船舶電氣設(shè)備ch11課件

船舶電力拖動(dòng)系統(tǒng)第十一章

輔助機(jī)械的電力拖動(dòng)與控制

船舶電力拖動(dòng)系統(tǒng)第十一章輔助機(jī)械的電力拖動(dòng)與控制第1章第2頁(yè)本章內(nèi)容介紹幾種典型的船舶機(jī)艙中的輔助機(jī)械及其自動(dòng)控制系統(tǒng)泵浦的自動(dòng)切換電路分油機(jī)的自動(dòng)控制油水分離器的自動(dòng)控制船舶冷藏箱設(shè)備的自動(dòng)控制船舶輔助鍋爐第1章第2頁(yè)本章內(nèi)容介紹幾種典型的船舶機(jī)艙中的輔助機(jī)械及其自第1章第3頁(yè)11.1備用泵的自動(dòng)切換控制電路

現(xiàn)代自動(dòng)化船舶機(jī)艙中的重要泵浦

的自動(dòng)控制：雙泵冗余，互為備份；組合起動(dòng)屏：特點(diǎn)---集中饋電，集中管理多種控制形式：自動(dòng)/手動(dòng)、機(jī)旁/遙控PLC控制，網(wǎng)絡(luò)通訊（現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)）。

需確保運(yùn)行的可靠性第1章第3頁(yè)11.1備用泵的自動(dòng)切換控制電路現(xiàn)代自動(dòng)化船第1章第4頁(yè)控制線(xiàn)路原理和運(yùn)行分析

泵浦的自動(dòng)切換控制原理基本相同以主滑油泵為例

主滑油泵控制線(xiàn)路M1M2出口壓力檢測(cè)主機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)滑油日用柜起動(dòng)器電氣故障機(jī)械故障起動(dòng)器電氣故障機(jī)械故障1#泵控制器2#泵控制器電源1電源2由起動(dòng)器控制單元、繼電-接觸器（PLC）電路和主電路組成滑油泵第1章第4頁(yè)控制線(xiàn)路原理和運(yùn)行分析泵浦的自動(dòng)切換控制原理基第1章第5頁(yè)主滑油泵的運(yùn)行控制

主滑油泵電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式按時(shí)間原則的自耦變壓器降壓起動(dòng)多地點(diǎn)控制集控室或主配電屏觸摸屏組合起動(dòng)屏就地控制箱主滑油泵電動(dòng)機(jī)的起/?？刂疲菏謩?dòng)自動(dòng)主滑油泵控制線(xiàn)路第1章第5頁(yè)主滑油泵的運(yùn)行控制主滑油泵電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式按時(shí)第1章第6頁(yè)泵的自動(dòng)切換雙PLC冗余泵控PLC控制電路1#泵控制電路2#泵T_Link總線(xiàn)泵控PLC泵出口壓力檢測(cè)主滑油泵控制線(xiàn)路第1章第6頁(yè)泵的自動(dòng)切換雙PLC冗余泵控PLC控制電路1#泵第1章第7頁(yè)泵的自動(dòng)切換三種情況下備用泵將會(huì)自動(dòng)切換起動(dòng)：運(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)過(guò)載（或起動(dòng)失?。┻\(yùn)行泵電動(dòng)機(jī)突然失電運(yùn)行泵出口壓力下降，延時(shí)確認(rèn)自動(dòng)切換時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警第1章第7頁(yè)泵的自動(dòng)切換三種情況下備用泵將會(huì)自動(dòng)切換起動(dòng)：運(yùn)第1章第8頁(yè)水泵自動(dòng)切換控制線(xiàn)路SA-手動(dòng)、自動(dòng)切換控制開(kāi)關(guān)。KT1-時(shí)間繼電器，用于延時(shí)壓力監(jiān)視投入。KT2-時(shí)間繼電器，用于壓力波動(dòng)延時(shí)自動(dòng)切換，防止頻繁誤動(dòng)作。KP-壓力繼電器。3KA-自動(dòng)切換繼電器。

第1章第8頁(yè)水泵自動(dòng)切換控制線(xiàn)路SA-手動(dòng)、自動(dòng)切換控制開(kāi)關(guān)第1章第9頁(yè)泵的順序起動(dòng)

因某種原因電網(wǎng)失電后，所有泵浦都停止運(yùn)行，電網(wǎng)恢復(fù)供電后，各組原來(lái)運(yùn)行泵浦應(yīng)按事先設(shè)定的時(shí)間順序逐臺(tái)起動(dòng)，防止電網(wǎng)超負(fù)荷。

第1章第9頁(yè)泵的順序起動(dòng)第1章第10頁(yè)11.2分油機(jī)的自動(dòng)控制

分油機(jī)Purifier用途去除油中的水分、雜質(zhì)分類(lèi)：燃油（FuelOil）分油機(jī)柴油（DieselOil）分油機(jī)滑油（Lub.Oil）分油機(jī)分油機(jī)原理第1章第10頁(yè)11.2分油機(jī)的自動(dòng)控制分油機(jī)Puri第1章第11頁(yè)分油機(jī)的工作原理

ALFA-LAVALFOPX613TFD-20型分油機(jī)及EPC-400型控制系統(tǒng)圖11-3FOPX型分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成

系統(tǒng)仿真第1章第11頁(yè)分油機(jī)的工作原理ALFA-LAVALFOP第1章第12頁(yè)FOPX型分油機(jī)自控系統(tǒng)1輸入信號(hào)：溫度開(kāi)關(guān)PT1、PT2和溫度傳感器PT3；FS是低流量開(kāi)關(guān)；高壓開(kāi)關(guān)PS1用于監(jiān)視凈油出口壓力；低壓開(kāi)關(guān)PS2，提供排渣口是否打開(kāi)的反饋信號(hào)

WT200型水分傳感器（MT4）能精確地檢測(cè)凈油中的含水量

振動(dòng)傳感器EPC-400型自動(dòng)控制和監(jiān)視裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)FOPX型分油機(jī)的監(jiān)控功能。

圖11-3第1章第12頁(yè)FOPX型分油機(jī)自控系統(tǒng)1輸入信號(hào)：EPC第1章第13頁(yè)2輸出信號(hào)EPC-400型裝置的輸出的信號(hào)有：電磁閥驅(qū)動(dòng)運(yùn)行工況的指示燈5位數(shù)碼顯示第1章第13頁(yè)2輸出信號(hào)第1章第14頁(yè)FOPX型分油機(jī)的控制過(guò)程

分油機(jī)的運(yùn)行過(guò)程為時(shí)序控制第1章第14頁(yè)FOPX型分油機(jī)的控制過(guò)程分油機(jī)的運(yùn)行過(guò)程為第1章第15頁(yè)分油時(shí)序分油初期，開(kāi)啟MV5間歇排水開(kāi)啟MV16間歇補(bǔ)償關(guān)盤(pán)水排渣時(shí)序P70開(kāi)啟MV10置換水開(kāi)啟MV16關(guān)盤(pán)水P72開(kāi)啟MV15開(kāi)盤(pán)水P78開(kāi)啟MV10水封水第1章第15頁(yè)分油時(shí)序排渣時(shí)序第1章第16頁(yè)何時(shí)啟動(dòng)排渣程序：1，P60定時(shí)到2，P61定時(shí)期間凈油中的含水量高3，人工按“排渣按鈕”FOPX分油機(jī)特點(diǎn)：不停油排渣。如何防止跑油：1，控制排渣口開(kāi)啟時(shí)間---0.1s2，出口高低油壓檢測(cè)第1章第16頁(yè)何時(shí)啟動(dòng)排渣程序：FOPX分油機(jī)特點(diǎn)：不停油排第1章第17頁(yè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和參數(shù)調(diào)整

第1章第17頁(yè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和參數(shù)調(diào)整第1章第18頁(yè)11.3油水分離器的自動(dòng)控制

船舶艙底水中混有各種油類(lèi)、淤泥、雜質(zhì)和其他沉積物。船舶污水處理這種污水，特別是含油類(lèi)較多的污水如果不加處理直接排放至船外，會(huì)造成航行水域和停泊水域的嚴(yán)重污染。國(guó)際海事組織（IMO）MARPOL73/78防污公約規(guī)定：凡10000總噸及以上的任何船舶，應(yīng)裝有濾油設(shè)備和當(dāng)排出物的含油量超過(guò)15ppm時(shí)能發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)停止含油物排放的裝置。

第1章第18頁(yè)11.3油水分離器的自動(dòng)控制船舶艙底水中混第1章第19頁(yè)油水分離器油水分離器的用處：利用物理處理方法，將污水中的油分分離出來(lái)。任務(wù)：

包括水中含油濃度的監(jiān)測(cè)、濃度超標(biāo)報(bào)警、分離后滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的污水排出舷外以及被分離出來(lái)的污油自動(dòng)排放到污油柜中等。

第1章第19頁(yè)油水分離器油水分離器的用處：任務(wù)：第1章第20頁(yè)油水分離系統(tǒng)的組成

油分濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警器污水柜污油柜污水泵海水淡水控制箱氣動(dòng)三通電磁閥油位傳感器

氣源第1章第20頁(yè)油水分離系統(tǒng)的組成油分濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警器污水柜污第1章第21頁(yè)油水分離器

結(jié)構(gòu)及原理

22-蒸汽加熱器21-多孔板6-分離膜柱4-聚合裝置12-電動(dòng)閥11-電極19-安全閥10-壓力表圖11-7SMT-5A型油水分離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖重力分離；聚合；吸附。第1章第21頁(yè)油水分離器

結(jié)構(gòu)及原理22-蒸汽加熱器21-第1章第22頁(yè)油水分離系統(tǒng)的控制功能：自動(dòng)排油控制

污水排出舷外控制油水分離系統(tǒng)第1章第22頁(yè)油水分離系統(tǒng)的控制功能：油水分離系統(tǒng)第1章第23頁(yè)自動(dòng)排油控制

KRV-22N型單電極式檢測(cè)控制器控制集油腔中污油的自動(dòng)排放

11電容式：根據(jù)油水導(dǎo)電性的差異檢測(cè)油水分解面C油水分離系統(tǒng)第1章第23頁(yè)自動(dòng)排油控制KRV-22N型單電極式檢測(cè)控制第1章第24頁(yè)油分濃度檢測(cè)報(bào)警器

超聲波－使油水乳化壓力調(diào)節(jié)根據(jù)透光度檢測(cè)含油濃度光電式傳感器－污水排出舷外控制油水分離系統(tǒng)油分濃度檢測(cè)裝置：第1章第24頁(yè)油分濃度檢測(cè)報(bào)警器超聲波－使油水乳化壓力調(diào)節(jié)第1章第25頁(yè)油水分離系統(tǒng)起何作用？如何進(jìn)行污水排出舷外控制？第1章第25頁(yè)油水分離系統(tǒng)起何作用？如何進(jìn)行污水排出舷外控制第1章第26頁(yè)船舶制冷裝置自動(dòng)控制船舶應(yīng)用：冷庫(kù)：食品保鮮－肉庫(kù)、魚(yú)庫(kù)、菜庫(kù)空調(diào)冷藏艙、冷藏集裝箱：貨物的冷藏貯運(yùn)控制空氣干燥機(jī)第1章第26頁(yè)船舶制冷裝置自動(dòng)控制船舶應(yīng)用：第1章第27頁(yè)一、船舶制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)

壓縮式制冷裝置的主要組成部件是制冷壓縮機(jī)，它又可分為活塞式、螺桿式和離心式，實(shí)用中以活塞式為多見(jiàn)。

按工作原則不同，制冷裝置可分類(lèi)為：壓縮式、吸收式、真空式及半導(dǎo)體式，船上用得最多的是壓縮式。第1章第27頁(yè)一、船舶制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)壓第1章第28頁(yè)制冷基本原理制冷劑由液態(tài)氣態(tài)吸熱放熱液態(tài)的循環(huán)過(guò)程氟利昂12（F12）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（105Pa)下氣化溫度為-29.8℃74×104Pa(7.59kg.f/cm2)的壓力下它的飽和溫度（冷凝）升高到30℃。制冷劑選擇氣化溫度很低的液體第1章第28頁(yè)制冷基本原理制冷劑由液態(tài)氣態(tài)吸熱放熱液態(tài)的循環(huán)第1章第29頁(yè)壓縮式制冷裝置基本組成及工作程序制冷系統(tǒng)積儲(chǔ)器M蒸發(fā)器冷凝器壓縮機(jī)冷庫(kù)濾器溫度控制壓力繼電器控制箱膨脹閥電磁閥溫度設(shè)定溫包膨脹閥---對(duì)制冷劑進(jìn)行節(jié)流、降壓，自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的冷劑量海水第1章第29頁(yè)壓縮式制冷裝置基本組成及工作程序制冷系統(tǒng)積儲(chǔ)器第1章第30頁(yè)二、船舶制冷裝置自動(dòng)控制(一)、溫度自動(dòng)控制利用溫度繼電器與電磁閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷庫(kù)溫度的控制庫(kù)溫雙位控制。

(二)、壓力自動(dòng)控制（制冷劑循環(huán)控制）通過(guò)低壓繼電器（壓縮機(jī)吸口）的雙位控制，自動(dòng)起停壓縮機(jī)，起調(diào)節(jié)和保護(hù)的作用。

壓力太低（真空）易使外界空氣進(jìn)入吸口壓力起停第1章第30頁(yè)二、船舶制冷裝置自動(dòng)控制(一)、溫度自動(dòng)控制壓第1章第31頁(yè)

高壓繼電器以壓縮機(jī)的排出壓力為信號(hào)，控制壓縮機(jī)的控制電路，不論何種原因使排出壓力超過(guò)高壓繼電器整定值時(shí)，壓縮機(jī)將自動(dòng)停車(chē)。直到故障排除后方能恢復(fù)工作。(三)、通過(guò)高壓繼電器實(shí)現(xiàn)高壓保護(hù)第1章第31頁(yè)高壓繼電器以壓縮機(jī)的排出壓力為第1章第32頁(yè)壓縮式制冷裝置中低壓繼電器和高壓繼電器各起何作用？第1章第32頁(yè)壓縮式制冷裝置中低壓繼電器和高壓繼電器各起何作第1章第33頁(yè)船舶輔助鍋爐自動(dòng)控制船舶輔助鍋爐是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分。在柴油機(jī)提供推進(jìn)動(dòng)力的船舶上，輔助鍋爐產(chǎn)生的蒸汽主要用于加熱燃油、滑油、水以及提供各種生活用汽。我國(guó)船舶多采用1.8t/h的自動(dòng)燃油鍋爐、汽壓為294~686kPa油船還用于加熱貨油、驅(qū)動(dòng)貨油泵第1章第33頁(yè)船舶輔助鍋爐自動(dòng)控制船舶輔助鍋爐是船舶動(dòng)力裝置第1章第34頁(yè)船舶燃油鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖加熱器HFODO水位檢測(cè)風(fēng)門(mén)風(fēng)機(jī)火焰探測(cè)膨脹水柜點(diǎn)火器給水泵油泵汽壓檢測(cè)安全閥電磁閥爐堂補(bǔ)水汽水循環(huán)（半封閉）供汽回汽第1章第34頁(yè)船舶燃油鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖加熱器HFODO水位第1章第35頁(yè)船舶輔鍋爐電氣控制系統(tǒng)1，水位自動(dòng)控制2，燃燒程序控制3，燃燒比例控制4，（重油）燃油溫度控制5，安全保護(hù)環(huán)節(jié)第1章第35頁(yè)船舶輔鍋爐電氣控制系統(tǒng)1，水位自動(dòng)控制第1章第36頁(yè)船舶輔鍋爐電氣控制系統(tǒng)1，水位自動(dòng)控制：鍋爐內(nèi)低水位時(shí)，水泵的自動(dòng)起動(dòng)給水；到達(dá)高水位時(shí)，自動(dòng)停止給水；當(dāng)水位降到危險(xiǎn)水位時(shí)，能發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并使全部系統(tǒng)停止工作。2，燃燒程序控制：點(diǎn)火程序3，燃燒比例控制：根據(jù)汽壓大小按比例調(diào)節(jié)風(fēng)量油量。鍋爐內(nèi)蒸汽壓力下降到下限值時(shí)，能自動(dòng)點(diǎn)火燃燒；壓力達(dá)到上限時(shí)，自動(dòng)熄滅；壓力達(dá)到最大壓力值時(shí)，能夠發(fā)出聲光報(bào)警，并自動(dòng)打開(kāi)安全閥放汽降壓。4，安全保護(hù)環(huán)節(jié)5，（重油）燃油溫度控制：能自動(dòng)保持燃油的溫度，便于霧化、充分燃燒。第1章第36頁(yè)船舶輔鍋爐電氣控制系統(tǒng)1，水位自動(dòng)控制：第1章第37頁(yè)1，水位自動(dòng)控制作用：保持鍋爐水位鍋爐內(nèi)低水位時(shí)，水泵的自動(dòng)起動(dòng)給水；到達(dá)高水位時(shí)，自動(dòng)停止給水；當(dāng)水位降到危險(xiǎn)水位時(shí)，能發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并使全部系統(tǒng)停止工作。水位檢測(cè)：最高工作水位最低工作水位危險(xiǎn)水位安全閥爐堂控制方式：雙位式控制連續(xù)控制水位檢測(cè)：電極式浮子式第1章第37頁(yè)1，水位自動(dòng)控制作用：保持鍋爐水位水位檢測(cè)：安第1章第38頁(yè)2，燃燒程序控制鍋爐的點(diǎn)火燃燒應(yīng)按一定程序進(jìn)行，以確保安全運(yùn)行。點(diǎn)火程序：時(shí)序控制凸輪時(shí)序控制器PLC鍋爐內(nèi)蒸汽壓力下降到下限值時(shí)，能自動(dòng)點(diǎn)火燃燒；壓力達(dá)到上限時(shí)，自動(dòng)熄滅；壓力達(dá)到最大壓力值時(shí)，能夠發(fā)出聲光報(bào)警，并自動(dòng)打開(kāi)安全閥放汽降壓。第1章第38頁(yè)2，燃燒程序控制鍋爐的點(diǎn)火燃燒應(yīng)按一定程序進(jìn)行第1章第39頁(yè)燃燒程序控制鍋爐的點(diǎn)火燃燒應(yīng)按一定程序進(jìn)行啟動(dòng)汽壓低，水位、油壓正常啟動(dòng)風(fēng)機(jī)油泵預(yù)掃風(fēng)40秒打開(kāi)點(diǎn)火變壓器點(diǎn)火，打開(kāi)點(diǎn)火油門(mén)（輕油）光敏電阻點(diǎn)火成功打開(kāi)主油頭（重油），投入燃燒比例控制點(diǎn)火失敗關(guān)閉點(diǎn)火和噴油，后掃氣，聲光報(bào)警自動(dòng)重新啟動(dòng)：3次第1章第39頁(yè)燃燒程序控制鍋爐的點(diǎn)火燃燒應(yīng)按一定程序進(jìn)行啟動(dòng)第1章第40頁(yè)3，燃燒比例控制根據(jù)汽壓大小按比例調(diào)節(jié)風(fēng)量、油量。第1章第40頁(yè)3，燃燒比例控制根據(jù)汽壓大小按比例調(diào)節(jié)風(fēng)量、油第1章第41頁(yè)4，安全保護(hù)自動(dòng)保護(hù)和聲光報(bào)警（1）、危險(xiǎn)水位時(shí)，自動(dòng)熄滅，后掃氣，報(bào)警；（2）、汽壓達(dá)到最大時(shí)，自動(dòng)熄滅，放汽并報(bào)警；（3）、點(diǎn)火失敗時(shí)，自動(dòng)熄滅，后掃氣，報(bào)警。5，（重油）燃油溫度控制：能自動(dòng)保持燃油的溫度，便于霧化、充分燃燒。第1章第41頁(yè)4，安全保護(hù)自動(dòng)保護(hù)和聲光報(bào)警5，（重油）燃油第1章第42頁(yè)國(guó)產(chǎn)2噸立式燃油鍋爐控制線(xiàn)路圖第1章第42頁(yè)國(guó)產(chǎn)2噸立式燃油鍋爐控制線(xiàn)路圖第1章第43頁(yè)本章小結(jié)第1章第43頁(yè)本章小結(jié)水位控制第1章第44頁(yè)水位控制第1章第44頁(yè)第1章第45頁(yè)重要泵浦重要泵浦：主機(jī)燃油供給泵、主機(jī)燃油循環(huán)泵、給水泵、中央冷卻淡水泵、主冷卻海水泵、缸套冷卻淡水泵、主滑油泵、艉軸套滑油泵、凸輪軸滑油泵、鍋爐水循環(huán)泵

第1章第45頁(yè)重要泵浦重要泵浦：第1章第46頁(yè)第1章第46頁(yè)第1章第47頁(yè)主配電屏第1章第47頁(yè)主配電屏第1章第48頁(yè)組合起動(dòng)屏第1章第48頁(yè)組合起動(dòng)屏第1章第49頁(yè)泵控G2G3G1MM匯流排組合起動(dòng)屏1#滑油泵2#滑油泵1#2#主機(jī)滑油日用柜P第1章第49頁(yè)泵控G2G3G1MM匯流排組合起動(dòng)屏1#滑油第1章第50頁(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊