武汉理工大学轮机自动化最后整理演示教学

第一章反馈控制系统

一柴油机气缸冷却水温度自动控制系统

1.冷却水控制调节原理：把冷却水分成两部分，一部分通过淡水冷却器，经海水冷却使温度降低，另一部分不通过冷却器，直接与经冷却器的淡水混合。然后进入柴油机气缸的冷却空间，若冷却水温度偏高，则需要减少不经冷却器的旁通水量，增加经冷却器的淡水量，反之亦然

2.根据测温元件安装位置不同，气缸冷却水温度控制系统有哪两种控制方式？各有何特点？

答：①控制冷却水进口温度，控制在给定值或给定值附近，但冷却水出口温度会随柴油机负荷的变化而有所变化，在超负荷运行时，出口温度将会发生过高现象。②控制冷却水出口温度，冷却水出口温度可以控制在给定值或给定值附近，但冷却水进口温度会随着柴油机负荷的变化而变化，特别是在负荷增加时，冷却水进口温度会下降。

3.参照图1.1所示，指出反馈环节，调节器和执行机构，并画出系统的控制原理图

反馈环节：T802型热敏电阻

调节器：MR-Ⅱ型调节器

执行机构：限位开关过载保护继电器三相交流伺服电机

控制原理图:

给定值

MR-Ⅱ调节器执行机构三通阀

T802传感器

4 参照图工电路，分析其比例微分原理，并指出如何

整定比例系数和微分时间？

答调整电位器W1 可改变放大倍数K，即可整定比

例为分调节器的比例带PB，调整W2可整定微分时

间

图1.2

5.差分电路中差分放大器输出与输Ua的关系式，并

说明电路在系统中的作用 图1.b

08*u 68B

R U R R =

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二．V AF 型燃油粘度自动控制系统

1.分析图中VAF 燃油粘度控制系统，简述燃油粘度控制系统的功能 答：功能：在燃油进入高压油泵以前，把燃油粘度作为被控量，根据燃油粘度的偏差值，控制加热器蒸汽调节阀的开度或电加热器的接触器，使燃油粘度维持在给定值上。

2.简述系统投入工作的步骤和注意事项

答：步骤：①接通气源再接通输入信号，打开气源截止阀，调整过滤减压阀5使其输出压力为0.14MPa ②起动测粘计马达，关闭截止阀11，打开截止阀10，让测粘计开始工作③先将燃油转换阀打开至“轻油”运行一段时间后再转向“重油”，关14，打开12，13，让气

动调节阀8开始工作④燃油经燃油加热器7加热，经过燃油细滤器6过滤，进入粘度计1，粘度计把测得的粘度转换成压差信号送至差压变送器4，差压变送器再把压差信号转换成气压信号送至调节器3和记录仪2，调节器根据偏差值输出控制信号来调节气动调节阀的开度，从而控制燃油粘度。 注意事项：①投入工作时要先接通气源再接通输入信号，切断时应先切断测粘计的工作，再切断气源②起动测粘计马达以前，要先打开平衡阀9，防止差压变送器在短时间内单向受力③定期打开过滤减压阀5放残，并清洗燃油细滤器6 3.画出系统闭环控制原理框图.分析各环节功能.

给定值--差压变送器--调节器--执行环节(气动调节阀+燃油加热器)--(回到给定值测粘计(反 馈环节))--高压油泵.

调节器:根据偏差值输出控制信号.

气动调节阀:根据控制信号调节蒸汽阀的开度. 燃油加热器:对燃油进行加热.

测粘计:对燃油粘度进行测量,得到测量值并输出差压信号. 4.差压变送器的调零和调量程.

答:差压变送器是燃油粘度的变送单元,它把表征燃油粘度的压差信号成比例地转换为气压信

号送到调节器和粘度的指示仪表.差压变送器有测量和便送两个单元组成.

调零是指输入的压差信号为零(相当于粘度为零)时,差压变送器的输出为0.02MPa(燃油粘度

指零).调零时,先开启差压变送器测量管路上的平衡阀9,再关闭测粘计上面的正负连接管路上

的截止阀D和E,这时差压变送器测量单元正负压室的压力相等,相当于燃油粘度为零.

调量程:是指当燃油粘度变成全量程,即粘度从零变化到所能测量的最大值时,差压变送器的压

力变化范围是0.02MPa~0.1MPa.(凑试法)

5.正反作用式气动调节器与气开关式调节阀如何配套使用?

答:反作用式调节器要与气关式调节阀配套使用.如果改用气开式调节阀,调节器应该为正作用

式.采用气关式调节阀的好处:一旦气源中断或控制系统出故障使调节器无信号输出时,则蒸汽

调节阀会保持全开状态.如果采用气开式蒸汽调节阀,蒸汽阀就会全关,燃油粘度会大大增大,严

重影响燃油喷射的雾化质量,甚至柴油机不能正常工作.

6.调节器的调整包括整定比例带,积分时间,给定值及正反作用切换,手动-自动切换等.

答:1.整定比例带:通过调整负反馈强度来实现,改变比例带调整盘上M点的位置,逆时针→负反

馈↑→比例作用弱,比例带↑.顺时针→负反馈↓→比例作用强,比例带↓.

2.调整积分时间:通过调整积分阀Ⅱ来实现的:积分阀开大→Ti↓→积分作用强,积分阀关小→Ti

↑→积分作用弱.

3.调整给定值是通过旋转给定值,天真旋钮6来实现的,顺时针转动→增大给定值.

4.正反作用调节器切换:只需将喷嘴4转90度.使它对准下面的挡板,同时把比例带调整盘上的M点由左上角转到右上角.这时,差压变送器的输出与调节器输出方向就一致了.

5.手动-自动的转换开关.

三·大型油轮辅锅炉水位自动控制

1·大型油轮辅锅炉控制系统的主要功能包括哪些？

答：水位自动控制；蒸汽压力的自动控制；锅炉点火级=及燃烧的时序控制和自动安全保护。

2·简述锅炉水位中虚假水位的概念。

答：假如蒸汽流量突然增大，而炉膛中的燃烧情况还未来得及随之变化，锅炉气压就要降低，蒸汽的饱和温度也随之下降，这样会使水面下蒸汽比容增大，造成水面下蒸汽总容积增大，另一方面，由于炉水变成过热水，将产生更多气泡也使水面下蒸汽容积增大，由于这种自蒸发现象，尽管在蒸汽流量大于给水量的情况下，水位却虚假的上升，反之，当锅炉负荷突然减小时，尽管

给水量大于蒸汽流量，水位却虚假的下降。

3·分析右图所示双冲量的控制原理。

答：检测装置有，检测水位变化的水位冲量信号3，

和检测蒸汽流量的蒸汽冲量信号4，送到双冲量调节

器5，对于双冲量给水控制系统，当蒸汽流量发生变

化时，就给水调节器发出一个信号，使给水量和蒸汽

量同方向变化，因此可减小或抵消由于虚假水位使给

水量和蒸汽流量相反方向变化的误动作，使调节器开

始就向正确的方向移动，从而减小了给水量和水位的

波动，改变了水位的控制品质。

4·油轮锅炉双回路控制是指哪两个回路？为什么采用双回路？

答：双回路：根据水位偏差控制给水阀开度的水位控制回路；设有维持给水阀前后压差恒定的给水压差控制回路。因为油轮锅炉给水系统通常由汽轮机给水泵从热水井把水抽出来，经给水调节阀打进锅炉里去，对汽轮机给水泵来说，如果蒸汽调节阀开度不变，则泵的排量基本不变，不管开大或关小给水阀，进入锅炉的给水量基