轮机自动化课件 第六章
合集下载
轮机自动化课件 第六章
高级扩展级等于是本地操作面板移到了远程，在本 地面板上选择好“Remote”即可将功能全部移交远程站， 包括各油泵工作模式的选择控制和信息窗内容的显示和 操作。显然，除需要控制电缆线连接外，还需要串行通 讯( RS485通讯 ) 电缆联系。 当然要实现油泵自动遥控，需要电机启动模式选 择开关处于“Remote”控制。如果选用全自动级的远程 操作，则通过现场总线将控制器EPC-50B的总线接口与 远程计算机直接相连，再在计算机内配置相应的通信和 应用软件即可实现远程全功能操作。本地控制EPC-50B 即成为整个分布式控制系统的一个通信节点，向上位机 提供所需要的信息，并接受上位机的控制。此时远程设 备与控制系统的连线就是一根通信线，不再需要控制电 缆了。
•过程输出通道
四、6个数码管显示电路 五、6个发光二极管显示电路 六、报警电路
七、控制系统管理要点
第三节 燃油供油单元的综合控制
燃油供油单元 除了黏度或温度定值控制外，还有 DO/HFO的转换控制，燃油供油泵的运行／备用控制， 燃油滤器的自动控制，回油的脱气自动控制，燃油循环 泵的运行／备用控制及远程控制等功能，全部由控制器 EPC-50B来协调综合控制。 1、DO/HFO的转换控制 （1）柴油控制模式 当控制器接通柴油模式DO时，EPC-50B自动选择 为温度控制模式，燃油温度被监控。加热程序由柴油温 升参数Fa31控制，温升斜坡允许燃油在设定的时间内被 加热到设定的温度。斜坡函数加温期间温度控制指示灯 LED灯“TT”闪烁，当燃油温度在达到温度设置Pr35的 3℃内后，温升斜坡停止。正常温度定值控制运行， “TT”LED灯稳定发亮。
第一节 燃油供油单元自动控制系统 的组成及原理 燃油供油单元自动控制系统总 体上可以分为供油处理系统、燃油 黏度或温度自动控制系统、油泵电 机和滤器自动控制系统等部分。
轮机自动化
三通调节阀
M
执行电机
冷却器
三通调节阀
M
执行电机
冷却器
图1-1-1 汽缸冷却水温度控制原理
返回本章
直接作用式冷却水温度控制
膨胀水柜
冷却器
泵
主 机
返回本节
MR-Ⅱ型电动冷却水温度控制系统
一、控制系统的组成及工作过程 图1-1-2 二、电源电路及继电器开关电路 图1-1-3d 三、输入电路和指示电路 图1-1-3a 四、PD控制电路 图1-1-3b 五、脉冲宽度调制电路 图1-1-3c 六、管理要点
C2 R7
D2 D4
R9
增温 D8 R13
D5 T1
R12
返回最近
管理要点
1.面板功能 2.投入使用 3.故障排除通则 4.参数调整
返回本节
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
船舶柴油机，尤其是主机，通常燃用重油。 重油的粘度较大，为便于燃油的输送和雾化， 必须对燃油进行加热，并使其粘度值维持在设 定范围内。
C2 R2
R3 R4 R7
_ C3 TU1
W2 R10
_ C4
+ R6 W1
R9
TU3 +
R11
5
_ C4
TU2 +
图1-1-3b
MRV板，比例微分控制电路
返回最近
图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 R10
_
+16V
R8
5 R1
R2
TU1 +
D6
R6
R3 C3
R5
D1 D3
T2
R11 D7 降温
W1
W2 _
C1
R4
06船舶通用系统
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第六章 船舶通用系统
[ 11 ]
三、压载水系统管路的布置形式 1.支管式 1.支管式
多用于压载管径较小、舱数不多 的普通货船的压载系统。
2.总管式 2.总管式
被广泛采用，其变形有单总管式、 四总管式、环形总管式、管隧式 和半管隧式等几种，每舱的吸口 可能有一个或两个。
[8]
3.机舱舱底水油水分离器
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第六章 船舶通用系统
[9]
第二节 压载系统 Section 2 Ballast System 一、压载系统的作用： ★★★★★★ 压载系统的作用： 通过压载和去载 (1)使船舶在横向保持平衡，在纵向有合乎要求的吃水差； (2)使船舶具有适当的排水量和重心高度，以获得高的螺旋 桨效率和合适的稳性； (3)减小船体变形，避免产生过大的弯曲力矩和剪应力； (4)减轻船体和轴系的振动。 组成： 组成：泵、管路、阀等。
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第六章 船舶通用系统
[ 13 ]
五、某轮压载系统实例
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第六章 船舶通用系统
[ 14 ]
六、压载系统的管理 1.空船压载航行中应注意的问题 1.空船压载航行中应注意的问题 (1)保证适当的吃水、吃水差和足够的稳性； (2)注意船舶的总纵强度。 2.装货时压载水的排放 2.装货时压载水的排放(★★★★) 装货时压载水的排放 (1)拟定装舱顺序和压载水的排放计划，并列表备查； (2)尽量缩短排放压载水的时间，避免产生船舶滞期； (3)分别排放各压载舱的压载水； (4)掌握各压载舱排放不出来的压载水的数量； (5)甲板部的值班人员应经常检查压载水的排放情况。
轮机自动化课件
一自动控制基础知识一、选择题1 不可作为气动或电动控制系统标准信号的有___B___。
A．0.02～0．1MPa B．0.02～0．1Pa C. 0～10mA D．4～20mA 2 一个环节的输出量变化取决于____A____。
A．输入量的变化 B．反馈量 C．环节特性 D．A+C3 在定值控制系统中为确保其精度，常采用____C____。
A．开环控制系统 B．闭环正反馈控制系统C．闭环负反馈控制系统 D．手动控制系统4 反馈控制系统中，若测量单元发生故障而无信号输出，这时被控量将____D___。
A．保持不变 B．达到最大值 C．达到最小值 D.不能自动控制5 对于自动控制系统，最不利的扰动形式是____A____。
A．阶跃输入 B．速度输入 C．加速度输入 D．脉冲输入6 在反馈控制系统中，调节单元根据____B____的大小和方向，输出一个控制信号。
A．给定位 B．偏差 C．测量值 D．扰动量7 按偏差控制运行参数的控制系统是____B____系统。
A．正反馈 B．负反馈 C．逻辑控制 D．随动控制8 一个控制系统比较理想的动态过程应该是____A____。
A．衰减振荡 B．等幅振荡 C．发散振荡 D．非周期过程9 在反馈控制系统中，为了达到消除静态偏差的目的，必须选用____B____。
A．正反馈 B. 负反馈C．在偏差大时用正反馈 D．在偏差值小时用负反馈10 在反馈控制系统中，执行机构的输入是____B____。
A．被控参数的实际信号 B. 调节器的输出信号C．被控参数的偏差信号 D．被控参数的给定信号11 反馈控制系统中，为使控制对象正常运行而要加以控制的工况参数是____B____。
A.给定值B.被控量C.扰动量D.反馈量12 气动控制系统中，仪表之间的统一标准气压信号是____A____A．0.02~0.1MPa B．0.2~1．0MPa C．0．02~0．14MPa D．0.2~1．4MPa 13 在柴油机冷却水温度控制系统中，其控制对象是____C____。
轮机自动化基础讲义
开环控制系统精度不高和适应性不强的主要原因是缺少从系统输出到输入的 反馈回路。若要提高控制精度，必须把输出量的信息反馈到输入端，通过比较输入 值与输出值，产生偏差信号，该偏差信号以一定的控制规律产生控制作用，逐步减 小以至消除这一偏差，从而实现所要求的控制性能。 控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制过程，既控制系统的 输出量对系统的控制作用有影响，即反馈(feedback)。因此，又称为反馈控制。 以液箱水位控制系统为例：
（4）脉冲输入：
1 r (t ) h 0
(0 t h ) (t 0, t h)
r (t ) A sin t （5）正弦输入： 其中，阶跃输入对系统的工作最为不利。 4．自动控制系统过渡过程的性能要求
方法：给系统施加阶跃输入，得到系统过渡过程曲线，分析系统过渡过程的各 项性能指标。 采用阶跃输入的原因： （1）信号的阶跃变化在实际中比较常见（近似的阶跃变化） ； （2）阶跃信号的数学处理比较简单； （3）阶跃输入对系统的工作最为不利。 一般说来，对系统品质指标的基本要求可以归纳为三个字：稳、准、快。评定 系统过渡过程性能指标的三个方面： （1）稳定性； （2）准确性； （3）快速性。 （1）稳定性：系统受到扰动之后能够恢复到稳定状态的能力。实际控制系统，至少 要求是率减过程或非周期过程，以率减为佳。 评定指标：衰减率 φ，衰减比N （a）定值控制系统：给定值不变，外部扰动发生阶跃变化； （b）随动控制系统：假定外部扰动不变，给定值阶跃变化。 （2）准确性：被控量偏离给定值的程度 评定指标： （a）定值控制系统：最大动态偏差emax；静态偏差Δys （b）随动控制系统：最大动态偏差emax；超调量δ；静态偏差Δys 。 （3）快速性： 评定指标：过渡过程时间 ts——从扰动发生到被控量又重新趋于稳定达到新的 平衡态所需的时间。
轮机自动化课件..
1．慢转起动的逻辑条件
1）起动前主机停车时间超过规定的时间； 2）没有应急取消慢转指令； 3）没有达到规定的转数或规定的慢转时间； 4）没有重起动信号； 5）满足起动的逻辑条件
YSLD STD I SC R1 YSH YSO
返回本节
2、慢转起动逻辑回路的功能
慢转起动逻辑回路应该能够检测慢转逻辑条件，
3）转速条件 转速低于换向转速nR或应急换向转速nER
4）顶升机构抬起
Dup=1
返回本节
换向的逻辑条件表达式
YR YRL YRT (n R n ER ) Dup ( I H C H I S C S )YRT (n R n ER ) Dup
2、双凸轮换向的逻辑图
返回本节
1、能耗制动
能耗制动是指，主机在运行中完成应急换向后，在 主机高于发火转速情况下所进行的一种制动。常常 是在应急操纵的情况下进行。其原理是保持主起动 阀处于关闭状态，让空气分配器投入工作，此时由 于换向已经完成，空气分配器是按与主机运转方向 相反的顺序打开个气缸起动阀，当某个气缸的气缸 起动阀打开时正好处在压缩冲程。柴油机相当于一 台压气机，快速消耗柴油机运动部件的惯性能，使 主机转速能以较快的速度下降。
第三节
换向与制动逻辑回路
一、换向逻辑回路 1、换向的逻辑条件 1）换向的鉴别逻辑
YRL I H CS I S CH IH C H IS C S
返回本章
2）停油条件
YRT ( I H C H I S C S ) ( I H RH I S RS ) I H (C H RH ) I S (C S RS )
二、重复起动逻辑回路
1、时序逻辑控制方式 2、时序—转速逻辑控制方式 三、重起动逻辑回路
轮机自动化
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
二、主机自动遥控系统的主要功能
3、主机的转速与负荷控制功能 （4）负荷限制 起动供油量的设置 转矩的限制 增压空气压力限制 螺旋桨特性限制 （转矩与转速成平方关系） 最大油量限制
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第一节 主机遥控系统基本概念
二、主机自动遥控系统的主要功能
4、安全保护及应急操纵功能 （1）安全保护 slowdown shutdown （2）应急操纵 机旁应急运行 应急运行（越控） 手动应急停车 5、模拟试验功能 显示遥控系统工况、电磁阀状态、起动过程、凸轮轴 位置、调试遥控系统参数、判断故障点
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第一节 主机遥控系统基本概念
二、主机自动遥控系统的主要功能
1、操作部位切换 2、逻辑程序控制功能 3、主机的转速与负荷控制功能 4、安全保护及应急操纵功能 5、模拟试验功能
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第一节 主机遥控系统基本概念
二、主机自动遥控系统的主要功能
三、气动比例元件
1、减压阀 2、转速设定精密调
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第二节 主机遥控系统主要元部件
三、气动比例元件
2、转速设定精密调压阀
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第二节 主机遥控系统主要元部件
四、主机遥控系统气源的标准及其要求
1、气源的形式 2、气源净化装置 3、气源的切换
《轮机自动化》
第二节 主机遥控系统主要元部件
一、逻辑元件
1、二位三通阀 机械动作的两位三通阀 气动两位三通阀
06船舶通用系统
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第六章 船舶通用系统
[7]
根据SOLAS公约的要求可以看出， 根据SOLAS公约的要求可以看出，舱底水排 SOLAS公约的要求可以看出 放系统其主要功能是在水密舱室进水时， 放系统其主要功能是在水密舱室进水时，为 了防止货物污染、 了防止货物污染、保证船舶的安全及时将水 排出，情况紧急时可不顾及污水对海洋的污 排出， 染，通过舱底水排放系统直接将舱底水排出 舷外。根据防污公约要求， 舷外。根据防污公约要求，机舱舱底水必须 经过油水处理装置处理后达到排放标准才可 以排放入海，绝对禁止机舱污水直通弦外。 以排放入海，绝对禁止机舱污水直通弦外。
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第六章 船舶通用系统
[ 13 ]
压载系统的自动化（阀门遥控） 四、压载系统的自动化（阀门遥控） 传统的压载水操作是由大副写压载水操作通知单， 木匠送到机舱，由轮机部值班人员按压载水操作通 知单和木匠配合完成的。 随着对船舶自动化要求的进一步提高，压载阀门大 多采用遥控，其控制系统绝大多数为气动或液压系 统。机舱和甲板办公室以及驾驶台分别设置压载水 压载水 操作控制屏， 操作控制屏，对压载水系统的一切操作均可以通过 动作控制屏上的按钮来完成。
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第六章 船舶通用系统
[4]
（3）如实际可行时，各动力舱底泵应置于分开的水密舱内，其 如实际可行时，各动力舱底泵应置于分开的水密舱内， 布置或位置应不致因同一处破损而造成各舱浸水。 布置或位置应不致因同一处破损而造成各舱浸水。 （4）位于机器处所内独立的动力舱底泵应有引自这些处所的直 接吸水管，此种吸水管在任何处所内应不多于２ 接吸水管，此种吸水管在任何处所内应不多于２根 （5）在机器处所内应增设１根自主循环水泵引至机器处所排水 在机器处所内应增设１ 液面的直接吸水管 此管应装有止回阀。 直接吸水管， 液面的直接吸水管，此管应装有止回阀。 3.货船 3.货船 至少应设有与主舱底排水系统相连接的两台动力泵， 至少应设有与主舱底排水系统相连接的两台动力泵，其中一台 可由推进机械带动。如主管机关确信无损于船舶安全， 可由推进机械带动。如主管机关确信无损于船舶安全，则某些 特殊的舱室可免设舱底排水设备。 特殊的舱室可免设舱底排水设备。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
循环泵CPB用于向柴油机提供需要的油压， 可以通过压力变送器来检测。
加热器配置方案
在燃油供油单元自动控制系统中，加热器的 配置方案有：两个电加热器EHS 、两个蒸汽加 热器SHS 、电加热器EHS和蒸汽加热器SHS的组 合。 常见的两个加热器的配置方案
选择开关 SRV
加热器
如果系统选择温度控制方式，温度传感器TT （PT100）检测燃油温度，控制器EPC-50B按照 PI控制规律来调节加热器的加热量，实现燃油温 度自动控制。 如果系统选择黏度控制方式，不仅需要黏度 传感器EVT20检测燃油黏度，还需要温度传感器 TT检测燃油温度，并由控制器按照PI控制规律 来调节加热器的加热量，实现燃油黏度自动控制。 如果执行器件是蒸汽调节阀SRV，则控制器给出
“增加”或“减小”信号去控制伺服电机动作，直到阀 门开度检测信号与输出要求一致。 如果是电加热供电单元，则EPC-50B输出最多5档 加热控制。
控制器EPC-50B是整个系统的核心 单元，由主控制板、本地基本操作面 板OP组成，另外可根据需要选配FCM 远程操作面板OP。
控制器EPC-50B有4个不同级别的 操作模块，分别为基本级、扩展级、 高级扩展级和全自动级。
三、VCU-160型黏度控制器
——8031单片机同时监视、控制、显示燃 油的温度和黏度。 黏度传感器或温度传感器 8031（PI） 蒸汽加热器的调节阀或电加热装置的接触 器 控制燃油黏度或温度。 柴油——进行温度定值控制； 重油——进行温度或黏度控制。
1、控制方式和过程
1）当选择开关从“停止”位置→ “柴油”位置 2）当选择开关从“停止”或“柴油”→“重油”位置
第一节 燃油供油单元自动控制系统 的组成及原理 燃油供油单元自动控制系统总 体上可以分为供油处理系统、燃油 黏度或温度自动控制系统、油泵电 机和滤器自动控制系统等部分。
进油滤器 供油泵 自动/ 手动 滤器 转换阀
流量 变送器
压力 变送器
压力 温度 浮子 脱气阀 加热器 变送器 传感器 开关 压力控制阀
CV
SPB
AFB FTB CPB EHS VTB
主 机
VTB：黏度温度测量模块 EHS:电加热器 CPB：循环泵组合模块 EPC-50B：控制单元 FTB：流量计模块； AFB：自动滤器模块 PDS：差压开关 SPB：供油泵模块 CV：重油/轻油切换阀
滤器 排污阀
压力 控制阀
带脱气的 混合管
循环泵
粘度 传感器
燃油供油单元的结构组成图
燃油供给泵的压力由压力变送器PT检测，用于控 制器分析判断供给泵的状态。 供给泵的流量由流量变送器FT检测，用于控制器 分析柴油机的耗油情况。 在自动滤器的前后装有压差开关PDS，用于滤器脏 堵报警的检测，当滤器进出口压差达到设定值时控制器 发出报警。滤器排污电磁阀可执行滤器自动排污。 脱气模块包括带脱气的混合管、浮子开关和脱气阀， 用于供油与加热后从主机的回油混合，并使油气分离， 当气体达到一定量时，浮子开关动作，控制系统控制脱 气阀打开，使油路中的气体返回重油日用柜HFO。
二、测量单元 PT100温度传感器 EVT-10C黏度传感器 EVT-10C黏度传感器由测 黏计和黏度变送器组成。
1、测黏计
2、黏度变送器
电压 / 频率转换器与模/数转换器相比具有：
（1）接口简单，占用计算机资源少 （2）频率信号数 输入 （3）抗干扰性能好：频率测量本身是一个 计数过程，因而能对噪声或变化的输 入信号进行平滑 （4）便于远距离传送
3）当选择开关从“重油”位置 → “柴油”位置
2、模拟量输入通道
3、开关量输入通道
（1）控制方式选择开关量： X6：4—手动控制方式 X6：5—重油工作方式 X6：6—柴油工作方式 （2）调节阀限位开关：X6：2 X6：3 （3）参数整定开关： PB1：用于找到要调整的对应参数 PB2：增加设定参数值按钮 PB3：减少设定参数值按钮
4、过程输出通道
SHS蒸汽加热装置的调节阀 EHS电加热装置的接触器 ——SHS：柴油、重油和手控 ——EHS：柴油和重油控制 ——SHS与EHS结合： 柴油、重油和手控，开始时用SHS，由增加或减 少信号控制蒸汽阀，当要更高温度且蒸汽阀全开 则EHS投入工作，若要减少温度先减少EHS直至 零，如需再减少则关小蒸汽调节阀。
第二节 燃油黏度自动控制
VISCOCHIEF型燃油黏度自动控制系统
一、VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统组成
该系统功能和特点：
1、黏度传感器EVT-10C和控制器VCU-160均用单片 机取代了常规的变送器和调节器 2、可采用蒸汽加热装置或电加热装置或二者兼用 3、VCU-160型控制器具有PI调节规律 4、即可遥控，又可现场进行自动控制，也可转 为手控 5、数码显示器可显示燃油黏度、温度、参数的 设定值及故障种类 6、具有与上位机通讯的功能，为实现全船动力 装置集中控制和监视提供了必要条件
控制器EPC-50B
FCM远程操作面板
控制器EPC-50B主要分为三个部分：一是电 源，由滤波装置和多输出变压器实现；二是主控 制板，安装在EPC-50B控制箱内；三是操作面板 OP。主控制板与操作面板通过异步串行通信实 现数据交换。主控电路板接收安装在燃油供油单 元FCM管路上的各种变送器和传感器信号，经 分析和处理后，输出控制信号使各种阀件或电器 动作，实现“柴油／重油”转换控制、燃油温度 或黏度控制、报警控制、油泵自动切换控制、自 动滤器控制等。同时，燃油供油单元FCM的运 行状态由主控板通过通信接口送给操作面板OP。
第六章
燃油供油单元自动控制系统
燃油供油单元FCM是专门为燃油系统的 自动监视和燃油黏度控制而设计的。该系统 的核心设备包括黏度传感器EVT20、温度传 感器PT100、控制器EPC-50B、蒸汽调节阀 （或电加热供电单元）和燃油加热器。除此 之外，系统还对供油泵、自动滤器、循环泵、 “柴油/重油”自动转换实现全面的自动控制 和监视。