第三章机舱辅助自动控制系统

1、 第三章第三章 机舱辅助自动控制系统机舱辅助自动控制系统 第一节第一节 柴油机冷却水温度自动控制系统柴油机冷却水温度自动控制系统 柴油机在运行时，气缸套和气缸盖都需要用淡柴油机在运行时，气缸套和气缸盖都需要用淡水来冷却，把冷却用的淡水温度自动控制在给定值水来冷却，把冷却用的淡水温度自动控制在给定值或给定值附近。或给定值附近。 其控制方法是，把气缸冷却淡水分成两部分：其控制方法是，把气缸冷却淡水分成两部分：一部分通过淡水冷却器，用海水冷却淡水使淡水温一部分通过淡水冷却器，用海水冷却淡水使淡水温度降低；另一部分不通过淡水冷却器，与经过冷却度降低；另一部分不通过淡水冷却器，与经过冷却的淡水混合，然后

2、进入柴油机气缸的冷却空间。如的淡水混合，然后进入柴油机气缸的冷却空间。如果冷却水温度高于给定值，应减少不经冷却器的旁果冷却水温度高于给定值，应减少不经冷却器的旁通水量，增大经冷却器的水量，使冷却水温度降回通水量，增大经冷却器的水量，使冷却水温度降回到给定值。到给定值。 冷却器冷却器M调节器冷却器冷却器M调节器主机主机三通调节阀三通调节阀执行电机执行电机感温元件感温元件控制方案：控制方案：1、控制冷却水进口温度的方法、控制冷却水进口温度的方法 2、控制冷却水出口温度的方法、控制冷却水出口温度的方法一、直接作用式冷却水温度控制系统一、直接作用式冷却水温度控制系统1 1、WALTONWALTON恒温

3、阀结构和工作原理恒温阀结构和工作原理 WALTONWALTON恒温阀又称石腊式调节阀。恒温阀又称石腊式调节阀。组成：组成：阀体、传动机构、滑板和感温盒。阀体、传动机构、滑板和感温盒。工作原理：工作原理：感温盒内充有石腊混合液作为感温介质，感温盒内充有石腊混合液作为感温介质，利用石腊混合液的体积随温度变化的性质，用体积膨利用石腊混合液的体积随温度变化的性质，用体积膨胀产生的作用力来推动执行机构，改变滑板的位置来胀产生的作用力来推动执行机构，改变滑板的位置来控制冷却水的温度。控制冷却水的温度。给定值的调整：给定值的调整：通过改变滑板的初始位置来实现。通过改变滑板的初始位置来实现。 转动指针可改变滑

4、板转动指针可改变滑板5 5的初始位置，即可改变给定值。的初始位置，即可改变给定值。对恒温阀进行手动控制时，也是通过转动这个指针，对恒温阀进行手动控制时，也是通过转动这个指针，改变滑板改变滑板5 5的位置来实现的。的位置来实现的。2 2、管理和维护要点、管理和维护要点（1 1）安装时，注意管道对中，上紧连接法兰螺栓时，用力要均）安装时，注意管道对中，上紧连接法兰螺栓时，用力要均匀，以避免阀体产生变形，造成滑板匀，以避免阀体产生变形，造成滑板5 5卡阻使阀动作失灵。卡阻使阀动作失灵。（2 2）在运行期间，每隔）在运行期间，每隔3 000 h3 000 h要对阀的内部进行一次检查和要对阀的内部进行一

5、次检查和清洗，防止污物卡住滑板。拆装时，要将前端盖和整个内部清洗，防止污物卡住滑板。拆装时，要将前端盖和整个内部部件一起拉出，不得将感温盒和传动机构拆开。装复时，上部件一起拉出，不得将感温盒和传动机构拆开。装复时，上紧前端盖螺栓后，要通过手操指针来回转动几次。若无异常紧前端盖螺栓后，要通过手操指针来回转动几次。若无异常现象，再把指针转至正常运行的位置上。现象，再把指针转至正常运行的位置上。（3 3）在运行过程中，若发现冷却水温度不可控制地升高时，首）在运行过程中，若发现冷却水温度不可控制地升高时，首先要检查恒温阀，看是否因其出故障所致。检查方法是，将先要检查恒温阀，看是否因其出故障所致。检查方

6、法是，将通往冷却器的管口手动全开，旁通管口全关。过数分钟后，通往冷却器的管口手动全开，旁通管口全关。过数分钟后，如果冷却水温度下降，说明恒温阀有故障，较大的可能性是如果冷却水温度下降，说明恒温阀有故障，较大的可能性是感温盒中的石腊混合液漏泄。若温度仍不下降，说明不是恒感温盒中的石腊混合液漏泄。若温度仍不下降，说明不是恒温阀的问题，应另找原因。若发现冷却水温度不可控制地降温阀的问题，应另找原因。若发现冷却水温度不可控制地降低时，故障的最大可能性是，弹簧低时，故障的最大可能性是，弹簧3 3发生断裂或滑板发生断裂或滑板5 5卡在冷卡在冷却器的管口开的较大位置。却器的管口开的较大位置。二、二、MR型电

7、动冷却水温度控制系统型电动冷却水温度控制系统 （一）（一）系统的组成及工作原理系统的组成及工作原理 组成：组成： MRMR型调节器、开关组、限位开关、型调节器、开关组、限位开关、过载保护继电器、三相交流伺服电机、三通阀、淡过载保护继电器、三相交流伺服电机、三通阀、淡水冷却器。水冷却器。 MR-MR-型电动调节器是基地式仪表，它把测量、型电动调节器是基地式仪表，它把测量、显示、调节各单元及相应的开关元件组装在一个控显示、调节各单元及相应的开关元件组装在一个控制箱内，并安装在机舱的集控室内。制箱内，并安装在机舱的集控室内。 它的测量单元是热敏电阻它的测量单元是热敏电阻T802T802；插在气缸冷却

8、；插在气缸冷却水进口管路中，其电阻值与冷却水温度的变化成线水进口管路中，其电阻值与冷却水温度的变化成线性关系，经分压器分配，就把冷却水温度的变化，性关系，经分压器分配，就把冷却水温度的变化，成比例地转换成电压信号。这个表示冷却水温度测成比例地转换成电压信号。这个表示冷却水温度测量值的电压信号，与由电位器调定的代表冷却水温量值的电压信号，与由电位器调定的代表冷却水温度给定值的电压信号相比较，得到偏差值度给定值的电压信号相比较，得到偏差值。 这个偏差值经比例微分作用输出一个连续变这个偏差值经比例微分作用输出一个连续变化的控制信号送到脉冲宽度调制器，脉冲宽度调化的控制信号送到脉冲宽度调制器，脉冲宽度

9、调制器把制器把PDPD输出的连续变化的控制信号调制成脉冲输出的连续变化的控制信号调制成脉冲信号。若冷却水温度高于给定值，脉冲信号使信号。若冷却水温度高于给定值，脉冲信号使“减少输出接触器减少输出接触器”断续通电，组合开关断续通电，组合开关SW1SW1断断续闭合。若冷却水温度低于给定值，其脉冲信号续闭合。若冷却水温度低于给定值，其脉冲信号使使“增加输出接触器增加输出接触器”断续通电，组合开关断续通电，组合开关SW2SW2断续闭合。断续闭合。 保护环节：连锁触点、保护环节：连锁触点、限位开关、过载保护继电器。限位开关、过载保护继电器。 连锁触点的作用：连锁触点的作用：防止防止“增加增加”和和“减少

10、减少”输出继输出继 电器同时通电。电器同时通电。 限位开关的作用：限位开关的作用：防止平板阀卡紧在极端位置。防止平板阀卡紧在极端位置。 过载保护继电器的作用：过载保护继电器的作用：防止电机因电流过大而烧防止电机因电流过大而烧 毁。毁。（二）（二）MR-型电动调节器的电路组成及原理型电动调节器的电路组成及原理 电动调节器电路由六块印刷电路板电动调节器电路由六块印刷电路板组成：组成： MRB板，输入与指示电路板，输入与指示电路 MRV板，比例微分控制电路板，比例微分控制电路 MRD板，脉冲宽度调制电路板，脉冲宽度调制电路 MRK板，继电器和开关电路板，继电器和开关电路 MRP板，主电源电路板，主电

11、源电路 MRS板，稳压电源电路板，稳压电源电路1 1、电源电路、电源电路n电源电路包括主电源电路和稳压电源电路。图中电源电路包括主电源电路和稳压电源电路。图中MRPMRP板是主电路；板是主电路；MRSMRS板是稳压电源电路。板是稳压电源电路。n220 V220 V交流主电源由外部接线端交流主电源由外部接线端8 8和和9 9接至主电源电接至主电源电路路MRPMRP的的1 1端和端和1717端，合上主电源开关端，合上主电源开关SW1SW1，220 V220 V交流电经保险丝交流电经保险丝F1F1和和2 2由由MRPMRP板上的板上的4 4端和端和1616端送至端送至稳压电源板稳压电源板MRSMRS

12、中的变压器的初级绕组；另一路经中的变压器的初级绕组；另一路经“手动一自动手动一自动”选择开关由接线端选择开关由接线端8 8和和1515，或由接，或由接线端线端1111送至继电器和开关装置板送至继电器和开关装置板MRKMRK。作为。作为“减少减少输出接触器输出接触器”和和“增加输出接触器增加输出接触器”的工作电源。的工作电源。 nMRSMRS板上变压器初级绕组输入的是板上变压器初级绕组输入的是220 V220 V交流电源，交流电源，两组次级绕组均输出两组次级绕组均输出21 V21 V交流电压。该交流电压交流电压。该交流电压各自经二极管桥式整流电路、阻容滤波电路和稳各自经二极管桥式整流电路、阻容滤

13、波电路和稳压器，得到两个上正下负的压器，得到两个上正下负的16 V16 V直流电压。直流电压。n将上面稳压器输出的负极与下面稳压器输出的正将上面稳压器输出的负极与下面稳压器输出的正极短接并接地。这样，就得到对地为极短接并接地。这样，就得到对地为+16 V+16 V、0 V0 V、和和-16 V-16 V的电压，并分别经的电压，并分别经MRSMRS板上的接线端板上的接线端1 1、2 2、3 3送到各印刷电路板的接线端送到各印刷电路板的接线端2 2、6 6和和1818，作为各印，作为各印刷电路板工作电源。刷电路板工作电源。 MR型温度调节器的电路型温度调节器的电路 2、输入电路与指示电路（、输入电

14、路与指示电路（MRB板）板） 1）输入电路）输入电路 热敏电阻热敏电阻T802T802具有负的温度系数，即温度升高时其具有负的温度系数，即温度升高时其电阻值减小。在电阻值减小。在2020时，它的电阻值是时，它的电阻值是802802，显然，当，显然，当冷却水温度升高时，由于冷却水温度升高时，由于T802T802阻值减小使阻值减小使A A点电位点电位U UA降低。降低。当冷却水温度从当冷却水温度从00变化到变化到100100时，对应的时，对应的U UA值将从值将从3.5 3.5 V V变化到变化到1.48 V1.48 V。 测量值：测量值：UA 给定值：给定值：UB 偏差值：偏差值：U15= R7

15、/R3（UB UA）= K（UB UA） 冷却水温度冷却水温度 热敏电阻热敏电阻值值 UA 冷却水温度等于给定值：冷却水温度等于给定值：U15=0 冷却水温度高于给定值：冷却水温度高于给定值：U150，为正值，为正值 冷却水温度低于给定值：冷却水温度低于给定值：U150，为负值，为负值 2 2）指示电路）指示电路 指示电路的作用是显示冷却水温度的测量值和给定值。指示电路的作用是显示冷却水温度的测量值和给定值。它是由运算放大器、晶体管、反馈电阻和电位器、电流表它是由运算放大器、晶体管、反馈电阻和电位器、电流表（温度表）（温度表）G G等元件组成。电流表等元件组成。电流表G G的满量程是的满量程是

16、0 01mA1mA，它，它所对应的温度是所对应的温度是0 0100100。表头。表头G G的刻度已改为温度刻度。的刻度已改为温度刻度。 冷却水温度给定值调整冷却水温度给定值调整 电位器电位器W1电阻电阻值减小，值减小， UB 减小，给定值增大。减小，给定值增大。 调零点、调量程调零点、调量程 调零点：通过电位器调零点：通过电位器W2，改变改变 三极管三极管T1的发射极电压。的发射极电压。 调量程：通过电位器调量程：通过电位器W3，改变改变 三极管三极管T1的发射极的发射极电阻电阻值。值。 TU1 TU2-16V+16V+16V+16VR1R2R4R5W1R3C1R7C6R6R8C2R10R11

17、R12W2W3R13T1G+_+T802SW1SW2R9C3图图4-1-3aAB1510MRB板，输入与指示电路板，输入与指示电路3、比例微分控制电路（、比例微分控制电路（MRV板）板） 工作原理工作原理 比例微分控制电路由实际微分运算放大器，比例运算比例微分控制电路由实际微分运算放大器，比例运算 放大器和加法器组成。当冷却水温度高于给定值时，调放大器和加法器组成。当冷却水温度高于给定值时，调 节器电路板节器电路板MRB输出的电压输出的电压U15为正极性，为正极性，MRV输出的输出的 电压电压U5也为正极性。也为正极性。 比例带比例带PB的调整的调整 比例带比例带PB调整是通过调整电位器调整是

18、通过调整电位器W1实现，实现， W1 PB（K），），比例作用增强，稳定性下降。比例作用增强，稳定性下降。 微分时间微分时间Td的调整的调整 微分时间微分时间Td的调整是通过调整电位器的调整是通过调整电位器W2实现，实现， W2 Td ， 微分作用增强。微分作用增强。C5 TU1+_ TU2+_ TU3+_R12R8R10W2R9R11R6C4R3R2R5C3C2R1C1R14R4R7W151415MRV板，比例微分控制电路板，比例微分控制电路图图4-1-3bB4、脉冲宽度调制电路（脉冲宽度调制电路（MRD板）板） 工作原理：工作原理： 不灵敏区的调整：不灵敏区的调整： 是通过调整是通过调整W

19、2，改变运算放大器，改变运算放大器TU1和和TU2的同相端的同相端 电压实现。对这两个电压的要求：电压实现。对这两个电压的要求：TU1同相端为较小的正电同相端为较小的正电 压，压，TU2同相端为绝对值较小的负电压。同相端为绝对值较小的负电压。 W2同相端电压同相端电压，不灵敏区不灵敏区。 若把不灵敏区调得过大，会使控制系统的稳态偏差太大。若把不灵敏区调得过大，会使控制系统的稳态偏差太大。 若把不灵敏区调得过小，会使电机转动频繁。若把不灵敏区调得过小，会使电机转动频繁。 脉冲宽度的调整：脉冲宽度的调整： 是通过调整充放电电阻值是通过调整充放电电阻值W1实现。调小实现。调小W1，则脉冲，则脉冲宽宽

20、 度度变窄，电机转动时间缩短，停转时间延长，系统稳定性提变窄，电机转动时间缩短，停转时间延长，系统稳定性提 高。高。 TU1+_ TU2+_109R11R13D7D8T1T2R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脉冲宽度调制电路板，脉冲宽度调制电路图图4-1-3c5-16V-16V+16V5 5、继电器和开关电路（、继电器和开关电路（MRKMRK板）板） 自动控制时，由中间继电器来控制自动控制时，由中间继电器来控制“减少输出继电器减少输出继电器”或或“增加输出继电器增加输出继电器”的通电或断电。的通电或断电。 手动操作时，由手操开

21、关手动操作时，由手操开关 SW1来控制来控制“减少输出继电减少输出继电器器”或或“增加输出继电器增加输出继电器”的通电或断电。的通电或断电。 若冷却水温高于给定值，且超过了不灵敏区，则若冷却水温高于给定值，且超过了不灵敏区，则“增加增加”和和“减少减少”输出继电器通断电状态及执行电机输出继电器通断电状态及执行电机M转动方向分转动方向分别别为：为：“减少输出继电器减少输出继电器”断续通电，旁通阀关小的方向。断续通电，旁通阀关小的方向。 Re2Re1D1D2Sr2Sr1L1L2R4R3R1R2C1C2SW1手动手动自动自动选择开关选择开关SW2SW+16V-16V0VF1F2D2C1增加输出增加输

22、出继电器继电器减少输出减少输出继电器继电器9 中间继电器中间继电器220V+16VMRK板，板， MRP板板 图图4-1-3d10 D1（三）控制系统的管理（三）控制系统的管理nMR-MR-型调节器正面面板的布置型调节器正面面板的布置如图所示，它是由一个温度表如图所示，它是由一个温度表A A和五块插板组成的。和五块插板组成的。n插板插板B B是是MRBMRB板，旋钮板，旋钮1 1是是MRBMRB板板上的电位器上的电位器W1W1，用来整定给定，用来整定给定值。按钮值。按钮2 2是是MRBMRB板上的转换开板上的转换开关关SW2SW2，拔出按钮，温度表，拔出按钮，温度表A A指指示冷却水温度的测量

23、值，按下示冷却水温度的测量值，按下按钮，温度表按钮，温度表A A可指示冷却水温可指示冷却水温度的给定值。度的给定值。n插板插板C C是是MRVMRV板。上面的两个旋板。上面的两个旋钮钮3 3和和4 4是是MRVMRV板上的电位器板上的电位器W2W2和和W1W1，旋钮，旋钮3 3是是MRVMRV板上的电位器板上的电位器W2W2，用来整定微分时间。旋钮，用来整定微分时间。旋钮4 4是是MRVMRV板上的电位器板上的电位器W1W1用来整定用来整定比例带。比例带。n插板插板D D是是MRDMRD板。旋钮板。旋钮5 5是是MRDMRD板板上的电位器上的电位器W2W2，用来调整，用来调整TU1TU1和和T

24、U2TU2的不灵敏区。旋钮的不灵敏区。旋钮6 6是是MRDMRD板板上的电位器上的电位器W1W1，用来调整脉冲，用来调整脉冲宽度。宽度。1 1、控制系统投入工作的操作、控制系统投入工作的操作 n先把开关先把开关1313扳到右面位置，接通主电源，电源指扳到右面位置，接通主电源，电源指示灯示灯1414亮。若不亮，可拔出保险丝亮。若不亮，可拔出保险丝1010和和1111，更换，更换烧坏的保险丝。电源正常后，按下按钮烧坏的保险丝。电源正常后，按下按钮2 2，转动旋，转动旋钮钮1 1，使温度表，使温度表A A指示在给定值上。再把按钮拔出，指示在给定值上。再把按钮拔出，让温度表让温度表A A指示冷却水温度

25、的测量值，把开关指示冷却水温度的测量值，把开关1212扳扳到左面位置，手操开关到左面位置，手操开关9 9将冷却水温度调节到给定将冷却水温度调节到给定值附近。然后把开关值附近。然后把开关1212扳到右面的自动位置，从扳到右面的自动位置，从而可实现无扰动切换，自动控制系统就可投入工而可实现无扰动切换，自动控制系统就可投入工作。作。2 2、参数调整、参数调整n控制系统安装以后，调节器的比例带控制系统安装以后，调节器的比例带PBPB、微分时、微分时间间T Td d和脉冲宽度调整旋钮不要轻易转动。确实发和脉冲宽度调整旋钮不要轻易转动。确实发现动态过程不理想（观察温度表指针向给定值方现动态过程不理想（观察

26、温度表指针向给定值方向恢复很快，或指针波动较大），可适当调整比向恢复很快，或指针波动较大），可适当调整比例带、微分时间或脉冲宽度，但每次调整量要小。例带、微分时间或脉冲宽度，但每次调整量要小。每调整一次都要认真观察温度表指针变化情况，每调整一次都要认真观察温度表指针变化情况，直到调好为止。直到调好为止。3 3、故障处理、故障处理n在自动控制系统工作的过程中如果温度指示的测量值与在自动控制系统工作的过程中如果温度指示的测量值与给定值之间有较大的偏差值，而指示灯给定值之间有较大的偏差值，而指示灯7 7和和8 8都不亮，说明都不亮，说明电机电机M M没有转动。这时，必须把开关没有转动。这时，必须把开

27、关1212立即扳到左面的手立即扳到左面的手动位置，然后手操开关动位置，然后手操开关9 9，如果此时电机，如果此时电机M M可按逆时针和顺可按逆时针和顺时针方向转动，说明控制系统出故障，可分别抽出时针方向转动，说明控制系统出故障，可分别抽出RMBRMB板、板、MRVMRV板和板和MRDMRD板，人为地输入一个信号，观察其输出端板，人为地输入一个信号，观察其输出端U15U15、U5U5、U9U9和和U10U10是否变化。哪块板输出不变化，故障就出在是否变化。哪块板输出不变化，故障就出在那块板上。换一块备件板，控制系统就能恢复正常工作，那块板上。换一块备件板，控制系统就能恢复正常工作，若手操开关若手

28、操开关9 9时，电机时，电机M M仍不转动，说明自动控制系统没有仍不转动，说明自动控制系统没有故障，故障是出在执行机构中，如电机故障，故障是出在执行机构中，如电机M M烧毁或卡死；过烧毁或卡死；过载保护继电器动作，切断电机载保护继电器动作，切断电机M M的电源等。如果手操开关的电源等。如果手操开关9 9电机电机M M能在一个方向转动，而不能在另一个方向转动，可能在一个方向转动，而不能在另一个方向转动，可能的原因是能的原因是“减少输出接触器减少输出接触器”或或“增加输出接触器增加输出接触器”的的线圈断路，或者它们的触头磨损、烧蚀而不能闭合，线圈断路，或者它们的触头磨损、烧蚀而不能闭合， 第二节第

29、二节 燃油粘度自动控制系统燃油粘度自动控制系统 一、一、NAKAKITANAKAKITA型燃油粘度自动控制系统型燃油粘度自动控制系统 1 1、系统的组成、系统的组成 燃油粘度定值控制系统包括：燃油粘度定值控制系统包括： 测粘计测粘计 、差压变送器、差压变送器 、粘度调节器、粘度调节器 、蒸汽调节阀、蒸汽调节阀、 燃油加热器。燃油加热器。 燃油温度程序控制系统包括：燃油温度程序控制系统包括： 温度变送器温度变送器 、温度调节器、温度调节器 、蒸汽调节阀、蒸汽调节阀 、燃油加、燃油加 热器。燃油粘度控制系统中，蒸汽调节阀采用热器。燃油粘度控制系统中，蒸汽调节阀采用气关式，气关式， 粘度调节器采用粘

30、度调节器采用反作用式，反作用式，温度调节器采用温度调节器采用正作用式。正作用式。 系统功能包括：系统功能包括： 柴油柴油-重油的自动切换重油的自动切换 、燃油温度可按设定速率升、燃油温度可按设定速率升 降降 、油温达上限值时可对油温定值控制、油温达上限值时可对油温定值控制 、油温达上限值、油温达上限值 时可对粘度定值控制。时可对粘度定值控制。2、测粘计、测粘计3、粘度调节器、粘度调节器4、温度程序调节器、温度程序调节器 温度程序设定装置温度程序设定装置1）温度）温度“上升上升-下降速下降速 度度”的设定方法的设定方法2）柴油）柴油-重油转换温度重油转换温度 的设定方法的设定方法3）上、下限温度

31、的设）上、下限温度的设 定方法定方法表表4-2-1 4-2-1 温度给定值的上升速度表温度给定值的上升速度表5、“温度温度粘度粘度”控制选择阀控制选择阀温度程序调节器和粘度温度程序调节器和粘度调节器的输出信号都送调节器的输出信号都送到到“温度粘度温度粘度”控制控制选择阀，选择阀的输出选择阀，选择阀的输出信号送入蒸汽调节阀控信号送入蒸汽调节阀控制其开度。当温度低于制其开度。当温度低于上限值时，选择阀输出上限值时，选择阀输出温度程序信号；当油温温度程序信号；当油温达到上限值时，选择阀达到上限值时，选择阀输出粘度控制信号。输出粘度控制信号。 6、三通电磁阀和三通活塞阀、三通电磁阀和三通活塞阀n三通电

32、磁阀的逻辑功能是：三通电磁阀的逻辑功能是： SV1SV1和和SV2SV2不能同时通电，它们中一个通不能同时通电，它们中一个通电，另一个必定断电。电，另一个必定断电。SV2SV2通电，三通电磁阀通电，三通电磁阀上位通；上位通；SV1SV1通电，三通电磁阀下位通。如果通电，三通电磁阀下位通。如果SV1SV1和和SV2SV2都断电，三通电磁阀保持原状态。都断电，三通电磁阀保持原状态。7、控制电路、控制电路n要使系统投入工作，先要合上电源主开关要使系统投入工作，先要合上电源主开关SWSW，电源指示灯，电源指示灯PLPL亮；再把温度亮；再把温度“上升下降上升下降”设定开关转到所要设定的设定开关转到所要设

33、定的档位上，如转到档位上，如转到1 1档。然后把档。然后把“柴油重油柴油重油”转换开关转转换开关转至重油位，即开关由至重油位，即开关由D D断开合于断开合于H H。这时继电器。这时继电器RY-OCRY-OC通电，通电，表示系统已投入工作，正在用柴油工作。表示系统已投入工作，正在用柴油工作。n于是温度上升继电器于是温度上升继电器RHRH通电，柴油温度会以通电，柴油温度会以1/min1/min的速的速度上升。同时，启动测粘计马达度上升。同时，启动测粘计马达M M，使测粘计和差压变送，使测粘计和差压变送器投入工作，粘度指示仪表和记录仪表器投入工作，粘度指示仪表和记录仪表R R将显示燃油的粘将显示燃油

34、的粘度值。但因粘度调节器没有接通气源而没有输出。度值。但因粘度调节器没有接通气源而没有输出。n当柴油温度上升到中间温度时，可调凸轮把中间温度限位当柴油温度上升到中间温度时，可调凸轮把中间温度限位开关触头压下，在电路中的开关开关触头压下，在电路中的开关MLSMLS触头从左面断开合于触头从左面断开合于右面，继电器右面，继电器MV-10MV-10通电通电（继电器继电器MV-1SMV-1S保持断电），相当保持断电），相当于三通电磁阀于三通电磁阀SV2SV2通电，通电，SV1SV1断电。断电。n时间继电器时间继电器TL-2TL-2延时时间是延时时间是101020 s20 s，如果在延时时间之，如果在延时

35、时间之内没有完成三通活塞阀从上位到下位的转换，使继电器内没有完成三通活塞阀从上位到下位的转换，使继电器AX-2AX-2通电，电机通电，电机SM1SM1和和SM2SM2均停转，柴油温度给定值不再上均停转，柴油温度给定值不再上升，对柴油进行中间温度的定值控制，控制系统发出声光升，对柴油进行中间温度的定值控制，控制系统发出声光报警。报警。 n如果在继电器如果在继电器TL-2TL-2通电计时时间之内三通活塞阀完成了通电计时时间之内三通活塞阀完成了从上位到下位的转换，继电器从上位到下位的转换，继电器AX-2AX-2是不会通电的，则重油是不会通电的，则重油温度仍以温度仍以1/min1/min的速度上升。的

36、速度上升。n当重油温度达到上限值时，使定时器当重油温度达到上限值时，使定时器T1T1通电。它的延时时通电。它的延时时间可在间可在0 060 min60 min范围调整。当范围调整。当T1T1计时时间一到，其常开计时时间一到，其常开触头触头T1T1闭合，继电器闭合，继电器MV-20MV-20通电（通电（MV-2SMV-2S保持断电）。图保持断电）。图4-4-2-12-1中的电磁阀中的电磁阀1111上位通，粘度调节器接通气源而投入工上位通，粘度调节器接通气源而投入工作，对重油粘度进行定值控制。作，对重油粘度进行定值控制。 二、二、VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统 1、 控制

37、系统概况控制系统概况n粘度传感器粘度传感器EVT-10CEVT-10C和控制器和控制器VCU-160VCU-160均用单片机取代了常均用单片机取代了常规的变送器和调节器。在系统中可采用规的变送器和调节器。在系统中可采用SHSSHS蒸汽加热装置，蒸汽加热装置，也可采用也可采用EHSEHS电加热装置或两者兼用。这种粘度控制系统电加热装置或两者兼用。这种粘度控制系统在在2020世纪世纪9090年代造的船舶上被越来越多地采用。年代造的船舶上被越来越多地采用。 n它主要由它主要由EVT-10CEVT-10C粘度传感器、粘度传感器、PT100PT100温度传感器、温度传感器、VCU-VCU-160160控

38、制器、控制器、SHSSHS蒸汽加热装置和蒸汽加热装置和EHSEHS电加热装置等部分组电加热装置等部分组成。成。n粘度传感器和温度传感器分别检测燃油加热器出口燃油的粘度传感器和温度传感器分别检测燃油加热器出口燃油的粘度和温度，两者将粘度和温度值按比例转换成标准电流粘度和温度，两者将粘度和温度值按比例转换成标准电流和电压信号送到控制器。和电压信号送到控制器。nVCU-160VCU-160型控制器是一种具有比例积分控制规律的全自动型控制器是一种具有比例积分控制规律的全自动控制装置，可以对燃油粘度或温度进行定值控制，有柴油控制装置，可以对燃油粘度或温度进行定值控制，有柴油温度定值控制和重油粘度定值控制

39、两种操作方式。温度定值控制和重油粘度定值控制两种操作方式。n系统既可以遥控，又可以进行现场自动控制，必要时经转系统既可以遥控，又可以进行现场自动控制，必要时经转换也可手动控制。换也可手动控制。n用数码显示器可以同时显示系统中燃油的粘度和温度值，用数码显示器可以同时显示系统中燃油的粘度和温度值，另外也可显示参数设定值和故障种类。另外也可显示参数设定值和故障种类。 2、测量单元、测量单元 1） PT100型温度传感器型温度传感器nPT100PT100是一种热电阻式温是一种热电阻式温度传感器。这种传感器是度传感器。这种传感器是利用金属材料电阻值随温利用金属材料电阻值随温度升高而增大，且在检测度升高而

40、增大，且在检测范围内它们之间保持良好范围内它们之间保持良好线性关系的特性制造的。线性关系的特性制造的。 2 2）EVT-10C EVT-10C 粘度传感器粘度传感器（1 1）测粘计）测粘计 组成：组成： 振动杆、动力线圈、振动杆、动力线圈、永久磁铁、检测线圈。永久磁铁、检测线圈。n工作原理：工作原理： 是基于流动燃油的粘性对其中振动杆振动幅是基于流动燃油的粘性对其中振动杆振动幅度的衰减来进行测量的。振动杆的强制振动是由度的衰减来进行测量的。振动杆的强制振动是由动力线圈动力线圈2 2和永久磁铁和永久磁铁3 3产生并保持的，其振动频产生并保持的，其振动频率是固定的。振动杆的振动通过永久磁铁率是固定

41、的。振动杆的振动通过永久磁铁5 5在检测在检测线圈线圈4 4中产生变化磁通，该变化磁通在检测线圈中中产生变化磁通，该变化磁通在检测线圈中产生交变感应电动势。由于燃油具有粘性，燃油产生交变感应电动势。由于燃油具有粘性，燃油的摩擦阻力将会衰减振动杆振动的振幅，进而衰的摩擦阻力将会衰减振动杆振动的振幅，进而衰减感应电动势的幅值。粘度越大，这种衰减量就减感应电动势的幅值。粘度越大，这种衰减量就越大；检测线圈内感应电动势的下降值是与燃油越大；检测线圈内感应电动势的下降值是与燃油的粘度成正比。的粘度成正比。 （2 2）粘度变送器）粘度变送器n变送器采用变送器采用IntelIntel公司单片机公司单片机80

42、C3180C31组成单片微型计算组成单片微型计算机变送系统，它把测量线圈产生的感应电动势经数据机变送系统，它把测量线圈产生的感应电动势经数据放大后送入精密电压一频率转换器放大后送入精密电压一频率转换器LM231LM231，它输出的，它输出的脉冲信号频率与输入电压严格成比例，实际上脉冲信号频率与输入电压严格成比例，实际上LM231LM231是起模数转换器的作用。该脉冲信号送到是起模数转换器的作用。该脉冲信号送到80C3180C31内部内部定时器定时器T0T0，记录单位时间脉冲数，该数值就反映了燃，记录单位时间脉冲数，该数值就反映了燃油黏度的实际值。为了防止振动、温度、流量、压力、油黏度的实际值。

43、为了防止振动、温度、流量、压力、流速等外界因素的干扰，软件上采取了数字滤波等抗流速等外界因素的干扰，软件上采取了数字滤波等抗干扰措施，并进行数值标定。干扰措施，并进行数值标定。80C3180C31再把表示再把表示粘粘度值度值的数字量送入的数字量送入AD7543BDAD7543BD数模转换器转换成电压模拟量，数模转换器转换成电压模拟量，经电压电流变换电路转换成标准经电压电流变换电路转换成标准420 mA420 mA电流输出，电流输出，其对应的其对应的粘粘度测量范围是度测量范围是050 cStcSt。 3、VCU-160粘度控制器粘度控制器n控制器采用单片机控制器采用单片机80318031可以同时

44、监视、控制、显示燃油温可以同时监视、控制、显示燃油温度和粘度，它主要由度和粘度，它主要由PIPI温度调节器和温度调节器和PIPI粘度调节器组成。粘度调节器组成。 1 1）控制方式和过程）控制方式和过程控制方式：控制方式：温度程序控制、温度定值控温度程序控制、温度定值控 制、粘度定值控制。制、粘度定值控制。作用规律：作用规律：PI控制（由单片机程序实现）控制（由单片机程序实现）控制方式选择开关：控制方式选择开关：DO（柴油）、（柴油）、OFF（停止）、（停止）、HFO（重（重油）油）控制过程：控制过程：OFF DO ， 程序加温，直到程序加温，直到 DO 达到给定值以下达到给定值以下 3之内时之

45、内时, 进入温度定值控制。进入温度定值控制。DO 指示灯亮。指示灯亮。OFF HFO或或DOHFO 程序加温，直到程序加温，直到 HFO达到给定值以达到给定值以 下下3之内时之内时, 进入粘度定值控制。稳进入粘度定值控制。稳 定后，改为粘度或者温度定值控制。定后，改为粘度或者温度定值控制。 DO 指示灯熄灭，指示灯熄灭， HFO 指示灯亮。指示灯亮。n当当粘粘度被控制到给定值与测量值的绝对偏差在度被控制到给定值与测量值的绝对偏差在0.5 0.5 cStcSt以内时，温度调节器开始以以内时，温度调节器开始以粘粘度设定值所对应度设定值所对应的当时温度值作为温度给定值，对的当时温度值作为温度给定值，

46、对HFOHFO进行温度定进行温度定值控制，只要值控制，只要粘粘度保持绝对偏差在度保持绝对偏差在0.5 cSt0.5 cSt以内，以内，温度调节器就一直输出控制信号，使系统温度保温度调节器就一直输出控制信号，使系统温度保持在当时温度上。当持在当时温度上。当粘粘度绝对偏差值超过度绝对偏差值超过0.5 cSt0.5 cSt时，时，粘粘度调节器开始工作，使其恢复到绝对偏差度调节器开始工作，使其恢复到绝对偏差在在0.5 cSt0.5 cSt以内时，温度调节器又以此时以内时，温度调节器又以此时粘粘度所对度所对应的温度为给定值进行温度定值控制。应的温度为给定值进行温度定值控制。 HFO DO， 粘度定值控制

47、，降温，直到粘度定值控制，降温，直到 DO温度降到给定值时温度降到给定值时, 进入进入 温度定值控制。温度定值控制。 DO 指示灯指示灯 亮，亮， HFO指示灯熄灭。指示灯熄灭。2）过程输入通道）过程输入通道 （1）模拟量输入通道）模拟量输入通道 （2）开关量输入通道）开关量输入通道 nVCU-160VCU-160控制器除有模拟量输入外，还有像工作方式选择、控制器除有模拟量输入外，还有像工作方式选择、调节阀限位开关等开关量输入。调节阀限位开关等开关量输入。 3 3）过程输出通道）过程输出通道n过程输出通道过程输出通道主要是控制主要是控制SHSSHS蒸汽加热装置的调节蒸汽加热装置的调节阀或阀或E

48、HSEHS电加热装置的接触器，以达到控制燃油温电加热装置的接触器，以达到控制燃油温度或度或粘粘度的目的。在本度的目的。在本粘粘度控制系统中可以采用度控制系统中可以采用SHSSHS蒸汽加热装置，也可选用蒸汽加热装置，也可选用EHSEHS电加热装置或两电加热装置或两者被结合起来使用。者被结合起来使用。 4）报警与显示电路）报警与显示电路第三节第三节 分油机的自动控制分油机的自动控制 一、一、FOPX型分油机的基本工作原理型分油机的基本工作原理二、二、F0PX型分油机的自动控制系统组成型分油机的自动控制系统组成1 1、输入信号、输入信号PT1 PT1 温度开关（高温）温度开关（高温）PT2 PT2

49、温度开关（低温）温度开关（低温）PT3 PT3 温度传感器温度传感器FS FS 低流量开关低流量开关F14 F14 净油流量表净油流量表PS1 PS1 压力开关（净油压力）压力开关（净油压力）PS2 PS2 压力开关（排渣反馈）压力开关（排渣反馈）XT1 XT1 温度传感器（排渣口温度）温度传感器（排渣口温度）WT200 WT200 水分传感器水分传感器按钮开关按钮开关水分传感器水分传感器n水分传感器是由圆筒形电容器及振荡器组成的。电容器实水分传感器是由圆筒形电容器及振荡器组成的。电容器实际上是两个彼此绝缘的同心圆筒，净油全部流过内圆筒。际上是两个彼此绝缘的同心圆筒，净油全部流过内圆筒。EPC

50、-400EPC-400型装置为水分传感器提供型装置为水分传感器提供20 V20 V直流电源，它使水直流电源，它使水分传感器内部的振荡器工作，产生频率较高的交流电。该分传感器内部的振荡器工作，产生频率较高的交流电。该交流电经电容器极板送出一个大小与净油中含水量成比例交流电经电容器极板送出一个大小与净油中含水量成比例的交流电流信号，并经有屏蔽的电缆线送至的交流电流信号，并经有屏蔽的电缆线送至EPC-400EPC-400型装型装置的水分传感器信号处理电路板。置的水分传感器信号处理电路板。n当振荡器产生固定频率及幅值的交流电信号后，流过电容当振荡器产生固定频率及幅值的交流电信号后，流过电容器电流的大小

51、完全取决于电容器的介电常数。纯矿物油的器电流的大小完全取决于电容器的介电常数。纯矿物油的介电常数只有介电常数只有2 24 4，而水的介电常数高达，而水的介电常数高达8080。因此净油中。因此净油中含水量的增加，由于介电常数的增大使其流过电容器的电含水量的增加，由于介电常数的增大使其流过电容器的电流也会增大。在水分传感器中有一块检验电路板，它监视流也会增大。在水分传感器中有一块检验电路板，它监视振荡器工作是否正常，振荡器工作是否正常，EPC-400EPC-400型装置每型装置每6 s6 s检测一次这个检测一次这个信号。如果振荡器工作不正常，将会发出报警并停止当时信号。如果振荡器工作不正常，将会发

52、出报警并停止当时所执行的程序。所执行的程序。n在在EPC-400EPC-400型装置面板的右面有四个按钮。型装置面板的右面有四个按钮。最上面的最上面的是加热器按钮，按此按钮将接通加热器电源，对待分是加热器按钮，按此按钮将接通加热器电源，对待分油进行加热，待分油在分油机外面打循环。第二个按油进行加热，待分油在分油机外面打循环。第二个按钮是程序启动钮是程序启动/ /停止按钮，按一次该按钮，停止按钮，按一次该按钮，EPC-400EPC-400型型装置运行预定的程序，它首先监视待分油的温度，当装置运行预定的程序，它首先监视待分油的温度，当加热器把待分油加热到正常温度值时，开始对分油机加热器把待分油加热

53、到正常温度值时，开始对分油机进行分油、排水、排渣等操作的正常程序的运行。第进行分油、排水、排渣等操作的正常程序的运行。第三个按钮是手动排渣按钮，按一次该按钮对分油机执三个按钮是手动排渣按钮，按一次该按钮对分油机执行一次排渣程序。第四个也是最下面的按钮是报警复行一次排渣程序。第四个也是最下面的按钮是报警复位按钮，当分油机和控制系统出现故障时，位按钮，当分油机和控制系统出现故障时，EPC-400EPC-400型装置将输出停止分油机工作或停止程序运行信号。型装置将输出停止分油机工作或停止程序运行信号。待故障排除后，须按此复位按钮才能撤销故障信号，待故障排除后，须按此复位按钮才能撤销故障信号，并使程序

54、恢复到启动前的状态。并使程序恢复到启动前的状态。2、输出信号、输出信号 MV15 操作水电磁阀（操作水电磁阀（P1管）管） MV16 补偿水电磁阀（补偿水电磁阀（P2管）管） MV10 置换水电磁阀置换水电磁阀 MV5 排水电磁阀排水电磁阀 MV1 进油电磁阀进油电磁阀 发光二极管发光二极管n在在EPC-400EPC-400型装置的面板上，有一系列发光二极管指型装置的面板上，有一系列发光二极管指示分油机及控制系统的状态。示分油机及控制系统的状态。在发光二极管在发光二极管1 1中的三中的三个发光二极管，从上到下分别指示加热器工作（绿个发光二极管，从上到下分别指示加热器工作（绿色）、程序运行（绿色

55、）、程序停止（黄色）。色）、程序运行（绿色）、程序停止（黄色）。在发在发光二极管光二极管2 2中，上面的是不排渣报警指示（红色），中，上面的是不排渣报警指示（红色），下面的是总报警指示（红色）。面板的左边，有两排下面的是总报警指示（红色）。面板的左边，有两排发光二极管，上排是各种输入信号的报警指示（红发光二极管，上排是各种输入信号的报警指示（红色），下排是正常输出信号指示（绿色）。显示窗有色），下排是正常输出信号指示（绿色）。显示窗有5 5位数码显示器，在运行期间，左边两位显示净油中位数码显示器，在运行期间，左边两位显示净油中的含水量，但它不是显示含水量的绝对值，而是达到的含水量，但它不是显示

56、含水量的绝对值，而是达到触发值的百分数，如果达到或超过触发值的触发值的百分数，如果达到或超过触发值的100100，则显示则显示“ ”；右边三位显示距下次排渣的最大；右边三位显示距下次排渣的最大时间。时间。n在参数设定和调整过程中，四个按钮和数码显示器还在参数设定和调整过程中，四个按钮和数码显示器还有其他用途。有其他用途。三、基本的控制过程三、基本的控制过程n设定了一个最短的排渣间隔时间设定了一个最短的排渣间隔时间10 min10 min，及一个最大，及一个最大的排渣间隔时间的排渣间隔时间63 min63 min（可调）。分油机是以最短的（可调）。分油机是以最短的间隔时间打开一次排渣口，还是以最

57、大的间隔时间打间隔时间打开一次排渣口，还是以最大的间隔时间打开一次排渣口，取决于待分油中含水量的多少。如果开一次排渣口，取决于待分油中含水量的多少。如果待分油中含水量极少，从上次排渣算起，在待分油中含水量极少，从上次排渣算起，在63 min63 min内内油水分界面仍在分离盘外侧一段距离处，净油中含水油水分界面仍在分离盘外侧一段距离处，净油中含水量很少，没有达到触发值，这时量很少，没有达到触发值，这时EPC-400EPC-400型装置就决型装置就决定排一次渣。在排渣前，要先输出一个控制信号使电定排一次渣。在排渣前，要先输出一个控制信号使电磁阀磁阀MV10MV10通电打开，向分油机内注入置换水，

58、油水分通电打开，向分油机内注入置换水，油水分界面会逐渐向里移动。当净油中含水量达到触发值时，界面会逐渐向里移动。当净油中含水量达到触发值时，EPC-400EPC-400型装置再输出控制信号使电磁阀型装置再输出控制信号使电磁阀MV15MV15和和MV16MV16同时通电打开，进行一次排渣程序，该过程如图同时通电打开，进行一次排渣程序，该过程如图4-4-4-4-4 4中曲线中曲线1 1所示。所示。 n如果待分油中含有一定量的水，距上次排渣时如果待分油中含有一定量的水，距上次排渣时间超过间超过10 min10 min，但不到，但不到63 min63 min净油中含水量就净油中含水量就增加到触发值，即

59、油水分界面已经内移到接近增加到触发值，即油水分界面已经内移到接近分离盘外侧的边缘，分离盘外侧的边缘，EPC-400EPC-400型装置要发出排型装置要发出排渣信号进行一次排渣。由于分离盘外侧有足够渣信号进行一次排渣。由于分离盘外侧有足够的水量，所以排渣前不需进置换水，该过程如的水量，所以排渣前不需进置换水，该过程如图图4-4-44-4-4中曲线中曲线2 2所示。所示。 n如果待分油中含水量较多，在上次排渣后的如果待分油中含水量较多，在上次排渣后的10 10 minmin内，净油中含水量就达到触发值，此时内，净油中含水量就达到触发值，此时EPC-400EPC-400型装置要输出一个控制信号使排水

60、电型装置要输出一个控制信号使排水电磁阀磁阀MV5MV5通电打开向外排水。随着排水的进行，通电打开向外排水。随着排水的进行，油水分界面不断外移，净油中含水量会迅速下油水分界面不断外移，净油中含水量会迅速下降，一般排水电磁阀降，一般排水电磁阀MV5MV5打开打开20 s20 s后关闭，该后关闭，该过程如图过程如图4-4-44-4-4中曲线中曲线3 3所示。所示。 n若排一次水后，距上次排渣仍在若排一次水后，距上次排渣仍在10 min10 min内，净内，净油中含水量又达到触发值，则要关闭排水阀进油中含水量又达到触发值，则要关闭排水阀进行一次排渣。如果待分油含有大量的水，距上行一次排渣。如果待分油含