一种职业技能考级用船舶三速锚机模拟控制装置

摘 要：为适应课程教学及职业技能培训和考证需求，针对现有船舶锚机控制系统教学装置存在的问题，提出了改进方案，研制了一套船舶三速锚机模拟控制装置，既满足了教学要求，又使得设备小型化，操作简便，故障率低，而且极大地降低了教学成本。

关键词：三速锚机；控制系统；模拟装置

引言

船舶锚机是保证船舶在水面或码头安全停泊的重要设备，是船舶甲板机械电力拖动的一个重要组成部分，它一般用电力控制三速交流电机可逆运行完成起锚抛锚的过程控制。船舶三速锚机主要由电机、控制系统和操作系统组成，设备结构复杂，体积较大且价格昂贵。因此，关于船舶锚机相关知识的教学中很难面对实物，通常以课堂理论讲授和电力拖动实验（用三相异步电动机可逆控制及变极调速）等方法实施教学，致使学生对该部分内容难以理解和掌握，不利于学生实际操作能力的培养。此外，船舶三速锚机控制系统也是船舶电工证及电子电气员考证所必须的设备。为了切实提高教学质量，使在校学生和培训学员更好地掌握这部分内容，培养其对锚机电气控制系统的操作能力和故障分析及排除能力，适应高职人才培养的需要，迫切需要一种既能较好的满足实际教学需求，又能最大程度节约成本的船舶锚机控制系统的教学装置。文章即是针对实际使用的船舶三速锚机控制系统进行改造，设计了一种用于实训教学和职业技能考证的船舶三速锚机控制系统的模拟装置。

1 船舶三速锚机模拟控制装置的设计方案

原有的船舶锚机教学设备是整套订购教学仪器生产厂家的成品设备，在实际教学中存在许多问题：（1）教具厂生产的实训设备通用性较强，不便于特色教学与学生实训。（2）由于学生在实训过程中对船舶锚机电气控制线路部分的操作频繁，故障率很高，维修量极大，给教学和培训考证工作均带来极大不便，维护成本太高。（3）由于学生长时间操作与实训，锚机电机频繁起停，而电机起动电流非常大（通常是其额定电流的4-7倍），电机极易烧坏，可靠性差且安全隐患大。

船舶上广泛使用的三速锚机的控制线路原理图如图1所示。为了满足专业课教学和行业考证需求，在保持实船上三速锚机的基本控制线路不变的基础上，对控制系统进行了改造，去掉了锚机电动机（包括电磁刹车）及机械装置，采用万能转换开关代替锚机操作系统中的主令控制器，并采用不同颜色灯光显示模拟三速锚机的起动、制动和正反转变速运行。

船舶三速锚机模拟控制装置主要由锚机控制台、器件箱（包括变压器、接触器、继电器、电阻、熔断器等）和模拟故障箱（共18个故障点）等组成。

1.1 锚机控制台

锚机控制台上设有三速锚机控制模拟器，由万能转换开关以及信号灯组组成。万能转换开关与信号灯组连接，万能转换开关上设置有七档，分别对应三速锚机电机的正转、反转的三个速档以及停机档，信号灯组数量为三组，分别对应三速锚机电机的三个速档，每组信号灯组包括有三个信号灯，每个信号灯分别对应三速锚机电机的三相电的相；锚机控制台连接有锚机观察台，锚机观察台上设有与万能转换开关速档对应的三速电机。

采用万能转换开关代替锚机操作系统中的主令控制器进行锚机的三速操纵，从而实现了锚机操作系统的小型化，可极大的降低成本，且使得原本需要在两地依次进行的锚机控制操作集中到一处操作，极大的方便了学生和培训学员等的观察学习和实际操作；采用三组不同颜色的指示灯与三速电机的三相绕组并联，实现在电机不运行的情况下，模拟电机的实际运行状况，从而反映电机的三种速度，避免了电机因长时间工作和频繁起动造成的电机损坏事故的发生，也有效保障了教学安全。

1.2 模拟故障箱

模拟故障箱与万能转换开关以及信号灯组连接，模拟船舶三速锚机的各种故障，可以用于系统模拟调试与检修，方便教学演示和职业评估测试。如图1所示，模拟故障箱共设置了18个故障点，对应的故障分别为：

（1）、（2）、（17）：1J线圈不吸合，电机正、反转无效。

（18）：1J线圈吸合，电机正、反转无效。

（16）：1J线圈吸合，主令开关打到上升档或下降档1J线圈断开。

（3）：ZC线圈不得电，上升档指示灯不亮。

（4）：FC线圈不得电，下降档指示灯不亮。

（5）：1C线圈不得电，低速档不工作。

（6）：2C线圈不得电，中速档不工作。

（8）：4C线圈不得电，2C不得电，中速档不工作。

（7）：1C、2C、4C线圈不得电，低中速档不工作。

（9）：时间继电器1SJ不得电，3C线圈不得电，高速档不工作。

（10）：时间继电器1SJ常开触头断开，3C线圈不得电，高速档不工作。

（11）、（15）：无任何现象。

（12）：ZDC线圈不得电，制动指示灯不亮。

（13）：ZDC线圈得电，指示灯不亮。

（14）：低、中、高速档指示灯一亮就灭。

2 船舶三速锚机模拟控制装置的优点

文章设计的船舶三速锚机模拟控制装置具有如下创新点和优点：（1）采用万能转换开关代替了锚机操作系统中的主令控制器模拟锚机的起动、制动及变速运行，使教学设备小型化，既节约了成本，而且使原本需要在两地依次进行的锚机控制操作集中到一处，操作简便灵活，具有很强的教学实用性；（2）采用三组不同颜色的指示灯与三速电机的三相绕组并联，实现在电机不运行的情况下，模拟电机的实际运行状况，从而反映电机的三种速度，避免了电机因长时间工作和频繁起动造成的电机损坏事故的发生，大大降低了设备的故障率，也有效保障了教学安全。

3 结束语

对船舶锚机控制系统的操纵是船舶轮机类学生以及职业技能考证学员必须掌握的重要内容之一，船舶三速锚机模拟控制装置具有小型化、操作简便、故障率低、维护方便以及设备成本低等优点，具有很强的教学实用性和推广价值。

作者简介：陈慧（1982-），工学硕士，讲师，专业方向为船舶工程技术、海洋工程技术。endprint

摘 要：为适应课程教学及职业技能培训和考证需求，针对现有船舶锚机控制系统教学装置存在的问题，提出了改进方案，研制了一套船舶三速锚机模拟控制装置，既满足了教学要求，又使得设备小型化，操作简便，故障率低，而且极大地降低了教学成本。

关键词：三速锚机；控制系统；模拟装置

引言

船舶锚机是保证船舶在水面或码头安全停泊的重要设备，是船舶甲板机械电力拖动的一个重要组成部分，它一般用电力控制三速交流电机可逆运行完成起锚抛锚的过程控制。船舶三速锚机主要由电机、控制系统和操作系统组成，设备结构复杂，体积较大且价格昂贵。因此，关于船舶锚机相关知识的教学中很难面对实物，通常以课堂理论讲授和电力拖动实验（用三相异步电动机可逆控制及变极调速）等方法实施教学，致使学生对该部分内容难以理解和掌握，不利于学生实际操作能力的培养。此外，船舶三速锚机控制系统也是船舶电工证及电子电气员考证所必须的设备。为了切实提高教学质量，使在校学生和培训学员更好地掌握这部分内容，培养其对锚机电气控制系统的操作能力和故障分析及排除能力，适应高职人才培养的需要，迫切需要一种既能较好的满足实际教学需求，又能最大程度节约成本的船舶锚机控制系统的教学装置。文章即是针对实际使用的船舶三速锚机控制系统进行改造，设计了一种用于实训教学和职业技能考证的船舶三速锚机控制系统的模拟装置。

1 船舶三速锚机模拟控制装置的设计方案

原有的船舶锚机教学设备是整套订购教学仪器生产厂家的成品设备，在实际教学中存在许多问题：（1）教具厂生产的实训设备通用性较强，不便于特色教学与学生实训。（2）由于学生在实训过程中对船舶锚机电气控制线路部分的操作频繁，故障率很高，维修量极大，给教学和培训考证工作均带来极大不便，维护成本太高。（3）由于学生长时间操作与实训，锚机电机频繁起停，而电机起动电流非常大（通常是其额定电流的4-7倍），电机极易烧坏，可靠性差且安全隐患大。

船舶上广泛使用的三速锚机的控制线路原理图如图1所示。为了满足专业课教学和行业考证需求，在保持实船上三速锚机的基本控制线路不变的基础上，对控制系统进行了改造，去掉了锚机电动机（包括电磁刹车）及机械装置，采用万能转换开关代替锚机操作系统中的主令控制器，并采用不同颜色灯光显示模拟三速锚机的起动、制动和正反转变速运行。

船舶三速锚机模拟控制装置主要由锚机控制台、器件箱（包括变压器、接触器、继电器、电阻、熔断器等）和模拟故障箱（共18个故障点）等组成。

1.1 锚机控制台

锚机控制台上设有三速锚机控制模拟器，由万能转换开关以及信号灯组组成。万能转换开关与信号灯组连接，万能转换开关上设置有七档，分别对应三速锚机电机的正转、反转的三个速档以及停机档，信号灯组数量为三组，分别对应三速锚机电机的三个速档，每组信号灯组包括有三个信号灯，每个信号灯分别对应三速锚机电机的三相电的相；锚机控制台连接有锚机观察台，锚机观察台上设有与万能转换开关速档对应的三速电机。

采用万能转换开关代替锚机操作系统中的主令控制器进行锚机的三速操纵，从而实现了锚机操作系统的小型化，可极大的降低成本，且使得原本需要在两地依次进行的锚机控制操作集中到一处操作，极大的方便了学生和培训学员等的观察学习和实际操作；采用三组不同颜色的指示灯与三速电机的三相绕组并联，实现在电机不运行的情况下，模拟电机的实际运行状况，从而反映电机的三种速度，避免了电机因长时间工作和频繁起动造成的电机损坏事故的发生，也有效保障了教学安全。

1.2 模拟故障箱

模拟故障箱与万能转换开关以及信号灯组连接，模拟船舶三速锚机的各种故障，可以用于系统模拟调试与检修，方便教学演示和职业评估测试。如图1所示，模拟故障箱共设置了18个故障点，对应的故障分别为：

（1）、（2）、（17）：1J线圈不吸合，电机正、反转无效。

（18）：1J线圈吸合，电机正、反转无效。

（16）：1J线圈吸合，主令开关打到上升档或下降档1J线圈断开。

（3）：ZC线圈不得电，上升档指示灯不亮。

（4）：FC线圈不得电，下降档指示灯不亮。

（5）：1C线圈不得电，低速档不工作。

（6）：2C线圈不得电，中速档不工作。

（8）：4C线圈不得电，2C不得电，中速档不工作。

（7）：1C、2C、4C线圈不得电，低中速档不工作。

（9）：时间继电器1SJ不得电，3C线圈不得电，高速档不工作。

（10）：时间继电器1SJ常开触头断开，3C线圈不得电，高速档不工作。

（11）、（15）：无任何现象。

（12）：ZDC线圈不得电，制动指示灯不亮。

（13）：ZDC线圈得电，指示灯不亮。

（14）：低、中、高速档指示灯一亮就灭。

2 船舶三速锚机模拟控制装置的优点

文章设计的船舶三速锚机模拟控制装置具有如下创新点和优点：（1）采用万能转换开关代替了锚机操作系统中的主令控制器模拟锚机的起动、制动及变速运行，使教学设备小型化，既节约了成本，而且使原本需要在两地依次进行的锚机控制操作集中到一处，操作简便灵活，具有很强的教学实用性；（2）采用三组不同颜色的指示灯与三速电机的三相绕组并联，实现在电机不运行的情况下，模拟电机的实际运行状况，从而反映电机的三种速度，避免了电机因长时间工作和频繁起动造成的电机损坏事故的发生，大大降低了设备的故障率，也有效保障了教学安全。

3 结束语

对船舶锚机控制系统的操纵是船舶轮机类学生以及职业技能考证学员必须掌握的重要内容之一，船舶三速锚机模拟控制装置具有小型化、操作简便、故障率低、维护方便以及设备成本低等优点，具有很强的教学实用性和推广价值。

作者简介：陈慧（1982-），工学硕士，讲师，专业方向为船舶工程技术、海洋工程技术。endprint

摘 要：为适应课程教学及职业技能培训和考证需求，针对现有船舶锚机控制系统教学装置存在的问题，提出了改进方案，研制了一套船舶三速锚机模拟控制装置，既满足了教学要求，又使得设备小型化，操作简便，故障率低，而且极大地降低了教学成本。

关键词：三速锚机；控制系统；模拟装置

引言

船舶锚机是保证船舶在水面或码头安全停泊的重要设备，是船舶甲板机械电力拖动的一个重要组成部分，它一般用电力控制三速交流电机可逆运行完成起锚抛锚的过程控制。船舶三速锚机主要由电机、控制系统和操作系统组成，设备结构复杂，体积较大且价格昂贵。因此，关于船舶锚机相关知识的教学中很难面对实物，通常以课堂理论讲授和电力拖动实验（用三相异步电动机可逆控制及变极调速）等方法实施教学，致使学生对该部分内容难以理解和掌握，不利于学生实际操作能力的培养。此外，船舶三速锚机控制系统也是船舶电工证及电子电气员考证所必须的设备。为了切实提高教学质量，使在校学生和培训学员更好地掌握这部分内容，培养其对锚机电气控制系统的操作能力和故障分析及排除能力，适应高职人才培养的需要，迫切需要一种既能较好的满足实际教学需求，又能最大程度节约成本的船舶锚机控制系统的教学装置。文章即是针对实际使用的船舶三速锚机控制系统进行改造，设计了一种用于实训教学和职业技能考证的船舶三速锚机控制系统的模拟装置。

1 船舶三速锚机模拟控制装置的设计方案

原有的船舶锚机教学设备是整套订购教学仪器生产厂家的成品设备，在实际教学中存在许多问题：（1）教具厂生产的实训设备通用性较强，不便于特色教学与学生实训。（2）由于学生在实训过程中对船舶锚机电气控制线路部分的操作频繁，故障率很高，维修量极大，给教学和培训考证工作均带来极大不便，维护成本太高。（3）由于学生长时间操作与实训，锚机电机频繁起停，而电机起动电流非常大（通常是其额定电流的4-7倍），电机极易烧坏，可靠性差且安全隐患大。

船舶上广泛使用的三速锚机的控制线路原理图如图1所示。为了满足专业课教学和行业考证需求，在保持实船上三速锚机的基本控制线路不变的基础上，对控制系统进行了改造，去掉了锚机电动机（包括电磁刹车）及机械装置，采用万能转换开关代替锚机操作系统中的主令控制器，并采用不同颜色灯光显示模拟三速锚机的起动、制动和正反转变速运行。

船舶三速锚机模拟控制装置主要由锚机控制台、器件箱（包括变压器、接触器、继电器、电阻、熔断器等）和模拟故障箱（共18个故障点）等组成。

1.1 锚机控制台

锚机控制台上设有三速锚机控制模拟器，由万能转换开关以及信号灯组组成。万能转换开关与信号灯组连接，万能转换开关上设置有七档，分别对应三速锚机电机的正转、反转的三个速档以及停机档，信号灯组数量为三组，分别对应三速锚机电机的三个速档，每组信号灯组包括有三个信号灯，每个信号灯分别对应三速锚机电机的三相电的相；锚机控制台连接有锚机观察台，锚机观察台上设有与万能转换开关速档对应的三速电机。

采用万能转换开关代替锚机操作系统中的主令控制器进行锚机的三速操纵，从而实现了锚机操作系统的小型化，可极大的降低成本，且使得原本需要在两地依次进行的锚机控制操作集中到一处操作，极大的方便了学生和培训学员等的观察学习和实际操作；采用三组不同颜色的指示灯与三速电机的三相绕组并联，实现在电机不运行的情况下，模拟电机的实际运行状况，从而反映电机的三种速度，避免了电机因长时间工作和频繁起动造成的电机损坏事故的发生，也有效保障了教学安全。

1.2 模拟故障箱

模拟故障箱与万能转换开关以及信号灯组连接，模拟船舶三速锚机的各种故障，可以用于系统模拟调试与检修，方便教学演示和职业评估测试。如图1所示，模拟故障箱共设置了18个故障点，对应的故障分别为：

（1）、（2）、（17）：1J线圈不吸合，电机正、反转无效。

（18）：1J线圈吸合，电机正、反转无效。

（16）：1J线圈吸合，主令开关打到上升档或下降档1J线圈断开。

（3）：ZC线圈不得电，上升档指示灯不亮。

（4）：FC线圈不得电，下降档指示灯不亮。

（5）：1C线圈不得电，低速档不工作。

（6）：2C线圈不得电，中速档不工作。

（8）：4C线圈不得电，2C不得电，中速档不工作。

（7）：1C、2C、4C线圈不得电，低中速档不工作。

（9）：时间继电器1SJ不得电，3C线圈不得电，高速档不工作。

（10）：时间继电器1SJ常开触头断开，3C线圈不得电，高速档不工作。

（11）、（15）：无任何现象。

（12）：ZDC线圈不得电，制动指示灯不亮。

（13）：ZDC线圈得电，指示灯不亮。

（14）：低、中、高速档指示灯一亮就灭。

2 船舶三速锚机模拟控制装置的优点

文章设计的船舶三速锚机模拟控制装置具有如下创新点和优点：（1）采用万能转换开关代替了锚机操作系统中的主令控制器模拟锚机的起动、制动及变速运行，使教学设备小型化，既节约了成本，而且使原本需要在两地依次进行的锚机控制操作集中到一处，操作简便灵活，具有很强的教学实用性；（2）采用三组不同颜色的指示灯与三速电机的三相绕组并联，实现在电机不运行的情况下，模拟电机的实际运行状况，从而反映电机的三种速度，避免了电机因长时间工作和频繁起动造成的电机损坏事故的发生，大大降低了设备的故障率，也有效保障了教学安全。

3 结束语

对船舶锚机控制系统的操纵是船舶轮机类学生以及职业技能考证学员必须掌握的重要内容之一，船舶三速锚机模拟控制装置具有小型化、操作简便、故障率低、维护方便以及设备成本低等优点，具有很强的教学实用性和推广价值。

作者简介：陈慧（1982-），工学硕士，讲师，专业方向为船舶工程技术、海洋工程技术。endprint