第一章 反馈控制系统实例

R10 T2 R11 D3 D7 降温
D6
增温 D2 D4 R9 D5 T1 R12 D8 R13
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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
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统 型
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。 目标：控制柴油机燃油的粘度，使之保 持在最佳喷射粘度值上。 原理：燃油的粘度随温度增加而下降。 方法：改变燃油的加热程度。
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
一、锅炉水位控制的特点
1. 双冲量水位控制 （1）单冲量：水位 （2）双冲量：水位＋蒸汽流量 fig.1-4-1 （3）三冲量：水位＋蒸汽流量＋给水量
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
一、锅炉水位控制的特点
2. 双回路水位控制
G = µF ∆p
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
一、控制系统的组成、功能及特点 二、测量单元 三、VCU－160粘度控制器
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
一、控制系统的组成、功能及特点 Fig. 1-3-1
特点：P 22
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
三、VCU-160粘度控制器
1.控制方式和过程 控制过程： STOP→HFO 程序加温，直到HFO Tset±3℃, 或DO→HFO 进入粘度定值控制。稳定后，改 为粘度/温度定值控制。 DO指示灯熄灭， HFO指示灯亮
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三、VCU-160粘度控制器
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、STOP、HFO
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
三、VCU-160粘度控制器
1.控制方式和过程 控制过程： STOP→DO 程序加温，直到DO Tset±3℃,进 入温度定值控制。 DO指示灯亮，粘度报警关
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降温 R2 C2 R4 L2 F1 D1 SW F2 +16V C1
降温
SW1 Sr1
SW2
0V
+16V +16V R1 R2 R4
T802 MRB R7 R3 SW1 R6 +16V R10 R11 SW2 C1 C2 _ C4
板 ， 输 入 与 指 示
A
W1
15
B
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TU1 + R8 W3 R12 W2 _ TU R9 + 2 T1 G -16V R13
控制盒的组成： 控制盒的组成：
图1-1-4
1. MRB板，输入与指示电路 板 2. MRV板，比例微分控制电路 板 3. MRD板，脉冲宽度调制电路 板 4. MRK板，继电器和开并装置 板 5. MRP板，主电源电路 板 6. MRS板，稳压电源电路 板
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图1-1-4
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220V 增温 图1-1-3d C1 R1 L1 R3 Re2 D2 +16V 增温 Re1 D1 Sr2 -16V MRP板，主电源电路 板
△p → q测＝ △p ·F膜
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1.气动差压变送器的结构和工作原理 气动差压变送器的结构和工作原理
Fig.1-4-4
（2）气动转换部分 —把测量部分输出的轴向推 力转换成标准的气压信号作为差压变送器的输出。 力转换成标准的气压信号作为差压变送器的输出。 M测＝△p ·F膜·l1 △ M测＝ M反 Fig.1-4-7
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
二、测量单元
1.EVT-10C 粘度传感器 Fig. 1-3-2 粘度传感器 单片机变送器 Fig. 1-3-3 Fig. 1-3-4 2.PT 100 温度传感器
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
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M反＝p出 ·F波·l2
p出 ＝
F膜 ⋅ l1 F波 ⋅ l2
⋅ ∆p = K单 ⋅ ∆p
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1.气动差压变送器的结构和工作原理 Fig.1-4-4 气动差压变送器的结构和工作原理 在K单中，F膜、F波和l1都是固定不变的，唯 一可调的是l2。 ↑反馈波纹管→l2 ↑ → K单↓ → 量程 ↑； ↓反馈波纹管→l2 ↓ → K单↑ → 量程 ↓ 。 要得到较大的量程，就必然使l2增长。为不使 变送器体积过于庞大，将大量程变送器制作成 双杠杆式变送器。
电 路
R5
10
图1-1-3a C7
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5
板 图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 _ R8 +16V TU1 R2 R1 + R6 R3 C3 W1 W2 _ TU2 + C1 R4 C2 -16V -16V R7 R5 D1
R10 T2 R11 D3 D7 降温
D6
增温 D2 D4 R9 D5 T1 R12 D8 R13
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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
图1-1-2
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MR-Ⅱ型调节器 MR-Ⅱ型调节器是电动基地式仪表，它把测量、 Ⅱ型调节器是电动基地式仪表，它把测量、 显示、 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。 个控制盒内，设置在集中控制室。
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统
常用燃油粘度控制系统： （1）VAF型燃油粘度控制系统； （2）NAKAKITA型燃油粘度控制 系统； （3）VISCOCHIEF型燃油粘度控 制系统（单片机控制）。
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统 型
一、VAF型燃油粘度控制系统的组成 fig.1-2-1 二、测粘计 fig.1-2-2 三、差压变送器 fig.1-2-3 四、调节器 五、气动调节阀 fig.1-2-6 六、控制系统常见故障分析及管理要点
（1）水位控制回路 （2）给水压差控制回路 2 fig.1-4-2
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
二、某轮辅锅炉水位自动控制系统的组成
fig.1-4-3
P = B + K( A − C)
P—气动计算器的气压输出 A—水位调节器的气压输出 B—蒸汽流量变送器的气压输出 K—系统常数，此处K＝2 C—仪表制造常数，本仪表为50% （0.6MPa）
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调节器杆系
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调节器表盘
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正作用与反作用
正作用式调节器：当测量输入增加时，输出也增加 反作用式调节器：当测量输入增加时，输出减少。
正作用式→反作用式： （1）喷嘴旋转90℃ （2）M点由左上角→右上角
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调节器与调节阀作用形式的配合
正作用式调节器与气开式调节阀 反作用式调节器与气关式调节阀（优选）
三、VCU-160粘度控制器
2.控制板电路 Fig. 1-3-6 （1）模拟量输入电路 （2）开关量输入电路 （3）输出电路 （4）显示电路
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
主锅炉：蒸汽动力船舶上用于蒸汽动力装置的 锅炉。蒸发量大，蒸汽压力高，对水 位和蒸 汽压力的控制要求较高，常 采用带有积分作 用的调节器。 辅锅炉：内燃机动力船舶上的锅炉。 油轮辅锅炉：加热货油，驱动甲板设备，蒸发量较 大，类似主锅炉。 货轮辅锅炉：燃油、滑油及生活用水加热，要求不 高。其水位和压力常用双位控制。
⋅ ∆p = K双 ⋅ ∆p
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1.气动差压变送器的结构和工作原理 气动差压变送器的结构和工作原理 （3）差压变送器调零和调量程 假定⊿p的最大变化范围是0～1000mmH20
Fig.1-4-4
1.让正负压室均通大气，使⊿p=0，观察变送 器输出压 力是否为0.02MPa，若不是，拧动迁 移（调零）弹簧， 使p出=0.02MPa。 2.逐渐增大正压室压力，使p出=0.1MPa，观察正压室压 力是否为1000mmH20，若小于它，说明量程小了，则 松开量程支点的锁紧螺母，上移支点，反之亦然。 3.重新调零、调量程，直到零点和量程准确为止。
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三、变送器
Fig.1-4-4
作用：测量被控量， 作用：测量被控量，并把被控量的变化量按比例 的转变成标准信号，输出至调节器和显示仪表。 的转变成标准信号，输出至调节器和显示仪表。 气动标准信号：19.6 KPa ~ 98.1 Kpa 气动标准信号： 0.02MPa ~ 0.1 Mpa 0.2kg/cm ~1.0kg/cm
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1.气动差压变送器的结构和工作原理 Fig.1-4-5 气动差压变送器的结构和工作原理 Fig.1-4-8 （2）气动转换部分（双杠杆） ）气动转换部分（双杠杆） M测＝ M反 q'反 ·l4 = p出·F波·l3 △p ·F膜·l1＝q反 ·l2
p出 ＝
F膜 ⋅ l1 ⋅ l4 F波 ⋅ l2 ⋅ l3
第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
三、VCU-160粘度控制器
1.控制方式和过程 控制过程： HFO → DO 粘度定值控制，降温，直到DO Tset±3℃,进入温度定值控制。 DO指示灯亮， HFO指示灯熄灭
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 型燃油粘度控制系统
主 机
调 节 器
主 机
调 节 器
三通调节阀
三通调节阀
M
执行电机
M
执行电机
冷却器
冷却器
图1-1-1 汽缸冷却水温度控制原理
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直接作用式冷却水温度控制
膨胀水柜
冷却器
泵
主 机
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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 控制电路 五、脉冲宽度调制电路 图1-1-3c 六、管理要点
R10 T2 R11 D3 D7 降温
D6
增温 D2 D4 R9 D5 T1 R12 D8 R13
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5
板 图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 _ R8 +16V TU1 R2 R1 + R6 R3 C3 W1 W2 _ TU2 + C1 R4 C2 -16V -16V R7 R5 D1
第一章 反馈控制系统实例
第一节 柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统 第二节 VAF型燃油粘度控制系统 型 第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 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
返回目录
第一节 柴油机冷却水温度控制系统
感温元件 感温元件
2 2
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三、变送器
1.气动差压变送器的结构和工作原理 气动差压变送器的结构和工作原理
2.迁移原理 迁移原理
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1.气动差压变送器的结构和工作原理 Fig.1-4-4 气动差压变送器的结构和工作原理 把被控量变化转换为轴向推力。 （1）测量部分—把被控量变化转换为轴向推力。
Fig.1-4-6
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统 型
四、调节器 立体图 fig.1-2-4 简图 杆系 表盘 PB和Ti的调整 正作用式与反作用式 调节器与调节阀作用形式的配合 手－自动切换
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统 型
比例带调整方法： 比例带调整盘上M点的位置 逆时针→负反馈↑ → 比例带↑ 顺时针→负反馈↓ → 比例带↓ 积分时间调整方法：积分阀开大→Ti ↓ 积分阀关小→Ti ↑
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
一、锅炉水位控制的特点 二、某油轮辅锅炉水位自动控制系统 的组成及工作原理 三、变送器 四、调节器 五、给水调节阀 六、控制系统常见故障分析及管理要点
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
一、锅炉水位控制的特点 虚假水位，难控制。 （1）水中含有蒸汽（15%～20%） （2）蒸汽压力变化时，水下蒸汽的体积发 生变化。 因此，水位与给水量、蒸发量和水下蒸汽 体积有关。
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14 15 R1 R14 C1 R3 R4 C2 R2
R5 _ C3 TU1 + R6 _ C4 TU2 + R7 W1
R8 W2 R10 R9 R11
R13
_ C4 TU3 + 5
图1-1-3b
MRV板，比例微分控制电路 板
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5
板 图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 _ R8 +16V TU1 R2 R1 + R6 R3 C3 W1 W2 _ TU2 + C1 R4 C2 -16V -16V R7 R5 D1