輪機自動化學習課件

第一章反饋控制系統(tǒng)實例第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制第五節(jié)

大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制第一節(jié)柴油機汽缸冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)返回目錄第一頁，共九十二頁。圖1-1-1汽缸冷卻水溫度控制原理冷卻器M調節(jié)器冷卻器M調節(jié)器主機主機三通調節(jié)閥三通調節(jié)閥執(zhí)行電機執(zhí)行電機感溫元件感溫元件第一節(jié)柴油機冷卻水溫度控制系統(tǒng)返回本章第二頁，共九十二頁。泵主機冷卻器膨脹水柜直接作用式冷卻水溫度控制返回本節(jié)第三頁，共九十二頁。MR-Ⅱ型電動冷卻水溫度控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng)的組成及工作過程圖1-1-2二、電源電路及繼電器開關電路三、輸入電路和指示電路四、PD控制電路五、脈沖寬度調制電路六、管理要點圖1-1-3d圖1-1-3a圖1-1-3b圖1-1-3c返回本節(jié)第四頁，共九十二頁。圖1-1-2組成調節(jié)器開關組限位開關過載保護三相伺服馬達三通閥返回最近第五頁，共九十二頁。MR-Ⅱ型調節(jié)器MR-Ⅱ型調節(jié)器是電動基地式儀表，它把測量、顯示、調節(jié)等各個單元及相關附件均組裝在一個控制盒內(nèi)，設置在集中控制室?？刂坪械慕M成：1. MRB板，輸入與指示電路2. MRV板，比例微分控制電路3. MRD板，脈沖寬度調制電路4. MRK板，繼電器和開并裝置5. MRP板，主電源電路6.MRS板，穩(wěn)壓電源電路圖1-1-4返回本節(jié)第六頁，共九十二頁。圖1-1-4返回最近第七頁，共九十二頁。Re2Re1D1D2Sr1Sr2L1L2R3R4R1R2C1C2SW1SW2SW+16V-16V0VF1F2D1C1增溫降溫降溫增溫220V+16VMRP板，主電源電路圖1-1-3d返回最近第八頁，共九十二頁。TU1TU2-16V+16V+16V+16VR1R2R4R5W1R3C1R7C4R6R8C2R10R11R12W2W3R13T1G+__+T802SW1SW2R9C7MRB板，輸入與指示電路圖1-1-3aAB1510返回最近第九頁，共九十二頁。TU1+_TU2+_降溫增溫R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脈沖寬度調制電路圖1-1-3c5-16V-16V+16V返回最近第十頁，共九十二頁。C4TU1+_TU2+_TU3+_R13R8R10W2R9R11R6C4R3R2R5C3C2R1C1R14R4R7W151415MRV板，比例微分控制電路圖1-1-3b返回最近第十一頁，共九十二頁。TU1+_TU2+_降溫增溫R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脈沖寬度調制電路圖1-1-3c5-16V-16V+16V返回最近第十二頁，共九十二頁。TU1+_TU2+_降溫增溫R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脈沖寬度調制電路圖1-1-3c5-16V-16V+16V返回最近第十三頁，共九十二頁。管理要點1.面板功能2.投入使用3.故障排除通則4.參數(shù)調整返回本節(jié)第十四頁，共九十二頁。第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)目標：控制柴油機燃油的粘度，使之保持在最佳噴射粘度值上。原理：燃油的粘度隨溫度增加而下降。方法：改變?nèi)加偷募訜岢潭取４安裼蜋C，尤其是主機，通常燃用重油。重油的粘度較大，為便于燃油的輸送和霧化，必須對燃油進行加熱，并使其粘度值維持在設定范圍內(nèi)。返回本章第十五頁，共九十二頁。第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)常用燃油粘度控制系統(tǒng)：（1）VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)；（2）NAKAKITA型燃油粘度控制系統(tǒng)；（3）VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)（單片機控制）。返回本節(jié)第十六頁，共九十二頁。第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)一、VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)的組成fig.1-2-1二、測粘計fig.1-2-2三、差壓變送器fig.1-2-3四、調節(jié)器五、氣動調節(jié)閥fig.1-2-6六、控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點返回本節(jié)第十七頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第十八頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第十九頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第二十頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第二十一頁，共九十二頁。第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)四、調節(jié)器立體圖fig.1-2-4

簡圖

桿系

表盤

PB和Ti的調整

正作用式與反作用式

調節(jié)器與調節(jié)閥作用形式的配合手－自動切換返回本節(jié)第二十二頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第二十三頁，共九十二頁。第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)比例帶調整方法：比例帶調整盤上M點的位置逆時針→負反饋↑→比例帶↑順時針→負反饋↓→比例帶↓積分時間調整方法：積分閥開大→Ti↓

積分閥關小→Ti↑返回本節(jié)第二十四頁，共九十二頁。調節(jié)器桿系返回最近第二十五頁，共九十二頁。調節(jié)器表盤返回最近第二十六頁，共九十二頁。正作用與反作用正作用式調節(jié)器：當測量輸入增加時，輸出也增加反作用式調節(jié)器：當測量輸入增加時，輸出減少。正作用式→反作用式：（1）噴嘴旋轉90℃（2）M點由左上角→右上角返回本節(jié)第二十七頁，共九十二頁。調節(jié)器與調節(jié)閥作用形式的配合正作用式調節(jié)器與氣開式調節(jié)閥反作用式調節(jié)器與氣關式調節(jié)閥（優(yōu)選）返回本節(jié)第二十八頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng)的組成、功能及特點二、測量單元三、VCU－160粘度控制器返回本章第二十九頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng)的組成、功能及特點Fig.1-3-1特點：P22返回本節(jié)第三十頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第三十一頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)二、測量單元Fig.1-3-21.EVT-10C粘度傳感器2.PT100溫度傳感器Fig.1-3-4粘度傳感器單片機變送器Fig.1-3-3返回本節(jié)第三十二頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第三十三頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第三十四頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第三十五頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和過程控制方式：溫度程序控制、溫度定值控制、粘度定值控制作用規(guī)律：PI控制（由單片機程序實現(xiàn)）控制方式選擇開關：DO、STOP、HFO返回本節(jié)第三十六頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和過程控制過程：STOP→DO程序加溫，直到DOTset±3℃,進入溫度定值控制。

DO指示燈亮，粘度報警關返回本節(jié)第三十七頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和過程控制過程：STOP→HFO程序加溫，直到HFOTset±3℃,或DO→HFO進入粘度定值控制。穩(wěn)定后，改為粘度/溫度定值控制。

DO指示燈熄滅，HFO指示燈亮返回本節(jié)第三十八頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和過程控制過程：HFO→DO粘度定值控制，降溫，直到DOTset±3℃,進入溫度定值控制。DO指示燈亮，HFO指示燈熄滅返回本節(jié)第三十九頁，共九十二頁。第三節(jié)

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng)三、VCU-160粘度控制器2.控制板電路Fig.1-3-6（1）模擬量輸入電路（2）開關量輸入電路（3）輸出電路（4）顯示電路返回本節(jié)第四十頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第四十一頁，共九十二頁。第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制主鍋爐：蒸汽動力船舶上用于蒸汽動力裝置的鍋爐。蒸發(fā)量大，蒸汽壓力高，對水位和蒸汽壓力的控制要求較高，常采用帶有積分作用的調節(jié)器。輔鍋爐：內(nèi)燃機動力船舶上的鍋爐。油輪輔鍋爐：加熱貨油，驅動甲板設備，蒸發(fā)量較大，類似主鍋爐。貨輪輔鍋爐：燃油、滑油及生活用水加熱，要求不高。其水位和壓力常用雙位控制。返回本章第四十二頁，共九十二頁。第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制一、鍋爐水位控制的特點二、某油輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理三、變送器四、調節(jié)器五、給水調節(jié)閥六、控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點返回本節(jié)第四十三頁，共九十二頁。一、鍋爐水位控制的特點（1）水中含有蒸汽（15%～20%）（2）蒸汽壓力變化時，水下蒸汽的體積發(fā)生變化。虛假水位，難控制。因此，水位與給水量、蒸發(fā)量和水下蒸汽體積有關。第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制返回本節(jié)第四十四頁，共九十二頁。一、鍋爐水位控制的特點第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制1.雙沖量水位控制（1）單沖量：水位（2）雙沖量：水位＋蒸汽流量fig.1-4-1（3）三沖量：水位＋蒸汽流量＋給水量返回本節(jié)第四十五頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第四十六頁，共九十二頁。一、鍋爐水位控制的特點第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制2.雙回路水位控制（1）水位控制回路（2）給水壓差控制回路fig.1-4-2返回本節(jié)第四十七頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第四十八頁，共九十二頁。二、某輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成fig.1-4-3P—氣動計算器的氣壓輸出A—水位調節(jié)器的氣壓輸出B—蒸汽流量變送器的氣壓輸出K—系統(tǒng)常數(shù)，此處K＝2C—儀表制造常數(shù)，本儀表為50%（0.6MPa）第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制返回本節(jié)第四十九頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第五十頁，共九十二頁。作用：測量被控量，并把被控量的變化量按比例的轉變成標準信號，輸出至調節(jié)器和顯示儀表。氣動標準信號：19.6KPa~98.1Kpa0.02MPa~0.1Mpa0.2kg/cm2~1.0kg/cm2三、變送器Fig.1-4-4返回本節(jié)CompanyLogo第五十一頁，共九十二頁。三、變送器1.氣動差壓變送器的結構和工作原理2.遷移原理返回本節(jié)CompanyLogo第五十二頁，共九十二頁。（1）測量部分—把被控量變化轉換為軸向推力。△p→q測＝△p·F膜1.氣動差壓變送器的結構和工作原理Fig.1-4-4Fig.1-4-6返回本節(jié)CompanyLogo第五十三頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第五十四頁，共九十二頁。M測＝△p·F膜·l1M反＝p出·F波·l2M測＝M反（2）氣動轉換部分—把測量部分輸出的軸向推力轉換成標準的氣壓信號作為差壓變送器的輸出。1.氣動差壓變送器的結構和工作原理Fig.1-4-7Fig.1-4-4返回本節(jié)CompanyLogo第五十五頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第五十六頁，共九十二頁。在K單中，F(xiàn)膜、F波和l1都是固定不變的，唯一可調的是l2?！答伈y管→l2↑→

K單↓→

量程

↑；↓反饋波紋管→l2↓→

K單↑→

量程

↓。要得到較大的量程，就必然使l2增長。為不使變送器體積過于龐大，將大量程變送器制作成雙杠桿式變送器。1.氣動差壓變送器的結構和工作原理Fig.1-4-4返回本節(jié)CompanyLogo第五十七頁，共九十二頁。△p·F膜·l1＝q反·l2M測＝M反q'反·l4=p出·F波·l31.氣動差壓變送器的結構和工作原理（2）氣動轉換部分（雙杠桿）Fig.1-4-5Fig.1-4-8返回本節(jié)CompanyLogo第五十八頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第五十九頁，共九十二頁。（3）差壓變送器調零和調量程假定⊿p的最大變化范圍是0～1000mmH201.讓正負壓室均通大氣，使⊿p=0，觀察變送器輸出壓力是否為0.02MPa，若不是，擰動遷移（調零）彈簧，使p出=0.02MPa。2.逐漸增大正壓室壓力，使p出=0.1MPa，觀察正壓室壓力是否為1000mmH20，若小于它，說明量程小了，則松開量程支點的鎖緊螺母，上移支點，反之亦然。3.重新調零、調量程，直到零點和量程準確為止。1.氣動差壓變送器的結構和工作原理Fig.1-4-4返回本節(jié)CompanyLogo第六十頁，共九十二頁。單杠桿差壓變送器結構原理圖氣源輸出Fig.1-4-4返回最近CompanyLogo第六十一頁，共九十二頁。單杠桿差壓變送器結構原理圖氣源輸出6-噴嘴

13-膜盒

9-鎖緊螺母

8-主杠桿7-遷移彈簧5-檔板

15-緊固螺母

14-正壓室

12-負壓室

11-支架

10-靜壓誤差調節(jié)螺母

1-放大器

20-瑣緊螺釘

19-反饋波紋管

18-量程調節(jié)指點

17-底版

16-密封簧片

4-頂針架

3-頂針

2-遷移螺釘

Fig.1-4-4(1)ST返回最近CompanyLogo第六十二頁，共九十二頁。雙杠桿差壓變送器工作原理圖氣源p2

p1p出

Fig.1-4-5返回最近CompanyLogo第六十三頁，共九十二頁。測量部分結構原理圖Fig.1-4-6返回最近CompanyLogo第六十四頁，共九十二頁。單杠桿差壓變送器工作原理圖p2

p1V氣源p出

l1l3l2F反

Fig.1-4-7返回最近CompanyLogo第六十五頁，共九十二頁。雙杠桿差壓變送器受力分析圖

p出

p1p2q反量程支點q'反l4l3l2l1Fig.1-4-8返回最近CompanyLogo第六十六頁，共九十二頁。所謂遷移，是指根據(jù)實際需要將變送器量程的起點由零遷到某一數(shù)值。遷移后，量程的起點和終點都改變，但量程不變。以測量鍋爐水位為例說明其遷移原理。2.遷移原理Fig.1-4-9返回本節(jié)CompanyLogo第六十七頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第六十八頁，共九十二頁。用參考水位罐檢測鍋爐水位裝置512346BACCFig.1-4-9返回最近CompanyLogo第六十九頁，共九十二頁。圖1-4-9用參考水位罐檢測鍋爐水位裝置5-差壓變送器2-參考水位罐4-參考水位管6-閥箱BACC-泄放閥1-鍋爐A-截止閥B-平衡閥3-測量管Fig.1-4-9返回最近CompanyLogo第七十頁，共九十二頁。差壓變送器的負遷移特性MPa0.02mmH2O600-6000負遷移0.1Fig.1-4-10返回最近CompanyLogo第七十一頁，共九十二頁。MPa0.02Kg/cm2100正遷移0.164返回最近CompanyLogo第七十二頁，共九十二頁。量程遷移的優(yōu)點：1.適應不同應用場合的需要：例如，水位測量2.提高靈敏度：量程越小，K越大3.減小誤差：(10-6)×1%=0.04<(10-0)×1%=0.1返回本節(jié)CompanyLogo第七十三頁，共九十二頁。四、調節(jié)器fig.1-4-11通用正/反作用式PID調節(jié)器第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制返回本節(jié)第七十四頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第七十五頁，共九十二頁。四、調節(jié)器fig.1-4-12第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制力矩平衡原理返回本節(jié)第七十六頁，共九十二頁。四、調節(jié)器fig.1-4-12第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制PB的調整：比例帶調整桿Ti的調整：積分閥Td的調整：微分閥返回本節(jié)第七十七頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第七十八頁，共九十二頁。五、給水調節(jié)閥fig.1-4-13第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制返回本節(jié)第七十九頁，共九十二頁。返回最近CompanyLogo第八十頁，共九十二頁。六、常見故障及管理要點第四節(jié)

大型油輪輔鍋爐水位自動控制（1）水位波動（2）實際水位與給定值（3）實際水位與顯示值不符1）常見故障2）管理要點與其他氣動控制系統(tǒng)相同。返回本節(jié)第八十一頁，共九十二頁。第五節(jié)