一種職業技能考級用船舶三速錨機模擬控制裝置

摘 要：為適應課程教學及職業技能培訓和考證需求，針對現有船舶錨機控制系統教學裝置存在的問題，提出了改進方案，研制了一套船舶三速錨機模擬控制裝置，既滿足了教學要求，又使得設備小型化，操作簡便，故障率低，而且極大地降低了教學成本。

關鍵詞：三速錨機；控制系統；模擬裝置

引言

船舶錨機是保證船舶在水面或碼頭安全停泊的重要設備，是船舶甲板機械電力拖動的一個重要組成部分，它一般用電力控制三速交流電機可逆運行完成起錨拋錨的過程控制。船舶三速錨機主要由電機、控制系統和操作系統組成，設備結構復雜，體積較大且價格昂貴。因此，關于船舶錨機相關知識的教學中很難面對實物，通常以課堂理論講授和電力拖動實驗（用三相異步電動機可逆控制及變極調速）等方法實施教學，致使學生對該部分內容難以理解和掌握，不利于學生實際操作能力的培養。此外，船舶三速錨機控制系統也是船舶電工證及電子電氣員考證所必須的設備。為了切實提高教學質量，使在校學生和培訓學員更好地掌握這部分內容，培養其對錨機電氣控制系統的操作能力和故障分析及排除能力，適應高職人才培養的需要，迫切需要一種既能較好的滿足實際教學需求，又能最大程度節約成本的船舶錨機控制系統的教學裝置。文章即是針對實際使用的船舶三速錨機控制系統進行改造，設計了一種用于實訓教學和職業技能考證的船舶三速錨機控制系統的模擬裝置。

1 船舶三速錨機模擬控制裝置的設計方案

原有的船舶錨機教學設備是整套訂購教學儀器生產廠家的成品設備，在實際教學中存在許多問題：（1）教具廠生產的實訓設備通用性較強，不便于特色教學與學生實訓。（2）由于學生在實訓過程中對船舶錨機電氣控制線路部分的操作頻繁，故障率很高，維修量極大，給教學和培訓考證工作均帶來極大不便，維護成本太高。（3）由于學生長時間操作與實訓，錨機電機頻繁起停，而電機起動電流非常大（通常是其額定電流的4-7倍），電機極易燒壞，可靠性差且安全隱患大。

船舶上廣泛使用的三速錨機的控制線路原理圖如圖1所示。為了滿足專業課教學和行業考證需求，在保持實船上三速錨機的基本控制線路不變的基礎上，對控制系統進行了改造，去掉了錨機電動機（包括電磁剎車）及機械裝置，采用萬能轉換開關代替錨機操作系統中的主令控制器，并采用不同顏色燈光顯示模擬三速錨機的起動、制動和正反轉變速運行。

船舶三速錨機模擬控制裝置主要由錨機控制臺、器件箱（包括變壓器、接觸器、繼電器、電阻、熔斷器等）和模擬故障箱（共18個故障點）等組成。

1.1 錨機控制臺

錨機控制臺上設有三速錨機控制模擬器，由萬能轉換開關以及信號燈組組成。萬能轉換開關與信號燈組連接，萬能轉換開關上設置有七檔，分別對應三速錨機電機的正轉、反轉的三個速檔以及停機檔，信號燈組數量為三組，分別對應三速錨機電機的三個速檔，每組信號燈組包括有三個信號燈，每個信號燈分別對應三速錨機電機的三相電的相；錨機控制臺連接有錨機觀察臺，錨機觀察臺上設有與萬能轉換開關速檔對應的三速電機。

采用萬能轉換開關代替錨機操作系統中的主令控制器進行錨機的三速操縱，從而實現了錨機操作系統的小型化，可極大的降低成本，且使得原本需要在兩地依次進行的錨機控制操作集中到一處操作，極大的方便了學生和培訓學員等的觀察學習和實際操作；采用三組不同顏色的指示燈與三速電機的三相繞組并聯，實現在電機不運行的情況下，模擬電機的實際運行狀況，從而反映電機的三種速度，避免了電機因長時間工作和頻繁起動造成的電機損壞事故的發生，也有效保障了教學安全。

1.2 模擬故障箱

模擬故障箱與萬能轉換開關以及信號燈組連接，模擬船舶三速錨機的各種故障，可以用于系統模擬調試與檢修，方便教學演示和職業評估測試。如圖1所示，模擬故障箱共設置了18個故障點，對應的故障分別為：

（1）、（2）、（17）：1J線圈不吸合，電機正、反轉無效。

（18）：1J線圈吸合，電機正、反轉無效。

（16）：1J線圈吸合，主令開關打到上升檔或下降檔1J線圈斷開。

（3）：ZC線圈不得電，上升檔指示燈不亮。

（4）：FC線圈不得電，下降檔指示燈不亮。

（5）：1C線圈不得電，低速檔不工作。

（6）：2C線圈不得電，中速檔不工作。

（8）：4C線圈不得電，2C不得電，中速檔不工作。

（7）：1C、2C、4C線圈不得電，低中速檔不工作。

（9）：時間繼電器1SJ不得電，3C線圈不得電，高速檔不工作。

（10）：時間繼電器1SJ常開觸頭斷開，3C線圈不得電，高速檔不工作。

（11）、（15）：無任何現象。

（12）：ZDC線圈不得電，制動指示燈不亮。

（13）：ZDC線圈得電，指示燈不亮。

（14）：低、中、高速檔指示燈一亮就滅。

2 船舶三速錨機模擬控制裝置的優點

文章設計的船舶三速錨機模擬控制裝置具有如下創新點和優點：（1）采用萬能轉換開關代替了錨機操作系統中的主令控制器模擬錨機的起動、制動及變速運行，使教學設備小型化，既節約了成本，而且使原本需要在兩地依次進行的錨機控制操作集中到一處，操作簡便靈活，具有很強的教學實用性；（2）采用三組不同顏色的指示燈與三速電機的三相繞組并聯，實現在電機不運行的情況下，模擬電機的實際運行狀況，從而反映電機的三種速度，避免了電機因長時間工作和頻繁起動造成的電機損壞事故的發生，大大降低了設備的故障率，也有效保障了教學安全。

3 結束語

對船舶錨機控制系統的操縱是船舶輪機類學生以及職業技能考證學員必須掌握的重要內容之一，船舶三速錨機模擬控制裝置具有小型化、操作簡便、故障率低、維護方便以及設備成本低等優點，具有很強的教學實用性和推廣價值。

作者簡介：陳慧（1982-），工學碩士，講師，專業方向為船舶工程技術、海洋工程技術。endprint

摘 要：為適應課程教學及職業技能培訓和考證需求，針對現有船舶錨機控制系統教學裝置存在的問題，提出了改進方案，研制了一套船舶三速錨機模擬控制裝置，既滿足了教學要求，又使得設備小型化，操作簡便，故障率低，而且極大地降低了教學成本。

關鍵詞：三速錨機；控制系統；模擬裝置

引言

船舶錨機是保證船舶在水面或碼頭安全停泊的重要設備，是船舶甲板機械電力拖動的一個重要組成部分，它一般用電力控制三速交流電機可逆運行完成起錨拋錨的過程控制。船舶三速錨機主要由電機、控制系統和操作系統組成，設備結構復雜，體積較大且價格昂貴。因此，關于船舶錨機相關知識的教學中很難面對實物，通常以課堂理論講授和電力拖動實驗（用三相異步電動機可逆控制及變極調速）等方法實施教學，致使學生對該部分內容難以理解和掌握，不利于學生實際操作能力的培養。此外，船舶三速錨機控制系統也是船舶電工證及電子電氣員考證所必須的設備。為了切實提高教學質量，使在校學生和培訓學員更好地掌握這部分內容，培養其對錨機電氣控制系統的操作能力和故障分析及排除能力，適應高職人才培養的需要，迫切需要一種既能較好的滿足實際教學需求，又能最大程度節約成本的船舶錨機控制系統的教學裝置。文章即是針對實際使用的船舶三速錨機控制系統進行改造，設計了一種用于實訓教學和職業技能考證的船舶三速錨機控制系統的模擬裝置。

1 船舶三速錨機模擬控制裝置的設計方案

原有的船舶錨機教學設備是整套訂購教學儀器生產廠家的成品設備，在實際教學中存在許多問題：（1）教具廠生產的實訓設備通用性較強，不便于特色教學與學生實訓。（2）由于學生在實訓過程中對船舶錨機電氣控制線路部分的操作頻繁，故障率很高，維修量極大，給教學和培訓考證工作均帶來極大不便，維護成本太高。（3）由于學生長時間操作與實訓，錨機電機頻繁起停，而電機起動電流非常大（通常是其額定電流的4-7倍），電機極易燒壞，可靠性差且安全隱患大。

船舶上廣泛使用的三速錨機的控制線路原理圖如圖1所示。為了滿足專業課教學和行業考證需求，在保持實船上三速錨機的基本控制線路不變的基礎上，對控制系統進行了改造，去掉了錨機電動機（包括電磁剎車）及機械裝置，采用萬能轉換開關代替錨機操作系統中的主令控制器，并采用不同顏色燈光顯示模擬三速錨機的起動、制動和正反轉變速運行。

船舶三速錨機模擬控制裝置主要由錨機控制臺、器件箱（包括變壓器、接觸器、繼電器、電阻、熔斷器等）和模擬故障箱（共18個故障點）等組成。

1.1 錨機控制臺

錨機控制臺上設有三速錨機控制模擬器，由萬能轉換開關以及信號燈組組成。萬能轉換開關與信號燈組連接，萬能轉換開關上設置有七檔，分別對應三速錨機電機的正轉、反轉的三個速檔以及停機檔，信號燈組數量為三組，分別對應三速錨機電機的三個速檔，每組信號燈組包括有三個信號燈，每個信號燈分別對應三速錨機電機的三相電的相；錨機控制臺連接有錨機觀察臺，錨機觀察臺上設有與萬能轉換開關速檔對應的三速電機。

采用萬能轉換開關代替錨機操作系統中的主令控制器進行錨機的三速操縱，從而實現了錨機操作系統的小型化，可極大的降低成本，且使得原本需要在兩地依次進行的錨機控制操作集中到一處操作，極大的方便了學生和培訓學員等的觀察學習和實際操作；采用三組不同顏色的指示燈與三速電機的三相繞組并聯，實現在電機不運行的情況下，模擬電機的實際運行狀況，從而反映電機的三種速度，避免了電機因長時間工作和頻繁起動造成的電機損壞事故的發生，也有效保障了教學安全。

1.2 模擬故障箱

模擬故障箱與萬能轉換開關以及信號燈組連接，模擬船舶三速錨機的各種故障，可以用于系統模擬調試與檢修，方便教學演示和職業評估測試。如圖1所示，模擬故障箱共設置了18個故障點，對應的故障分別為：

（1）、（2）、（17）：1J線圈不吸合，電機正、反轉無效。

（18）：1J線圈吸合，電機正、反轉無效。

（16）：1J線圈吸合，主令開關打到上升檔或下降檔1J線圈斷開。

（3）：ZC線圈不得電，上升檔指示燈不亮。

（4）：FC線圈不得電，下降檔指示燈不亮。

（5）：1C線圈不得電，低速檔不工作。

（6）：2C線圈不得電，中速檔不工作。

（8）：4C線圈不得電，2C不得電，中速檔不工作。

（7）：1C、2C、4C線圈不得電，低中速檔不工作。

（9）：時間繼電器1SJ不得電，3C線圈不得電，高速檔不工作。

（10）：時間繼電器1SJ常開觸頭斷開，3C線圈不得電，高速檔不工作。

（11）、（15）：無任何現象。

（12）：ZDC線圈不得電，制動指示燈不亮。

（13）：ZDC線圈得電，指示燈不亮。

（14）：低、中、高速檔指示燈一亮就滅。

2 船舶三速錨機模擬控制裝置的優點

文章設計的船舶三速錨機模擬控制裝置具有如下創新點和優點：（1）采用萬能轉換開關代替了錨機操作系統中的主令控制器模擬錨機的起動、制動及變速運行，使教學設備小型化，既節約了成本，而且使原本需要在兩地依次進行的錨機控制操作集中到一處，操作簡便靈活，具有很強的教學實用性；（2）采用三組不同顏色的指示燈與三速電機的三相繞組并聯，實現在電機不運行的情況下，模擬電機的實際運行狀況，從而反映電機的三種速度，避免了電機因長時間工作和頻繁起動造成的電機損壞事故的發生，大大降低了設備的故障率，也有效保障了教學安全。

3 結束語

對船舶錨機控制系統的操縱是船舶輪機類學生以及職業技能考證學員必須掌握的重要內容之一，船舶三速錨機模擬控制裝置具有小型化、操作簡便、故障率低、維護方便以及設備成本低等優點，具有很強的教學實用性和推廣價值。

作者簡介：陳慧（1982-），工學碩士，講師，專業方向為船舶工程技術、海洋工程技術。endprint

摘 要：為適應課程教學及職業技能培訓和考證需求，針對現有船舶錨機控制系統教學裝置存在的問題，提出了改進方案，研制了一套船舶三速錨機模擬控制裝置，既滿足了教學要求，又使得設備小型化，操作簡便，故障率低，而且極大地降低了教學成本。

關鍵詞：三速錨機；控制系統；模擬裝置

引言

船舶錨機是保證船舶在水面或碼頭安全停泊的重要設備，是船舶甲板機械電力拖動的一個重要組成部分，它一般用電力控制三速交流電機可逆運行完成起錨拋錨的過程控制。船舶三速錨機主要由電機、控制系統和操作系統組成，設備結構復雜，體積較大且價格昂貴。因此，關于船舶錨機相關知識的教學中很難面對實物，通常以課堂理論講授和電力拖動實驗（用三相異步電動機可逆控制及變極調速）等方法實施教學，致使學生對該部分內容難以理解和掌握，不利于學生實際操作能力的培養。此外，船舶三速錨機控制系統也是船舶電工證及電子電氣員考證所必須的設備。為了切實提高教學質量，使在校學生和培訓學員更好地掌握這部分內容，培養其對錨機電氣控制系統的操作能力和故障分析及排除能力，適應高職人才培養的需要，迫切需要一種既能較好的滿足實際教學需求，又能最大程度節約成本的船舶錨機控制系統的教學裝置。文章即是針對實際使用的船舶三速錨機控制系統進行改造，設計了一種用于實訓教學和職業技能考證的船舶三速錨機控制系統的模擬裝置。

1 船舶三速錨機模擬控制裝置的設計方案

原有的船舶錨機教學設備是整套訂購教學儀器生產廠家的成品設備，在實際教學中存在許多問題：（1）教具廠生產的實訓設備通用性較強，不便于特色教學與學生實訓。（2）由于學生在實訓過程中對船舶錨機電氣控制線路部分的操作頻繁，故障率很高，維修量極大，給教學和培訓考證工作均帶來極大不便，維護成本太高。（3）由于學生長時間操作與實訓，錨機電機頻繁起停，而電機起動電流非常大（通常是其額定電流的4-7倍），電機極易燒壞，可靠性差且安全隱患大。

船舶上廣泛使用的三速錨機的控制線路原理圖如圖1所示。為了滿足專業課教學和行業考證需求，在保持實船上三速錨機的基本控制線路不變的基礎上，對控制系統進行了改造，去掉了錨機電動機（包括電磁剎車）及機械裝置，采用萬能轉換開關代替錨機操作系統中的主令控制器，并采用不同顏色燈光顯示模擬三速錨機的起動、制動和正反轉變速運行。

船舶三速錨機模擬控制裝置主要由錨機控制臺、器件箱（包括變壓器、接觸器、繼電器、電阻、熔斷器等）和模擬故障箱（共18個故障點）等組成。

1.1 錨機控制臺

錨機控制臺上設有三速錨機控制模擬器，由萬能轉換開關以及信號燈組組成。萬能轉換開關與信號燈組連接，萬能轉換開關上設置有七檔，分別對應三速錨機電機的正轉、反轉的三個速檔以及停機檔，信號燈組數量為三組，分別對應三速錨機電機的三個速檔，每組信號燈組包括有三個信號燈，每個信號燈分別對應三速錨機電機的三相電的相；錨機控制臺連接有錨機觀察臺，錨機觀察臺上設有與萬能轉換開關速檔對應的三速電機。

采用萬能轉換開關代替錨機操作系統中的主令控制器進行錨機的三速操縱，從而實現了錨機操作系統的小型化，可極大的降低成本，且使得原本需要在兩地依次進行的錨機控制操作集中到一處操作，極大的方便了學生和培訓學員等的觀察學習和實際操作；采用三組不同顏色的指示燈與三速電機的三相繞組并聯，實現在電機不運行的情況下，模擬電機的實際運行狀況，從而反映電機的三種速度，避免了電機因長時間工作和頻繁起動造成的電機損壞事故的發生，也有效保障了教學安全。

1.2 模擬故障箱

模擬故障箱與萬能轉換開關以及信號燈組連接，模擬船舶三速錨機的各種故障，可以用于系統模擬調試與檢修，方便教學演示和職業評估測試。如圖1所示，模擬故障箱共設置了18個故障點，對應的故障分別為：

（1）、（2）、（17）：1J線圈不吸合，電機正、反轉無效。

（18）：1J線圈吸合，電機正、反轉無效。

（16）：1J線圈吸合，主令開關打到上升檔或下降檔1J線圈斷開。

（3）：ZC線圈不得電，上升檔指示燈不亮。

（4）：FC線圈不得電，下降檔指示燈不亮。

（5）：1C線圈不得電，低速檔不工作。

（6）：2C線圈不得電，中速檔不工作。

（8）：4C線圈不得電，2C不得電，中速檔不工作。

（7）：1C、2C、4C線圈不得電，低中速檔不工作。

（9）：時間繼電器1SJ不得電，3C線圈不得電，高速檔不工作。

（10）：時間繼電器1SJ常開觸頭斷開，3C線圈不得電，高速檔不工作。

（11）、（15）：無任何現象。

（12）：ZDC線圈不得電，制動指示燈不亮。

（13）：ZDC線圈得電，指示燈不亮。

（14）：低、中、高速檔指示燈一亮就滅。

2 船舶三速錨機模擬控制裝置的優點

文章設計的船舶三速錨機模擬控制裝置具有如下創新點和優點：（1）采用萬能轉換開關代替了錨機操作系統中的主令控制器模擬錨機的起動、制動及變速運行，使教學設備小型化，既節約了成本，而且使原本需要在兩地依次進行的錨機控制操作集中到一處，操作簡便靈活，具有很強的教學實用性；（2）采用三組不同顏色的指示燈與三速電機的三相繞組并聯，實現在電機不運行的情況下，模擬電機的實際運行狀況，從而反映電機的三種速度，避免了電機因長時間工作和頻繁起動造成的電機損壞事故的發生，大大降低了設備的故障率，也有效保障了教學安全。

3 結束語

對船舶錨機控制系統的操縱是船舶輪機類學生以及職業技能考證學員必須掌握的重要內容之一，船舶三速錨機模擬控制裝置具有小型化、操作簡便、故障率低、維護方便以及設備成本低等優點，具有很強的教學實用性和推廣價值。

作者簡介：陳慧（1982-），工學碩士，講師，專業方向為船舶工程技術、海洋工程技術。endprint