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1、第三章 机舱辅助自动控制系统,第一节 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。 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通水量，增大经冷却器的水量，使冷却水温度降回到给定值。,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,控制方案：1、控制冷却水进口温度的方法 2、
2、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,1、WALTON恒温阀结构和工作原理 WALTON恒温阀又称石腊式调节阀。组成：阀体、传动机构、滑板和感温盒。工作原理：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。给定值的调整：通过改变滑板的初始位置来实现。 转动指针可改变滑板5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，改变滑板5的位置来实现的。,2、管理和维护要点（1）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
3、5卡阻使阀动作失灵。（2）在运行期间，每隔3 000 h要对阀的内部进行一次检查和清洗，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。若无异常现象，再把指针转至正常运行的位置上。（3）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低时，故障
4、的最大可能性是，弹簧3发生断裂或滑板5卡在冷却器的管口开的较大位置。,二、MR型电动冷却水温度控制系统,（一）系统的组成及工作原理 组成： MR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、淡水冷却器。 MR-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T802；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
5、差值。,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，脉冲宽度调制器把PD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“减少输出接触器”断续通电，组合开关SW1断续闭合。若冷却水温度低于给定值，其脉冲信号使“增加输出接触器”断续通电，组合开关SW2断续闭合。,保护环节：连锁触点、限位开关、过载保护继电器。 连锁触点的作用：防止“增加”和“减少”输出继 电器同时通电。 限位开关的作用：防止平板阀卡紧在极端位置。 过载保护继电器的作用：防止电机因电流过大而烧 毁。,（二）MR-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组成：
6、MRB板，输入与指示电路 MRV板，比例微分控制电路 MRD板，脉冲宽度调制电路 MRK板，继电器和开关电路 MRP板，主电源电路 MRS板，稳压电源电路,1、电源电路,电源电路包括主电源电路和稳压电源电路。图中MRP板是主电路；MRS板是稳压电源电路。220 V交流主电源由外部接线端8和9接至主电源电路MRP的1端和17端，合上主电源开关SW1，220 V交流电经保险丝F1和2由MRP板上的4端和16端送至稳压电源板MRS中的变压器的初级绕组；另一路经“手动一自动”选择开关由接线端8和15，或由接线端11送至继电器和开关装置板MRK。作为“减少输出接触器”和“增加输出接触器”的工作电源。,M
7、RS板上变压器初级绕组输入的是220 V交流电源，两组次级绕组均输出21 V交流电压。该交流电压各自经二极管桥式整流电路、阻容滤波电路和稳压器，得到两个上正下负的16 V直流电压。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+16 V、0 V、和-16 V的电压，并分别经MRS板上的接线端1、2、3送到各印刷电路板的接线端2、6和18，作为各印刷电路板工作电源。,MR型温度调节器的电路,2、输入电路与指示电路（MRB板） 1）输入电路 热敏电阻T802具有负的温度系数，即温度升高时其电阻值减小。在20时，它的电阻值是802，显然，当冷却水温度升高时，由于T802阻
8、值减小使A点电位UA降低。当冷却水温度从0变化到100时，对应的UA值将从3.5 V变化到1.48 V。 测量值：UA 给定值：UB 偏差值：U15= R7/R3（UB UA）= K（UB UA） 冷却水温度 热敏电阻值 UA 冷却水温度等于给定值：U15=0 冷却水温度高于给定值：U150，为正值 冷却水温度低于给定值：U150，为负值,2）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。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）G等元件组成。电流表G的满量程是01mA，它所对应的温度是0100。表头G的刻度已改为温度刻度。 冷却水温度给定值调整 电位器W1电阻值
9、减小， UB 减小，给定值增大。 调零点、调量程 调零点：通过电位器W2，改变 三极管T1的发射极电压。 调量程：通过电位器W3，改变 三极管T1的发射极电阻值。,TU1,TU2,-16V,+16V,+16V,+16V,R1,R2,R4,R5,W1,R3,C1,R7,C6,R6,R8,C2,R10,R11,R12,W2,W3,R13,T1,G,+,_,_,+,T802,SW1,SW2,R9,C3,图4-1-3a,A,B,15,10,MRB板，输入与指示电路,3、比例微分控制电路（MRV板） 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 放大器和加法器组成。当冷却水温度高于给定值时，
10、调 节器电路板MRB输出的电压U15为正极性，MRV输出的 电压U5也为正极性。 比例带PB的调整 比例带PB调整是通过调整电位器W1实现， W1 PB（K），比例作用增强，稳定性下降。 微分时间Td的调整 微分时间Td的调整是通过调整电位器W2实现， W2 Td ， 微分作用增强。,C5,TU1,+,_,TU2,+,_,R12,R8,R10,W2,R9,R11,R6,C4,R3,R2,R5,C3,C2,R1,C1,R14,R4,R7,W1,5,14,15,MRV板，比例微分控制电路,图4-1-3b,B,4、脉冲宽度调制电路（MRD板） 工作原理： 不灵敏区的调整： 是通过调整W2，改变运算放
11、大器TU1和TU2的同相端 电压实现。对这两个电压的要求：TU1同相端为较小的正电 压，TU2同相端为绝对值较小的负电压。 W2同相端电压，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小，会使电机转动频繁。 脉冲宽度的调整： 是通过调整充放电电阻值W1实现。调小W1，则脉冲宽 度变窄，电机转动时间缩短，停转时间延长，系统稳定性提 高。,TU1,+,_,TU2,+,_,10,9,R11,R13,D7,D8,T1,T2,R10,R12,D6,D5,R8,R9,D3,D4,D1,D2,R5,R6,R2,R3,W2,R4,R7,C2,C1,R1,C3,W1,MRD
12、板，脉冲宽度调制电路,图4-1-3c,5,-16V,-16V,+16V,5、继电器和开关电路（MRK板）,自动控制时，由中间继电器来控制“减少输出继电器”或“增加输出继电器”的通电或断电。 手动操作时，由手操开关 SW1来控制“减少输出继电器”或“增加输出继电器”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“增加”和“减少”输出继电器通断电状态及执行电机M转动方向分别为：“减少输出继电器”断续通电，旁通阀关小的方向。,Re2,Re1,D1,D2,Sr2,Sr1,L1,L2,R4,R3,R1,R2,C1,C2,SW1,手动自动选择开关SW2,SW,+16V,-16V,0V,F1,F
13、2,D2,C1,增加输出继电器,减少输出继电器,9 中间继电器,220V,+16V,MRK板， MRP板,图4-1-3d,10,D1,（三）控制系统的管理,MR-型调节器正面面板的布置如图所示，它是由一个温度表A和五块插板组成的。插板B是MRB板，旋钮1是MRB板上的电位器W1，用来整定给定值。按钮2是MRB板上的转换开关SW2，拔出按钮，温度表A指示冷却水温度的测量值，按下按钮，温度表A可指示冷却水温度的给定值。插板C是MRV板。上面的两个旋钮3和4是MRV板上的电位器W2和W1，旋钮3是MRV板上的电位器W2，用来整定微分时间。旋钮4是MRV板上的电位器W1用来整定比例带。插板D是MRD板
14、。旋钮5是MRD板上的电位器W2，用来调整TU1和TU2的不灵敏区。旋钮6是MRD板上的电位器W1，用来调整脉冲宽度。,1、控制系统投入工作的操作,先把开关13扳到右面位置，接通主电源，电源指示灯14亮。若不亮，可拔出保险丝10和11，更换烧坏的保险丝。电源正常后，按下按钮2，转动旋钮1，使温度表A指示在给定值上。再把按钮拔出，让温度表A指示冷却水温度的测量值，把开关12扳到左面位置，手操开关9将冷却水温度调节到给定值附近。然后把开关12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作。,2、参数调整,控制系统安装以后，调节器的比例带PB、微分时间Td和脉冲宽度调整旋钮不要轻
15、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。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。,3、故障处理,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7和8都不亮，说明电机M没有转动。这时，必须把开关12立即扳到左面的手动位置，然后手操开关9，如果此时电机M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RMB板、MRV板和MRD板，人为地输入一个信号，观察其输出端U15、U5、U9和U10是否变化。哪块板输出不变化，故障就出在那块板上。换
16、一块备件板，控制系统就能恢复正常工作，若手操开关9时，电机M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M烧毁或卡死；过载保护继电器动作，切断电机M的电源等。如果手操开关9电机M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“减少输出接触器”或“增加输出接触器”的线圈断路，或者它们的触头磨损、烧蚀而不能闭合，,第二节 燃油粘度自动控制系统 一、NAKAKITA型燃油粘度自动控制系统 1、系统的组成,燃油粘度定值控制系统包括： 测粘计 、差压变送器 、粘度调节器 、蒸汽调节阀、 燃油加热器。 燃油温度程序控制系统包括： 温度变送器 、温度调节器 、蒸汽调节阀 、燃油加
17、 热器。燃油粘度控制系统中，蒸汽调节阀采用气关式， 粘度调节器采用反作用式，温度调节器采用正作用式。 系统功能包括： 柴油-重油的自动切换 、燃油温度可按设定速率升 降 、油温达上限值时可对油温定值控制 、油温达上限值 时可对粘度定值控制。,2、测粘计,3、粘度调节器,4、温度程序调节器,温度程序设定装置1）温度“上升-下降速 度”的设定方法2）柴油-重油转换温度 的设定方法3）上、下限温度的设 定方法,表4-2-1 温度给定值的上升速度表,5、“温度粘度”控制选择阀,温度程序调节器和粘度调节器的输出信号都送到“温度粘度”控制选择阀，选择阀的输出信号送入蒸汽调节阀控制其开度。当温度低于上限值时
18、，选择阀输出温度程序信号；当油温达到上限值时，选择阀输出粘度控制信号。,6、三通电磁阀和三通活塞阀,三通电磁阀的逻辑功能是： SV1和SV2不能同时通电，它们中一个通电，另一个必定断电。SV2通电，三通电磁阀上位通；SV1通电，三通电磁阀下位通。如果SV1和SV2都断电，三通电磁阀保持原状态。,7、控制电路,要使系统投入工作，先要合上电源主开关SW，电源指示灯PL亮；再把温度“上升下降”设定开关转到所要设定的档位上，如转到1档。然后把“柴油重油”转换开关转至重油位，即开关由D断开合于H。这时继电器RY-OC通电，表示系统已投入工作，正在用柴油工作。于是温度上升继电器RH通电，柴油温度会以1/m
19、in的速度上升。同时，启动测粘计马达M，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R将显示燃油的粘度值。但因粘度调节器没有接通气源而没有输出。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MLS触头从左面断开合于右面，继电器MV-10通电（继电器MV-1S保持断电），相当于三通电磁阀SV2通电，SV1断电。,时间继电器TL-2延时时间是1020 s，如果在延时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AX-2通电，电机SM1和SM2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，控制系统发出声光报警。 如果在继电器TL-2通电
20、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AX-2是不会通电的，则重油温度仍以1/min的速度上升。当重油温度达到上限值时，使定时器T1通电。它的延时时间可在060 min范围调整。当T1计时时间一到，其常开触头T1闭合，继电器MV-20通电（MV-2S保持断电）。图4-2-1中的电磁阀11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。,二、VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 1、 控制系统概况,粘度传感器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。在系统中可采用SHS蒸汽加热装置，也可采用EHS电加热装置或两者兼用。这种粘度控制系
21、统在20世纪90年代造的船舶上被越来越多地采用。 它主要由EVT-10C粘度传感器、PT100温度传感器、VCU-160控制器、SHS蒸汽加热装置和EHS电加热装置等部分组成。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和电压信号送到控制器。VCU-160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，有柴油温度定值控制和重油粘度定值控制两种操作方式。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。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。,
22、2、测量单元 1） PT100型温度传感器,PT100是一种热电阻式温度传感器。这种传感器是利用金属材料电阻值随温度升高而增大，且在检测范围内它们之间保持良好线性关系的特性制造的。,2）EVT-10C 粘度传感器（1）测粘计 组成： 振动杆、动力线圈、永久磁铁、检测线圈。,工作原理： 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动力线圈2和永久磁铁3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5在检测线圈4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
23、。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的粘度成正比。,（2）粘度变送器,变送器采用Intel公司单片机80C31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放大后送入精密电压一频率转换器LM231，它输出的脉冲信号频率与输入电压严格成比例，实际上LM231是起模数转换器的作用。该脉冲信号送到80C31内部定时器T0，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、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。80C31再把表示粘度值的数字量送入AD7543BD数模转换器转换成电压模拟量，
24、经电压电流变换电路转换成标准420 mA电流输出，其对应的粘度测量范围是050 cSt。,3、VCU-160粘度控制器,控制器采用单片机8031可以同时监视、控制、显示燃油温度和粘度，它主要由PI温度调节器和PI粘度调节器组成。 1）控制方式和过程,控制方式：温度程序控制、温度定值控 制、粘度定值控制。作用规律：PI控制（由单片机程序实现）控制方式选择开关：DO（柴油）、OFF（停止）、HFO（重油）,控制过程：OFF DO ， 程序加温，直到 DO 达到给定值以下 3之内时, 进入温度定值控制。DO 指示灯亮。OFF HFO或DOHFO 程序加温，直到 HFO达到给定值以 下3之内时, 进入
25、粘度定值控制。稳 定后，改为粘度或者温度定值控制。 DO 指示灯熄灭， HFO 指示灯亮。,当粘度被控制到给定值与测量值的绝对偏差在0.5 cSt以内时，温度调节器开始以粘度设定值所对应的当时温度值作为温度给定值，对HFO进行温度定值控制，只要粘度保持绝对偏差在0.5 cSt以内，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。当粘度绝对偏差值超过0.5 cSt时，粘度调节器开始工作，使其恢复到绝对偏差在0.5 cSt以内时，温度调节器又以此时粘度所对应的温度为给定值进行温度定值控制。,HFO DO， 粘度定值控制，降温，直到 DO温度降到给定值时, 进入 温度定值控制。 DO 指示
26、灯 亮， HFO指示灯熄灭。,2）过程输入通道 （1）模拟量输入通道,（2）开关量输入通道,VCU-160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。,3）过程输出通道,过程输出通道主要是控制SHS蒸汽加热装置的调节阀或EHS电加热装置的接触器，以达到控制燃油温度或粘度的目的。在本粘度控制系统中可以采用SHS蒸汽加热装置，也可选用EHS电加热装置或两者被结合起来使用。,4）报警与显示电路,第三节 分油机的自动控制,一、FOPX型分油机的基本工作原理,二、F0PX型分油机的自动控制系统组成,1、输入信号,PT1 温度开关（高温）PT2 温度开关（低温）PT3 温度传感
27、器FS 低流量开关F14 净油流量表PS1 压力开关（净油压力）PS2 压力开关（排渣反馈）XT1 温度传感器（排渣口温度）WT200 水分传感器按钮开关,水分传感器,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。EPC-400型装置为水分传感器提供20 V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EPC-400型装置的水分传感器信号处理电路板。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完全取决于电容器的介电常
28、数。纯矿物油的介电常数只有24，而水的介电常数高达80。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，EPC-400型装置每6 s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所执行的程序。,在EPC-400型装置面板的右面有四个按钮。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/停止按钮，按一次该按钮，EPC-400型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，开始对分油机进行分油、排水、排
29、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，EPC-400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，并使程序恢复到启动前的状态。,2、输出信号,MV15 操作水电磁阀（P1管） MV16 补偿水电磁阀（P2管） MV10 置换水电磁阀 MV5 排水电磁阀 MV1 进油电磁阀 发光二极管,在EPC-400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。在发光二极管1中的三个发光二极管，从上到下分别指示加热器工作（绿色）、
30、程序运行（绿色）、程序停止（黄色）。在发光二极管2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5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，而是达到触发值的百分数，如果达到或超过触发值的100，则显示“ ”；右边三位显示距下次排渣的最大时间。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。,三、基本的控制过程,设定了一个最短的排渣间隔时间10 min，及一个最大的排渣间隔时间63 min（可调）。分油机是以最短的间隔时间
31、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。如果待分油中含水量极少，从上次排渣算起，在63 min内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EPC-400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磁阀MV10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，EPC-400型装置再输出控制信号使电磁阀MV15和MV16同时通电打开，进行一次排渣程序，该过程如图4-4-4中曲线1所示。,如果待分油中含有一定量的水，距上次排渣时间超过10 min，但不到63 min净油中含水量就增
32、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，EPC-400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的水量，所以排渣前不需进置换水，该过程如图4-4-4中曲线2所示。,如果待分油中含水量较多，在上次排渣后的10 min内，净油中含水量就达到触发值，此时EPC-400型装置要输出一个控制信号使排水电磁阀MV5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降，一般排水电磁阀MV5打开20 s后关闭，该过程如图4-4-4中曲线3所示。,若排一次水后，距上次排渣仍在10 min内，净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
33、量的水，距上次排渣后较短的时间内，净油中含水量就达到触发值，且排水阀打开120 s净油中含水量未能下降到低于触发值，这时EPC-400型装置要关闭排水阀进行一次排渣。排渣后，净油中的含水量又较快地增至触发值，且打开排水阀120 s后，净油中含水量仍不能下降至触发值以下，则EPC-400型装置再一次关闭排水电磁阀进行一次排渣后，停止待分油进分油机，发出声光报警，该过程如图4-4-4中曲线4所示。,四、参数测试与状态监视,FOPX型分油机是以在EPC-400型装置中预先编制好的程序和已设定的参数下运行的。我们可用5位数字显示窗来监视分油机及控制系统的运行状态，在运行中如果出现故障，除总报警红色发光
34、二极管闪亮外，显示窗将立即显示出故障内容。我们还可以利用面板上的四个按钮和显示窗来测试和调整分油机运行的有关参数。1、故障显示2、参数测试,A1代表通信故障。当EPC-400型装置与主计算机联网或几台EPC-400型装置联网使用时，它们之间通信不正常，将在显示窗中显示出故障代码A1。如果该EPC-400型装置是单机运行，一般不会发生A1类别的故障报警。A2 代表单片机处理器故障，其中A2-1 8031内部RAM故障A2-2 8031外接RAM故障A2-3 EEPROM故障A2-4 EPROM故障A2-5 RLP方式选择开关转换位置错误A2-6 A/D转换器故障A2-7 温度和水分传感器标定错误
35、,第四节 辅锅炉的自动控制,辅锅炉的自动控制包括：水位自动控制、蒸汽压力自动控制、锅炉点火及燃烧的时序控制和自动安全保护等。 一、水位自动控制 1、水位的双位式控制 货轮辅锅炉由于蒸发量小，蒸汽压力低，为简化其控制系统，一般对水位采用双位式控制。,电极式水位控制系统,2、水位的定值控制1）双回路水位定值自动控制,大型油轮辅锅炉由于蒸发量大，蒸汽压力高，对水位和蒸汽压力的要求比较严格，所以对水位和蒸汽压都采用比例积分定值控制。 （1）水位控制回路 （2）给水压差控制回路,2）双冲量水位自动控制,在锅炉水位控制系统中，还需要考虑“假水位”的影响，所谓“假水位”是指，当锅炉负荷变化时，锅炉的水位变化
36、方向与正常的变化方向相反。它的检测装置有两个：一个是检测水位变化的水位冲量信号3；另一个是检测蒸汽流量变化的蒸汽流量冲量信号4，这两个冲量信号都送到双冲量调节器5。,二、蒸汽压力（燃烧）自动控制,对蒸汽压力控制，是控制燃烧强度来实现的 。对货轮辅锅炉蒸汽压力自动控制系统的要求是简单，可靠。对经济性的要求并不严格。因此大多数货轮辅锅炉均采用汽压的双位控制，少数采用比例控制。 1、货轮辅锅炉蒸汽压力的自动控制 1）蒸汽压力的双位控制 最简单的方案是，在蒸汽管路上装一个压力检测开关。这种控制方案，由于锅炉起停频繁，对锅炉运行不利，所以很少采用。在绝大多数汽压双位控制系统中，在蒸汽管路上装两个压力检测
37、开关。它们动作的整定值不同。,高火燃烧： 当蒸汽压力下降到允许下限值时，两个压力检测开关都闭合，控制系统自动启动风门电机使风门开得最大，它的同轴所带动的回油阀关得最小（这是采用一个油头工作的情况，对采用两个油头的锅炉是打开两个供油电磁阀使两个油头同时喷油）。这时喷油量和送风量都最大，即对锅炉进行所谓的“高火燃烧”。 低火燃烧： 当蒸汽压力上升到正常上限值时，一个压力检测开关闭合，另一个压力检测开关断开，再次启动风门电机把风门关得最小。它同轴带动的回压阀开得最大（或关闭一个燃油电磁阀，使一个油头喷油工作）。这时，喷油量和送风量都是最小的，即锅炉进行所谓的“低火燃烧”。,2）蒸汽压力的比例控制,采
38、用压力比例调节器和电动比例操作器所组成的比例控制系统。 当蒸汽压力升高时，划针2左移，R1减小，R2增大，破坏了电桥的平衡，使电桥输出一个上负下正的不平衡电压信号U入，经放大器2放大后，去触发反转可控硅交流开关4使其导通，电机M反转，关小风门开大回油阀，以降低锅炉的燃烧强度使蒸汽压力降低。与此同时，电机M同轴带动的反馈凸轮5转动并推动反馈划针向左移动，使R3减小、R4增大。当反馈划针移动到使R1R4R2R3时，电桥又处于新的平衡状态，这时U入0，电机M停转。锅炉的燃烧控制达到一个新的平衡状态， 通过改变测量电位器4的倾斜角度，可调整比例作用强弱。,2、油轮辅锅炉的蒸汽压力自动控制,大型油轮辅锅
39、炉蒸汽压力控制的要求较高，一般采用比例积分（PI）的调节器。 蒸汽压力自动控制系统是由两个控制回路组成，一个回路是喷油量的控制回路，它根据蒸汽压力的偏差值经PI控制作用的蒸汽压力调节器来控制燃油调节阀的开度，即改变进入炉膛的喷油量；另一个回路是送风量的控制回路。它根据喷油量来控制风门调节机构，改变进入炉膛的送风量。实现最佳风油比。喷油量控制回路是定值控制系统，送风量控制回路是随动控制系统，,最佳风油比的实现方法：函数发生器使送风量与喷油量之间成近似平方关系,三、辅锅炉的燃烧时序控制 1、燃烧时序控制的原理,2、燃烧控制部件1）信号发讯器2）时序控制元件 有触点时序控制器：多回路时间继电器,它主
40、要是利用标度盘上的爪形块来控制相应的微动开关，用以控制时序电路。当线圈5通电时，离合器啮合，同步电机1带动标度盘11转动。标度盘11上的爪形块将按规定的顺序使相应的微动开关闭合或断开，以控制有关电路。当标度盘转过360时，最后一个标度盘的爪形块切断同步电机的电源使其停转。按下停炉按钮或锅炉在运行时出现故障自动停炉时，控制线圈5断电，离合器蜕开，在复位弹簧13作用下，标度盘回零。松开锁紧螺母14，可单独转动每一个标度盘，调整相应微动开关闭合或断开的时间，以满足时序动作的要求。调整后再把锁紧螺母锁紧。,不同类型辅锅炉燃烧时序控制系统的功能完善程度不同，多回路时间继电器标度盘的个数不同，电机经减速装
41、置带动标度盘转动一周所需时间也不同，本例中标度盘有6个，分别控制6个微动开关，转动一周需要60 s。在使用过程中应特别注意的是，在微动开关动作时间调整好后，一定要把锁紧螺母14锁紧，否则，标度盘与轴相啮合的细齿会磨损，标度盘会产生相对滑移，这样控制电路的时序动作就会紊乱。,无触点时序控制器,无触点时序控制器是利用RC电路延时功能实现的。通常把RC充放电回路加在晶体管基极电路中，利用晶体管的开关特性使继电器通电动作或断电释放。（a）为单管延时释放电路。 （b）是继电器延时吸合电路。,晶体管延时开关电路的延时时间取决于RC电路的时间常数T及继电器的动作电流。晶体管延时开关电路的延时时间可以从1秒到
42、几十秒内进行无级调整。,3）火焰感受器 （1）光敏电阻,光敏电阻是由涂在透明底板上的一片光敏层，经金属电极引出线构成的，如图所示。光敏层是由铊、镉、铅的硫化物或硒化物制成的， 光敏电阻的主要特性是，接受光照射时其电阻值很小，无光照射时，其电阻值较大。因此，在光敏电阻两端所加电压不变的情况下，有光照射和无光照射时流过光敏电阻的电流相差很大，,光敏电阻火焰感受器,（2）光电池,光电池是一种半导体材料，它是利用有光照射后在两极间产生电压的原理工作的。图为光电池的控制电路。 图（a）采用RAR型硒光电池作为光敏元件，当它接受光照射时，正负两极之间将会产生小于1 V的电压，经磁放大器MV放大后足以激励继
43、电器FR动作；图（b）采用2CR型光电池，当它接受光照射时，光电池两极间能产生0.5 V的电压，经晶体管放大器放大后，可使继电器J通电动作。光电池使用寿命长，而且它的光谱敏感范围仅限有于可见光，而不包括红外线。,四、PLC控制的辅锅炉燃烧自动控制系统,某货轮所配备的全自动燃烧锅炉是一种蒸发量为1000 kg/h，工作压力为0.6 MPa，它产生的蒸汽主要用来加热主、辅柴油机所用的燃油、厨房及空调机等用汽。它是一种采用可编程序控制器控制的较新型全自动锅炉。 （1）概述 锅炉水位采用双位控制，水位是用参考水位罐和气动差压变送器检测的，差压变送器输出的气压信号与锅炉的实际水位成正比。一路经气/电转换
44、器转换成420 mA直流电流并送集控室电动显示仪表来显示锅炉水位；另一路分别送到低水位、高水位和危险低水位三个压力开关，以此来控制水泵向锅炉供水等。锅炉汽压也是采用双位控制。燃油循环、蓄压、加热系统管路到油头之间设有燃油电磁阀控制是否向炉内供油。燃烧系统采用单油头，定油量和定风量燃烧，只是在点火期间用电磁线圈控制风门挡板将风门关小。并不设点火油头，直接用点火电极给油头喷射到炉膛内的重油点火。,火焰监视器采用光电池作为火焰检测传感器。系统设有中途熄火、危险低水位和低风压等安全保护装置。自动控制系统失灵时可转为手动操作。锅炉控制系统开关位置和输入、输出点如表4-3-1和表4-3-2所示，系统控制梯
45、形图如图4-3-14（a）（b）所示。,（2）锅炉的控制过程 起动前的准备 a、合上总电源开关，控制电路接通电源。 b、若炉内水位低于危险低水位，锅炉无法启动。此时应将给水泵转换旋钮放在“手动”位置，启动水泵向炉内供水，当水位上升到正常水位后，把水泵转换旋钮放在“停”位置，水泵停止工作。 c、再将给水泵旋钮放在“自动”位置，触点X001（0）闭合，这时锅炉内水位就由高水位压力开关的触点X13（73）和低水位压力开关的触点X14（73）进行双位水位自动控制。 d、将燃油加温开关扳向“重油”位置，使油温自动控制系统投入工作。,e、将燃烧转换旋钮转到“手动”位置，风机和油泵开关扳向“手动”位置，启动
46、风机进行预扫风，并且油泵也一起进行预运转，手动进行预扫风约一分钟后，将燃烧转换旋钮转到“停止”位置，使风机和油泵均停止工作。准备自动起动。 将风机和油泵开关扳向“自动”位置，将点火开关和燃油电磁阀开关均扳向“自动”位置，再将燃烧转换旋钮转到“自动”位置，自动起动过程开始。,燃烧的时序控制 a、预扫风 当将燃烧转换旋钮转到“自动”位置时，由于水位正常，熄火保护继电器Y007无动作。此时T11计时时间未到，线圈Y001和Y002通电，风机和油泵开始运转，但此时燃油电磁阀无电关闭，燃油从油泵排出后在管路中蓄压循环，不能进入炉内。计时器T11、T12、T13、T14、T15和T16均开始通电计时。 由
47、于此时T13计时时间未到，其常开延时闭触点T13（23）断开，风门挡板线圈Y004断电，风门挡板打开，风机对炉膛进行预扫风。,b、点火 在预扫风60 s时，T13计时时间到，风门挡板关闭，准备点火，使点火变压器线圈Y003通电，进行预点火， 62 s时，T14计时时间到，燃油电磁阀有电，开始点火。 60 s时， T15计时时间到，使T2通电，延时10 s后，使熄火保护继电器线圈通电，对点火进行监视。 如果在10 s内点火成功，炉内有火焰，光敏电池受到照射，使点火变压器线圈Y003断电，停止点火。 T3开始通电延时，2 s后，线圈Y004断电，风门挡板打开。 c、点火失败 由上可知从60 s时，
48、T2通电开始10 s延时，如延时时间超过10 s，光敏电池仍未感受到炉膛火焰的照射，当T2达到设定时间10 s后，燃油电磁阀Y006断电，停止向炉内喷油。同时熄火指示灯Y013通电亮，Y016报警器线圈通电发出报警信号。进行后扫风60 s后断电，风机和油泵停转。,到70 s时，T11计时时间到，如正常此时风压应已建立，低风压保护触点X010（9）应已闭合，使M2仍有电。正常点火时序控制结束。如风压仍未建立，低风压保护触点X010（9）就不能闭合，M2就会断电，燃油电磁阀Y006断电，停止向炉内喷油。低风压指示灯Y015通电亮。M30（121）闭合发报警信号。后扫风、停风机和油泵过程与点火失败相
49、同。锅炉自动熄火停炉。,d.再次启动 在第一次点火失败时，必须在排除故障后进行再次起动。首先将熄火保护继电器触点Y007手动复位，使其断开。只有M1断电，其常闭触点恢复闭合后，才能重新启动。e.中途熄火 在燃烧过程中，如果中途熄火，光电池失去火焰光照，由于T16在70 s时已闭合，所以Y007通电，其常开触点Y007（7）闭合，M1通电，使M2断电，同点火失败一样，先将将燃油电磁阀关闭，再进行后扫风60 s，然后停风机和油泵，并发出声光、报警信号。,汽压的自动控制 当蒸汽压力达到控制汽压的上限值时，汽压双位控制功能将投入工作。燃油电磁阀Y006断电，停止向炉内喷油。使T17有电开始计时，同时常
50、闭延时开T17（23）闭合，使接触器M12和M13继续有电，进行后扫风60 s后断电，风机和油泵停止工作，此时为正常熄炉，当锅炉的汽压又降低到控制汽压的下限值时，M12和M13通电，风机和油泵重新启动，开始上述自动点火时序控制和燃烧控制过程，使锅炉重新燃烧。,安全保护该系统的安全保护有危险低水位和风压过低自动熄炉保护。锅炉在运行中，当水位下降到危险低水位时，危险低水位压力开关触点X012（84）断开，M8断电，燃油电磁阀Y006断电，停止向炉内喷油。危险低水位指示灯Y014通电亮。M8（121）闭合发报警信号。后扫风、停风机和油泵过程与点火失败相同。当风压过低时，低风压保护继电器触点X010（
