阀门遥控及液位测量系统

辽河一号阀门遥控及液舱遥测系统CPLEC陈希龙2013.08.28§目录§1-1系统概述1-4§1-2阀门遥控系统5-27§1-3液舱遥测系统28-40§1-1系统概述阀门遥控系统用于监控以下系统的阀门状态：船舶压载水舱底水燃油驳运、货油装卸液位遥测系统用于监测包括货船、原油船、成品油船、化学品船：各压载舱、淡水舱、燃油舱、污油舱、污水舱等液位船舶吃水状态液体介质的密度、重量、体积等§1-1

系统概述2、液位遥测系统液位遥测系统根据船舶液舱传感器采集发送的电信号，进行测量目前用于液位测量的方法主要有：压力传感器式（压电式）吹泡式（气电式）雷达式（造价高，一般用于油船或化学品船）为了减少安装于液舱中传感器的数量，可以选用集测量温度、压力以及液位等参数于一体的多功能传感器构成完整的液舱遥测系统我们辽河一号上采用的是吹泡式，既气电式§1-2阀门遥控系统一、阀门遥控功能阀门遥控，包括泵站的启停等阀门状态监测：开关状态，阀门的开度显示阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：控制台、液压泵站、电磁阀箱、液动阀门液压执行机构阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：控制台MIMIC模拟板阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：液压泵站.电机液压泵功率：7.5KW，7.5KW.工作压力：10.7-13MPa9.7-11MPa阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：电磁阀箱

阀门遥控装置组成

液动阀门遥控装置：液动蝶阀：•液动执行器分类•按传动方式分：••（1）单作用齿轮齿条式（2）双作用双齿条式•按作用形式功能：（1）干式带阀位开关•（2）湿式阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：单作用液动蝶阀阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：干式带阀位反馈双作用蝶阀阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：蝶阀分类：材质：铸钢，球墨铸铁，不锈钢密封材料：丁晴橡胶（油舱），氟橡胶（水舱）阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：蝶阀分类：结构形式：中心对夹式中心法兰式阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：蝶阀分类：中心对夹式阀门遥控装置组成液动阀门遥控装置：蝶阀分类：中心法兰式蝶阀§1-2阀门遥控系统特点：采用集中控制，所有阀门的开闭均由液压泵站提供的液压油实现集中控制，便于管理操作低压自动启动可实现无人机舱控制管路长而且复杂，容易漏泄，造成污染换向电磁阀只有两个工作位（两位四通换向），容易造成阀门误动作，电磁阀线圈断电后始终有一个“开”或者“关”的状态在工作二、遥控阀门液压集中控制系统二位四通阀控制回路工作原理1.二位四通阀左边线圈带电2.二位四通阀右边线圈带电二位四通阀控制回路的两种工作状态：二位四通阀控制回路简述应急操作阀块二位四通阀压力开关2关开压力开关1二位四通阀控制回路简述1.二位四通阀左边线圈带电（浸液式遥控阀）二位四通阀控制回路两种工作状态：

当给关的控制信号时，线圈左边带电电磁阀阀心移向左边，按钮松开后线圈失电，阀心保持原位，即左边，如图所示油路导通，压力开关1，压力高闭合，压力开关2也同时工作（此时操作面板上阀的状态显示开关指示红绿灯同时亮），当回油压力开关2断开时（压力开关2的设定值与1一样），绿灯灭控制器认为阀门全关，操作面板上显示closed红灯亮。压力开关1压力开关2压力开关1压力开关2真值表：OPENTRAVELCLOSEDERROR压力开关1压力开关201111000注意：0表示压力开关断开，

1表示压力开关闭合2.二位四通阀右边线圈带电（浸液式遥控阀）二位四通阀控制回路两种工作状态：压力开关1压力开关2

当给开的控制信号时，线圈右边带电，电磁阀阀心移向右边，按钮松开后线圈失电，阀心保持原位，即右边，如图所示油路导通，压力开关2闭合（两个压力开关同时起控制作用），此时操作面板上阀的状态显示开关灯都亮，当回油降低压力开关1断开时（压力开关1的设定值与2一样），关阀红灯灭，控制器认为阀门全开，操作面板上显示open绿色灯亮。压力开关1压力开关2真值表：OPENTRAVELCLOSEDERROR压力开关1压力开关201111000注意：0表示压力开关断开，

1表示压力开关闭合阀门遥控系统液压站工作原理加油口回油过滤器130bar压力变送器温度液位变送器PT阀门遥控系统主电源开关1号泵手动\自动\遥控选择开关2号泵手动\自动\遥控选择开关1或2号泵选择开关报警单元氮气储能罐液压泵液压站简述控制盘液位计§1-2阀门遥控系统

气囊式蓄能器(预充100Bar氮气)的作用：与单向阀、压力继电器构成保压回路，以补充系统的内泄漏，并且在液压泵出现故障时作为应急油源。干式遥控阀门在阀位指示器上装有两个微动开关，全开或全闭时，摆动凸轮压合相应的微动开关，使压载控制台上的阀门遥控MIMIC控制板上对应的开关状态指示灯亮如果结合PLC技术、单片机技术以及工业组网技术实现遥控机远程监控二、阀门液压集中控制系统§1-2阀门遥控系统阀门电液分散控制系统的优缺点具有独立的各控制单元a、单个损坏不影响其它控制单元b、可靠性高液压控制单元采用集成制造工艺a、不存在管路b、系统中油液较少c、污染小缺点：不适合在舱内浸液式安装

三、阀门电液分散控制系统§1-3液舱遥测系统液舱遥测：监测液舱液位、液体的体积、重量、油液密度、船舶吃水实时+模拟计算：船舶各种装载状态下船舶吃水、船体重心、船体稳心、排水量等各种稳性数据故障检测：系统运行后将循环运行自检程序显示舱室内的各种数据信息和报警信息一、液舱遥测系统的功能§1-3液舱遥测系统辽河一号船上是用的是HANLA的吹泡式气电转换液位测量系统。1、液位气电转换模块所测得的液位是传感器垂线上的测量值压力计算公式P=(L-DZ).Density+（管路阻尼值）P-压力值（MH2O），L-是显示的液位值，DZ-测量的盲区，Density-被测液体介质的密度。电流计算公式mA=(L-DZ)*Density/R*(20-4)+42、气电转换模块把采集到的吹气管内的压力信号转换成4-20mA的电流信号，再把各个信号集中到通讯模块，通讯模块再把数据，以通讯的形式传给上位计算机。几种液体的密度Density:燃油F.O-0.991，柴油D.O–0.87，海水S.W–1.025，滑油L.O–0.9,淡水F.W–1.0。二、液舱遥测系统§1-3液舱遥测系统显示器打印机传感器通讯模块三、液舱遥测系统组成原理减压阀液位遥测系统气电转换模块校准方法1、打开系统所需的压缩空气，将减压阀调整至系统需要的压力值4.5bar,将没有液体介质的舱室的隔离阀打开，有液体介质的舱室的浮子止回阀的丝堵拆除，将待测舱室对应的模块上的截止阀打开，吹通阀关闭，看输通讯出模块上的电流值，调整模块上的零位调整电位器，使电流值为4mA。2、管路的压力损失值（阻尼值），将截止阀和吹通阀都关闭，相当于把外部管路切除掉了，这时输出模块上的电流值会变小，小于4mA，将模拟测试用的气泵软管接到模块上，模拟测试泵打压，使电流值重新达到4mA，这时记录下测试泵上的压力值，这个值就相当于管路压力损失的阻尼值。3、按照模块上的最大量程范围，将电流值调整到20mA。模块的最大量程范围出厂时已经按照技术要求设定好无需重新调整。液位遥测系统用测试泵从各个舱室终端进行模拟试验将模块上的截止阀和吹通阀都关闭，从终端接上测试泵进行模拟试验。其好处是：1、提高了模拟试验的准确度。2、检查了管路的密性，如果泵打压时，压力不能保持，说明管路有泄漏现象。3、检查了模块、管路和各个舱的对应性。以6号压载舱为例，舱高11m,盲区0.05m,我们做3个点模拟测试，如果让测量值显示1m-L,那么应该打的压力值：P=（L-DZ）*Density+阻尼值）=（1-0.05）*1.025（海水密度）+0.05mH2O=1.023mH2O5m对应的压力值是5.123mH2O，10m对应的压力值是10.248mH2O，如果管路的密性没问题测试泵所打的压力值是正确的，但是显示的液位高度不对应，说明模块的的线性不好，偏差较大的模块就需要更换§1-3液舱遥测系统1、信号处理单元（再压载控制台上）由不间断电源、接口板及控制器等构成，其硬件和软件均为智能化模块设计，能与不同类型的传感器接口连接，输出各种数字和模拟信号。主要功能是：根据指令，依次扫描、采集每个舱的传感器信号根据采得的信号对传感器标定自检，确保信号有效三、液舱遥测系统组成原理§1-3液舱遥测系统2、操作单元配备工业键盘、鼠标和显示器PC机，基于Windows操作系统和TCP/IP局域网络协议安装有四博液舱位遥测系统监控软件，显示监测数据可以对信号编制表格、图像、打印具备了网络功能，可联接其它终端或与全船自动化系统连网三、液舱遥测系统组成原理§1-3液舱遥测系统3、彩色显示器显示器为高密度彩色显示器，用来显示所有的图形、数据、报表和报警等4、如果连接打印机用来打印所需的数据、表格，尤其能打印各种配载方案，装卸货报表，以便归档保存5、历史数据库存储历史状态数据、操作信息等，便于查询检索三、液舱遥测系统组成原理§1-3液舱遥测系统6、传感器模块吹泡采样点测量参数包括液位、吃水等根据测量参数以及测量区域不同，传感器的选型以及布置都有所不同大部分压载舱液位测量选择在舱底部安装一个吹气管；而船舶吃水测量传感器则有三种安装方式：（a）二点吃水测量

（b）三点吃水测量

（c）四点吃水测量三、液舱遥测系统组成原理§1-3液舱遥测系统三、液舱遥测系统组成原理

传感器二点吃水测量：测两出艏、艉吃水并算出艏、艉倾艏吃水吹气管一般装载艏尖舱或隔离空舱或计程仪舱内。艉吃水吹气管一般装在机舱后部，也有装在泵舱内的需在系统内安装一个倾斜仪以测出船的横倾对于型宽较小的船，如2万载重吨以下，较多采用§1-3液舱遥测系统三点吃水测量：能测出艏、艉和左右吃水，并算出纵倾、横倾艏吃水数据采样点安装在艏尖舱或隔