自动化机舱电气与自动控制船舶轮机员实操训练.docx

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自动化机舱电气与自动控制船舶轮机员实操训练

三管轮自动化机舱实训题库

船舶自动控制系统

冷却水温度控制系统的操作与管理

（1）启动系统

（2）温度设定值和调节参数的调整

（3）手动—自动控制转换，并行冷却水温度的手动控制操作

（4）停止系统

燃油黏度控制系统的操作与管理

（1）启动系统

（2）黏度设定值和参数调节器参数的调整

（3）手动/自动控制转换，并进行黏度的手动控制操作

（4）停止系统

辅锅炉燃烧时序控制系统的操作

（1）启动系统

（2）使系统投入正常的自动控制工作状态，观察自动预扫风和点火燃烧时序过程

（3）将系统转换到手动操作状态，并进行手动点火，点火成功后对蒸汽压力进行手动调整

（4）停止系统

分油机自动控制系统的操作

（1）启动系统，直到进入正常分油状态

（2）手动排渣操作

（3）停机操作

※分油机出水口和排渣口跑油的原因

4.机舱监测与报警系统

机舱监测与报警系统的使用操作

（1）监视与报警系统的使用操作

（2）延伸报警装置的使用操作

火警探测装置的使用操作

（1）火警探测装置的使用操作

（2）火警探测装置的测试

（3）火警探测装置的试验

冷却水温度控制系统的操作与管理

机舱中使用的温度控制器是比较典型的NAKAKITA比例积分调节器，其主要组成可分为三部分：

压力式温度传感器，感受油水温度，感受到的信号直接传给温度控制器；

温度控制器，接受温度传感器得到的温度信号，并与设定温度值相比较，根据需要输出气压信号，控制油、水管路上的三通阀，使其通过冷却器的油、水量增加或减少，从而达到调节温度的目的。

控制器上有两个指针，其中黑针指示实际温度，红针指示设定温度，设定温度可由温度设定钮进行设定。

三通阀：

是系统的执行机构，它正常的动作原则是，当温度低于设定温度时，油或水全部旁通，不经过冷却器；实际温度高于设定温度时，根据偏差值按比例地改变通往冷却器的管路通径，冷却过的水和未被冷却的水混合后的温度即所需要的温度。

训练步骤：

⑴.熟悉系统：

在系统中找出：

传感器的位置、温度调节器的气源、温度设定钮、比例积分调节钮；熟悉三通调节调阀的结构、管路的连接关系。

⑵.改变温度设定值，观察控制器输出信号的变化情况、三通阀开度的变化情况。

⑶.改变比例带的大小，再改变设定值，观察控制器输出值的变化速度。

⑷.改变积分时间，再改变设定值，观察控制器输出值的变化情况。

燃油黏度控制系统的操作与管理

实验室采用的是VAF型粘度控制系统，其基本工作原理及结构在自动化课中已学习过，这里结合设备安装情况作一简介：

设备的组成框图如下：

去主机

图5-3粘度控制系统的组成框图

其中测粘计是一电机经蜗轮蜗杆机构减速后驱动一小齿轮泵，泵油经测粘计内部的一毛细管。

齿轮泵在工作时，毛细管进、出口的压差反映在差压变送器上。

经差压变送器放大的信号分四路送出。

第一路接在差压变送器旁边的一粘度显示器上，由指针所在的位置可直接读出粘度值的大小。

第二路接在一粘度记录仪上，由时钟式记录仪将粘度的变化情况记录在记录纸上，经过一段时间后可观察粘度的变化情况，以判断粘度是否合适及粘度控制系统的工作情况。

第三接在一粘度传感器上，若粘度超过设定值，传感器中的继电器动作，机舱监测系统即得到一报警信号，并通过声音或灯光进行报警。

第四路是最主要的，它接至控制台上的粘度控制器上，粘度控制器上的黑色指针即显示粘度的大小，而红色指针所指的刻度值为设定粘度。

实际粘度与设定粘度不统一时，粘度控制器即输出控制信号，控制加热器，增大或减小加热量，控制粘度值保持在合适的粘度范围内。

训练步骤：

1.熟悉系统：

能根据上述框图熟悉系统的每一个部件、气压信号之间的管线之间的连接关系。

2.系统中各部件的使用与操作。

⑴.起动测粘计：

起动前，打开差压变送器高、低压信号之间的旁通阀，以免变送器超载，测粘计正常工作后再关闭旁通阀。

⑵.机舱粘度显示仪上粘度值的读取，粘度记录仪的使用。

⑶.集控室操纵台上粘度控制器的使用。

调低或调高设定值，观察其输出值的变化情况。

粘度控制器的控制模式分为自动和手动，自动时，控制器根据粘度的变化，自动地输出控制信号，控制加热器。

手动时，调节控制器左下方的手动调节钮，输出的控制信号即随之变化。

试验时可通过加热器控制箱上的加热器指示灯，观察控制信号的变化情况：

加热器的加热元件分为6个组，当实际粘度值高于设定值很多时（具体值可设定），6组加热器全部通电；而粘度差小时，通电的加热器组数减少，粘度合适时，加热器全部断电。

⑷.粘度控制器的调节：

调节比例带的大小观察调节过程；

转换正反比例调节作用，观察控制信号的输出情况；

手动与自动控制之间的无扰动转换：

若自动控制失效时，可转换为手动控制。

若要实现无扰动转换，在转换前调节手动输出信号，使控制器右下角的波纹管下端对准画在旁边的黑线，将转换开关转至手动，然后用手动调节控制信号的输出，使粘度保持一个合适的数值。

注意：

船上的粘度控制系统，一般用蒸汽加热器进行加热，粘度控制器的输出信号直接用于蒸汽加热阀的开度。

本实验室是利用电加热，控制器的输出信号是用来控制电加热器的继电器。

辅锅炉燃烧时序控制系统的操作

辅锅炉燃烧时序控制是指，给锅炉一个起动信号后，能按时序的先后，自动进行预扫风、预点火、喷油点火，点火成功后对锅炉进行预热，接着转入正常燃烧的负荷控制阶段。

同时对锅炉的运行进行一系列的安全保护。

辅助锅炉燃烧时序控制框图如图所示。

按下锅炉起动按钮后，自动起动燃油泵和鼓风机，关闭燃油电磁阀使轻油在锅炉外面打循环，此时风门开得最大，以大风量进行预扫风，防止锅炉内残存的油气在点火时发生冷爆。

预扫风的时间根据锅炉的结构形式不同而异。

锅炉燃烧时序控制框图一般20s-60s。

达到预扫风的时间自动关小风门，同时点火电极给出电火花进行预点火，时间为3秒左右。

然后打开燃油电磁阀，或开大回油阀，或让一个油头喷油工作，即以小风量和少喷油进行点火。

点火成功后维持一段时间低火燃烧即进入正常的负荷控制阶段。

在预定的时间内若点火不成功，或风机失压，或中间熄火等现象发生，会自动停炉，待故障排除后按复位按钮方能重新起动锅炉。

控制过程：

（1）预扫风。

预扫风就是在启动锅炉时先用空气吹除残留在炉膛内的油气，防止炉膛内集油过多而在点火时发生冷爆。

预扫风的时间根据锅炉的结构形式不同而异，一般是20~60秒。

给锅炉一个启动信号后，控制系统能自动启动油泵和风机。

这时燃油电磁阀是关闭的，不能供油，风门开的最大以大风量进行预扫风。

（2）点火。

当整定的预扫风时间达到后，控制系统会自动关小风门以利于点火。

点火变压器通电，点火电极产生电火花进行预点火（时间为3秒左右）。

然后打开燃油电磁阀进行供油点火。

有些锅炉没有预点火，在点火变压器通电的同时打开燃油电磁阀进行供油点火。

在点火时间内要求小风量少喷油。

对只有一个油头工作的辅锅炉，要开大回油阀减少供油。

对有两个油头的辅锅炉，点火期间只打开一个油头的电磁阀进行点火，不同的时序控制系统其点火时间也不同，一般在几秒到几十秒范围内。

点火是否成功由火焰感受器来监视。

在调定的点火时间内。

如果炉膛内有火焰说明点火成功，时序动作继续进行。

如果炉膛内无火焰说明点火失败，自动停炉，待故障修复后再重新启动。

（3）负荷控制。

点火成功后维持一段时间低火燃烧对锅炉进行预热，然后开大风门，关小回油阀或打开第二个油头电磁阀，以大风量多喷油来增强炉膛内的燃烧强度，使锅炉进行正常燃烧的负荷控制阶段。

负荷控制就是对锅炉蒸汽压力进行自动控制。

（4）安全保护。

如果发生点火失败、风机失压、中间熄火、水位太低等现象，会自动停炉对锅炉进行安全保护。

待故障排除后按复位按钮才能重新启动锅炉。

分油机自动控制系统的操作

分油机型号:

MITSUBISHSJ700额定分油量:

700L/H额定转速时序控制方式:

继电器式

一、结构特点:

SJ系列分油机基本结构与DE-LAVAL和DZY-50型相同。

但自动排渣控制机构区别较大。

参考图5-1.

1.控制分离筒开闭的是位于分离筒外圈的可上下滑动的阀筒,阀筒的内表面与分离筒的为表面形成了一个低压水室和高压水室,而高压水和低压水则分别来自高度不同的两个工作水箱。

当通过某种方式使低压水与工作水管相通时,由于低压水的静压力与分离筒高速旋转所产生的离心力,平衡于高压水室进口的外侧,低压水只进入低压水室,阀筒只受一向上的作用力,因而分离筒关闭,分油机进行分油工作。

当高压水与工作水管相通时,静压力与离心力的平衡点内移,工作水可同时进入阀筒的两个水室。

由于阀筒上部与水接触的有效作用面积大于下部,因而阀筒下移,打开分离筒,进行排渣。

2.工作水的配水盘只有一个进水通道,来自手动及自动控制的四股工作水均通过此通道进入高压水室或低压水室。

当排渣结束,停止高压水进入时,高压水则从阀筒上的带细孔的喷嘴泄出,阀筒则在低压水室中的水的离心静压力的作用下自动封闭排渣孔。

排渣机构的工作原理可参考图5-2。

二、熟悉管路系统及阀件。

⑴燃油系统。

⑵工作水系统。

参考图5—2,对照实物,找出高置工作水箱的位置,以及它的上水管,出水管,泄放管。

找出水封水电磁阀,工作水电磁阀,排渣水电磁阀。

找出手动控制时用的水封水阀,工作水阀,排渣水阀。

熟悉手动控制和自动控制时各种水管的连接关系。

⑶控制空气管路。

2.熟悉控制箱面板、控制箱内的时间继电器、它们的功能调节方法。

本分油机的控制箱有两个,一个控制电动机,另一个专门控制自动排渣系统。

对后者要熟悉每一个按钮的作用,指示灯的含义。

分油机的自控过程是靠五个时间继电器来完成的,分别为自控过程中每个动作之间的时间间隔、置换、排渣、密封、水封、供油。

弄清各时间继电器的单位及调节方法。

3.起动前的准备工作。

⑴·检查齿轮箱内的油位。

⑵·检查并脱开刹车装置。

⑶·确认油柜油位及油温正常,分重油时还要接通加热器并调节至合适的温度。

⑷·检查工作水柜的水位,必要时调整。

⑸·确认油路中各阀件已按要求打开或关闭,保证油路畅通。

⑹·必要时检查离合器是否正常。

⑺·确认燃油的三通阀处于循环位置。

⑻·自动运转时,要检查气源,必要时进行压力调节。

4.手动分油。

以上准备作好后即可进行分油操作。

手动操作时可不接通自动控制箱的电源,只合上电动机的电源。

按下起动按钮,电机即可运转,此时观察齿轮泵的传动轴是否转动,若不转动要找出原因,排除故障;检查分油机是否有较大的震动,若是要找出原因排除故障。

整个起动过程要始终观察控制箱上的电流表,刚开始时电流较小,分离筒加速时电流最大,可达4A,分油机达到额定转速后,电流降至,在进油或排渣的过程中,电流值可能略有增加。

按下起动按钮4-5分钟后,分油机达其额定转速,此时可按排渣清洗,水封,进油的顺序进行手动分油操作。

停止分油,要先使燃油停止进入分油机,然后按置换,排渣,清洗的次序进行操作。

5.自动分油。

分油机检查准备完毕后,人工起动达全速后,调整好各运行参数,如加热温度,分油量,排渣时间间隔等;将自动控制箱的电源接通,按下自动运转按钮,就可转入自动运转,其操作过程如下:

⑴·高压水进分离筒,进行置换;

⑵·高压工作水电磁阀开,分离筒打开,进行排渣操作;

⑶·高压工作水电磁阀关,低压工作水起作用,分离筒密封;

⑷·高压水进分离筒,建立水封。

⑸·控制空气电磁阀开,打开燃油三通阀通往分油机的油路,燃油进入分油机,分离好的油经净油泵泵至日用柜。

⑹·当达到预定的排渣间隔时间时,电控系统自动进行上述五项程序,即排渣后再进入自动分油过程。

在自动运转的过程中,若按一下排渣试验（DISCHARGETEST）钮,系统也会自动进行上述前五项程序。

若按下自动停止钮,系统只进行上述前两项程序,然后将电动机的电源切断,即完成了整个分油操作。

在分油机自动运转过程中,若出现跑油,系统会自动地断油,置换,排渣,然后将分油机停掉。

6.报警试验。

分油机设有两个跑油报警:

出水口跑油;

排渣口跑油

试验时,先使分油机进入自动运转状态,但将燃油手动关掉。

打开出水口旁边的端盖,用手抬起出水口上方的浮子,继电器动作,控制箱上的指示灯亮,蜂鸣器响,同时油路上的三通阀动作,切断进入分油机的油路。

如果无人看管,系统会自动排渣后将分油机停掉。

此即模拟了出水口大量跑油的情况。

要做分离筒关不严跑油实验,在手动停油后,将高压工作水阀转至排渣位置,从排渣孔排除的水将使继电器动作,控制系统同样会将分油机自动停掉。

机舱监测与报警系统的使用操作

机舱监测与报警系统是轮机自动化的一个重要内容，它的功能是准确可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及其参数，一旦运行设备发生故障，自动发出声、光报警信号。

根据自动化程度的不同，有些系统还具有报警记录打印，参数和状态的定时或召唤打印以及参数的分组显示等功能。

对于无人值班机舱，集中监视与报警系统还能把报警信号延伸到驾驶台、公共场所、轮机长房间和值班轮机员的住所。

机舱集中监视与报警系统不仅可以改善轮机管理人员的工作条件，减轻劳动强度，及时发现设备的运行故障，而且也是实现无人机舱的基本条件。

在机舱中需要监视的参数可分两类：

一类是开关量，另一类是模拟量。

三大部分组成：

（1）分布在机舱各监视点的传感器；

（2）安装在集中控制室内的控制箱和监视仪表或监视屏；（3）安装在驾驶台、公共场所、轮机长和轮机员居室的延伸报警箱。

功能：

1．声光报警2．参数与状态显示3．打印记录4．报警延时5．报警闭锁6．延伸报警7．失职报警8．值班呼叫9．测试功能10．自检功能11．备用电源的自动投入

延伸报警：

延伸报警功能是为无人值班机舱设置的。

在无人值班的情况下，必须将机舱故障报警信号分组后传送到驾驶台、公共场所、轮机长及值班轮机员住所的延伸报警箱。

延伸报警通常是按故障的严重程度来分组，可把全部监视点的报警信息分为四组：

主机故障自动停车报警；主机故障自动降速报警；重要故障报警；一般故障报警。

有时为了简化延伸报警，在值班轮机员住所的延伸报警箱上仅设置重要故障报警和一般故障报警两个报警指示灯。

失职报警：

若值班轮机员未能在3min内及时到达集中控制室完成确认操作，即使已在延伸报警箱上进行过确认，仍将被认为是一种失职行为，报警系统就使所有延伸报警箱发出声光报警信号。

报警系统发出失职报警后，只能在集中控制室进行消声，复位3min计时器后才能撤消失职报警。

死人报警（deadmanalarm）又称轮机员报警，是当在有人值班的情况下，轮机员在下机舱巡逻之前开启死人报警功能，当预定的时间内，该轮机员没有对死人报警计时器进行复位，系统会在一段时间后（通常为27MIN）通过报警灯柱发出一个死人报警预报警，如果再过一段时间（通常为3MIN）还没有复位，真正的死人报警就会发生，监测报警系统会通过延伸报警等方式通知全船，机舱有“死人”发生了。

注意要和轮机员呼叫区别开来，轮机员呼叫是在换班的时候集控室对下一值班轮机员进行呼叫，该他值班了，同时位于下一值班轮机员房间的

轮机员呼叫板会发出声光报警信号（通常是集成在延伸报警板上面的）。

火警探测装置的使用操作

1.组成和原理

船舶火灾报警系统则是消防系统中的一个重要组成部分，使船员尽早发现火灾，及时采取有效措施，扑灭初期火灾，船舶上的火灾自动报警系统主要分为三种：

用于舱室的火灾自动报警系统、用于干货舱的火灾自动报警系统以及易燃气体探测系统。

将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量通过火灾变成电信号传输到火灾报警控制器，火灾报警控制器接收到火警信号后进行声光报警并显示报警的区域或位置，同时将报警信号输出到相应的火灾区域显示屏，并能发出联动控制信号控制相应的消防设备，如关闭相应分区的防火风闸和梯道的防火门或视需要关闭相应分区内的风机、油泵等等。

下图为火灾报警控制系统的组成图

2.船舶火灾报警系统的现场检验

试验船舶火灾报警系统在主电源断电时，应能自动转换到应急电源当主电源恢复时应能自动转换到主电源。

模拟火灾报警系统的电源断电或线路短路开路接地等故障应在控制板上发出声光故障报警信号并且故障报警信号应与火灾报警信号有区别。

用热吹风机、烟感悬浮微粒、紫外光源等分别对感温探测器、感烟探测器、紫外火焰探测器进行功能试验。

探测器动作时。

应在控制板和指示装置上发出声光火警信号并显示报警的区域或位置，如在2分钟内未对报警信号进行确认，则应向所有船员起居处所和服务处所控制站以及A类机器处所自动发出声响报警。

有些船的火灾报警系统能对其它消防系统进行控制，例如有火警信号时，能自动关闭相应分区的防火风闸和梯道的防火门等。

试验手动报警按钮，在手动报警按钮动作后火灾报警系统应能立即报警，不得有延时。

如果手动报警按钮为破玻按钮，则其破玻小锤不能缺失。

3.船舶火灾报警系统的维护

每周对主备电源进行自动切换试验,每年对全部探测器火灾报警按钮进行报警试验。

定期维护火灾报警、故障报警、报警部位显示、系统自检、打印等功能应保持系统准确。

及时消除误报警，火灾探测器由于灵敏度选择不合理、环境湿度过大、风速过大、粉尘过大、机械震动、探测器使用时间过长、器件参数下降等原因导致误报警。

应检查误报的火灾探测器的现场有无干扰存在，如有干扰存在，则应设法排除。

对于误报频繁而又无其它干扰影响正常工作的火灾探测器应及时予以更换，不可把误报警的探测器关闭。

不能轻易更改探测器的类型，在同一个火灾报警系统中，火灾探测器的底座有些是通用的，如果更换探测器的类型，在感烟探测器的地方换上了感温探测器，在感温探测器的地方换上了感烟探测器，将会导致误报或不报，影响系统的功能。

船员不要修理探测器，有些船舶由于缺乏足够的备件，船员会自己动手从换下的失灵火灾探测器中拼装出，新探测器，这种新探测器，装到火灾报警系统中也不会有故障报警，甚至也能报警，但灵敏度就没法保证。

船舶应备有足够的各种类型的火灾探测器备件及烟雾测试气体。