轮机自动化控制讲座第一章反馈控制系统实例

第一章反馈控制系统实例第二节VAF型燃油粘度控制系统第三节

VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统第四节大型油轮辅锅炉水位自动控制第五节

大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制第一节柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统返回目录图1-1-1汽缸冷却水温度控制原理冷却器M调节器冷却器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第一节柴油机冷却水温度控制系统返回本章泵主机冷却器膨胀水柜直接作用式冷却水温度控制返回本节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三、输入电路和指示电路四、PD控制电路五、脉冲宽度调制电路六、管理要点图1-1-3d图1-1-3a图1-1-3b图1-1-3c返回本节图1-1-2组成调节器开关组限位开关过载保护三相伺服马达三通阀返回最近MR-Ⅱ型调节器MR-Ⅱ型调节器是电动基地式仪表，它把测量、显示、调节等各个单元及相关附件均组装在一个控制盒内，设置在集中控制室。控制盒的组成：1. MRB板，输入与指示电路2. MRV板，比例微分控制电路3. MRD板，脉冲宽度调制电路4. MRK板，继电器和开并装置5. MRP板，主电源电路6.MRS板，稳压电源电路图1-1-4返回本节图1-1-4返回最近Re2Re1D1D2Sr1Sr2L1L2R3R4R1R2C1C2SW1SW2SW+16V-16V0VF1F2D1C1增温降温降温增温220V+16VMRP板，主电源电路图1-1-3d返回最近TU1TU2-16V+16V+16V+16VR1R2R4R5W1R3C1R7C4R6R8C2R10R11R12W2W3R13T1G+__+T802SW1SW2R9C7MRB板，输入与指示电路图1-1-3aAB1510返回最近TU1+_TU2+_降温增温R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脉冲宽度调制电路图1-1-3c5-16V-16V+16V返回最近C4TU1+_TU2+_TU3+_R13R8R10W2R9R11R6C4R3R2R5C3C2R1C1R14R4R7W151415MRV板，比比例微微分控控制电电路图1-1-3b返回最最近TU1+_TU2+_降温增温R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脉脉冲宽宽度调调制电电路图1-1-3c5-16V-16V+16V返回最最近TU1+_TU2+_降温增温R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脉脉冲宽宽度调调制电电路图1-1-3c5-16V-16V+16V返回最最近管理要要点1.面板功功能2.投投入使使用3.故故障排排除通通则4.参参数调调整返回本本节第二节节VAF型燃油粘粘度控控制系系统目标：：控制制柴油油机燃燃油的的粘度度，使使之保保持在最最佳喷喷射粘粘度值值上。。原理：：燃油油的粘粘度随随温度度增加加而下下降。。方法：：改变变燃油油的加加热程程度。。船舶柴柴油机机，尤尤其是是主机机，通通常燃燃用重重油。。重油油的粘粘度较较大，，为便便于燃燃油的的输送送和雾雾化，，必须须对燃燃油进进行加加热，，并使使其粘粘度值值维持持在设设定范范围内内。返回本本章第二节节VAF型燃油粘粘度控控制系系统常用燃燃油粘粘度控控制系系统：：（1））VAF型燃油油粘度度控制制系统统；（2））NAKAKITA型燃油油粘度度控制制系统；；（3））VISCOCHIEF型燃油油粘度度控制系统统（单单片机机控制制）。。返回本本节第二节节VAF型燃油粘粘度控控制系系统一、VAF型燃油油粘度度控制制系统统的组组成fig.1-2-1二、测测粘计计fig.1-2-2三、差压压变送器器fig.1-2-3四、调节器五、气动动调节阀阀fig.1-2-6六、控制制系统常常见故障障分析及及管理要要点返回本节节返回最近近返回最近近返回最近近返回最近近第二节VAF型燃油粘度度控制系系统四、调节节器立体图fig.1-2-4简图杆系表盘PB和Ti的调整正作用式式与反作作用式调节器与与调节阀阀作用形形式的配配合手－自动动切换返回本节节返回最近近第二节VAF型燃油粘度度控制系系统比例带调调整方法法：比例带调调整盘上上M点的位置置逆时针→→负反馈馈↑→→比例例带↑顺时针→→负反馈馈↓→→比例例带↓积分时间间调整方方法：积分阀开开大→Ti↓积分阀关关小→Ti↑返回本节节调节器杆杆系返回最近近调节器表表盘返回最近近正作用与与反作用用正作用式式调节器器：当测测量输入入增加时时，输出出也增加加反作用式式调节器器：当测测量输入入增加时时，输出出减少。。正作用式式→反作作用式：：（1）喷喷嘴旋转转90℃℃（2）M点由左上上角→右右上角返回本节节调节器与与调节阀阀作用形形式的配配合正作用式式调节器器与气开开式调节节阀反作用式式调节器器与气关关式调节节阀（优优选）返回本节节第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统一、控制系统统的组成成、功能能及特点点二、测量单元元三、VCU－－160粘度控制制器返回本章章第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统一、控制制系统的的组成、、功能及及特点Fig.1-3-1特点：P22返回本节节返回最近近第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统二、测量量单元Fig.1-3-21.EVT-10C粘度传感感器2.PT100温度传感感器Fig.1-3-4粘度传感感器单片机变变送器Fig.1-3-3返回本节节返回最近近返回最近近返回最近近第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统三、VCU-160粘度控制制器1.控制制方式和和过程控制方式式：温度度程序控控制、温温度定值值控制、粘度度定值控控制作用规律律：PI控制（由由单片机机程序实实现）控制方式式选择开开关：DO、STOP、HFO返回本节节第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统三、VCU-160粘度控制制器1.控制制方式和和过程控制过程程：STOP→DO程序加温温，直到到DOTset±3℃℃,进入温度定定值控制制。DO指示灯亮亮，粘度度报警关关返回本节节第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统三、VCU-160粘度控制制器1.控制制方式和和过程控制过程程：STOP→HFO程序加温温，直到到HFOTset±3℃,或DO→HFO进入粘度度定值控控制。稳稳定后，，改为粘度/温度定定值控制制。DO指示灯熄熄灭，HFO指示灯亮亮返回本节节第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统三、VCU-160粘度控制制器1.控制制方式和和过程控制过程程：HFO→→DO粘度定值值控制，，降温，，直到DOTset±3℃℃,进入温度度定值控控制。DO指示灯亮亮，HFO指示灯熄熄灭返回本节节第三节VISCOCHIEF型燃油粘粘度控制制系统三、VCU-160粘度控制制器2.控制制板电路路Fig.1-3-6（1）模拟量输输入电路路（2）开开关量输输入电路路（3）输输出电路路（4）显显示电路路返回本节节返回最近近第四节大型油轮轮辅锅炉炉水位自自动控制制主锅炉：蒸汽动动力船舶舶上用于于蒸汽动动力装置置的锅炉。蒸蒸发量大大，蒸汽汽压力高高，对水水位和蒸汽汽压力力的控制制要求较较高，常常采用带有有积分作作用的的调节器器。辅锅炉：内燃机机动力船船舶上的的锅炉。。油轮辅锅锅炉：加热货货油，驱驱动甲板板设备，，蒸发量量较大，类似似主锅炉炉。货轮辅锅锅炉：燃油、、滑油及及生活用用水加热热，要求求不高。其水水位和压压力常用用双位控控制。返回本章章第四节大型油轮轮辅锅炉炉水位自自动控制制一、锅炉水位位控制的的特点二、某油轮辅辅锅炉水水位自动动控制系系统的组成及及工作原原理三、变送器四、调节器五、给水调节节阀六、控制系统统常见故故障分析析及管理理要点返回本节节一、锅炉炉水位控控制的特特点（1）水水中含有有蒸汽（（15%～20%）（2）蒸蒸汽压力力变化时时，水下下蒸汽的的体积发发生变化。。虚假水位位，难控控制。因此，水水位与给给水量、、蒸发量量和水下下蒸汽体积有关关。第四节大型油轮轮辅锅炉炉水位自自动控制制返回本节节一、锅炉炉水位控控制的特特点第四节大型油轮轮辅锅炉炉水位自自动控制制1.双双冲量水水位控制制（1）单单冲量：：水位（2）双双冲量：：水位＋＋蒸汽流流量fig.1-4-1（3）三三冲量：：水位＋＋蒸汽流流量＋给给水量返回本节节返回最近近一、锅炉水水位控制的的特点第四节大型油轮辅辅锅炉水位位自动控制制2.双回回路水位控控制（1）水位位控制回路路（2）给水水压差控制制回路fig.1-4-2返回本节返回最近二、某轮辅辅锅炉水位位自动控制制系统的组组成fig.1-4-3P—气动计算器器的气压输输出A—水位调节器器的气压输输出B—蒸汽流量变变送器的气气压输出K—系统常数，，此处K＝2C—仪表制造常常数，本仪仪表为50%（0.6MPa）第四节大型油轮辅辅锅炉水位位自动控制制返回本节返回最近作用：测量量被控量，，并把被控控量的变化化量按比例例的转变成成标准信号号，输出至至调节器和和显示仪表表。气动标准信信号：19.6KPa~98.1Kpa0.02MPa~0.1Mpa0.2kg/cm2~1.0kg/cm2三、变送器器Fig.1-4-4返回本节三、变送器器1.气动差压变变送器的结结构和工作作原理2.迁移原理返回本节（1）测量量部分—把把被控量变变化转换为为轴向推力力。△p→q测＝△p·F膜1.气动差差压变送器器的结构和和工作原理理Fig.1-4-4Fig.1-4-6返回本节返回最近M测＝△p·F膜·l1M反＝p出·F波·l2M测＝M反（2）气动动转换部分分—把测测量部分输输出的轴向向推力转换换成标准的的气压信号号作为差压压变送器的的输出。1.气动差差压变送器器的结构和和工作原理理Fig.1-4-7Fig.1-4-4返回本节返回最近在K单中，F膜、F波和l1都是固定不不变的，唯唯一可调的的是l2。↑反馈波纹纹管→l2↑→K单↓→量程↑；↓反馈波纹纹管→l2↓→K单↑→量程↓。要得到较大大的量程，，就必然使使l2增长。为不不使变送器器体积过于于庞大，将将大量程变变送器制作作成双杠杆杆式变送器器。1.气动差差压变送器器的结构和和工作原理理Fig.1-4-4返回本节△p·F膜·l1＝q反·l2M测＝M反q'反·l4=p出·F波·l31.气动差差压变送器器的结构和和工作原理理（2）气动动转换部分分（双杠杆杆）Fig.1-4-5Fig.1-4-8返回本节返回最近（3）差压压变送器调调零和调量量程假定⊿p的最大变化化范围是0～1000mmH201.让正负压室室均通大气气，使⊿p=0，观察变送器器输出压压力是否为为0.02MPa，若不是，拧拧动迁移移（调零））弹簧，使使p出=0.02MPa。2.逐渐增大正正压室压力力，使p出=0.1MPa，观察正压室室压力是否否为1000mmH20，若小于它，，说明量程程小了，则则松开量程程支点的锁锁紧螺母，，上移支点点，反之亦亦然。3.重新调零、、调量程，，直到零点点和量程准准确为止。。1.气动差差压变送器器的结构和和工作原理理Fig.1-4-4返回本节单杠杆差压压变送器结结构原理图图气源输出Fig.1-4-4返回最近单杠杆差压压变送器结结构原理图图气源输出6-喷嘴13-膜盒盒9-锁紧螺螺母8-主杠杆杆7-迁移弹弹簧5-档板15-紧固固螺母14-正压压室12-负压压室11-支架架10-静压压误差调节螺母1-放大器器20-琐紧紧螺钉19-反馈馈波纹管18-量程程调节指点点17-底版版16-密封封簧片4-顶针架架3-顶针2-迁移螺螺钉Fig.1-4-4(1)ST返回最近双杠杆差压压变送器工工作原理图图气源p2p1p出Fig.1-4-5返回最近测量部分结结构原理图图Fig.1-4-6返回最近单杠杆差压压变送器工工作原理图图p2p1V气源p出l1l3l2F反Fig.1-4-7返回最近双杠杆差压压变送器受受力分析图图p出p1p2q反量程支点q'反l4l3l2l1Fig.1-4-8返回最近所谓迁移，，是指根据据实际需要要将变送器器量程的起起点由零迁迁到某一数数值。迁移移后，量程程的起点和和终点都改改变，但量量程不变。。以测量锅炉炉水位为例例说明其迁迁移原理。。2.迁移原原理Fig.1-4-9返回本节返回最最近用参考考水位位罐检检测锅锅炉水水位装装置512346BACCFig.1-4-9返回最最近图1-4-9用参考考水位位罐检检测锅锅炉水水位装装置5-差差压变送器器2-参参考水水位罐罐4-参参考水位管管6-阀阀箱BACC-泄放阀阀1-锅锅炉A-截止阀阀B-平衡阀阀3-测测量管管Fig.1-4-9返回最最近差压变变送器器的负负迁移移特性性MPa0.02mmH2O600-6000负迁移移0.1Fig.1-4-10返回最最近MPa0.02Kg/cm2100正迁移移0.164返回最最近量程迁迁移的的优点点：1.适适应不不同应应用场场合的的需要要：例例如，，水位位测量量2.提提高灵灵敏度度：量量程越越小，，K越大3.减减小误误差：：(10-6)××1%=0.04<(10-0)××1%=0.1返回本本节四、调调节器器fig.1-4-11通用正正/反反作用用式PID调节器器第四节节大型油油轮辅辅锅炉炉水位位自动动控制制返回本本节返回最最近四、调调节器器fig.1-4-12第四节节大型油油轮辅辅锅炉炉水位位自动动控制制力矩平平衡原原理返回本本节四、调调节器器fig.1-4-12第四节节大型油油轮辅辅锅炉炉水位位自动动控制制PB的调整整：比比例带带调整整杆Ti的调整整：积积分阀阀Td的调整整：微微分阀阀返回本本节返回最最近五、给给水调调节阀阀fig.1-4-13第四节节大型油油轮辅辅锅炉