反饋控制系統(tǒng)實(shí)例.ppt

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第一章反饋控制系統(tǒng)實(shí)例 第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng) 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 第五節(jié)大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制 第一節(jié)柴油機(jī)汽缸冷卻水溫度自動控制系統(tǒng) 返回目錄 圖1 1 1汽缸冷卻水溫度控制原理 冷卻器 M 調(diào)節(jié)器 冷卻器 M 調(diào)節(jié)器 主機(jī) 主機(jī) 三通調(diào)節(jié)閥 三通調(diào)節(jié)閥 執(zhí)行電機(jī) 執(zhí)行電機(jī) 感溫元件 感溫元件 第一節(jié)柴油機(jī)冷卻水溫度控制系統(tǒng) 返回本章 直接作用式冷卻水溫度控制 返回本節(jié) MR 型電動冷卻水溫度控制系統(tǒng) 一 控制系統(tǒng)的組成及工作過程 圖1 1 2 二 電源電路及繼電器開關(guān)電路 三 輸入電路和指示電路 四 PD控制電路 五 脈沖寬度調(diào)制電路 六 管理要點(diǎn) 圖1 1 3d 圖1 1 3a 圖1 1 3b 圖1 1 3c 返回本節(jié) 圖1 1 2 組成 調(diào)節(jié)器 開關(guān)組 限位開關(guān) 過載保護(hù) 三相伺服馬達(dá) 三通閥 返回最近 MR 型調(diào)節(jié)器 MR 型調(diào)節(jié)器是電動基地式儀表 它把測量 顯示 調(diào)節(jié)等各個單元及相關(guān)附件均組裝在一個控制盒內(nèi) 設(shè)置在集中控制室 控制盒的組成 1 MRB板 輸入與指示電路2 MRV板 比例微分控制電路3 MRD板 脈沖寬度調(diào)制電路4 MRK板 繼電器和開并裝置5 MRP板 主電源電路6 MRS板 穩(wěn)壓電源電路 圖1 1 4 返回本節(jié) 圖1 1 4 返回最近 Re2 Re1 D1 D2 Sr1 Sr2 L1 L2 R3 R4 R1 R2 C1 C2 SW1 SW2 SW 16V 16V 0V F1 F2 D1 C1 增溫 降溫 降溫 增溫 220V 16V MRP板 主電源電路 圖1 1 3d 返回最近 TU1 TU2 16V 16V 16V 16V R1 R2 R4 R5 W1 R3 C1 R7 C4 R6 R8 C2 R10 R11 R12 W2 W3 R13 T1 G T802 SW1 SW2 R9 C7 MRB板 輸入與指示電路 圖1 1 3a A B 15 10 返回最近 TU1 TU2 降溫 增溫 R11 R13 D7 D8 T2 T1 R10 R12 D6 D5 R8 R9 D3 D4 D1 D2 R5 R6 R2 R3 W2 R4 R7 C2 C1 R1 C3 W1 MRD板 脈沖寬度調(diào)制電路 圖1 1 3c 5 16V 16V 16V 返回最近 C4 TU1 TU2 R13 R8 R10 W2 R9 R11 R6 C4 R3 R2 R5 C3 C2 R1 C1 R14 R4 R7 W1 5 14 15 MRV板 比例微分控制電路 圖1 1 3b 返回最近 TU1 TU2 降溫 增溫 R11 R13 D7 D8 T2 T1 R10 R12 D6 D5 R8 R9 D3 D4 D1 D2 R5 R6 R2 R3 W2 R4 R7 C2 C1 R1 C3 W1 MRD板 脈沖寬度調(diào)制電路 圖1 1 3c 5 16V 16V 16V 返回最近 TU1 TU2 降溫 增溫 R11 R13 D7 D8 T2 T1 R10 R12 D6 D5 R8 R9 D3 D4 D1 D2 R5 R6 R2 R3 W2 R4 R7 C2 C1 R1 C3 W1 MRD板 脈沖寬度調(diào)制電路 圖1 1 3c 5 16V 16V 16V 返回最近 管理要點(diǎn) 1 面板功能2 投入使用3 故障排除通則4 參數(shù)調(diào)整 返回本節(jié) 第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng) 目標(biāo) 控制柴油機(jī)燃油的粘度 使之保持在最佳噴射粘度值上 原理 燃油的粘度隨溫度增加而下降 方法 改變?nèi)加偷募訜岢潭?船舶柴油機(jī) 尤其是主機(jī) 通常燃用重油 重油的粘度較大 為便于燃油的輸送和霧化 必須對燃油進(jìn)行加熱 并使其粘度值維持在設(shè)定范圍內(nèi) 返回本章 第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng) 常用燃油粘度控制系統(tǒng) 1 VAF型燃油粘度控制系統(tǒng) 2 NAKAKITA型燃油粘度控制系統(tǒng) 3 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 單片機(jī)控制 返回本節(jié) 第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng) 一 VAF型燃油粘度控制系統(tǒng)的組成fig 1 2 1 二 測粘計(jì)fig 1 2 2 三 差壓變送器fig 1 2 3 四 調(diào)節(jié)器 五 氣動調(diào)節(jié)閥fig 1 2 6 六 控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點(diǎn) 返回本節(jié) 返回最近 返回最近 返回最近 返回最近 第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng) 四 調(diào)節(jié)器立體圖fig 1 2 4簡圖桿系表盤PB和Ti的調(diào)整正作用式與反作用式調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)閥作用形式的配合手 自動切換 返回本節(jié) 返回最近 第二節(jié)VAF型燃油粘度控制系統(tǒng) 比例帶調(diào)整方法 比例帶調(diào)整盤上M點(diǎn)的位置逆時針 負(fù)反饋 比例帶 順時針 負(fù)反饋 比例帶 積分時間調(diào)整方法 積分閥開大 Ti 積分閥關(guān)小 Ti 返回本節(jié) 調(diào)節(jié)器桿系 返回最近 調(diào)節(jié)器表盤 返回最近 正作用與反作用 正作用式調(diào)節(jié)器 當(dāng)測量輸入增加時 輸出也增加 反作用式調(diào)節(jié)器 當(dāng)測量輸入增加時 輸出減少 正作用式 反作用式 1 噴嘴旋轉(zhuǎn)90 2 M點(diǎn)由左上角 右上角 返回本節(jié) 調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)閥作用形式的配合 正作用式調(diào)節(jié)器與氣開式調(diào)節(jié)閥 反作用式調(diào)節(jié)器與氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥 優(yōu)選 返回本節(jié) 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 一 控制系統(tǒng)的組成 功能及特點(diǎn) 二 測量單元 三 VCU 160粘度控制器 返回本章 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 一 控制系統(tǒng)的組成 功能及特點(diǎn) Fig 1 3 1 特點(diǎn) P22 返回本節(jié) 返回最近 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 二 測量單元 Fig 1 3 2 1 EVT 10C粘度傳感器 2 PT100溫度傳感器 Fig 1 3 4 粘度傳感器 單片機(jī)變送器 Fig 1 3 3 返回本節(jié) 返回最近 返回最近 返回最近 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 三 VCU 160粘度控制器 1 控制方式和過程 控制方式 溫度程序控制 溫度定值控制 粘度定值控制作用規(guī)律 PI控制 由單片機(jī)程序?qū)崿F(xiàn) 控制方式選擇開關(guān) DO STOP HFO 返回本節(jié) 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 三 VCU 160粘度控制器 1 控制方式和過程 控制過程 STOP DO程序加溫 直到DOTset 3 進(jìn)入溫度定值控制 DO指示燈亮 粘度報(bào)警關(guān) 返回本節(jié) 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 三 VCU 160粘度控制器 1 控制方式和過程 控制過程 STOP HFO程序加溫 直到HFOTset 3 或DO HFO進(jìn)入粘度定值控制 穩(wěn)定后 改為粘度 溫度定值控制 DO指示燈熄滅 HFO指示燈亮 返回本節(jié) 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 三 VCU 160粘度控制器 1 控制方式和過程 控制過程 HFO DO粘度定值控制 降溫 直到DOTset 3 進(jìn)入溫度定值控制 DO指示燈亮 HFO指示燈熄滅 返回本節(jié) 第三節(jié)VISCOCHIEF型燃油粘度控制系統(tǒng) 三 VCU 160粘度控制器 2 控制板電路Fig 1 3 6 1 模擬量輸入電路 2 開關(guān)量輸入電路 3 輸出電路 4 顯示電路 返回本節(jié) 返回最近 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 主鍋爐 蒸汽動力船舶上用于蒸汽動力裝置的鍋爐 蒸發(fā)量大 蒸汽壓力高 對水位和蒸汽壓力的控制要求較高 常采用帶有積分作用的調(diào)節(jié)器 輔鍋爐 內(nèi)燃機(jī)動力船舶上的鍋爐 油輪輔鍋爐 加熱貨油 驅(qū)動甲板設(shè)備 蒸發(fā)量較大 類似主鍋爐 貨輪輔鍋爐 燃油 滑油及生活用水加熱 要求不高 其水位和壓力常用雙位控制 返回本章 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 一 鍋爐水位控制的特點(diǎn) 二 某油輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理 三 變送器 四 調(diào)節(jié)器 五 給水調(diào)節(jié)閥 六 控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點(diǎn) 返回本節(jié) 一 鍋爐水位控制的特點(diǎn) 1 水中含有蒸汽 15 20 2 蒸汽壓力變化時 水下蒸汽的體積發(fā)生變化 虛假水位 難控制 因此 水位與給水量 蒸發(fā)量和水下蒸汽體積有關(guān) 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 返回本節(jié) 一 鍋爐水位控制的特點(diǎn) 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 1 雙沖量水位控制 1 單沖量 水位 2 雙沖量 水位 蒸汽流量fig 1 4 1 3 三沖量 水位 蒸汽流量 給水量 返回本節(jié) 返回最近 一 鍋爐水位控制的特點(diǎn) 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 2 雙回路水位控制 1 水位控制回路 2 給水壓差控制回路 fig 1 4 2 返回本節(jié) 返回最近 二 某輪輔鍋爐水位自動控制系統(tǒng)的組成 fig 1 4 3 P 氣動計(jì)算器的氣壓輸出 A 水位調(diào)節(jié)器的氣壓輸出 B 蒸汽流量變送器的氣壓輸出 K 系統(tǒng)常數(shù) 此處K 2 C 儀表制造常數(shù) 本儀表為50 0 6MPa 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 返回本節(jié) 返回最近 作用 測量被控量 并把被控量的變化量按比例的轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號 輸出至調(diào)節(jié)器和顯示儀表 氣動標(biāo)準(zhǔn)信號 19 6KPa 98 1Kpa0 02MPa 0 1Mpa0 2kg cm2 1 0kg cm2 三 變送器 Fig 1 4 4 返回本節(jié) 三 變送器 1 氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理 2 遷移原理 返回本節(jié) 1 測量部分 把被控量變化轉(zhuǎn)換為軸向推力 p q測 p F膜 1 氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理 Fig 1 4 4 Fig 1 4 6 返回本節(jié) 返回最近 M測 p F膜 l1 M反 p出 F波 l2 M測 M反 2 氣動轉(zhuǎn)換部分 把測量部分輸出的軸向推力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的氣壓信號作為差壓變送器的輸出 1 氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理 Fig 1 4 7 Fig 1 4 4 返回本節(jié) 返回最近 在K單中 F膜 F波和l1都是固定不變的 唯一可調(diào)的是l2 反饋波紋管 l2 K單 量程 反饋波紋管 l2 K單 量程 要得到較大的量程 就必然使l2增長 為不使變送器體積過于龐大 將大量程變送器制作成雙杠桿式變送器 1 氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理 Fig 1 4 4 返回本節(jié) p F膜 l1 q反 l2 M測 M反 q 反 l4 p出 F波 l3 1 氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理 2 氣動轉(zhuǎn)換部分 雙杠桿 Fig 1 4 5 Fig 1 4 8 返回本節(jié) 返回最近 3 差壓變送器調(diào)零和調(diào)量程假定 p的最大變化范圍是0 1000mmH201 讓正負(fù)壓室均通大氣 使 p 0 觀察變送器輸出壓力是否為0 02MPa 若不是 擰動遷移 調(diào)零 彈簧 使p出 0 02MPa 2 逐漸增大正壓室壓力 使p出 0 1MPa 觀察正壓室壓力是否為1000mmH20 若小于它 說明量程小了 則松開量程支點(diǎn)的鎖緊螺母 上移支點(diǎn) 反之亦然 3 重新調(diào)零 調(diào)量程 直到零點(diǎn)和量程準(zhǔn)確為止 1 氣動差壓變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理 Fig 1 4 4 返回本節(jié) 單杠桿差壓變送器結(jié)構(gòu)原理圖 氣源 輸出 Fig 1 4 4 返回最近 單杠桿差壓變送器結(jié)構(gòu)原理圖 氣源 輸出 6 噴嘴 13 膜盒 9 鎖緊螺母 8 主杠桿 7 遷移彈簧 5 檔板 15 緊固螺母 14 正壓室 12 負(fù)壓室 11 支架 10 靜壓誤差調(diào)節(jié)螺母 1 放大器 20 瑣緊螺釘 19 反饋波紋管 18 量程調(diào)節(jié)指點(diǎn) 17 底版 16 密封簧片 4 頂針架 3 頂針 2 遷移螺釘 Fig 1 4 4 1 ST 返回最近 雙杠桿差壓變送器工作原理圖 氣源 p2 p1 p出 Fig 1 4 5 返回最近 測量部分結(jié)構(gòu)原理圖 Fig 1 4 6 返回最近 單杠桿差壓變送器工作原理圖 p2 p1 V 氣源 p出 l1 l3 l2 F反 Fig 1 4 7 返回最近 雙杠桿差壓變送器受力分析圖 p出 p1 p2 q反 量程支點(diǎn) q 反 l4 l3 l2 l1 Fig 1 4 8 返回最近 所謂遷移 是指根據(jù)實(shí)際需要將變送器量程的起點(diǎn)由零遷到某一數(shù)值 遷移后 量程的起點(diǎn)和終點(diǎn)都改變 但量程不變 以測量鍋爐水位為例說明其遷移原理 2 遷移原理 Fig 1 4 9 返回本節(jié) 返回最近 用參考水位罐檢測鍋爐水位裝置 5 1 2 3 4 6 B A C C Fig 1 4 9 返回最近 圖1 4 9用參考水位罐檢測鍋爐水位裝置 5 差壓變送器 2 參考水位罐 4 參考水位管 6 閥箱 B A C C 泄放閥 1 鍋爐 A 截止閥 B 平衡閥 3 測量管 Fig 1 4 9 返回最近 差壓變送器的負(fù)遷移特性 MPa 0 02 mmH2O 600 600 0 負(fù)遷移 0 1 Fig 1 4 10 返回最近 MPa 0 02 Kg cm2 10 0 正遷移 0 1 6 4 返回最近 量程遷移的優(yōu)點(diǎn) 1 適應(yīng)不同應(yīng)用場合的需要 例如 水位測量2 提高靈敏度 量程越小 K越大3 減小誤差 10 6 1 0 04 10 0 1 0 1 返回本節(jié) 四 調(diào)節(jié)器 fig 1 4 11 通用正 反作用式PID調(diào)節(jié)器 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 返回本節(jié) 返回最近 四 調(diào)節(jié)器 fig 1 4 12 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 力矩平衡原理 返回本節(jié) 四 調(diào)節(jié)器 fig 1 4 12 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 PB的調(diào)整 比例帶調(diào)整桿 Ti的調(diào)整 積分閥 Td的調(diào)整 微分閥 返回本節(jié) 返回最近 五 給水調(diào)節(jié)閥 fig 1 4 13 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 返回本節(jié) 返回最近 六 常見故障及管理要點(diǎn) 第四節(jié)大型油輪輔鍋爐水位自動控制 1 水位波動 2 實(shí)際水位與給定值 3 實(shí)際水位與顯示值不符 1 常見故障 2 管理要點(diǎn) 與其他氣動控制系統(tǒng)相同 返回本節(jié) 第五節(jié)大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制 一 蒸汽壓力控制的特點(diǎn) 二 蒸汽壓力自動控制系統(tǒng)的組成及工作原理 三 系統(tǒng)的其他元件 四 控制系統(tǒng)常見故障分析及管理要點(diǎn) 返回本章 一 蒸汽壓力控制的特點(diǎn) 第五節(jié)大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制 1 控制蒸汽壓力 即控制燃燒強(qiáng)度 噴油量 2 蒸汽壓力的控制要求較高 一般采用PI調(diào)節(jié)器 3 風(fēng)壓控制 調(diào)整風(fēng)門擋板 Fig 1 5 1 4 燃油壓力 燃油溫度的控制 返回本節(jié) 返回最近 二 蒸汽壓力自動控制的組成及工作原理 第五節(jié)大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制 Fig 1 5 2 返回本節(jié) 返回最近 三 系統(tǒng)的其他主要元件 第五節(jié)大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制 Fig 1 5 3 1 燃油控制閥 2 函數(shù)發(fā)生器 Fig 1 5 4 3 微分閥 Fig 1 5 5 4 高壓選擇器 Fig 1 5 7 返回本節(jié) 返回最近 返回最近 返回最近 返回最近