輪機(jī)自動化課件 第六章

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第六章 燃油供油單元自動控制系統(tǒng),燃油供油單元,FCM,是專門為燃油系統(tǒng)的自動監(jiān)視和燃油黏度控制而設(shè)計的。,該系統(tǒng)的核心設(shè)備包括黏度傳感器,EVT20,、溫度傳感器,PT100,、控制器,EPC-50B,、蒸汽調(diào)節(jié)閥（或電加熱供電單元）和燃油加熱器。,除此之外，系統(tǒng)還對供油泵、自動濾器、循環(huán)泵、“柴油,/,重油”自動轉(zhuǎn)換實現(xiàn)全面的自動控制和監(jiān)視。,第一節(jié) 燃油供油單元自動控制系統(tǒng),的組成及原理,燃油供油單元自動控制系統(tǒng)總

2、體上可以分為,供油處理系統(tǒng)、燃油黏度或溫度自動控制系統(tǒng)、油泵電機(jī)和濾器自動控制系統(tǒng)等,部分。,燃油供油單元的結(jié)構(gòu)組成圖,燃油供給泵的壓力由壓力變送器,PT,檢測，用于控制器分析判斷供給泵的狀態(tài)。,供給泵的流量由流量變送器,FT,檢測，用于控制器分析柴油機(jī)的耗油情況。,在自動濾器的前后裝有壓差開關(guān),PDS,，用于濾器臟堵報警的檢測，當(dāng)濾器進(jìn)出口壓差達(dá)到設(shè)定值時控制器發(fā)出報警。濾器排污電磁閥可執(zhí)行濾器自動排污。,脫氣模塊包括帶脫氣的混合管、浮子開關(guān)和脫氣閥，用于供油與加熱后從主機(jī)的回油混合，并使油氣分離，當(dāng)氣體達(dá)到一定量時，浮子開關(guān)動作，控制系統(tǒng)控制脫氣閥打開，使油路中的氣體返回重油日用柜,HFO

3、,。,循環(huán)泵,CPB,用于向柴油機(jī)提供需要的油壓，可以通過壓力變送器來檢測。,加熱器配置方案,在燃油供油單元自動控制系統(tǒng)中，加熱器的配置方案有：兩個電加熱器,EHS,、兩個蒸汽加熱器,SHS,、電加熱器,EHS,和蒸汽加熱器,SHS,的組合。,常見的兩個加熱器的配置方案,如果系統(tǒng)選擇溫度控制方式，溫度傳感器,TT,（,PT100,）檢測燃油溫度，控制器,EPC-50B,按照,PI,控制規(guī)律來調(diào)節(jié)加熱器的加熱量，實現(xiàn)燃油溫度自動控制。,如果系統(tǒng)選擇黏度控制方式，不僅需要黏度傳感器,EVT20,檢測燃油黏度，還需要溫度傳感器,TT,檢測燃油溫度，并由控制器按照,PI,控制規(guī)律來調(diào)節(jié)加熱器的加熱量，

4、實現(xiàn)燃油黏度自動控制。,如果執(zhí)行器件是蒸汽調(diào)節(jié)閥,SRV,，則控制器給出“增加”或“減小”信號去控制伺服電機(jī)動作，直到閥門開度檢測信號與輸出要求一致。,如果是電加熱供電單元，則,EPC-50B,輸出最多,5,檔加熱控制。,控制器,EPC-50B,是整個系統(tǒng)的核心單元，由主控制板、本地基本操作面板,OP,組成，另外可根據(jù)需要選配,FCM,遠(yuǎn)程操作面板,OP,。,控制器,EPC-50B,有,4,個不同級別的操作模塊，分別為基本級、擴(kuò)展級、高級擴(kuò)展級和全自動級。,控制器,EPC-50B,FCM,遠(yuǎn)程操作面板,控制器,EPC-50B,主要分為三個部分：一是電源，由濾波裝置和多輸出變壓器實現(xiàn)；二是主控制

5、板，安裝在,EPC-50B,控制箱內(nèi)；三是操作面板,OP,。,主控制板與操作面板通過異步串行通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。,主控電路板接收安裝在燃油供油單元,FCM,管路上的各種變送器和傳感器信號，經(jīng)分析和處理后，輸出控制信號使各種閥件或電器動作，實現(xiàn)“柴油重油”轉(zhuǎn)換控制、燃油溫度或黏度控制、報警控制、油泵自動切換控制、自動濾器控制等。,同時，燃油供油單元,FCM,的運行狀態(tài)由主控板通過通信接口送給操作面板,OP,。,第二節(jié) 燃油,黏,度自,動控制,VISCOCHIEF,型燃油,黏,度自動控制系統(tǒng),一、,VISCOCHIEF,型燃油,黏,度控制系統(tǒng)組成,該系統(tǒng)功能和特點：,1,、,黏,度傳感器,EVT-1

6、0C,和控制器,VCU-160,均用單片,機(jī)取代了常規(guī)的變送器和調(diào)節(jié)器,2,、可采用蒸汽加熱裝置或電加熱裝置或二者兼用,3,、,VCU-160,型控制器具有,PI,調(diào)節(jié)規(guī)律,4,、即可遙控，又可現(xiàn)場進(jìn)行自動控制，也可轉(zhuǎn),為手控,5,、數(shù)碼顯示器可顯示燃油,黏,度、溫度、參數(shù)的,設(shè)定值及故障種類,6,、具有與上位機(jī)通訊的功能，為實現(xiàn)全船動力,裝置集中控制和監(jiān)視提供了必要條件,二、測量單元,PT100,溫度傳感器,EVT-10C,黏度傳感器,EVT-10C,黏度傳感器由測黏計和黏度變送器組成。,1,、測,黏,計,2,、黏度變送器,電壓,/,頻率轉(zhuǎn)換器與模,/,數(shù)轉(zhuǎn)換器相比具有：,（,1,）接口簡單

7、，占用計算機(jī)資源少,（,2,）頻率信號輸入靈活：可輸入到單片機(jī) 的任一根,I/O,線或作為中斷源或計數(shù) 輸入,（,3,）抗干擾性能好：頻率測量本身是一個 計數(shù)過程，因而能對噪聲或變化的輸 入信號進(jìn)行平滑,（,4,）便于遠(yuǎn)距離傳送,三、,VCU-160,型黏度控制器,8031,單片機(jī)同時監(jiān)視、控制、顯示燃油的溫度和,黏,度。,黏,度傳感器或溫度傳感器,8031,（,PI,）,蒸汽加熱器的調(diào)節(jié)閥或電加熱裝置的接觸器 控制燃油,黏,度或溫度。,柴油,進(jìn)行溫度定值控制；,重油,進(jìn)行溫度或,黏,度控制。,1,）當(dāng)選擇開關(guān)從“停止”位置“柴油”位置,2,）當(dāng)選擇開關(guān)從“停止”或“柴油”“重油”位置,3,）

8、當(dāng)選擇開關(guān)從“重油”位置 “柴油”位置,1,、控制方式和過程,2,、模擬量輸入通道,（,1,）控制方式選擇開關(guān)量：,X6,：,4,手動控制方式,X6,：,5,重油工作方式,X6,：,6,柴油工作方式,（,2,）調(diào)節(jié)閥限位開關(guān)：,X6,：,2 X6,：,3,（,3,）參數(shù)整定開關(guān)：,PB1,：用于找到要調(diào)整的對應(yīng)參數(shù),PB2,：增加設(shè)定參數(shù)值按鈕,PB3,：減少設(shè)定參數(shù)值按鈕,3,、開關(guān)量輸入通道,SHS,蒸汽加熱裝置的調(diào)節(jié)閥,EHS,電加熱裝置的接觸器,SHS,：柴油、重油和手控,EHS,：柴油和重油控制,SHS,與,EHS,結(jié)合,：,柴油、重油和手控，開始時用,SHS,，由增加或減少信號控制

9、蒸汽閥，當(dāng)要更高溫度且蒸汽閥全開則,EHS,投入工作，若要減少溫度先減少,EHS,直至零，如需再減少則關(guān)小蒸汽調(diào)節(jié)閥。,4,、過程輸出通道,過程輸出通道,四、,6,個數(shù)碼管顯示電路,五、,6,個發(fā)光二極管顯示電路,六、報警電路,七、控制系統(tǒng)管理要點,第三節(jié) 燃油供油單元的綜合控制,燃油供油單元 除了黏度或溫度定值控制外，還有,DO/HFO,的轉(zhuǎn)換控制，燃油供油泵的運行備用控制，燃油濾器的自動控制，回油的脫氣自動控制，燃油循環(huán)泵的運行備用控制及遠(yuǎn)程控制等功能，全部由控制器,EPC-50B,來協(xié)調(diào)綜合控制。,1,、,DO/HFO,的轉(zhuǎn)換控制,（,1,）柴油控制模式,當(dāng)控制器接通柴油模式,DO,時，

10、,EPC-50B,自動選擇為溫度控制模式，燃油溫度被監(jiān)控。加熱程序由柴油溫升參數(shù),Fa31,控制，溫升斜坡允許燃油在設(shè)定的時間內(nèi)被加熱到設(shè)定的溫度。斜坡函數(shù)加溫期間溫度控制指示燈,LED,燈“,TT”,閃爍，當(dāng)燃油溫度在達(dá)到溫度設(shè)置,Pr35,的,3,內(nèi)后，溫升斜坡停止。,正常溫度定值控制運行，“,TT”LED,燈穩(wěn)定發(fā)亮。,（,2,）從,OFF,到,HFO,或從,DO,到,HFO,當(dāng)控制器接通,HFO,模式，或從,DO,轉(zhuǎn)換為,HFO,，燃油溫度和黏度被監(jiān)控和顯示。加熱程序由重油溫升參數(shù),Fa30,控制，溫升斜坡允許燃油被加熱到設(shè)定的溫度。,一旦從,DO,轉(zhuǎn)換為,HFO,，則,EPC-50B

11、,控制器可檢測到黏度增加，表明重油已經(jīng)進(jìn)人系統(tǒng)，那么重油將被開始加熱。在加熱升溫斜坡期間，如果控制器檢測到油黏度降低，則加熱暫停。當(dāng)溫度已經(jīng)低于重油溫度設(shè)置值,3,，控制器自動轉(zhuǎn)到黏度調(diào)節(jié)控制。此時“,TT”LED,燈關(guān)閉，“,VT”LED,燈穩(wěn)定發(fā)光，切換程序完成，黏度控制開始運行。,（,3,）重油 控制模式,HFO,控制模式類型由參數(shù),Pr19,決定。如果“,VT”LED,發(fā)亮，控制器處在黏度控制類型。如果“,TT”LED,發(fā)亮，控制器處在溫度控制類型。,（,4,）從,HFO,轉(zhuǎn)換為,DO,當(dāng)從重油轉(zhuǎn)換為柴油，控制器將繼續(xù)控制燃油黏度，同時降低重油柴油混合溫度來保持黏度值，此時“,TT”L

12、ED,閃爍，“,VT”LED,穩(wěn)定發(fā)光。當(dāng)溫度達(dá)到柴油的設(shè)置值時，控制模式被自動轉(zhuǎn)變?yōu)椴裼湍Ｊ剑囟瓤刂疲?，然后?TT”LED,穩(wěn)定發(fā)亮，“,VT”LED,關(guān)閉。,（,5,）,HFO,與,DO,間自動轉(zhuǎn)換,如果加熱器發(fā)生故障，有可能自動安排轉(zhuǎn)換到柴油，取決于低溫限制值參數(shù),Fa14,。在加熱器故障時，油溫低于,Fa14,并延時,2 min,確認(rèn)后，系統(tǒng)才能被設(shè)置為自動轉(zhuǎn)換到柴油。,在系統(tǒng)配置了電動或氣動轉(zhuǎn)換閥時，并且設(shè)置了參數(shù),Fa17,為主機(jī)最大燃油消耗量（,l/h,），如出現(xiàn)燃油消耗量持續(xù)小于參數(shù)值,Fa16,（,0100%,）,2min,后，系統(tǒng)會自動切換到,DO,的控制程序。,2,、

13、燃油供油泵的運行,/,備用控制（燃油循環(huán)泵的運行,/,備用控制相同）,在操作面板上有油泵工作模式選擇開關(guān)，用于選擇,Manual-Stop-EPC-Remote,，當(dāng)選擇,EPC,時，即油泵由,EPC,控制器自動控制，,EPC-50B,根據(jù)內(nèi)部參數(shù),Prl,來選擇燃油輸送泵的控制方式，,Pr1=1,（,2,）表示,1,號運行，,2,號備用；,2,（,1,）表示,2,號運行，,1,號備用。,同理，,Pr2,用于選擇燃油循環(huán)泵的控制模式。,備用機(jī)組啟動取決于相應(yīng)的壓力開關(guān)和運行機(jī)組的狀態(tài)，如,Pr11,為燃油輸送泵的出口壓力下限值，當(dāng)壓力低于該壓力時，并經(jīng)過延時時間,Fa9,確認(rèn)后，備用泵自動切換

14、工作?；蜻\行機(jī)組故障后，備用機(jī)組自動啟動。,3,、燃油濾器的自動控制,燃油濾器的選擇開關(guān)有,MAN,、,STOP,、,AUTO,三檔，當(dāng)選擇為自動時，濾器間隔性自動進(jìn)行反沖洗。而壓差開關(guān),PDS,只起到濾器臟堵報警的檢測作用。自動放殘還取決于系統(tǒng)設(shè)定的時間間隔,Fa21,，放殘時間由參數(shù),Fa22,決定。如果選擇手動，需要定期手動沖洗。,4,、脫氣自動控制,混合管內(nèi)將主機(jī)的回油和供油泵送來的油混合，油中混人的空氣會因密度小而上升到上部，所以需要定時控制脫氣閥，使空氣返回日用柜（因還混有高溫油）。如果上部浮子開關(guān)檢測到液位低，表示混合管內(nèi)空氣過多，系統(tǒng)控制脫氣閥打開，但如果,2 min,后仍然在

15、脫氣，則給出報警。,5,、遠(yuǎn)程控制,除本地基本控制級外，系統(tǒng)還可選配擴(kuò)展級、高級擴(kuò)展級和全自動級。,擴(kuò)展級是基本級中的操作控制和有關(guān)指示功能遠(yuǎn)傳到控制室，但是沒有基本級上的流程圖和信息顯示窗。使用時需要本地選擇開關(guān)轉(zhuǎn)至“,Remote”,（遠(yuǎn)程），實現(xiàn)的功能有狀態(tài)指示、燃油自動轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)啟?？刂?、油泵手動啟?？刂坪蛨缶甘荆坏遣荒茉谶h(yuǎn)程站實現(xiàn)報警復(fù)位和油泵自動切換控制，也沒有信息顯示窗和操作按鍵。一旦出現(xiàn)故障或油泵停止，需要到,EPC-50B,現(xiàn)場實現(xiàn)報警復(fù)位或油泵切換處理，所以擴(kuò)展級與系統(tǒng)的連線是一般的控制電纜。,高級擴(kuò)展級等于是本地操作面板移到了遠(yuǎn)程，在本地面板上選擇好“,Remote”

16、,即可將功能全部移交遠(yuǎn)程站，包括各油泵工作模式的選擇控制和信息窗內(nèi)容的顯示和操作。顯然，除需要控制電纜線連接外，還需要串行通訊,(RS485,通訊,),電纜聯(lián)系。,當(dāng)然要實現(xiàn)油泵自動遙控，需要電機(jī)啟動模式選擇開關(guān)處于“,Remote”,控制。如果選用全自動級的遠(yuǎn)程操作，則通過現(xiàn)場總線將控制器,EPC-50B,的總線接口與遠(yuǎn)程計算機(jī)直接相連，再在計算機(jī)內(nèi)配置相應(yīng)的通信和應(yīng)用軟件即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程全功能操作。,本地控制,EPC-50B,即成為整個分布式控制系統(tǒng)的一個通信節(jié)點，向上位機(jī)提供所需要的信息，并接受上位機(jī)的控制。此時遠(yuǎn)程設(shè)備與控制系統(tǒng)的連線就是一根通信線，不再需要控制電纜了。,第四節(jié) 燃油供油單元的操作與管理,1,、在系統(tǒng)投入工作之前，要先檢查燃油和加熱系統(tǒng)有沒有漏泄或損壞的情況，各閥件是否開關(guān)正確；把控制方式選擇開關(guān)打到,OFF,位置、合上主電源，觀察,EPC-50,主板和黏度檢測電路板指示是否正常；觀察比較測量值與實際值有無異常情況；手動檢測各電磁閥或電動切換閥是否正常、靈活。,準(zhǔn)備確認(rèn)后，啟動燃油供給泵，然后根據(jù)燃油系統(tǒng)具體配置情況將控制模式切換到,DO,或,HFO,位置，使用參數(shù)