPS 1、第二主电源10和第二应急电源11。UPS 1供电的优先级最高。也是说，UPS 1是在线式设计，正常情况下，船上的电力通过UPS 1供给主滑油泵4和燃油循环泵5，当船电失电时，在UPS 1内部自动切换到蓄电池10供电。而当UPS 1故障时，可以将第二主电源10的电力供给主滑油泵4和燃油循环泵5。

本实施例的技术方案，在上述技术方案的基础上，通过增加了与供电分电箱2连接的第二主电源10和第二应急电源11，避免了UPS 1故障时，不能为主滑油泵4和燃油循环泵5供给电力的情况出现。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种柴油机非机带泵的失电恢复系统的失电恢复方法的流程图，具体包括如下步骤：

步骤310，当全船失电时，失电延时继电器将备用柴油机控制箱发送的备车信号延时后得到的延时备车信号发送给PMS，UPS切换为蓄电池供电，向主滑油泵和燃油循环泵供给电力。

其中，所述延时备车信号是备用柴油机控制箱发送的备车信号经失电延时继电器延时后得到的，失电延时继电器在全船失电的时刻将延时备车信号发出。当全船失电时，失电延时继电器不会立刻断开，而是延时后再断开，在断开之前，将所述延时备车信号发送给PMS。当全船失电时，船上的备用柴油机控制箱均将延时备车信号发送给PMS，以使得PMS根据延时备车信号选择备用柴油机，例如，如果船上有1号、2号、3号和4号柴油机，而1号和4号柴油机是备用柴油机，当失电时，而1号和4号备用柴油机控制箱均将延时备车信号发送给PMS。其中，备车信号是指柴油机相关的机器均准备好的状态信号。

全船失电时，UPS切换为蓄电池供电，向主滑油泵和燃油循环泵供给电力，以保证主滑油泵和燃油循环泵的正常启动。

步骤320，如果PMS监测到全船失电后，PMS接收备用柴油机控制箱的延时备车信号，并选择备用柴油机，向选定的备用柴油机的备用柴油机控制箱发送起机命令，同时向所述主滑油泵和燃油循环泵发送起泵命令，所述起机命令的持续时间为预设时长，以覆盖主滑油泵的建压时间。

PMS监测到全船失电后，接收备用柴油机控制箱发送来的延时备车信号，根据延时备车信号及预定备机选择规则，选择备用柴油机，向选定的备用柴油机的备用柴油机控制箱发送起机命令，同时向所述主滑油泵和燃油循环泵发送起泵命令，以启动主滑油泵和燃油循环泵。

其中，选择备用柴油机优选包括：

接收主滑油泵和燃油循环泵分别在供电分电箱中的对应开关的确认闭合信号；

根据所述确认闭合信号和预定备机选择规则，选择备用柴油机。

在PMS接收到备用柴油机的主滑油泵和燃油循环泵分别在供电分电箱中的对应开关的确认闭合信号后，根据所述确认闭合信号和预定备机选择规则，选择备用柴油机，避免了选择的备用柴油机相关的主滑油泵和燃油循环泵在供电分电箱中的对应开关没有闭合而不能给主滑油泵和燃油循环泵供电的情况出现，为启动选定的备用柴油机准备了启动条件。

步骤330，所述备用柴油机控制箱接收所述起机命令，判断备用柴油机的相关机器状态，同时所述主滑油泵和燃油循环泵接收起泵命令，并启动备用柴油机供油；备用柴油机控制箱通过安装在所述主滑油泵和所述燃油循环泵向备用柴油机的供油管路上的传感器检测供油信号，来判断主滑油泵和燃油循环泵的状态，当相关机器准备完毕，发送真备车信号给PMS。

所述所述主滑油泵和燃油循环泵接收起泵命令后，根据所述起泵命令进行启动，以达到备车信号能够发出的先提条件，主滑油泵开始建立油压，当油压达到预设值时，主滑油泵准备完毕，柴油机控制箱在主滑油泵建立油压的同时判断备用柴油机的相关机器状态，当相关机器均准备完毕时，发送真备车信号给PMS，该真备车信号经过失电延时继电器可直接发出，而不需要延时，因为失电延时继电器只在失电的时刻动作。其中，当选定的备用柴油机控制箱接收到所述起机命令时，激发失电模式的信号，以取消备车信号与预滑油泵的连锁。实现了逃过预滑油泵，用主滑油泵直接建立油压，即直接用主滑油泵为备用柴油机供给润滑油。

其中，所述柴油机的相关机器状态的判断时间比预设时间缩短1.5秒，所述预设时长为10秒。通过缩短了1.5秒的判断时间，并将起机命令的持续时间设置为10秒，覆盖主滑油泵的建压时间，缩短了柴油机非机带泵的失电恢复时间，满足了船级社的规范的失电恢复时间不能超过45秒的要求，健全了船舶功能。

步骤340，PMS接收到所述真备车信号后，继续发送预设时长内的起机命令给所述备用柴油机控制箱。

PMS接收所述真备车信号，由于所述预设时长大于柴油机控制箱判断各相关机器状态的时间，所以，PMS可以一直发送预设时长内的起机命令给所述备用柴油机控制箱。

步骤350，所述备用柴油机控制箱继续接收所述预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电。

所述备用柴油机控制箱在发送出真备车信号后，可以继续接收所述预设时长内的起机命令，根据起机命令，启动所述备用柴油机控制箱控制的备用柴油机，由备用柴油机带动发电机进行发电，便可恢复供电。

本实施例的技术方案，在全船失电时，UPS切换为蓄电池供电，保证了主滑油泵和燃油循环泵的正常启动，PMS接收到备用柴油机控制箱的延时备车信号后，选择备用柴油机，并向选定的备用柴油机的备用柴油机控制箱发送起机命令，同时向所述主滑油泵和燃油循环泵发送起泵命令，起机命令的持续时间为预设时长，覆盖了主滑油泵的建压时间，备用柴油机控制箱发送真备车信号后，继续接收预设时长内的起机命令，启动对应的备用柴油机，恢复供电，实现了柴油机非机带泵的失电模式，减少了柴油机非机带泵的失电恢复时间。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。