第七章第一节 冷却水温度控制系统

2.故障分析
• 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，要及时检查修复。
• (3)检查海水泵切换功能 按按钮8选择调节阀手动模式，LED5闪亮（橙 色 )，按钮10调小旁通阀开度至2%，观察切换到 大流量海水泵的时间应不超过5s ；由按钮9调大 旁通阀开度至98%时，观察切换到小流量海水泵 的时间在15 min之内。最后转至自动模式。
• (4) ENGARD维修保养 每周进行试灯和报警功能实验，每月进行淡水温 度越限报警、水泵切换和故障报警试验，每六个 月校验一次淡水和海水温度传感器，利用校验用 数字温度计读出低温淡水温度值和海水温度值， 偏差超过±1℃，则需换新温度传感器或控制单 元。
(6)停止系统工作 某台海水泵停车检修，必须设置与其对应的“P25 - P30” 中的某一参数为“off=0”，使该采退出控制系统，切断 该泵电源关闭其进出口阀，但必须选择一台备用泵替代它 工作 要停止控制系统的工作，首先在操作面板上选择手 动操作模式，海水泵控制屏上转换开关“MAN/AUT”置 到“MAN”位置。
海水泵的流量组合 流量种类 1 2 3 4 泵的组合 ” A+B或A+D或B+D
A或B或D C或 E A+C或A+E或B+E或D+C
1.5ENGARD控制系统特点：
(1)通过优化进入中央冷却器的海水流量，节能效果 明显。
(2)使用有级调速电机后，水泵电机运行温度明显下降， 同时减少了机械磨损和维修工作量。
第七章 船舶机舱辅助控制系统
第一节 冷却水温度控制系统
一、冷却水会温度控制系统的组成及基本工作原理
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7-1
二、冷却水温度控制系统的操作与管理
控制盒的组成： MRB板，输入与指示电路 （A板-指示；B板—测量，1—给定 值；2—切换开关） MRV板，比例微分控制电路 （C板—PD调节；3—Td调整；4— PB调整） MRD板，脉冲宽度调制电路 （D板—脉冲宽度调节；5—不灵敏 区调整；6—脉冲宽度调节） MRK板，继电器和开并装置 （E板—继电器、开关电路；9— 手操开关；7、8—指示灯） MRP板，主电源电路（F板） MRS板，稳压电源电路（F板）
选择海水泵手动操作模式
• 选择海水泵自动→手动操作模式：按按钮8 LED6 亮；IED7灭。将海水泵控制屏上的转换开关 “MAN/AUT”置到“MAN”位置，手动启停海 水泵 ； • 选择海水泵手动→自动操作模式：首先将开关 “MAN/AUT”置到“AUT”位置，按两次按钮8， LED7亮，LED6灭。 • 选择调节阀自动→手动操作模式：按两次按钮8， LED5闪亮，LED7灭。通过按钮9(+)和10（-）调 节阀从全关到全开，对应显示值为2%~98%； • 选择调节阀自动→手动操作模式：按一次按钮8 即可LED7亮，LED5灭
1-ENGARD控制单元；2-LT回路温度传感器(TTl)；3-LT回路调节阀(V1)；4-SW 回路温度传感器(1Tr2)；、 5-冷却海水泵；（B D双速）6-低温淡水泵；M-执 行机构伺服电机
1.2、系统优点：(1)海水管系及热交换器少， 减少海水腐蚀、机舱舱底水量和维修工作量。 (2)高温、低温两路淡水分别冷却不同受热部 件，便于控制温度，便于保持柴油机气缸冷 却水温度稳定，使柒油机保持最佳冷却状态 运转。(3)淡水系统管路清洁、腐蚀小，维修 工作量小，工作可靠。 1.3核心部件ENGARD控制器主要任务： 1）通过低温淡水调节阀实现低温淡水的温度 定制控制 2）控制海水泵的运转台数和运转转速实现冷 却海水流量控制（海水流量的有级调节和PI 作用）
（3)手动／自动模式切换
手动操作分海水泵和调节 阀两种手动操作模式，都 是通过操作面板上按钮8 来选择的
系统工作在自动方式时， 操作面板LED7亮（．绿 色），此时按下按钮8， LED6壳（橙色），L ED7 灭，表明选择了海水泵手 动工作方式；再按下（第 二次）按钮8，LED5亮 （橙色），LED6灭，表 明选择了调节阀手动工作 方式；第三次再按按钮8， LED7亮，LED5灭，则又 回到了自动工作状态。
• (4)系统工作状况检查 • 自动方式下正常工作，操作面板上液晶窗口 11显示调节阀开度值和低温淡水温度值 • 按按钮15“Alarm Reset/Lamp Test”，将 显示F参数的读数 • 按钮15被按后5 min，系统将恢复到正常指示 状态。 • (5)报警功能 出现报警时，操作面板上的LED2.LED13闪 亮（红色) 按“Alarm Reset”按钮15对报警 进行确认。所有报警被确认，LED2、LED13 常亮。最后再按按钮15进行复位，LED13熄 灭
三、中央冷却水温度控制系统（单片机式冷却水 温度自动控制系统）
1、中央冷却系统 ENGARD中央冷却水温度控制系 统概述 是ALFA-LAVAL的产品，它采用8032单片机取代 常规的变送器和调节器，是新一代船舶中央冷却水自动控 制系统 系统的基本特点是：由高温淡水、低温淡水、海水三个 分系统组成：闭式的高温淡水(80 cC~85 0C)用于冷却主柴 油机、气缸盖、废气涡轮增压器；低温淡水(30 cC～45 0C)用于冷却高温淡水； 1.1、系统组件：ENGARD控制器（8032单片机）、中央 冷却器（板式）、LT淡水温度调节阀、主海水泵组、主 淡水泵、PT100传感器
5．维修保养及参数设置
• (1)参数整定 首先将ENGARD控制箱内的模式选择开关置到“P” 位置，操作面板上显示“Cll”和间歇。显示“Pro” 两个按钮10和15可调整Cl-12参数值，按下按钮8可 选择下一个被设置的参数，按上面两个按钮8和9进 人参数内容 ，同时按10和15按钮，则将存储修改以 前的参数值 。结束参数整定后，将模式开关由置于 L/R，否则，10min后发出A3报警（program modle报警） • (2)淡水回路调节阀整定。 模式选择开关置到“P”（Program）位置。 按操作 面板上的按钮8“ManualMode”（见图10-3）两次， LED5闪亮橙色），通过按钮9（升温）、10（降 温） ，按按钮10，手动操作调节阀旁通关小，关到 2%开度时，设置参数P39 =1。按按钮9，使调节阀 旁通开大，开到98%开度时，设置参数P40 =1 ,测量 调节阀动作全行程所需时间为P21 。
1.操作管理要点
• 1）控制系统投入工作操作 开关13扳至右位，电源指示灯14亮，10、11保险系； 按下按钮2，转动钮1看温度表A设定给定值，拔出 按钮2，显示测量值；把开关12扳至左位，手操开 关9将温度调至给定值，再把手操开关9扳至右位自 动位，实现无扰动切换 • 2）参数调整 PB、Td、脉冲宽带、不灵敏区
二、冷却水温度控制系统的故障诊断
• 1．淡水温度异常 原因：手操不当、参数设置错误、 流量/压力异常、冷却器堵塞、传感器故障、旁通阀 卡死2~5%位置 • 2．海水泵反馈信号错 原因：参数设置故障、海水 泵故障 • 3．备用泵起动 原因：反馈信号或控制电路故 障 • 4．气源中断报警 原因：气路断气或气路元件故 障 • 5．中冷器后的海水温度偏高 原因：海水流量不 足、手操海水泵不当、主机负荷高 • 6．通信故障 原因：A1-1---电流环通信故障； A1-2---RS232设置错误
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（2）系统投入运行的操作
① 开启系统的主进、出口阀，启动低温淡水泵 ② 开启海水泵的吸入阀和排出阀，排除海水泵内的空气 ③ 海水泵控制屏置“MAN”位，手动启动大容量海水泵， 用“STBY”开关选择备用泵 ④ 开启中央冷却器的海水进出口阀，系统开始工作 ⑤ 合上engard控制器的电源开关，同时复位15。10s后按下 按钮8 ⑥ 在控制屏上检查系统的工作参数 ⑦ 按下按钮15，3s以上，检查控制面板上的指示灯是否异 常 ⑧ 待系统稳定后，转为“自动”
在冲洗期间，低温淡水阀位的百分数和淡水温度与“ FLU” 将在操作面板的显示窗口中交替出现
(3)报警与显示
• ENGARD控制器的报警分为过程报警和功 能报警 • 过程报警是关于海水泵、淡水温度越限等 故障 • 功能报警是关于ENGARD控制器内部及I/O 故障
4.系统操作
• （1）控制面板
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1.4系统工作介绍 海水泵组A/B/C中2台是单速的，1台 是双速的（或1台是单速的，2台是双 速的）。任意2台在50%负荷并联工作 可达到系统100%海水流量。 ENGARD控制器根据负荷变化大小控 制3台泵实现并联、解列、调速，是海 水流量满足负荷大小的合理需要
• 水量Q与转速n的一次 方成正比， • 水压H与n的二次方成 正比， • 轴功率P与n的三次方 成正比 • 见当100%流量时， 功率50kW; • 75%~85%流量时， 功率22 kW; • 40%—60%流量时， 功率4 kW。
V控制方式：根据热负荷变化旁通阀开度开大或关小到设 定值（2%/98%），则增/减海水泵流量或启/停备用泵。 T控制方式：根据热负荷大小，先全关或全开旁通阀， T1 到设定值时控制海水泵向大流量切换（并上备用泵） 或 控制海水泵向小流量切换（解列1台泵） 低温淡水调节阀控制旁通口开度vl的变化范围在0—5 %之 内，并且淡水温度偏离设定值不超过0.5℃，则不需要对 海水泵的流量进行调节 每隔2 min的间隔起动一次非正在运转的水泵，目的是增 加海水流量以实现对管路内的沉积物进行冲洗。
(2)淡水回路调节阀整定
• 模式选择开关置到“P”（Program）位置。 按 操作面板上的按钮8“ManualMode”（见图103）两次，LED5闪亮橙色），通过按钮9（升 温）、10（降温） ，按按钮10，手动操作调节阀 旁通关小，关到2%开度时，设置参数P39 =1。 按按钮9，使调节阀旁通开大，开到98%开度时， 设置参数P40 =1 ,测量调节阀动作全行程所需时 间为P21 。
(3)保护功能可靠，大大减少了因过载或单相运行而 烧坏电机的现象。 (4) ENGARD控制系统采用了8032单片机，具有完善 的自检、控制、显示、多种故障报警，系统可靠性提 高 系统可通过RS232与上位机进行通信，便于全船动力 装置的集中控制与监视。
2．ENGARD控制单元
具有比例积分控制作用的全自动温度控制。微处理器8位， 有PROM、EEP-ROM、RAM存储器。 海水泵手动操作 时，调节阀仍可工作在自动状态；反之亦然 。 3．工作原理 海水泵的控制不仅取决于中央冷却器热负荷，而且还与 淡水泵流量、海水泵流量、海水温度及中央冷却器的脏污 程度有关。淡水温度在一定的范围内变化时，低温淡水调 节阀控制流经中央冷却器的淡水量。当某一工况下海水流 量已经达到预先设定值，且淡水温度无法回到设定值时， 控制单元将产生一控制信号，切换海水泵工况，改变海水 通过冷却器的流量，从而达到控制低温淡水回路中低温淡 水温度的目的 。
• (1)低温淡水回路温度的自动控制 • 偏差EL=T1-TL • 在PI作用下：EL<0时，VLT旁通口开大； EL>0时，VLT旁通口开小； • 温差控制淡水的旁通阀；高温或低温报警 • 旁通阀开度在ENGARD控制单元面板上可显 示旁通阀的开度百分数 • (2)海水泵工况的自动切换 • V1/T1共同控制方式：最大排量海水泵是由 低温淡水回路中低温淡水的温度T1控制；而 较小排量的海水泵是由三通调节阀的开度V1 所决定的