一 冷却水温度控制系统.docx

一 冷却水温度控制系统.docx

《一 冷却水温度控制系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一 冷却水温度控制系统.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

一冷却水温度控制系统

项目十机舱辅助控制系统

【项目描述】ItemDescription

冷却水（CoolingWater）温度控制系统、燃油供油单元（FuelOilFeedUnit）自动控制系统、燃油净油单元（FuelOilPurificationUnit）自动控制系统是船舶机舱（EngineRoom）主要的辅助控制系统，控制辅助设备的正常运行，为船舶动力系统（ShippingDynamicalSystem）设备提供保障。

对机舱辅助控制系统的掌握，正确使用调节是轮管人员（MarineEngineer）必备的基本技能。

通过本项目的学习，学生具体应达到以下要求：

一、知识要求（knowledgedemand）

1.能表述冷却水温度控制系统的组成及工作原理，了解中央冷却水温度控制系统的基本概念；

2.能表述燃油供油单元自动控制系统、测黏计（ViscosityMeter）、燃油黏度控制系统的工作原理；

3.能表述燃油净油单元自动控制系统的组成及工作原理，熟悉EPC-50控制系统的面板（Panel）操作及I/O信号

二、能力要求（abilitydemand）

1.具备冷却水温度自动控制系统的操作与管理能力；

2.熟悉燃油供油单元的综合控制，具备燃油供油单元自动控制系统的操作与管理能力；

3.具备燃油净油单元自动控制系统的操作与管理能力；

三、素质要求（qualitydemand）

1.养成善于动脑、勤于思考、及时发现问题的学习习惯；

2.培养理论联系实际、善于分析和解决工程实际问题的能力；

3.培养理性思维能力和科学求实的精神；

4.培养学习新技术的能力，增强创新意识。

【项目实施】Itemimplementation

任务一冷却水温度控制系统

一、学习目标（learningtarget）

1.掌握此种冷却水温度控制系统的基本组成和特点：

2.掌握冷却水温度控制系统的参数设置及调整；

3.熟悉此冷却水温度控制系统的故障诊断及在轮机自动控制中的应用管理。

二、学习任务（learningassignment）

1.掌握冷却水温度控制系统的参数设置及调整；

2.掌握冷却水温度控制系统的故障诊断；

学习情景一冷却水温度控制系统的参数设置及调整

【任务描述】TaskDescription

冷却水温度控制系统的参数设置有哪些？

怎么进行冷却水温度控制系统的参数调整？

描述冷却水温度控制系统在轮机自动控制中的应用及管理。

【背景知识】（backgroundknowledge）

一、ENGARD中央冷却水温度控制系统概述

ENGARD中央冷却水温度控制系统是ALFL-LAVAL的产品，它采用8032单片机取代常规的变送器和调节器，是新一代船舶中央冷却水自动控制系统。

ENGARD控制系统如图10-1-1所示。

它包括海水（SW）回路和低温淡水回路两大部分，由ENGARD控制单元1、两个PT100回路温度传感器2和4，低温淡水回路调节阀3、3台海水泵5和2台低温淡水泵6组成。

如果调节阀是气动作用式，需要配置电/气（E/P）转换器。

操作人员可在控制单元1的操作面板上设定参数，控制系统通过海水流量的有级调节和调节阀3来控制低温淡水回路的温度。

海水回路中的海水泵B和D由双速电机拖动，可进行有级调速（StepSpeedRegulation）。

3台海水泵中的任意2台泵各在50%的负荷下

并联运行时，可达到冷却系统的最大海水流量（1OO%）。

ENGARD管理这3台泵的运行状态，根据负荷自动控制海水泵的并联（Paralleling）、解列（Parallelingoff）和调速，实现海水流量的有级调节。

海水泵的配置、操作模式和功率消耗如图10-1-2所示。

由流体力学可知，水量Q与转速n的一次方成正比，水压H与n二次方成正比，轴功率P与n的三次方成正比，因此，当水量减少，水泵转速下降时，其功率降低很多，节能效果明显。

由图可见当100%流量时，功率50kW；75%～85%流量时，功率22KW；40%～60%流量时，功率4kW。

这与只采用流量的节流调节或旁通调节相比，ENGARD控制系统具有明显的节能效果。

本系统可实现的海水泵的流量组合如表10-1-1所示。

可见，ENGARD控制系统具有如下特点:

1.使用有级调速电机后，水泵电机运行温度明显下降，同时减少了机械磨损和维修工作量。

2.保护功能可靠，大大减少了因过载或单相运行而烧坏电机的现象。

3.通过优化进入中央冷却器的海水流量，节能效果明显。

4.ENGARD控制系统采用了8O32单片机，具有完善的自检、控制、显示、多种故障报警等功能，提高了系统的可靠性。

海水泵电机与低温淡水温度调节阀通过控制系统可按设定的不同参数进行控制，具有很强的适应性和灵活性。

该系统可通过RS232与上位机进行通信，便于全船动力装置的集中控制与监视。

二、ENGARD控制单元

ENGARD控制单元是一种具有比例积分控制作用的全自动温度控制系统。

它由印刷电路板、固态继电器、电源滤波器、变压器和接线端子排等组成，微处理器8位，有PRO-、EER-R0M、RAM存储器。

对冷却水温度进行PI定值控制过程可以自动控制，必要时也可以手动控制。

海水泵手动操作时，调节阀仍可工作在自动状态；反之亦然。

其控制面板上有操作按钮、模式开关、数码显示、电机工况和系统报警LED，当系统出现故障或调节失灵时，可以通过机舱的警报系统发出声光报警。

ENGARD的输人输出信号如表10-1-2和表10-1-3所示。

三、工作原理

海水泵的控制不仅取决于中央冷却器热负荷，而且还与淡水泵流量、海水泵流量、海水温度及中央冷却器的脏污程度有关。

淡水温度在一定的范围内变化时，低温淡水调节阀控制流经中央冷却器的淡水量。

当某一工况下海水流量已经达到预先设定值，且淡水温度无法回到设定值时，控制单元将产生一控制信号，切换海水泵工况，改变海水通过冷却器的流量，从而达到控制低温淡水回路中低温淡水温度的目的。

1.低温淡水回路温度的自动控制

在低温淡水回路淡水泵之后检测低温淡水温度为T1，T1与低温淡水的设定值TL相比较得偏差值EL=T1-TL，偏差信号经微处理器按PI控制规律处理后输出控制信号到低温淡水回路的调节阀。

当淡水温度降低时，即EL（0，调节旁通阀开大，流经中央冷却器的淡水量减小；反之，EL）0，旁通阀关小，流经中央冷却器的淡水量增多。

淡水温度超过或低于限制值时，发出越限报警。

在ENGARD控制单元面板上可显示旁通阀的开度百分数。

当旁通阀的开度信号达到海水泵的切换值时，海水流量设定值TSW将增大或减小，ENGARD控制单元将根据TSW值的大小发送控制信号去控制海水泵，增加或减小海水泵的运行台数。

海水泵起动时，起动信号反馈回ENGARD控制单元以确认海水泵是否运转，在ENGARD控制单元面板上有信号指示。

若没有反馈信号，则发出故障报警。

2.海水泵工况的自动切换

海水泵运行工况的自动切换主要由低温淡水回路中低温淡水的温度T1或低温淡水三通调节阀的开度V1来决定，这两个参数可以同时考虑，即最大排量海水泵是由低温淡水回路中低温淡水的温度控制的；而较小排量的海水泵是由三通调节阀的开度所决定的。

冷却系统的热负荷增大时，需要更多的冷却淡水流经中央冷却器。

若采取V1控制方式，低温淡水调节阀将关小旁通口，当V1值达到某一设定值时，控制单元将选择大排量泵投入运行，如果两台泵的排量相同，控制单元首先比较两台海水泵的运行时间，运行时间较短的一台优先起动，如果一台最大排量海水泵已经投入运行，但海水流量仍不足以使低温淡水温度回到正常值，则控制单元将选择海水泵组运行方式，即两台海水泵同时运行。

而后，原先运行的海水泵在5s后自动停掉；若采取TI控制方式，低温淡水调节阀将全关旁通口，淡水全部流经中央冷却器，当T1值增大达到某一设定值时，海水泵流量往大的方向切换（CHANGE-OVER）。

热负荷减小时，低温淡水调节阀将开大旁通口（V1控制方式），当V1值到达某一设定值时，控制单元选择一台较小排量的海水泵运行或选择较小排量海水泵组运行方式，原先运行的海水泵在5s后自动停掉；若采取T1控制方式，低温淡水调节阀的旁通口全开，当T1值降低达到某一设定值时，海水泵流量向小的方向切换（CHANGE-DOWN）。

ENGARD控制单元自动调节T1、V1与冷却海水流量之间的参数匹配，避免海水泵的频烦起停和淡水温度的大幅度振荡。

如果低温淡水调节阀控制旁通口开度V1的变化范围在0～5%之内，并且淡水温度偏离设定值不超过0.5℃，则不需要对海水泵的流量进行调节。

海水管路在流量较小时，可以每隔2min的间隔起动一次非正在运转的水泵，目的是增加海水流量以实现对管路内的沉积物进行冲洗。

在冲洗期间，低温淡水阀位的百分数和淡水温度与“FLU”将在操作面板的显示窗口中交替出现。

冲洗的间隔时间可通过参数P12（参见表10-5）在数值0～009之间进行设置，P12=0，取消该功能。

3.报警与显示

如果故障多于一个，先显示第一个未确认的报警，该报警确认后，再显示下一个报警。

如果在5s之内未复位过程报警，则触发机舱中央报警单元。

发生功能报警时，低温淡水调节阀开度保持原位不变。

各种报警信号汇总如表10-1-4所示。

ENGARD报警分过程报警和功能报警，前者是关于淡水温度越限或海水泵本身等故障，后者是关于ENGARD内部及输人输出故障。

报警性质通过控制面板液晶窗口显示或发光LED显示。

四、操作步骤

1.控制面板

ENGARD中央冷却水温度控制系统的操作面板如图10-1-3所示。

2.系统初次投入运行

首先开启系统的主进出海水阀，起动低温淡水泵正常运行。

正确开启海水泵的吸入阀和排出阀，排除海水泵内的空气。

再在海水泵控制屏上将转换开关“MAN/AUT”置到“MAN”的位置。

合上主电源开关。

手动起动大排量的海水泵，用“STBY”开关选择备用泵。

正确开启中央冷却器的海水进出口阀，系统开始工作。

然后合上ENGARD控制单元的“0N/OFF”电源开关（该开关在控制箱内部），同时复位主保险丝（按下红色按钮），这时操作面板（图10-1-3）的显示窗口11出现“d-PCU′”，10s后，LT回路调节阀的开度将出现在11的左边（两位数字%），低温淡水温度出现在11的右边（三位数字℃）。

为确保系统在手动操作方式下工作，可在操作面板上按下“ManualMode”按钮8。

彻底检查系统的工作参数，确保它们与系统的设定值相符（参数设定值列表在控制箱门的里面）。

最后，按下“AlarmReset/LampTest”按钮15，至少保持3s以上（若显示窗口跳出F参数，则5min后或者多按几次按钮15后将恢复正常），检查操作面板上的指示灯是否有异常。

系统初次转换到自动控制状态时，首先设置海水泵的安装参数P25-P30为“0N=1”，双速泵的参数P必须为“ON=1”。

然后按操作面板上的按钮8，LED7（AutomaticOperationMode）亮（绿色）。

最后在海水泵控制屏上将转换开关“MAN/AUT”置到AUT”位置，此时，ENGARD

控制系统工作在自动状态。

此时ENGARD控制单元将海水泵控制在最优化状态，对低温淡S水温度进行自动调节和监视。

3.手动/自动模式切换

手动操作分海水泵和调节阀两种手动操作模式，都是通过操作面板上按钮8来选择的。

系统工作在自动方式时，操作面板LED7亮（绿色），此时按一下按钮8，LED6亮（橙色），LED7灭，表明选择了海水泵手动工作方式；再按一下（第二次）按钮8，LED5亮（橙色），LED6灭，表明选择了调节阀手动工作方式；第三次再按按钮8，LED7亮，LED5灭，则又回到了自动工作状态。

可以通过操作面板上的4看到哪台海水泵在运行。

选择海水泵手动操作模式，按按钮8，LED6亮，LED7灭。

将海水泵控制屏上的转换开关“MAN/AUT”置到“MAN”位置，根据低温淡水的温度手动起动/停止所需的海水泵。

在运行海水泵的容量下，调节阀自动连续地调节低温淡水的温度，操作人员也可根据显示器上显示的低温淡水温度适当的用泵来调节海水流量。

此时要回到自动工作模式，首先将开关“MAN/AUT”置到"AUT”位置，按两次按钮8，LED7亮，LED6灭。

选择调节阀手动操作模式，按两次按钮8，LED5闪亮，LED7灭。

通过按钮9（+）和10（-）控制低温淡水温度的增加或减小。

调节阀从全关到全开，对应显示值为2%～98%。

根据调节阀开度或低温淡水的温度，海水泵自动地进行流量调节。

此时要回到自动工作模式，只需按一次按钮8即可，LED7亮，LED5灭.

4.系统工作状况检查

系统在自动方式下正常工作，操作面板上液晶窗口11显示调节阀开度值和低温淡水温度值。

按按钮15“AarmReset/LampTest”，将显示F参数的读数（注意此时无报警信号），液晶窗口11左边出现“FO”，则右边数值为海水温度（℃）；若窗口11左边出现“F1F6”中某一个，则右边数值为对应海水泵的累计工作时间（该数值乘以10O0等于小时数）。

按钮15被按后5min，系统将恢复到正常指示状态

5.报警功能

出现报警时，操作面板上的LED2、LED13闪亮（红色），或在窗口11显示报警代码Al-A6闪亮（参见表10-4）。

按“AlarmReset”按钮15对报警进行确认。

所有报警被确认，LED2、LEDD13常亮。

最后再按按钮15进行复位，LED13熄灭。

如果有多个警报被确认，只有第一个被确认的警报对应的LED2或在窗口11显示报警代码闪亮，而其余显示警报的LED2变为平光。

只有故障排除后对应的报警LED2才熄灭。

6.停止系统工作

要对某台海水泵停车检修，必须设置与其对应的“P5-P30”中的某一参数为“off=0”，使该泵退出控制系统，切断该泵电源，关闭其进出口阀，但必须选择一台备用泵替代它工作。

要停止控制系统的工作，首先在操作面板上选择手动操作模式，海水泵控制屏上转换开关"MAN/AUT”置到“MAN”位置。

然后手动起动大排量海水泵工作，正确关闭系统相关的海水阀。

最后打开控制器箱门，关掉里面的电源。

五、维修保养及参数设置

ALFA-LAⅤAL公司提供了详细的过程参数表、安装参数表、参数整定、备件列表及接线图，这些都在ENGARD控制单元操作面板门的后侧，查阅方便。

主要参数如表10-1-5和10-1-6所示。

1.淡水回路调节阀整定

首先打开ENGARD控制箱门，模式选择开关置到“P”（Program）位置。

根据调节阀设定参数P38（参见表10-1-5）。

然后按操作面板上的按钮8“ManualMode”（见图10-1-3）两次，LED5闪亮橙色），通过按钮9（升温）、10（降温）手动改变调节阀旁通口的开度应正常自如。

按按钮10，手动操作调节阀旁通关小，关到2%开度时，设置参数P39=1。

按按钮9，使调节阀旁通开大，开到98%开度时，设置参数P40=1。

调节阀动作到极限位置时，留有2%的余量，防止阀卡死，动作不灵敏。

通过按钮9/10操作调节阀旁通全关→全开/全开→全关，测量调节阀动作全行程所需时间，把该时间值输人参数P21。

2.检查温度读数

从温度传感器的防护壳体内拆除淡水和海水温度传感器，利用校验用数字温度计读出低温淡水温度值和海水温度值，然后将温度传感器装复，再从ENGARD控制单元显示器11读出低温淡水温度值，为了读出海水温度值F，按下按钮15“AlarmReset/LampTest”，将显示F参数的读数（注意此时无报警信号），液晶窗口11左边出现“FO”，则右边数值为海水温度；如果偏差超过±1℃，则需换新温度传感器或控制单元。

3.参数设置

首先将ENGARD控制箱内的模式选择开关置到“P”位置，操作面板上显示“C11”和间歇显示“Pro”。

按操作面板（如图10-1-3所示）下面两个按钮10和15可调整C1-12参数值，按下按钮8可选择下一个被设置的参数，按上面两个按钮8和9进人参数内容（参见表10-5），没有参数就显示“--”。

新设置的参数在选择下一个参数时被存储，如果同时按10和15按钮，则将存储修改以前的参数值。

操作面板上显示“C22”，表明过程参数设置完毕，开始设置安装参数C2-⒓，方法与前面相同，当出现“End”日寸，安装参数设置完成。

结束参数整定，必须把控制箱内的模式选择开关置到“L”或“R”位置；否则，10min后将发出参数整定操作过程间隔时间（Programmode）太长报警（代码A3）。

4.检查海水泵切换功能

在前面两项整定好的基础上，按按钮8选择调节阀手动模式，LED5闪亮（橙色）。

通过按钮10手动关小调节阀的旁通阀，操作面板上1I的左边显示2%时，观察切换到大流量海水泵的时间应不超过5s。

由按钮9开大调节阀的旁通阀，11的左边显示98%时，观察切换到小流量海水泵的时间在15min之内。

最后，将系统转换到自动模式。

5.ENGARD维修保养

为了预防故障发生，每周进行试灯和报警功能实验，每月进行淡水温度越限报警、水泵切换和故障报警试验，每六个月校验一次温度传感器，如果偏差超过±1℃，需要换新温度传感器或控制单元。