轮机自动化课件第七章
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轮07级轮机自动化教案第七章
六.三通电磁阀和三通活塞阀
如图7-1-5所示:
图7-1-5 三通电磁阀和三通活塞阀结构示意图 1-手轮 限位螺钉 控制活塞 活塞杆 上阀座 手轮;2-限位螺钉 控制活塞;4-活塞杆 上阀座; 手轮 限位螺钉;控制活塞 活塞杆;5-上阀座 6-控制阀 下阀座 弹簧 限位关杆 控制阀;7-下阀座 弹簧;9-限位关杆 控制阀 下阀座;8-弹簧
图7-1-2 测黏计结构元理图 1-齿轮泵 毛细管 连接管 齿轮泵;2毛细管 齿轮泵 毛细管;3连接管
三．调节器
如图3-5-3所示：
气动PID调节器结构原理图 图3-5-3 NAKAKITA气动 气动 调节器结构原理图
四．温度程序控制器
如图7-1-3所示：
图7-1-3 温度程序设定装置工作原理图
Ａ.用于显示控制过程的温度，报警种类和参数设定代码； B.用于显示过程粘度值，触发报警的现行参数值或参数设定值； C.显示控制方式（粘度控制还是温度控制）； D.显示是电加热还是蒸汽加热； E.显示现行是D0控制还是HF0控制。
⑸报警电路 如图7-2-6所示： PB0、PC3、触发电LS122、继电器x。
七.控制电路工作过程
如图7-1-6所示:
1.控制功能
起动→温度程序控制(马达转速)→D/F转换→转换成功否→继续温度程序 控 制→温度定值控制→粘度定值控制; 停止→温度定值控制→继续温度程序控制→用轻油工作。
2.控制电路的工作过程
籍图7-1-6叙及。
3.管理要点及对常见故障分析与排除
本系统的粘度和温度调节器都是气动仪表。 ①系统在运行过程中,每隔一段时间要按一下装要横节流孔上的通针,对横节流 , , 孔进行一次冲洗,以免被污物堵塞。如果横节流孔旁没有装通针,应把它拆下来 用溶剂进行清洗。在装配前,要用压缩空气吹干; ②测粘计马达滚珠轴承每年清洁一次,并重新灌注润滑脂。齿轮箱每年要检查 和清洗一次,清洗后用压缩空气吹干,添加新齿轮油至正常油位; ③最常见的故障是,当系统停用一段时间再启用时,执行机构的调节阀刚开始不 动作,势必导致被控参数暂时失控。在这种情况下,最简单的方法是通过大幅度 的改变给定值,使调节器的输出增大,一旦调节阀动作后,立即将给定值调回到正 常值即可。
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
轮机自动化教程---轮机自动化基本概念
系统；空压机压力控制系统。
• （2）程序控制系统 • 特点：给定值按确定的规律随时间变化，即给定值是确
定的时间函数。
• 系统主要任务：使被控量跟随给定值的变化而变化。 • 实例：主机加速速率限制和程序负荷控制；
辅锅炉自动点火控制。
• （3）随动控制系统 • 特点：给定值随时间变化且无法预知变化规律，即给定
衰减振荡
•
Ψ=0
等幅振荡
•
Ψ<0
发散振荡
• 理想的衰减率
Ψ=0.75～0.9（即衰减比为4∶1～10：1）
结论：Ψ越大，稳定性越好。若Ψ=1，则稳定性最好， 但动态偏差较大、调节时间偏长。
• （2）超调量σp
•
定义： p
ymax y() 100 % y()
• σp越小，稳定性越好，反之亦然。
• 非周期过程的超调量： σp＝0
• 调节器接收测量单元送来的被控量的测量信号，并与
给定值相比较得到偏差信号，再根据偏差信号的大小 和方向，依据某种调节作用规律输出控制信号送至执 行机构，对被控对象施加调节作用。
• 给定值r：被控量所希望控制的最佳值。被控量的测
偏差值e：被控量的测量值和给定值的差值，即
e=r－z。
• e>0，称为正偏差； • e<0，称为负偏差； • e=0，称为无偏差。
——电、气、液动式自动控制系统。
• 〈2〉按被控参数的名称分类
——温度、压力、水位等自动控制系统。
• 〈3〉按仪表的结构形式分类
——基地式仪表；单元组合式仪表。
• 〈4〉按被控参数给定值的变化规律分类
•
定值控制系统
• 随动控制系统
• 程序控制系统
• （1）定值控制系统 • 特点： 给定值恒定不变。 • 系统主要任务：克服外部扰动影响，维持被控量不变。 • 实例： 主机冷却水温度控制系统；辅锅炉水位控制
• （2）程序控制系统 • 特点：给定值按确定的规律随时间变化，即给定值是确
定的时间函数。
• 系统主要任务：使被控量跟随给定值的变化而变化。 • 实例：主机加速速率限制和程序负荷控制；
辅锅炉自动点火控制。
• （3）随动控制系统 • 特点：给定值随时间变化且无法预知变化规律，即给定
衰减振荡
•
Ψ=0
等幅振荡
•
Ψ<0
发散振荡
• 理想的衰减率
Ψ=0.75～0.9（即衰减比为4∶1～10：1）
结论：Ψ越大，稳定性越好。若Ψ=1，则稳定性最好， 但动态偏差较大、调节时间偏长。
• （2）超调量σp
•
定义： p
ymax y() 100 % y()
• σp越小，稳定性越好，反之亦然。
• 非周期过程的超调量： σp＝0
• 调节器接收测量单元送来的被控量的测量信号，并与
给定值相比较得到偏差信号，再根据偏差信号的大小 和方向，依据某种调节作用规律输出控制信号送至执 行机构，对被控对象施加调节作用。
• 给定值r：被控量所希望控制的最佳值。被控量的测
偏差值e：被控量的测量值和给定值的差值，即
e=r－z。
• e>0，称为正偏差； • e<0，称为负偏差； • e=0，称为无偏差。
——电、气、液动式自动控制系统。
• 〈2〉按被控参数的名称分类
——温度、压力、水位等自动控制系统。
• 〈3〉按仪表的结构形式分类
——基地式仪表；单元组合式仪表。
• 〈4〉按被控参数给定值的变化规律分类
•
定值控制系统
• 随动控制系统
• 程序控制系统
• （1）定值控制系统 • 特点： 给定值恒定不变。 • 系统主要任务：克服外部扰动影响，维持被控量不变。 • 实例： 主机冷却水温度控制系统；辅锅炉水位控制
轮机自动化
轮机自动化模块一1.仪表统一标准号：气动仪表为0.02—0.1MPa，电动仪表为4—20mA。
2.弹性元件：弹性敏感元件和弹性支撑元件，功能是将压力转换成位移。
节流元件：恒节流孔和变节流孔，功能是产生压降，改变气体流量。
气容：固定气容和弹性气容，功能是对气压变化起惯性作用。
++++++气动功率放大器：功能是流量和压力的放大作用。
4.反馈控制系统：测量单元，调节单元，控制对象，执行机构。
5.过程控制评估指标：①静态：相对平衡状态。
②动态：力图恢复平衡状态。
③过渡过程。
6.调节器作用规律：指调节器的输出量随输入量变化的规律。
分双位式调节规律、比例调节规律、积分调节规律、比例积分调节规律、比例微分调节规律、比例积分微分调节规律。
7.气动仪表基本环节：⑴放大环节；⑵反馈环节：节流分压器、节流盲室；⑶比较环节：位移平衡原理、力平衡原理、力矩平衡原理。
8. 迁移原理：根据实际需要将变送器量程的起点总零迁移到某一数值，迁移后量程起点和终点均改变，量程不变。
故障：⑴变送器有输入，但无输出或输出达不到0.1MPa。
⑵仪表无输入但有输出。
⑶零点漂移。
⑷输出压力波动。
9.显示仪表调节方法：零点调节，量程调节，报警值调节。
10.气动薄膜调节阀：气开式和气关式调节阀；正作用式和反作用式。
11.调节参数整定方式：经验法，衰减曲线法，临界比例带法，反曲线法。
模块二1.冷却水温度控制系统方法：一部分通过淡水冷却器，经海水冷却使温度降低；另一部分与通过冷却的淡水混合，然后进去柴油机气缸的冷却空间。
执行单元：三通阀。
2. NAKAKITA型燃油粘度自动控制：测黏计、差压变送器、黏度调节器、蒸汽调节阀组成黏度定值控制系统。
温度变送器、温度程序调节器、蒸汽调节阀组成温度程序控制系统。
功能：燃油温度在上限与下限之间变化时，黏度控制不起作用，蒸汽调节阀受温度程序调节器控制，当燃油温度达到上限时，蒸汽调节阀受黏度调节器控制。
调节器：蒸汽调节阀。
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 大连海事大学
ST
§1-4
自动控制的性能指标
3．自动控制系统的典型输入信号 为便于系统分析，定义几种常见的系统输入信号： （1）阶跃输入： （2）速度输入 ： Fig.1-9◎ Fig.1-10◎
（3）加速度输入： （4）脉冲输入：
Fig.1-11◎ Fig.1-12◎
（5）正弦输入： Fig.1-13◎ 其中，阶跃输入对系统的工作最为不利。 ST
§1-4
自动控制的性能指标
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。 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。
§1-4 自动控制系统的性能要求 ◎
§1-1
引言
所谓自动控制，是指在没有人参与的情况下利用控制器 使被控对象（即生产设备或生产过程）自动地按预定的规 律运行。包括参数控制和程序控制 例如： （1）锅炉水位和压力保持在规定的范围或设定值上； （2）船舶的舵角按发出的舵令变化； （3）柴油主机的起动按规定的操作规程进行；
轮 机 自 动 化
轮机自动化基础
轮 机 自 动 化 基 础
第一章 反馈控制系统的基本概念
第二章 自动控制系统的数学模型
第三章 控制对象的动态特性 第四章 控制器的作用规律 第五章 时域分析法
轮机自动化基础
第一章
§1-1 引言◎
反馈控制系统的基本概念
§1-2 自动控制系统的基本方式◎
§1-3 反馈控制系统的概念◎
轮机自动化
一、反馈控制系统的组成
1.控制对象 控制对象是指所要控制的机器、设备或装置，控制对象 上所要控制的运行参数则称为被控量。 例： 柴油机气缸冷却水温度自动控制系统 锅炉水位自动控制系统 锅炉蒸汽压力控制系统 燃油粘度自动控制系统 柴油机转速控制系统
一、反馈控制系统的组成
2.测量单元 测量单元的作用是检测被控量的实际值，并把它转换成 统一的标准信号。 常用标准信号： 气压信号 电流信号 电压信号 测量单元＝传感器＋变送器 0.02-0.1MPa 0-10mA或4-20mA 0-10V
一、反馈控制系统的组成
反馈控制系统的组成： 控制对象＋测量单元＋调节单元＋执行机构
辅助单元如： 指示给定值和测量值的指示单元 设定给定值的给定单元 气源装置或稳压电源装置等
第一节 反馈控制系统的组成
一、反馈控制系统的组成 二、反馈控制系统传递方框图 三、反馈控制系统的工作过程 四、反馈控制系统的分类 五、自动控制系统的其他形式
一、反馈控制系统的组成
3.调节单元 调节单元是指具有某种调节作用规律的调节器。 调节单元根据设定值和测量值的偏差，按照某种调节作 用规律，输出一个控制信号给执行机构。 调节器的作用规律： 位式调节器 比例调节器 比例积分调节器 比例微分调节器 比利积分微分调节器
一、反馈控制系统的组成
4.执行机构 执行机构接收调节单元输出的控制信号，并将该信号转换 为作用到控制对象的实际控制作用。 气动控制系统——气动薄膜式调节阀或气动活塞式调节阀 电动控制系统——伺服电机
1、稳定性指标：衰减率φ和振荡次数N
衰减率是指在衰减振荡中，第一个波峰幅值与第二个同向波 峰幅值的差值与第一个波峰幅值之比。
ϕ=
( y1 − y∞ ) − ( y3 − y∞ ) y1 − y∞
轮机自动化
一、反馈控制系统的组成
1.控制对象
控制对象是指所要控制的机器、设备或装置，控制对象上所
要控制的运行参数则称为被控量。
例：柴油机气缸冷却水温度自动控制系统
锅炉水位自动控制系统 燃油粘度自动控制系统 柴油机转速控制系统
《轮机自动化》
反馈控制系统的概念
一、反馈控制系统的组成
2.测量单元
测量单元的作用是检测被控量的实际值，并把它转换成统一的 标准信号。 常用标准信号： 气压信号 电流信号 电压信号 测量单元＝传感器＋变送器 《轮机自动化》 反馈控制系统的概念 0.02-0.1MPa 0-10mA或4-20mA 0-10V
《轮机自动化》
反馈控制系统的概念
二、反馈控制系统传递方框图
概念
扰动：引起被控量变化的因素统称扰动。 特点： 扰动是控制对象的输入量 分为基本扰动和外部扰动 基本扰动：来自控制系统内部的调节通道 如：给水调节阀或三通调节阀的改变 外部扰动：来自系统外部环境的扰动 如：锅炉负荷的变化、柴油机负荷的变化、海水 温度的变化等
特点：
反馈有正反馈、负反馈 符号 是比较算子
正反馈，加强系统输入效应、使偏差增大
负反馈，减弱系统输入效应、使偏差减小 一个控制系统中，可能同时存在正反馈和负反馈
《轮机自动化》
反馈控制系统的概念
二、反馈控制系统传递方框图
概念
前向通道： 从系统的输入端沿信号线方向到达系统输出端的通道。 反馈通道： 从系统的输出端沿信号线方向到达系统输入端的通道
柴油主机气动操纵系统、AUTOCHIEF-Ⅳ主机遥控系统、监视与报警系 统概述和DATACHIEF-C20监视与报警系统。
主讲教师：曾鸿 kevinzeng2006@
轮机自动化幻灯
《轮机自动化》
第七节 转速与负荷的控制及限制
４）起动逻辑回路的附加功能 （1）重复起动逻辑 （2）重起动逻辑 （3）慢转起动逻辑
３ ．换向逻辑回路
１）柴油机换向原理 YRL I H C S I S C H I H C H I S C S 改变凸轮轴位置，继而改变空气分配器、喷油泵和进排气定 时 2）换向的逻辑条件 （1）换向的鉴别逻辑
RR
－
Re
主 机
最小给油量限制 最大给油量限制
转速检测
船舶柴油主机转速调节系统方块图
1、加速速率限制 2、程序负荷
四、转速限制
1、最大转速和最低稳定转速限制 2、临界转速回避
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第七节 转速与负荷的控制及限制
主机遥控系统基本控制逻辑
1 ．大型柴油机起动原理 打开主起动阀并按主机发火顺序控制气缸起动阀开启， 使高压空气进入气缸，推动主机按正车或倒车方向转动，达 到发火转速之后切断起动空气，在燃油的燃烧作用下继续维 持运转。 ２．起动逻辑回路 1）起动准备逻辑条件
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第七节 转速与负荷的控制及限制
五、负荷限制
1、转矩限制 2、增压空气压力限制 3、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》
偏差形成环节
转速设定环节
RI－ RR＝ Re
变给定值 变负荷 测量噪声
转速调节环节
给油执行机构
线性/非线性
负荷/扰动 吃水、风浪 水流、阻力
第十一章 主机遥控系统基础知识
《轮机自动化》
第七节 转速与负荷的控制及限制
（2）停油条件 换向之前必须保证已经停油 （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（四冲程柴油机）
轮机自动化
轮机自动化(1)
（2）多圈弹簧管 为了在测低压时增加位移，
可以将弹簧管制成多圈状。 （3） 膜片
用金属或非金属材料做成的具 有弹性的圆片（有平膜片和波纹膜 片）。在压力作用下，其中心产生 变形位移。可测低压。
（4） 膜盒 将两张金属膜片沿周口对焊，
内充硅油。使膜片增加强度。
轮机自动化(1)
( 5 ) 波纹管 位移最大，可测微 压（＜1MPa)。
轮机自动化(1)
主要的参考文献
• 徐善林、崔庆渝编，《轮机自动化》，人民交通出版社 • 郑凤阁编，《轮机自动化》，大连海事大学出版社 • 上海交通大学，《》
轮机自动化(1)
第二章 自动化仪表
• 第一节 基础知识 • 第二节 气动变送器 • 第三节 气动显示仪表 • 第四节 气动调节器 • 第五节 气动执行器
1工程大气压 = 1kg /cm2 = 9.80665×104Pa ≈ 0.1MPa
工程中压力的表示方式有： 表压、负压（真空度）、 差压、绝对压力。 工业中所用仪表的压力指 示值，大多数为表压和差压。
轮机自动化(1)
表压 、绝对压力、负压（真空度）、差压之 间的关系：
p表压 = p绝对压力 - p大气压力
四、气动仪表的组成原理 1、放大环节 2、反馈环节 3、比较环节
图3-14 气动仪表的构成原理轮机自动化(1)
放大环节 • 喷嘴挡板机构＋功率放大器
轮机自动化(1)
起步压力调整
轮机自动化(1)
例：由喷嘴挡板机构和气动功率放大器组成的二级功率 放大器，已知气动功率放大器的放大倍数为16，求喷嘴 挡板机构的压力输出范围 解：因为气动功率放大器的输出气压为（0.02~0.1MPa） 所以喷嘴挡板机构的气压输出范围为
（2）多圈弹簧管 为了在测低压时增加位移，
可以将弹簧管制成多圈状。 （3） 膜片
用金属或非金属材料做成的具 有弹性的圆片（有平膜片和波纹膜 片）。在压力作用下，其中心产生 变形位移。可测低压。
（4） 膜盒 将两张金属膜片沿周口对焊，
内充硅油。使膜片增加强度。
轮机自动化(1)
( 5 ) 波纹管 位移最大，可测微 压（＜1MPa)。
轮机自动化(1)
主要的参考文献
• 徐善林、崔庆渝编，《轮机自动化》，人民交通出版社 • 郑凤阁编，《轮机自动化》，大连海事大学出版社 • 上海交通大学，《》
轮机自动化(1)
第二章 自动化仪表
• 第一节 基础知识 • 第二节 气动变送器 • 第三节 气动显示仪表 • 第四节 气动调节器 • 第五节 气动执行器
1工程大气压 = 1kg /cm2 = 9.80665×104Pa ≈ 0.1MPa
工程中压力的表示方式有： 表压、负压（真空度）、 差压、绝对压力。 工业中所用仪表的压力指 示值，大多数为表压和差压。
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表压 、绝对压力、负压（真空度）、差压之 间的关系：
p表压 = p绝对压力 - p大气压力
四、气动仪表的组成原理 1、放大环节 2、反馈环节 3、比较环节
图3-14 气动仪表的构成原理轮机自动化(1)
放大环节 • 喷嘴挡板机构＋功率放大器
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起步压力调整
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例：由喷嘴挡板机构和气动功率放大器组成的二级功率 放大器，已知气动功率放大器的放大倍数为16，求喷嘴 挡板机构的压力输出范围 解：因为气动功率放大器的输出气压为（0.02~0.1MPa） 所以喷嘴挡板机构的气压输出范围为
轮机自动化7
图11-6 感烟管式火灾探测器
图11-7 离子式火灾探测器
图11-8 感温式火灾探测器
手动报警按钮的外形及内部线路
定温式火灾探测器外观与双金属片结构图
机械式差定温火灾探测器的外观与结构示意图
电子式差定温火灾探测器的内部结构及工作电、 干货舱自探火及报警系统 （一）系统的基本组成 （二）KIDDE型干货舱自动探火及报警系统 1．启动前的准备 2．系统工作过程 3．自检功能
3)故障
图10-1 机舱 监视与报警系 统的组成
图10-2 监测 点与报警处理 流程图
1)长延时报警(2-30S) 2)短延时报警(0.5S) 5. 报警闭锁 6.延伸报警 1)无人机舱设置 2)按严重程度分组 (1)主机故障自动停车报警 (2)主机故障自动降速报警 (3)重要故障报警 (4)一般故障报警 7.失职报警(3min) 8.值班呼叫 9.测试功能
图中右侧上方小按钮为主按钮组，下方大按钮为二级按钮组。 在主按钮组中，点击“收藏夹(FAVORITES)”可进行值班轮机员 的个性显示及其管理，点击“列表查看(LIST VIEWS)”可以列 表的形式查看监视参数，点击“显示配置(CONFIG DISPLAYS)” 可对各种显示进行自定义配置，进入“服务(SERVICE)”菜单可 显示系统信息、说明书查阅、背景亮度调节和报警测试等，进 入“值班(WCALL ENGINE)”菜单可操作对值班呼叫系统，进入 “系统总览(SYS.OVERVIEW)”可查看整个系统的网络布局及网 络工作状态(若采用了AC-C20主机遥控系统，则在这里还将显示 AC C20的网络结构，并可对主机遥控系统的参数进行设置)。 “主机总览(MEOVER VIEW)”、“火警系统(FIRE SYSTEM)”、 “发电机总览(A/E OVERVIEW)”、“燃滑油系统(FO&LO SYSTEM)”、“海淡水系统(SW/FW SYSTEM)”和“泵与风机总览 (PUMP&FAN OVERV)”等则以mimic图的形式显示相应系统的工作 状态。
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（2）无触点的时序控制器
3、火焰感受器:
检测炉膛内是否有火焰。 （1) 光敏电阻：
光照越强，阻值越小。
（2）光电池
在光照射下，两极间能产生电压输出。
（3）紫外线灯泡
有足够的光照射时，紫外线管子导通；无光 照射时管子载止。
二、辅锅炉燃烧时序的PLC 控制
I/O点和定时器的符号、地址表
序号
符号
二、锅炉水位控制的特点
1、双回路水位自动控制 （1）何为双回路？
维持给水阀前后压差恒定的给水差 压控制回路；
控制给水阀开度的水位控制回路。
（2）双回路水位控制原理图
2、双冲量水位自动控制
（1）何为假水位？
锅炉在运行期间，炉水中有一部分是汽泡，
这种汽泡不断在受热面上形成，随后脱离受热 面升起并进入锅炉的蒸汽空间。对于现代船用 锅炉，水面下的总蒸汽量可达到全部水容积的 15％~20％。水面下的蒸汽总量与锅炉的蒸发 量和汽压有关，蒸发量越大、汽压越小，水面 下的蒸汽总容积就越大，因此锅炉在稳定工况 时，水位与水面下的蒸汽容积有关。锅炉在过 渡工况时，水位不仅受蒸发量和给水量的影响， 而且还受水面下蒸汽容积变化的影响。
二、蒸汽压力的比例控制
（1）蒸汽压力比例控制系统的组成
（2）蒸汽压力比例控制系统的工作原理 （3）调整比例作用的强弱
当锅炉燃烧强度适应锅炉负荷要求--- R1×R4=R2×R3 R-（当-反2R汽大馈1压×--划-上R上针4升负=R左（下2移×锅正，R炉--3R-）负电3小。荷机、减反R小转4大）----时风--电-门--桥划减平针小衡2，左回移油--阀-R开1小大、-
第七章 辅锅炉的自动控制
辅锅炉的自动控制包括水位自动控制、 燃烧（即蒸汽压力）自动控制、锅炉点火 及燃烧时序控制和自动安全保护。
油轮辅锅炉的水位和蒸汽压力采用带 用积分的调节器所组成的控制系统；贷轮 辅锅炉的水位和蒸汽压力大多采用双位控 制，少数采用比例控制。
第一节 辅锅炉水位的自动控制
一、双位式水位自动控制
（2）单冲量水位调节器： 仅以水位作为输入信号。
（3）双冲量水位调节器： 输入信号除了有水位变化信号以外，
还有蒸汽流量变化的信号。
（4）双冲量水位控制原理图
3、双回路、双冲量水位控制
（1）双回路、双冲量水位控制系统原理图
（2）油轮辅锅炉水位控制系统
1-水位差压变送器；2-水位调节器；3-气动计算器；4-蒸汽流量变送器； 5-给水调节阀；6-给水差压变送器；7-给水差压调节器；8-蒸汽阀； 9-汽轮机给水泵组；10-气组；11-气容
7
燃烧自动
IO.6
转换开关
29
回油风量调节
Q0.4
输出继电器
8
燃烧手动
IO.7
30
压力比例调节
Q0.5
输出继电器
9
风压保护
I1.0
输入触点
31
燃油电磁阀
Q0.6
输出继电器
10
超压保护
I1.1
输入触点
32
熄火保护手动复位
Q0.7
输出继电器
11
危险低水位
I1.2
输入触点
33
水泵运行指示
Q1.0
输出继电器
三、油轮辅锅炉蒸汽压力控制系统
油轮辅锅炉燃烧控制的特点：
两个控制回路：主调节回路（汽压控制 回路）和副调节回路（空气量控制回路）
函数发生器：
——为了保证完全燃烧，需最佳风油比。 喷油量与空气压力之间的关系曲线：
第三节 辅锅炉燃烧时序的自动控制
一、燃烧时序程序控制的主要元件
1、信号发讯器
2、时序控制元件
12
高水位
I1.3
输入触点
34
风机运行指示
Q1.1
输出继电器
13
低水位
I1.4
输入触点
35
油泵运行指示
Q1.2
输出继电器
14
水泵热保护
I1.5
输入触点
36
熄火指示灯
Q1.3
输出继电器
15
风机热保护
I1.6
输入触点
37
危险水位指示
Q1.4
输出继电器
16
油泵热保护
I1.7
输入触点
38
报警器
Q1.5
输出继电器
第二节 辅锅炉蒸汽压力的自动控制
——即燃烧的自动控制。要保特锅炉的汽压在 正常范围内是通过控制炉膛的燃烧强度来实现的。
汽压偏低—燃油量和空气量 汽压偏高—燃油量和空气量
一、蒸汽压力的双位控制
在绝大多数燃烧双位控制系统中，在蒸汽管路上装两个压力 检测开关，它们的动作整定值不同。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 的进行所谓的“高火燃烧”。当蒸汽压力上升到正常上限时，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。它同轴带动的回油阀开得最大（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”。当锅炉负荷变化 时，蒸汽压力就在允许的下限值和正常的上限值之间波动。当锅 炉负荷很小时，在“低火燃烧”的情况下，蒸汽压力仍然要继续 升高。当汽压升高到气压保护压力时，两个压力检测开关均断开， 自动停炉，发声光报警。当蒸汽压力下降到允许的下限值时，两 个压力检测开关均闭合，但必须按复位（起动）按钮才能重新启 动锅炉。
有触点时序控制器和无触点时序控制器。
有触点时序控制器：多回路时间继电器 凸轮式时序控制器
（1）有触点时序控制器： ——多回路时间继电器
1-同步电机；2-传动轴；3,4-离合器；5-控制线圈；6-杠杆；7-铁芯；8-拉力弹簧； 9,10-减速齿轮；1l-标度盘；12-爪形块；13-复位弹簧；14-锁紧螺母
17
风机停止
I2.0
39
18
风机自动
I2.1
转换开关
40
19
风机手动
I2.2
41
20
油泵停止
I2.3
42
21
油泵自动
I2.4
转换开关
43
22
油泵手动
I2.5
44
定时器1 定时器2 定时器3 定时器4 定时器5 定时器6
T33
通电延时，7S
T34
通电延时，46S
T35
通电延时，40S
T36
通电延时，44S
地址
注释
序号
符号
地址
注释Βιβλιοθήκη 1水泵停止IO.O
23
点火手动
I2.6
按钮
2
水泵自动
IO.1
转换开关
24
光电池
I2.7
控制触点
3
水泵手动
IO.2
25
水泵
Q0.0
输出继电器
4
停炉
IO.3
按钮
26
风机
Q0.1
输出继电器
5
起动
IO.4
按钮
27
油泵
Q0.2
输出继电器
6
燃烧停止
IO.5
28
点火变压器
Q0.3
输出继电器