课件：轮机自动化课程实验指导书

1、 轮机自动化课程实验指导书 主编 刘业军广东海洋大学航海学院2006年8月 实验一 自动化仪表的调校 一实验目的熟悉和掌握差压变送器、温度变送器的调校（包括调零、量程调整、特性测量和故障排除）及调节器的调校（包括操作，p、i、d参数校验，故障排除、仪表刻度校验）。二实验步骤1差压变送器的调校图11为opz单杠杆差压变送器结构原理图，其中包括测量室，反馈波纹管，迁移弹簧，喷嘴挡板，放大器等， 0.21.0kgf/cm2） 输 出 图1-1调校系统方框图为了便于调节零位和量程，将测量信号分为高压和低压，高压将采用定值器作为2p，或者高压采用水位高度，低压室通大气。减压阀调至1.6kgf/cm，定值

2、器调至21.4kgf/cm，首先按上述方框图，将各部件连接成调校系统，并调好减压阀，定值器输出值，同时检查连接部分是否漏气，用螺丝刀推动喷嘴挡板，同时观察输出压力变化情况，看看是否达到最大值或最小值，否则找出原因，并排除之，之后进行变送器零位，量程调整。在进行零位调节之前，将变送器正、负压室均通大气，此时p=0，此时观察输2出压力表的输出压力是否为0.2kgf/cm，如果不对则调节调零螺丝，直到输出为20.2kgf/cm为止。比如：此时输出压力偏大或偏小，则调节负迁移弹簧或正迁移弹簧。在实际情况下，利用迁移方法除可以调节零位外，也可以提高变送器的测量精度和灵敏度，比如：采用量程为01mpa的一

3、级变送器，其测量绝对误差为0.01mpa，如果实际测量为0.6mpa1mpa，此时将零点迁至0.6mpa，测量范围为0.4mpa，在精度不变的情况，其绝对误差为(1.00.6)1%=0.004mpa，可见精度和灵敏度得到很大提高。2 在进行量程调节前，首先进行高压量程调节，比如用1kgf/cm。低压零位用水位高度，比如600mm水柱。按要求接好测量信号，根据所要求的范围，调至最大值，此时观察变送器输出是否为0.1mpa，如果不对则调节反馈波纹管的量程支点，达到0.1mpa为止，同时零位发生变化，此时零位必须进行调整，这样反复进行3次以上，直到零点和量程均合适为止。采用水位为测量信号时量程调节方

4、法：以下为采用参考水位罐检测锅炉实际水位的参考模型。如图1-2所示，参考水位应接负压室，实际水位接正压室，当实际水位处于最低水位时，p<0（比如为-600mmh20），此时应调节正迁移弹簧使输出至0.2kgf/cm，然后增加实际水位，p变大，至最高水位时，输出压为1.0kgf/cm，这样反复进行零位和量程调节直到满意为止。在进行特性测量之前，首先在测量范围之内，均匀地选择10点从小至大逐点测出输出压力。注意输入点一般应以水值刻度标准为基准，如果刻度误差偏离较大时应重新校验。通过以上操作和调节，可能会出现一些故障，比如：指示值不对，如果出现这样的问题一定要排除掉。 实际水位罐 图1-2 2

5、22温度变送器的调校图1-3为dbw-12热电阻或温度变送器调校系统连接图 15vdc 图13 420madc说明：rt采用直流电阻箱(0.01级)；电压输出采用数字电压表(0.1级)；电流输出采用直流ma表(0.2级)，电源采用直流稳压电源。当7-8端短接时可进行电压输出，进行电流输出时取不短接线负载电阻100。 根据被测测试范围：查出对应pt100对应的电阻值，然后调节调零电位器旋钮，使输出为1伏或4ma，调节电位器至最大值，使对应输出为20ma或5v（如果不对，则调节量程电位器）。按照测量范围，从小至大，均匀找出10点（最小），测出输出对应值，然后绘制对应曲线，在测量调校过程中，如果出现

6、不同问题，应即时排除。3调节器的调校 调供电压至220v，通电预热一小时。dtdt调节器调校系统接线图如图1-5关置“正”，调节器先置手动使调节器输出为2v， 具体地说，当置于阶跃信号1v时，输出从（2+11）开始计时到2+2此时的pp时间；即为定测积分时间。为了防止实测比例带对ti的影响，可先将阶跃信号置入，使输出在比例作用下，然后置入积分，这样到达某一值的时间为积分时间。c、微分时间的校验：调节器置手动，输出为1v，“d”关，p=100%（定测值），积分时间为最大，给定信号源输出为3v，内给定为3v，e=0置“自动”，输出不变（1v），然后置“手动”，调信号源至3.25v，阶跃为e=0.2

7、5，且根据输出响应：v0=v()+v0-v()e-t/t其中：v()=1.25v=(1+0.25v)v0=k0de+1(k0=10)=0.2510+1+=3.5vv0=1.25+(3.5-1.25)e-12.075v那么实际微分时间t0=(t0/kd)kdkd为微分增益，（td/kd）为实测值。 d：显示仪表的校验：输入值指示：改变信号源为5v，输入指针在100%，输入电压为1v，指针在0%，反复调整。给定值指示：调节器处于“手动”，置外给定，给定值为5v，调整开表头侧面“调零”使给定指针在100%，给定值为1v，指针在0%。输出指示误差置“手动”，使输出为1v，5v时的指针位置，否则调整输出

8、指示调零螺钉。 总之，在进行调节器校验时，首先了解此调节器的型号以反相关的参数，比如微分增益，误差系数，积分增益，以便在计算和校验过程使用，使校验更加精确。 实验二 柴油机水温控制系统和参数整定 一实验目的1. 使学生能根据要求整定比例带、整定积分时间、整定微分时间；2. 分析pb、ti、tb对动态过程的影响；3. 掌握系统投入运行的操作程序及无拢动操作二系统原理及参数整定本系统采用mxa系列数字专家参数自整定调节器，用电模拟方式模拟柴油机负荷，结构如图下：冷却 器 图2-1 1接通电源，起动水泵马达，同时观察各水柜水位情况。2检查管系是否有漏泄情况，检查数显单元以及报警器工作是否正常，以及所

9、显示的值是否与实际情况一致，否则应调节。3将调节器先置“手动”位置，按/键，改变阀门位置，同时观察阀门指示与实际阀门的动作情况，且分别为4ma和20ma时阀门是否全开或全关。4增加柴油机负荷为“1”档位，手动操作阀门，使水温以较快的速率增加至50附近。5将调节器置“自动”位置。观察水温变化和阀门动作情况，同时记录时间和各点的温度值，建议以12分钟为测试点，然后绘制水温变化曲线。 测量记录表6置“手动”给广义对象某一阶跃信号，待水温稳定后，再给一定的阶跃输入，至水温稳定，记录第二个阶跃输入后的输出值。 测量记录表及参数。7置“自动”位置，柴油机负荷从“1”位至“2”位，再至“3”位，或以“3”位

10、，直接至“1”位的情况下所记录的曲线。正扰动作用下测量值负扰动作用下测量值根据所记录的值作出正、负扰动情况下的响应曲线。8待系统稳定后，按set键改变给定值，比如设定温度为60，而原来给定为59，则按set后，再按增加键一下，则改变1，其它类似。9pid参数的整定方法此调节器具有自整定和人工整定两种方法，自整定方法一般是在过程开始或过程中途进行，整定时间一般依被控对象而定，特别对于变化很快的系统，过程中途自整定要注意，防止在自整定过程中出现严重事故，自整定法采用的两步自整定：即自动给出阶跃信号，观察输出响应，通过输出响应，按一定经验计算出pid参数，这种在线自整定，实际与人为离线整定方法是一致

11、的。按说明书要求，置调节器于“自整定”状态，观察阀门指示窗的变化情况。这种自整定方法的误差很大，一般对于控制精度要求稍高的情况，可以先建立较准确动态模型基础上，再按控制要求校验调节器参数。 10结合上述系统操作和参数整定方法，在实验的过程可能出现问题，要善于分析和排除。常见故障：测量值与给定值差别过大； 电动执行机构单方向动作；温度变化过慢或控制点无法找到。出现上述现象后，首先要观察电动机构的动作情况，最好置“手动”情况进行操作，确认后采取措施，或者调整pid参数。 实验三 燃油粘温控制系统操作和参数整定及故障排除 一实验目的1熟悉燃油粘度控制系统的工作原理；2掌握燃油粘度控制系统的操作程序及

12、参数整定。二实验步骤图11为模拟燃油粘温控制系统图。 图111系统投入工作之前，检查燃油，加热系统有没有漏泄或损坏情况，各阀件的位置开关是否正确。2打开d.0、h.0油箱预加热器，h.0加热至70左右，d.0加热至40左右，然后停止加热。3起动低压燃油泵，控制开关至d.0，观察温度变化情况。4d.0至h.0位置，观察调节器参数变化情况。5在h.0位置，在拢动作用下，观察粘度变化情况（改变流量）。6h.h.0位置至“d.0”位置，调节器的变化情况。7h.d.0至stop位置。8校验报警器的动作情况。9在系统退出时，系统应进行冲洗，打开冲洗阀，温度控制在40以上，冲洗完毕后将废油拨至冲洗油箱，停泵

13、关阀。调节器参数整定及故障排除：对于这种调节器一般不采用自整定方法，因为自整定一般要进行开环在线实验，在此过程中，系统粘温性波动大，在实际情况下是不容许可的，因此一般采用人工方法整定参数，随着现代控制技术的应用，比如：糊模控制、自适应控制，在线系统辩别（闭环）等，在过程控制系统的应用，这给生产管理过程带来极其方便。在人工整定参数时，如果在线控制时，发现调节过后或振荡，误差太大等现象，必须进行参数整定（最好在柴油机工况很稳定的情况下进行）。比如，调整给定值，pid参数改变等，具体调节过程根据教练员的指导下进行，在此不再叙述。 故障现象分析：控制误差大，控制过程太慢或振荡； 经常出现误报警；正、反

14、作用不对时，拢动作用下系统不能稳定下来； 电辅加热不起作用，观察油泵和加热器互锁触点； 测量值不精确、应进行零位和量程的调整。 实验要求：d.0位置控制曲线测试： h.0粘度控制曲线测试： h.0控制拢动曲线测试（q变化） 实验四 辅锅炉燃烧顺序控制实验 一实验目的（1）掌握锅炉燃烧顺序控制系统工作原理及系统正确操作。（2）控制系统参数整定及故障排除。（3）掌握用plc作为控制器的控制系统。二实验设备设备plc控制锅炉燃烧模拟系统一套； 外给24v直流稳压电源一台。三实验原理简介本装置采用plc作为控制器，由于系统图较复杂在此略，请参考有关教材，在了解此装置之前，首先介绍一下plc的基本结构和

15、工作原理，以及可能的故障排除方法。 plc又称可编程逻辑控制器，它是按工业环境设计的一种电子操作系统，具有逻辑判断、运算、定时、计算、储存、处理等功能其输入量通常有开关量，比如：锅炉水位、汽压、风压、火焰等越限开关报警量以及风门位置，电磁阀开关等位置开关量。开关量接入方法是利用外接电源，将位置量转换成电信号，通隔离方法，接入plc输入通道。模拟量比如蒸汽压力，风油比等，一般模拟量是通传感器变送器，通过多路选择，a/d转换后送入模拟量通道。plc的输出方式通常有，继电器指示灯式，晶体管式，可控硅式，因此具有较强带负载能力，从而使控制系统简单化，可靠性强，运用方便等优点。plc锅炉控制系统，包括两

16、方面：其一，从冷锅或热锅启炉开始，至升汽的控制过程，其二，根据锅炉负荷的变化而自动调节风油比，保证汽压稳定，另外，还有水位控制，报警等功能。其中1、2项功能是以软件方法实现，因此便于修正，通用性强，锅炉的启锅方法（或者是预扫风时间）主要是以冷锅或热锅的时间不一（此参数可调），预扫风之后，风门至最少位为点火作准备；点火变压器和轻油电磁阀通开始点火，火焰感受器监视炉内有无火焰，在一段时间内（此参数可设定），点火成功则进入燃烧阶段（重油点火油头，重油电磁阀工作），如果失败则发出声光报警。以蒸汽压力为对象，进行风油比例调节，这种调节方法可根据辅锅炉负载特性，设置p、pid等调节方式，这种方式还是通过软

17、件方式发实，使得调节精度很高。四实验步骤1接通24v直流电源，将plc至run；2消除报警，按reset，有故障排除故障；3按start，控制系统自动进入顺序控制状态；4观察各指示灯开关顺序和风油比动作情况；5检查各模拟的开关量输入改变时，系统动作情况，特别是检查报警功能。6如果发现plc故障灯亮，应急时采取措施。五思考题1请说出plc控制系统的工作原理及系统操作；2出现报警，首先应干什么？减温副回路通过调节减温阀，来调节冷却水量，这种调节迅速，主回路通过热器来加热的蒸汽量，调节较慢为主调节，故为串级调节，其它的如蒸汽流量，给水流量调节系统略。 实验五 主机遥控逻辑回路实验 一实验目的1熟悉主

18、机起动逻辑条件和模拟实验；2判断起动故障原因及参数修改；3熟悉换向逻辑条件和模拟实验；4了解换向故障的判断及参数的修改。二实验原理简介起动逻辑回路包括：1.主起动逻辑2.重复起动逻辑3.重起动逻辑4.慢转起动逻辑。主起动逻辑yso=yscysl；ysc准备逻辑条件，ysl为鉴别逻辑条件tg盘车机脱开信号，ysc=tgmvpap0plespstsstf3tmns其中值得注意为：mv主起动阀位置（自动位，手动位），po控制空气压力，ts模拟实验开关位置。ysl=ihch+iscs，主要判断车令与cam轴位置是否一致。重复起动逻辑：首先满足准备逻辑条件，起动逻辑判别，只考虑：1.达不到发火转速，1.

19、达到发火转速，而无法起动，此时记录失败次数达三次起动锁闭，报警。 重起动逻辑：ysc=1,ysl=1为前提。ysh=ysonh（ie+is+f）值得注意：ie应急起动指令，f第一次正常起动的二、三重起动，is倒车指令。 慢转起动逻辑：前提无重起动指令，即ysh=1，主起动正常yso=1，那么ysld=stdiscr1yshyso，std主机停车时间超过3060mins，则std=1 r1：表示规定的慢转数，或者转动的时间。以上我们不难发现起动逻辑回路参数主要包括：点火转速，起动空气放气时限，起动油量，切断空气后的起动油量保持时间，起动时间，起动失败判断时间，这些与主起动有关，与重复起动有关的包

20、括：第二、三次起动转速，起动油量，二次起动的时间间隔。重起动参数包括：重起动转速，油量。慢转起动参数：停车时间，慢转时间或转数。起动模拟实验：可在集控台模拟板或电气控制箱上进行，主要检查计算机系统，还可以检查电气转换，气动逻辑或气动阀件。模拟试验方法较多：有航行中的模拟（驾模），停车的模拟，内模拟，外模拟。不管那种方式，最终目的：检查遥控系统中安全、监视、电一气、操纵、指示、执行、仪表等部位。起动参数的修改：1在集控室模拟板修改正常起动转速，重起动转速，换向起动转速。2在电一气箱中修改正常起动油量，重起动油量，起动油量保持时间，空气开启时限，起动失败判断，慢转起动停车时间，转数和时间，起动失败

21、间隔等。换向与制动逻辑包括：（1）cam轴换向逻辑条件：yrl=ihcs+isch=ihch+iscs，i表车令，c表凸轮轴位置。（2）停油逻辑：yrt=ihch+rh+iscs+rs，r表示主机转向；除此之外，还有：模拟试验，停车指令，故障停车，安全保护等。l（3）转速条件：主机转速降到n换向，但在紧急倒车时，再按应急操纵按钮，则n换>n换)，可以换向，综上所述，单凸轮换向逻辑条件：yr=ihch+iscsyrt(nr+ner) ()注意：nr表示主机转速<换向转速为1ner表示应急操纵时主机转速<应急换向转速为1。换向参数：凸轮轴从正车位倒车位的时间；凸轮轴换向失败判断时

22、间；正常换向转速，应急换向转速：一般ner>nr四实验步骤：1打开电源，将电气控制箱模拟遥控开关转换至模拟。2集控室起动换向模拟试验。3将模拟转速旋钮向正车方向旋，正车指示灯亮，大约50r.p.m，但不得大于正常点火转速，否则计算机将认为起动成功而封闭起动。4模拟车令至ds，set显示具体设定值。5按起动或换向流程图，模拟起动，按step按钮或置自动位，如果不符合起动条件，则下一步动作不执行，主要看指示灯显示情况决定，此时应检查下部模拟开关是否处于正确位置。当n<n点火时；供给起动油量，起动电磁阀通电，调节模拟转速超过n点火，再按step，则流程显示good start；6换向模拟

23、：大部分与起动类似，在做这一模拟时，注意停油,换向，制动，反向起动等动作和指示。7主要参数修改：正常起动和重起动转速及油量的设定；按select键至2th r.p.m或3thr.p.m，按,键，然后按enter键即可。油量的设定，首先将电气控箱中功能转换开关至fs油量设定，左指示窗指示代码，右指示参数值，修正方法与前述类似，不过置入方式采用内置入。其它参数的修改请参照电气控制箱中参数修订表。8可能故障判断：检查故障的方法，一般根据故障现象（停油故障，起动，换向故障），首先，采取操纵位置和操纵方式切换方法逐一判断，驾控 机旁，同时结合模拟板操纵，从而可判断计算机故障，气动故障和执行机构故障，出现

24、故障率较高的一般是空气气源，以及阀芯的卡住，密封圈老化或严重变形而失去密封作用，我们可以检查各检查点控制空气压力情况（0.60.8mpa），至于计算机cpu和接口以及电一气转换故障，在更换模板或电一气元件之前，必须准确可靠地确定故障点，在切断电源时进行更换。（具体故障分析与排除方法见附录）五思考题1简述起动，换向逻辑条件。2根据逻辑条件，判断可能出现故障点。3修正起动，换向参数的方法。4如何进行起动，换向模拟试验? 实验六 主机遥控转速控制和负荷程序限制实验 一.实验目的1、掌握主机遥控系统加减速程序负荷；2、熟悉主机转速限制及参数调整；3、掌握主机安全保护和功能模拟。二实验设备主机遥控系统装

25、置一台。三实验原理转速与负荷控制图如图6-1一般地，pi调速器以前控制与限制称为转速控制和限制，调速器后面控制与限制称为负荷控制与限制。 图6-1转速程序负荷包括：1加速速率限制；港内全速以下加速的限制（<70%nv），主要防止主机的转速偏差值阶跃变化过大，保证对主机平稳加、减速。2程序负荷，主要指离港时n>70%nv,进港时由全速到港速的减速程序负荷，这一功能是通过离港或进港按钮定现的，防止主机在高负荷区的加、减过快，瞬间而产生很大的热负荷。转速限制：包括自动回避转速，轮机长设定最大转速，最大倒车转速，故障降速转速，最小转速等。转速控制环节：在驾驶室控制时，采用电子调速器控制主机

26、转速，在集中控制室控制主机时，把电子调速器控制主机转速回路旁路，接e/p转换和pga调速器。 负荷限制环节：包括增压空气压力限制，转矩限制及最大油量限制等最大油量限制是轮机长根据海面状况和主机运行情况，手动限制对主机的最大供油（50%100%），在应急情况下，取消这个限制。增压空气压力限制：包括扫气箱空气压力传感器，变换器，增益调节旋钮，起动油量调节旋钮，电压跟随器，选小器。转矩限制：包括转矩传感器，变送器，开始转矩限制的转速调节旋钮，每一测量点的允许的转矩限制值调节（增益调节），电压跟随，选小器。主机安全保护：1自动减速；重要参数越限时，发出报警信号，按取消自动减速时，此功能失去作用。2自动

27、停车，某些重要参数达到停车值，自动停车同时发出报警信号，除（滑油压力，主机超速外）其它参数均可越控。四、实验步骤：1接通系统电源，电气控制和遥控一模拟开关至模拟状态。2用集控室模拟板进行程序负荷试验。3起动成功后将模拟车令至full，设定转速为nv。4观察程序负荷指示窗，可知道n<70%nv和n>70%nv情况。5将模拟车令至slow，设定转速286r.p.m.6临界回避转速251r.p.m.300r.p.m.观察稳定转速输出。7车令从d.slowslow，再观察回避指示窗指示。8按一下港速，或海速按钮，观察程序负荷指示窗情况。9调节转速限制的限制值，观察指示窗情况。10调节负荷限

28、制参数（电气控制箱进行），观察指示窗情况。11按下主机自动减速，自动停车按钮，如滑油压力，冷却水温，等观察系统情况，按下驾驶台操纵台取消slowdown，观察什么现象，按cancel shutdown观察什么现象。12在电气控制箱调节报警和停车参数。13出现报警或停车在机旁复位。五、思考题：1简述转速控制和限制、负荷控制和限制环节。2转速限制参数调整方法。3主机安全保护试验方法。实验七 主机遥控系统实验 一实验目的1熟悉主机遥控系统组成，功能认识；2熟悉主机遥控系统操纵位置的转换；3熟悉操纵位置转换的条件，优先权和无扰动转换。二实验原理操纵位置转换条件：1.出现故障；2.应急操纵或机动航行或靠

29、离码头等。当主机遥控出现故障时，应由驾控转至机控或机旁操纵，在转换过程要实现无扰动切换：即先将机控室操纵手柄至驾驶台操纵手柄相同位置、然后转换开关。第二种情况是正常工作情况，备车完毕应进行操纵位置切换，即从机控室至驾驶台，靠码头时或以航速进入港速时，驾驶室转至机控室操纵。其中备车完毕后，（包括机旁起动主机，机控室起动主机，驾驶台起动主机成功），切换至驾驶台遥控。值得注意的是：在驾控或集控中，机旁应急操纵台上的调速手柄放“全速”位置。机旁操纵台上手动自动转换开关或机旁遥控转开关，转至“手动”位置，可进行机旁操纵。 驾驶室操纵台按钮和指示灯的认识；1副车钟：传达驾驶员操纵指令；2指示灯：指示主机某

30、些运行状态；3应急操纵按钮；（提高换向转速、重起动，取消程序负荷，取消增压空气压力限制，轮机长最大转速限制）。4取消限制按钮，除（3）外，切除安全保护。另外，还有取消程序负荷，取消自动减速，取消转速限制等。三实验步骤1熟悉驾驶室操纵台，集控室操纵台，机旁操纵台的操纵手柄，操纵方式转换开关，应急操纵按钮，显示仪表，指示灯。2测试主、副车钟的传令过程及车钟记录仪的记录格式。3 集控室操纵转换；4集控室中气电转换操纵；5集控驾控6驾控集控四思考题1何为无扰动切换？2驾控或集控时，机旁调速旋钮应置何处，为什么？3应急操纵时，取消哪些限制？ 实验八 机舱集中监视与报警（一） 一、实验目的1、掌握开关量压

31、力传感器结构和调整。2、掌握热电阻检测和变送器零位、量程调整。3、开关量报警功能试验。4、模拟量参数调整及报警系统。二、实验设备、仪器开关量压力传感器，热电阻和温度变送器。集中监视与报警系统。三、实验原理：1、压力传感器结构简价：开关量压力传感器，实质上就是压力继电器，或称非电量继电器，将压力信号（测压力，可测温度叫压力式温度传感器）；直接引入测量口即可；硬弹簧调节整定值，软弹簧调幅差值；下图为应用实例： 图81 为温度高温报警 图82为压力低压报警 图83 常见压力继电器主要参数电路图主要规格：2 空气09.9kgf/cm迟带3%反应时间10ms电压1224dv（10%波动）输出30v，80

32、ma温度的测量与变送：热电阻pt100，测量范围-120+800，在0时电阻值为100，100时电阻值为139，600电阻值为317，热电阻必须接入测量电桥，一般为了消除测量误差采用开关量压力调节器，一般分固态电子型和机械型两类，下图为电子型压力开关参数和接线图。（图83） a接点 b接点 c c 连到调定压力时-=接通 - -=接通 -=断路 - -=断路 isg系列机械压力继电器主要规格：无腐蚀性流体，使用材料为磷青铜。腐蚀性流体，如：蒸汽，污水，使用sus304不锈钢材料。2 最大压力15kgf/cm2 差压范围0.14.5kgf/cm2 压力范围0.19.9kgf/cm三线制。通过电桥

33、后相当于t/u转换，接入温度变送器；现阶段温度变送方式很多；有电动式，有电气式，也可以将t/u转换信号直接接入单片机，通过单片机变送为标准信号。 nc no nc no下面谈一谈电气式变送器，这种变送器相当于电一气变换后送入压力变送器。从而输出气压信号。2、开关量报警功能试验：为了检查报警系统是否正常，可进行功能试验，按下“功能试验”按钮时，系统进入报警状态，如报警指示灯不能快闪，说明有故障，功能试验开关和消闪按钮配合操作，可进行长时或短时故障报警试验，首先整定给定值，然后调定幅差值，接通气源，调节测量输入值，观察报警灯亮的时刻的测值，从而检测整定参数的正确性。这种实验一般在模拟器上完成，在监

34、控机上点击modify可以进行参数修改，然后开始验证实验；在监视器可以显示参数的实际值和报警值。模拟量报警控制单元：与开关量报警单元差别在有测量环节、比较环节。比较环节将测量信号与电位器整定的报警设定值进行比较，功能试验方法与开关量报警功能试验同。四实验步骤：拆装开关量压力传感器，观察其结构。调整其参数。用万用表测量pt100在不同温度下的电阻值。试验开关量报警系统。检查报警系统故障，检查方法：传感器控制单元输出指示灯，如果无指示则可能出在公共单元的闪光源，无声响，则可能出现在声响报警单元。开关量参数调整方法，传感器调整。模拟量参数调整。常见压力传感器或压力开关类型及接线。图见附录表。五思考题

35、开关量压力传感器工作原理和参数调整。温度测量与变送方法。开关量参数调整方法及功能试验。模拟量参数调整方法。 实验九 机舱集中监视与报警（二） 一实验目的1、熟悉什么是延伸报警及其操纵。2、机舱集中监视和报警控制系统的操作与管理。二实验仪器集中监视与报警系统。三实验原理：通常安装在驾驶室，公共场所，轮机长和轮机员居室的延伸报警箱，以及控制它们的延伸报警控制单元，值班选择装置共组成延伸报警系统。其中延伸报警控制单元用来把报警控制单元各监视通道送来的故障报警信号归类分组后，传送到各个 延伸报警的原理框图延伸报警箱，以实现分组延伸报警功能。一般地从归类分组开始计时，3mins以值班选择箱：“4”位置表

36、示机舱有人值班，驾驶室同时显示“机舱有人值班”“13”位置，驾驶室“机舱有人值班”指示灯熄灭，轮机员延伸报警箱投入工作，1、2、3分别表示大管，二管，三管值班状态。 如果选择大管轮值班“1”，则一方面大轮管处值班指示灯闪，另一方面驾驶室公共场所及轮机长处所延伸箱闪光，大管轮获悉后，可在延伸报警箱上或者集中控制室操纵先进行确认，消声，消闪，指示灯亮。b1、b2为消声，消闪按钮，位于机控室。 前面我们知道，延伸报警是在某一参数出现故障时驾驶室，公共场所，轮机长和值班轮机员延伸报警箱闪光和声光报警，此时三分钟失职报警计时器计数，在3分钟之内在机控室或延伸箱应答即可，消闪、消声，如果超过3分钟则失职报

37、警。（其他轮机员延伸报警箱闪光，风鸣器响）。失职报警发出后，值班轮机员必须在集中控制室进行复位，同时三分钟计时器复位。 四实验步骤：出现延伸报警应答操作。出现失职报警应答操作和复位。对监视参数熟悉及对应的传感器的管理。常见故障及处理方法。五注意事项：更换插件时，必须切断电源。焊接器件时，必须把电烙铁电源插头拔下，用余热进焊接，以 免损坏板上的mos器件。切忌用手触摸mos器件的片脚，防止静电击穿。六、思考题什么是伸延报警，如何应答？什么失职报警，如何应答？在操作和管理报警装置时，注意什么？ 实验十 电站自动化实验 一实验目的：熟悉发电机自动起动，自动并车及自动调频调载；掌握发电机自动解列及自动

38、停车；掌握发电机重载询问；二、实验仪器自动化电站或轮机模拟器。三、实验原理：依据我国钢质海船入级与建造规范对轮机自动化的划分，avt-o标志级，通常叫无人机舱。同时要求：备用发电机自动启动合闸，向重要负载供电不得超过45s。因短路故障停电，备用机组自动合闸只允许进行一次，失败后报警。同时故障机组从“自动”转至“手动”；分级卸载，包括轻度过载，重度过载。如果有不允许卸载指令则自动启动备用电机。电网故障停电，立即自动启动应急电机向应急电网供电，待主发电机启动恢复向主电网供电，自动切除应急发电机向应急电网供电，等待一段时间（观察是否有故障后），自动停应急发电机。恢复供电后分级重启动负载。顺序以负载的

39、重要性先后启动。重载询问，若启动大负载则过载报警，分级卸载之后启动备用机组。采用重载询问时，可改善次要负载的工作环境，缩短过程时间。以上是avt-o标级的无人机舱，自动化电站主要要求，根据这些基本要求，我们需要掌握以下基本内容：发电机自动启、停，负荷转换；如下图a与b：柴油机组自动起动程序框图(a)自动启动准备工作逻辑判断：预润滑，预热，启动空气，静止状态等，其中预润滑方式，预热方式较多（略）。满足以上条件，按设定程序起动，其中三次起动失败，发出报警，柴油机自动故障导致停机，发出“阻塞”，再次启动要复位。发电机起动顺序，首先通过设定开关进行预置，比如轮机模拟器选择中，待并发电机选择（g1、g2

40、、g3），以及发电机数量。如果选择g2数量至on，这样根据电网负荷，将有主任务机（g1），备用机（g2），第二备用机（g3）等。柴油机组自动停机程序框图(b)首先启动主任务机，当达到额定转速时，报警器投入工作，当电压频率正确时，直接自动合闸，然后接受负荷，自动调压，调频。当负载增加（75%pe）时，自动起动第一备用（具有延时作用）备用机组升速，速度开关使自动并车装置工作，（比较并车条件），当条件满足自动并车条件（空气开关动作时间<0.3s），并车，然后自动调频调载，如果第一备用机组启动或并车失败，第二台备用机组自动启动。如果负载持续减少，当负载达到单机负荷的50%以 发电机故障，停机一般

41、包括（滑油压力速低、欠压、超速、逆功率，短路等），其中能容忍的故障，只是报警，启动备用电机，然后解列停车，不能容忍的故障，立即分级卸载，停车，同时启动备用机组。四、实验步骤：首先设置主任务机，第一、二备用机组；加载（软件和硬件方式加入），估计达到75%pe时，观察现象；经过一段延时后，发电机自动启用；自动并车，合闸、调频、调载；减小负载至50%pe以 主电网失电，应急发电机启动合闸；主发电机恢复供电，负载启动先后顺序情 况；降低滑油压力，短路，逆功率，观察发电机动作情况。五、问答：发电机启动，准备条件，停车程序；分级卸载在什么情况发生？重载询问会发生分级卸载吗？为什么？由于重大故障，机舱失电，

42、自动处理过程；预润滑，暖机过程怎样？当出现电网短路故障时，在网发电机自动从“自动”至“手动”位，如果故障排除，如何操作。如果人为“自动”“手动”切换又如何操作？附录：船用计算机监控系统故障诊断简介计算机系统三指标，即可靠性，可维性，可用性。可靠性通常用平均无故障时间mtbf表示，可维性通常用平均修复时间mtrf来表示。为了提高系统可靠性，一方面提高元件质量，改进结构工艺及完善逻辑设计等，另一方面采用冗余技术。冗余技术又包括硬件冗余和软件冗余，其中硬件冗余又分静态冗余和动态冗余，软件冗余又包括用软件实现硬性冗余，冗余程序和修补程序三类。目前提高可维性的措施包括提高硬件模块化结构；提高计算机系统在

43、线/离线自诊断能力；必要的资料和备件；因此对于计算机维护和故障诊断，除了计算机系统本身用硬件或软件方法达到故障自诊断和处理能力之外，同时从硬件和软件措施方面提供维护和修理人员必要条件，同时他们应该具备必要知识，计算机监控系统故障，一般包括软件故障，硬件故障，暂时性故障，永久性故障，系统性故障，局部性故障。我们在鉴别故障时，一般要考虑故障性质，当然计算机自诊断功能，在一定范围内对一些故障有监视和基本处理能力，有时也产生许多错误信息，它们的能力相当有限。因此管理人员在计算机出故障时，首先判断是暂时性，（采用重新启动可排除），还是永久性；然后根据计算机提供的信息和输入、输出设备运转指示情况。逐步判断

44、是局部还是系统，再确认是软件故障，还是硬件故障。下面简单介绍故障诊断和排除方法：压很高，因此检查有无电源，如无指示灯，有可能是输出负载短路等引起保护，不可以盲目检查开路电压。从上面的故障分析方法，可以发现计算机的自诊断能力，对于维护人员给予相应提示显得很重要，现阶段计算机监控系统，自诊断功能分为:（1）在线自诊断，采用硬件动态冗余技术在运行系统程序的同时，定期或随时插入的方式进行检测，这种方法要增加相应许多硬件和软件，通常它们以下列形式指出故障信息：指示灯，比如cpu故障指示，ram、rom、a/d等故障指示，故障代码和信息，图形显示，故障信息库。可以大概指示故障部位。（2）离线自诊断功能：这

45、种功能更细致，一般分为开机时自诊断，检查cpu，存储器以及重要i/o。系统投入运行前的检验程序，检查控制系统和控制效果，如控制系统模拟功能实验；（3）外置检验程序，对cpu储存器重要部件进行特别细致检验，可以临时安装软盘或光盘中的检验程序。常用故障芯片测试仪器和方法:ttl集成电路芯片，故障电平0.8v1.8v，悬空1.41.5v，逻辑“0”0.1v（<0.8v），逻辑“1”=3.6v（>1.8v）；cmos芯片，逻辑“0”=ov，逻辑“1”=vcc，故障电平0.5vcc左右；逻辑笔检查，白灯亮表示逻辑“o”<0.8v，红灯亮逻辑“1”>3v两个灯都不亮0.83v，两个

46、灯同时亮，频率很高。注意ttl，cmos开关位置转换；逻辑脉冲发生器，配合逻辑笔，测试芯片逻辑关系是否正常，在检查节点间短路故障时，当测出某点短路时，为了确认应该对调测试点后，重新测试一下。故障电流检测器，可以找出系统中低阻抗故障，用逻辑脉冲发生器与之配合，调节灵敏度旋钮至刚好灯不亮为止，然后用探头向相关线路移动，当靠近短路点时，导线中电流较大，灯亮，此点表示为短路点。静态测试，芯片输入端加“o”或“1”，用万用表或逻辑笔测试输出点。动态测试，用逻辑笔示波器等仪器，测试芯片在输入信号下的动态变化情况； 用人工干预法进行测试时，输入端为高电平时，可以用短路方法判断输出端变化情况，但输入端为低电压

47、时，不能在输入端加高电平方法判断输出情况； 线路开路和“粘着”可以用逻辑笔，电流故障检测器进行检查。以上总体介绍计算机常见故障及处理，排除基本方法，除此之外，计算机监控系统的管理也很重要，对于减少故障率，延长设备的使用寿命，应该采取下列相应措施： 正常开关机；保证电压稳定，使用ups消除尖锋电压冲击；保证机旁 按 钮 指示灯 转换开关上图为主机滑油泵自动控制面板，如果1油泵运行，2备用，当1泵压力低，计算#机立即输出启动2泵的控制命令，启动2泵，如果2不能启动，则可能原因及采取措施:主机滑油压力开关；loc/auto开关stand by开关量为“固定1”# 2滑油泵开关量输出控制位“固定”。首

48、先检查滑油压力开关的动作值，排除滑油压力开关疑点，其次将loc/auto开关从auto到loc,再从loc到auto反复转换，指示灯stand by反复从亮灭亮，说明#指示灯和loc/auto开关正常，这时着重检查2滑油泵开关量输出接口板，结合正确仪器使用，一般故障可以排除。 # 实验十二 曲轴箱油雾浓度监视报警 一实验目的1熟悉mark5系统工作原理及操作。2曲轴箱油雾浓度的极限值调整及报警实验方法。3曲轴箱油雾浓度监视器零位及灵敏度调整。4各按钮的使用及含义。5. 测试、模拟及复位。二实验设备mark5油雾浓度监视器；数字逻辑笔，调节启子等；三原理简介1曲轴箱油雾浓度监视报警器主要由采样切

49、换电磁阀，油雾浓度测量单元、显示报警单元及控制电路等部分组成。其面板组成一般包括： system on系统接通电源时亮。 simulation mode系统模拟运行。 test系统测试 average alarm平均浓度报警。 deviation alarm偏差浓度报警。 flow fault系统不能正常采样。 optical fault光学系统故障。 select选择采样显示点。 reset复位按钮。 test测试按钮。 2、气样的采集与测量： 图47由图47可知，该单元共有11个两位三通电磁阀，其中10个电磁阀分别采集各曲柄箱的气样，另一个清洗空气电磁阀。average浓度测量方法：单片机

50、先把所测量到的每个缸曲轴箱气样油雾浓度分别a+a2+l+a10存在ram中的一个单元，（a1、a2a10），=1，n为缸数，每检测一n次可得出平均浓度值和偏差浓度值，偏差浓度值a=（a-）%。 当e时，发出声光报警，同时向主机的安全保护系统送故障降速或故障停车信dadae号。ae,ae为设定值)在正常运行时，单片机定时清洗测量室，主要防止光源和光电池被油雾污染而影响测量精度，另一方面，压缩空气对测量单元冷却作用，延长其使用寿命和防止特性漂移，此外，测量一次空气的油雾浓度，该值此时为零，如果偏差较小则以此点为新零点，如果偏差很大则污染严重，optical fault灯亮发出报警并终止采样。3、测

51、量电路： 图48 lp1，d14，r26，r28油雾浓度测量环节。ic9每路模拟开，r33r39电阻网络，ic6/2一起组成数字控制型变增益放大器，其作用是，进行线性化处理和放大以达到a/d转换器ic7所要求的输入信号的范围，其增益的改变是随油雾浓度的改变而改变，即浓度降低，放大倍数降低，这样在油雾浓度较高时可以提高对油雾浓度的分辨率及测量精度。正常运行采样电磁阀的故障检查，电磁阀电流过大，过小，通过电阻r2检测，并经变压器t1，d1，d2，d3，r14，r13，d15，c4变为正比于线路电流的直流电压信号，经过ic6/1，d5，c6，r18，r8，r10，tr1，及ic6/4构成采样保持电路

52、送到a/d转换器的i5端进行a/d转换，若单片机判断出有故障则发flow报警，停止采样。a/d转换器ic7转入端功能：i6接每缸曲柄箱油雾浓度值，rs端为单片机o5脉中信号，启动ic7的a/d转换。i4端接压力开关sw6状态信号，判断测量室是否进行清洗或者执行清洗程序，单片机发出flow fault报警并停止采样。i1接由电位器r22调整偏差浓度报警设定值。i2端接电位器r27调整灵敏度选择位。i3接电r20和r19分压标准电压值用于对a/d转换器的自检程序。4、采样电磁阀控制电路：包括10个测量电磁阀和一个清洗电磁阀，选择输出器ic1的作用：确定偏差报警时是否要延时；检查ic2的输出状态是否

53、正确（即ic2的输出状态与执行程序是否一致）； 检查采样点数选择开关动作是否正确；检查单片机是否准确送出报警和降速信号。5、报警和显示：该回路主要了解以下三个继电器动作的含义图49示：rl12，多谐振荡器自检报警继电器。rl13，故障降速继电器（高电平有效）rl14，报警继电器（纸电平有效）3清洗测量室；4零位的测量；5平均油雾浓度，油雾浓度上限值的调整；6偏差油雾浓度上限值的调整。五思考题1油雾浓度报警器显示器上层、下层的含意？2分析误报警可能原因及采取措旋？3在进行test或报警之前应该进行什么工作或为什么？4调整参数之后应怎样？为什么？ 蝿芅葿薈蝿莇蚄袇袈肇蒇螃袇腿蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒄莈羃袄膃薄衿袃芆莆螅袃莈薂蚁袂肇莅薇羁膀薀袆羀节莃螂罿蒄薈螈羈膄蒁蚄羇芆蚇薀羇荿蒀袈羆肈蚅螄肅膁蒈蚀肄芃蚃薆肃莅蒆羅肂膅艿袁肁芇薄螇肁莀莇蚃肀聿薃蕿聿膁莆袇膈芄薁螃膇莆莄虿膆肆蕿薅膅芈莂羄膅莀蚈袀膄蒃蒀螆膃膂蚆蚂蝿芅葿薈蝿莇蚄袇袈肇蒇螃袇腿蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒄莈羃袄膃薄衿袃芆莆螅袃莈薂蚁袂肇莅薇羁膀薀袆羀节莃螂罿蒄薈螈羈膄蒁蚄羇芆蚇薀羇荿蒀袈羆肈蚅螄肅膁蒈蚀肄芃蚃薆肃莅蒆羅肂膅艿袁肁芇薄螇肁莀莇蚃肀聿薃蕿聿膁莆袇膈芄薁螃膇莆莄虿膆肆蕿薅膅芈莂羄膅莀蚈袀膄蒃蒀螆膃膂蚆蚂蝿芅葿薈蝿莇蚄袇袈肇蒇螃袇腿蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒄莈羃袄膃薄衿袃