《轮机自动化》-任务六

背景知识目前,在自动化船上广泛应用自动清洗式滤器,主要采用两种形式———空气反冲式和油反冲式。下面以空气反冲式滑油自动清洗滤器为例(如图6-1所示),说明其组成和工作原理。该滤器由清洗控制本体和四个滤筒所组成。滤筒内装有滤网和浮子式自动放残气装置,控制本体由电动机减速后驱动,可依次分别对准各滤筒。对准后,便进行压缩空气的定时反向冲洗。滤油时,只使用三只滤筒,正在清洗的滤筒被旋转本体切断进油通路(大约冲洗1min左右,清洗完毕后作备用)。只有当使用的三只滤筒使滤器进出口压差大于某一规定值,比如大于0.09MPa时,自动装置便对滤器进行自动清洗,即对各个滤筒轮流进行清洗,直至滤器进出口压差低于某一规定值,比如低于0.03MPa时,自动停止清洗。下一页返回背景知识自清洗滤器的自动控制电路如图6-2所示。自动清洗工作原理如下:合上电源主开关S,首先对一个滤筒进行清洗。冲洗1min左右时间,停止清洗。当滤器进出口压差△Pl

大于某值(0.09MPa)时,电动机M驱动旋转本体开始转动,当电动机驱动旋转本体转到对准下一个滤筒时,切断电动机M电源而停止转动,电磁阀Sl

通电,对滤筒进行清洗。以后就重复上述动作,直到滤器进出口压差△P1

小于某一个值(0.03MPa)时,电动机M断电停转,停止本次清洗。当滤器进出口压差△Pl

再增大到某个值时,电动机M先转动,带动旋转本体对准下一个滤筒后再进行冲洗。如果清洗后无效果,说明滤器有故障,当滤器进出口压差大于0.12MPa时,报警触头△P3

闭合,发报警信号。上一页返回任务实施自清滤器的自动控制实训一、实训目的和要求1.实训目的(1)掌握滑油系统及自清滤器工作的基本原理和操作要领。(2)通过手动或自动操作能维持滑油系统与自清滤器工作的正常运行。2.实训要求(1)独立完成训练项目内的全部内容,操作顺序正确,动作准确无误。(2)独立完成参数变化趋势的正确判断,调节恰当,工况正常。(3)在规定的时间内完成训练项目,不得出现任何警报或因操作引起的故障。下一页返回任务实施二、实训初始状态设置本实训必须在轮机模拟器实训中心进行。正常启动轮机模拟器,让模拟器处于码头停泊状态。1.一台发电机运行,发电机系统在“自动方式”工作。2.锅炉在正常运行,燃用“MDO”,蒸汽压力为0.60MPa。三、实训步骤1.滑油系统的组成滑油系统由供油、驳运及净油三个部分组成。上一页下一页返回任务实施(1)滑油供油系统:①主机滑油系统。主机润滑冷却对象主要有以下部分:A.增压器:滚动轴承,自供油(自带油泵,又称内部润滑),透平油;B.气缸润滑:气缸油柜自动补油,注油器自动供油;C.主轴承、曲轴、凸轮轴、活塞:系统油;D.主滑油泵二台;E.自清滤器两个;F.凸轮轴增压泵两台;G.填料函滑油回油柜、沉淀柜各一个及为其驳油的泵一台,冷却器及温度调节器等。上一页下一页返回任务实施报警:主机滑油循环柜低位、失压,气缸油柜高、低位,主机活塞填料函滑油柜高位都设有报警打印,可在“CRT”上检查。②发电机供油系统。发电机预供油泵每台机一台,电源接在应急电网上,滑油泵为机带泵。(2)滑油驳运系统:①驳运泵一台;②滑油沉淀柜和滑油日用油柜各一个。(3)滑油净油系统:①滑油分油机两台,各为主机、发电机净油,也可通过隔离阀互通;②加热器等。上一页下一页返回任务实施2.主机滑油系统净油(滑油分油机选用LOPX系列无比重环部分排渣分油机,控制装置:EPC-400)(1)运行:对主机滑油循环柜净油。启动前的准备:①在集控室配电板馈电屏上:将滑油分油机总电源开启;②在模拟屏上检查主机滑油循环柜油位,开启净油进出口阀门;③在模拟屏上锅炉蒸汽分配阀处将主机滑油循环柜加温蒸汽阀打开,对油柜加温到35℃时关闭;④模拟屏上检查分油机高置水箱水位并补水,在“CRT”上将出口阀开启;上一页下一页返回任务实施⑤开启分油机滑油系统上的有关阀门。启动滑油分油机:在机旁控制箱上进行下列操作:①接通电源,选择No.1或No.2分油机工作;②将控制方式旋钮转到“P”设定:油温加热值80℃、排渣间隔时间p6010min、排渣间隔时间p6120min;控制箱的上部四个按钮在参数设定时,第一个用于选择参数,第二、三个用于参数增减修改,第四个按钮用于参数修改后确认。③再将“工作方式”旋钮转到“R”,设定为机旁“自动”运行方式;④启动分油机滑油供油泵,此时滑油在分油机外自行循环;⑤将分油机加热器“加热按钮”按下,对滑油加热;上一页下一页返回任务实施⑥启动分油机:按下分油机电机“启动按钮”,当分油机转速达全速时(正常需要10min)将“程序启动/停止”按钮按下,分油机开始程序运行。在“CRT”上观察净油过程及温度数值。(2)各程序指示灯的含义:①M15:开盘水电磁阀;②M16:关翻/补给水电磁阀;③V1:三通阀电磁阀;④MV10:置换/调节/封水;⑤MV10A:排水阀。上一页下一页返回任务实施(3)报警指示灯的含义(下述各故障发生后,系统均停止向分油机供油而机外循环):①TT2:加热器故障;②TT1:高膨低温;③XS1:紧急停车/震动;④MT4:水分传感器;⑤PS41:高压;⑥PS42:低压。3.启动主机滑油系统(1)开启主机滑油泵、滑油自清滤器和凸轮轴增压滑油泵有关阀门。上一页下一页返回任务实施(2)启动主机滑油泵和凸轮轴滑油泵,在集控台和“CRT”上观察压力值。4.填料函沉淀柜驳油(1)开启“填料函沉淀柜”及相应驳运泵的有关阀门。(2)启动填料函沉淀柜的驳运泵,将填料函沉淀柜滑油驳到主机滑油循环柜。上一页下一页返回任务实施5.自清滤器的操作鼠标左键点击No.1/No.2主机滑油自动清洗滤器,弹出主机滑油自动清洗滤器操作面板对话框(如图6-3(a)所示)。鼠标右键(同时按住CTRL)点击控制箱门选钮,则打开箱门(如图6-3(b)所示),反之则关闭箱门。点击“OK”按钮则退出该显示界面。6.注意事项(1)自清滤器的压差由教员设定。(2)温度调节过程中,环境温度、海水温度、主机热负荷应由教员设置。上一页返回拓展知识一、FOPX型分油机的工作原理FOPX型分油机作为部分排渣型分油机工作时,其特点是待分油连续进入分油机,在排渣期间也不切断进油,每次排渣其排渣口仅打开0.1s,排出量是分离片外边缘与壳体之间容积的70%。该分油机可净化在15℃时,密度为1010kg/m3的重质燃油,而在净化不同密度的燃油时,不受低密度的限制,取消了比重环,这给使用和操作者带来较大的方便。该分油机的控制和监视系统采用WT200型水分传感器和以单片机8031为核心的EPC-400装置。FOPX型分油机由于其控制系统不同,可部分排渣,也可以全部排渣。部分排渣的FOPX型分油机的结构原理如图6-5所示。下一页返回拓展知识在FOPX型分油机中,组成其控制系统的重要设备是EPC-400型监控装置。该装置由两块印刷电路板组成:一块是水分传感器信号处理电路板,它接收装在净油出口管路上的WT200型水分传感器输出的净油含水量信号,经处理后送至主控电路板;另一块是主控电路板,它接收装在分油机进油管路上和净油出口管路上的各种传感器信号,经分析和处理后,由输出端输出各种信息,可对分油机进行操作,同时分油机的运行状态也可通过在主控电路板上的一系列发光二极管及数字显示窗的数字进行指示。FOPX型分油机自动控制系统的组成原理如图6-6所示。上一页下一页返回拓展知识在净油出口管路上装有WT200型水分传感器,它能随时检测净油中的含水量,并根据净油中含水量达到触发值所需时间,由EPC-400型装置决定是否打开排渣口还是开启排水电磁阀。因此水分传感器是监控系统中很重要的部件,它的结构原理如图6-7所示。在控制系统中,EPC-400型装置输出的信号有:控制对分油机操作的各种电磁阀、显示分油机的控制系统状态的指示灯及由5位数码显示器所组成的显示窗。上一页下一页返回拓展知识二、FOPX分油机基本控制过程在EPC-400型装置中,设定了一个最短的排渣间隔时间10min,及一个最大的排渣间隔时间63min(可调)。分油机是以最短的间隔时间打开一次排渣口,还是以最大的间隔时间打开一次排渣口,取决于待分油中含水量的多少。如果待分油中含水量极少,从上次排渣算起,在63min内油水分界面仍在分离盘外侧一段距离处,净油中含水量很少,没有达到触发值,这时EPC-400型装置就决定排一次渣。在排渣前,要先输出一个控制信号使电磁阀MV10通电打开,向分油机内注入置换水,油水分界面会逐渐向里移动。当净油中含水量达到触发值时,EPC-400型装置再输出控制信号使电磁阀MV15

和MV16

同时通电打开,进行一次排渣程序,该过程如图6-8中曲线1所示。上一页下一页返回拓展知识如果待分油中含有一定量的水,距上次排渣时间超过10min,但不到63min净油中含水量就增加到触发值,即油水分界面已经移动到接近分离盘外侧的边缘,EPC-400型装置要发出排渣信号进行一次排渣。由于分离盘外侧有足够的水量,所以排渣前不需进置换水,该过程如图6-8中曲线2所示。如果待分油中含水量较多,在上次排渣后的10min内,净油中含水量就达到触发值,此时EPC-400型装置要输出一个控制信号使排水电磁阀MV5

通电打开向外排水。随着排水的进行,油水分界面不断外移,净油中含水量会迅速下降,一般排水电磁阀MV5

打开20s后关闭,该过程如图6-8中曲线3所示。上一页下一页返回拓展知识若排一次水后,距上次排渣仍在10min内,净油中含水量又达到触发值,则要关闭排水阀进行一次排渣。如果待分油含有大量的水,距上次排渣后较短的时间内,净油中含水量就达到触发值,且排水阀打开120s净油中含水量未能下降到触发值以下,这时EPC-400型装置要关闭排水阀进行一次排渣。排渣后,净油中的含水量又较快地增至触发值,且打开排水阀120s后,净油中含水量仍不能下降至触发值以下,则EPC-400型装置再一次关闭排水电磁阀,进行一次排渣后,停止待分油进分油机,发出声光报警,该过程如图6-8中曲线4所示。上一页下一页返回拓展知识EPC-400型装置的工作电源是48V交流电,它来自分油机启动器。启动器接220V交流主电源(图6-6中①),作为启动分油机的电源。要使分油机投入工作,首先要按启动器上的启动按钮,它一方面启动分油机电动机使之逐渐达到稳定运行状态;另一方面使启动器中的继电器K5通电,经变压器输出48V交流电,向EPC-400型装置供电(图6-6中③),并经该装置内部变压器输出24V交流电,再经整流稳压输出20V、12V、5V直流电源,作为主控电路板和水分传感器信号处理电路板的工作电源。接通EPC-400型装置面板上电源开关,就接通了两块电路板的电源。按加热器按钮,开始对待分油进行加热,同时温度自动控制系统投入工作。按一次“程序启动/停止”按钮,EPC-400型装置从初始化程序开始执行,首先它监视待分油温度,当油温达到正常温度值时,EPC-400型装置将对分油机进行密封排渣口、待分油进分油机及排水和排渣等操作。上一页下一页返回拓展知识三、水分传感器信号处理电路的基本工作原理在EPC-400型装置的控制箱中,水分传感器信号处理电路板是在主控电路板的后面。该电路板也是以单片机8031为核心,两块电路板上的8031是采用串行通信方式。水分传感器信号处理电路板的作用有三个:一是处理由水分传感器送来的净油中含水量信号,并经串行输出口TXD随时送至主控电路板上8031的串行输入口RXD,当净油中含水量达到触发值(350个单位)时,要向主控电路板送去一个中断请求信号;二是监视水分传感器工作是否正常;三是监视电源电压和频率是否正常。如图6-9所示给出了水分传感器信号处理板电路简图。上一页下一页返回拓展知识四、FOPX分油机状态监视和参数测试FOPX型分油机是以在EPC-400型装置中预先编制好的程序和已设定的参数下运行的。我们可用5位数字显示窗来监视分油机及控制系统的运行状态,在运行中如果出现故障,除总报警红色发光二极管闪亮外,显示窗将立即显示出故障内容。我们还可以利用面板上的四个按钮和显示窗来测试和调整分油机运行的有关参数。1.故障显示FOPX型分油机及EPC-400型装置在运行中如果发生故障报警,则在显示窗中将会显示出故障的代码和内容,其中左边两位显示AX(X=1,2,…,9),是故障代码,表示故障的类别,右边的数字指出具体故障内容。上一页下一页返回拓展知识A1代表通讯故障。当EPC-400型装置与主计算机联网或几台EPC-400型装置联网使用时,它们之间通讯不正常,将在显示窗中显示出故障代码A1,如果该EPC-400型装置是单机运行,一般不会发生A1类别的故障报警。A2代表单片机处理器故障,其中:A2-1

8031内部RAM故障A2-2

8031外部RAM故障A2-3

EEPROM故障A2-4

EPROM故障A2-5

RLP方式选择开关转换位置错误上一页下一页返回拓展知识A2-6

A/D转换器故障A2-7温度和水分传感器标定错误A3代表程序编制方式时间太长,它是指两块电路板中8031之间,8031与存储器及各种接口之间传递信息时间太长,这会影响程序正常运行,将会发出显示A3代码的报警。A4代表电源故障报警,其中:A4-1停电A4-2电源频率太高(+5%)A5代表分油机启动时间超过最长启动时间的故障报警。A6代表控制温度传感器和高温报警传感器所检测到燃油温度值之差超过30℃报警。上一页下一页返回拓展知识A7代表分油机系统故障报警,其中:A7-1水分传感器输出值>400单位A7-2水分传感器输出值<100单位A7-4排水阀开度不够A7-5记忆单元故障A7-6液体传感器工作不正常A7-7水分传感器工作不正常A7-8两次发出打开排渣口指令,排渣口仍未打开A7-10置换水系统工作不正常上一页下一页返回拓展知识当分油机及控制系统在运行中发生故障时,相应的红色发光二极管和总报警发光二极管闪亮,同时显示窗中显示报警内容的数字也在闪亮。故障排除后必须按复位按钮才能使分油机从初始化程序重新开始运行,或撤消中断的程序使程序继续运行。如果在同一时间发生几个报警状态,则主控电路板上的单片机将根据所检测到的故障顺序,在显示窗中显示第一个故障内容,按一次复位按钮后,复位第一个报警,显示窗再显示第二个报警,这样轮机人员就会清楚有几个故障需要修复。上一页下一页返回拓展知识2.参数测试分油机在没有故障的正常运行状态下,显示窗左边两位显示净油中含水量达到触发值的百分数。如果这个触发值达到或超过100%,则显示“———”。右边3位显示距下次排渣的最大时间,如显示“1.3”,表示距下次最大排渣时间是1h30min-1h39min;显示“32”,表示距下次最大排渣时间是32min;显示“·32”,表示距下次最大排渣时间是32s。系统在运行中通过按复位按钮,显示窗可逐步显示有关参数值。第一次按复位按钮,显示窗左边两位显示参数代码“1C”,表示待分油进口管路上温度控制传感器输出的温度值,右边3位显示实际温度值,如显示窗左边两位显示“2C”,它是高温报警传感器所检测的燃油实际温度是98℃。上一页下一页返回拓展知识第二次按复位按钮,显示窗左边两位显示“2C”,它是高温报警传感器所检测的燃油温度值,如显示“2C95”,表示该传感器检测的燃油温度值是95℃。如果这两个温度传感器所检测的燃油温度值相差超过30℃,则EPC-400型装置会发出声光报警,且中断程序的运行。第三次按复位按钮,显示窗左边两位“3h”,表示分油机运行的总时间,右边3位显示的数字要乘10。如显示“3h摇72”,说明分油机已运行720h,