轮机自动化简答题资料.docx

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轮机自动化简答题资料

第四章自动控制系统

1.1执行机构在反馈控制系统中的作用

执行机构的输入量是调节机构的输出控制信号，执行机构的输出量是阀的开度。

调节机构的控制信号经执行机构直接改变调节阀的开度，从而可以改变流入被控对象的物质或能量流量，使之符合控制对象的负荷要求，被控量会逐渐回到给定值或给定值附近，系统将达到一个新的平衡。

2.简述气缸冷却水温度控制系统的类型、功能以及特点？

（1）直接作用式是指冷却水温度控制系统不用外加能源，而是将装在冷却水管路中的温包或感温盒内充足低沸点液体，利用其压力随温度成比例变化的特性直接推动三通调节阀来改变经冷却器水的流量和旁通水流量，以控制冷却水温度在给定值附近。

直接作用式调节器结构简单，但是只能实现比例控制，存在静差，所以其精度低，误差大，主要用于小型主机和副机。

在对冷却水温度精度要求较高的情况下，如对于中大型主机，使用直接作用式调节器是不适宜的，一般采用间接作用式（如电动和气动）控制系统。

（2）间接作用式是指冷却水温度控制系统需要在外加能源的作用下进行调节，目前常用的气动和电动控制系统属于间接作用式。

该作用方式根据需要可实现比例微分、比例积分等作用规律，调节精度高，误差小。

目前主要有MR-Ⅱ型电动冷却水温度控制系统和单片机式的中央冷却水控制系统。

（3）微机控制的柴油机冷却水温度控制系统也已经广泛应用于主机上，可以实现强大的智能化控制功能，并在此基础上逐步引入变频调速、模糊控制等先进技术。

3.简述气缸冷却的方法？

答：

柴油机冷却水温度控制的方法是把气缸冷却水分成两部分:

一部分通过淡水冷却，经海水冷却使温度降低；另一部分不通过淡水冷却器，即通过旁通的方法直接与通过冷却的淡水混合，然后进入柴油机气缸的冷却空间。

若冷却水温度偏高，通过三通阀减少旁通的淡水量，增多通过冷却器的淡水量。

4．在MR-Ⅱ型电动冷却水温度控制系统中，都采取了哪些保护措施，各起什么作用？

答：

P92

（1）在电机M通电回路中加装一个限位开关，当电机带动平板阀转到接近极限位置时，限位开关断开，切断电机电源，防止平板阀卡在极限位置，以免电机反向起动电流太大，且起动动作迟缓；

（2）装有电机热保护继电器，防止电机因短路、过载使电流过大而被烧坏；

（3）在“减少输出继电器”和“增加输出继电器”的通电回路中各串联一个对方的常闭触头，互相连锁，防止两个继电器同时通电。

5.简述MR—II型电动冷却水温度控制系统的控制过程。

答：

由T802测出的温度信号一方面送至指示仪表，指示当前冷却水进口温度的实际值；另一方面经分压器把冷却水进口温度实际值按比例转换成电压信号。

这个测量信号与占电位器整定的给定值相比较得到一个偏差信号e。

偏差信号经比例微分作用输出控制信号送至脉冲宽度调制器。

脉冲宽度调制器把连续变化的控制信号调制成脉冲信号。

若测量温度高于给定值，脉冲宽度调制器输出的脉冲信号使“减少输出继电器”断续通电，接触器也断续通电，其触点断续闭合使三相交流伺服电机M向正向断续转动。

再经减速装置带动两个互成90度的平板阀,一个控制旁通水量,另一个控制淡水经过冷却器的水量。

当电机M正转时,关小旁通阀,开大经冷却器的淡水阀使冷却水温度降低。

若测量温度低于给定值时，脉冲宽度调制器输出的脉冲信号使“增加输出继电器”断续通电，接触器断续通电，其触点断续闭合，电机M反向断续转动，开大旁通阀，关小经冷却器的淡水阀使冷却水温度提高。

当冷却水温度测量值等于或接近于给定值时，调节器无输出，“减小”和“增加”继电器均断电，接触器和均断开，电机M停转，三通调节阀的开度保持不变。

如下图。

6．在MR-Ⅱ型电动冷却水温度控制系统中，试说明调零和调量程的过程。

答：

（4）把面板上温度表指示测量值或给定值的转换开关按下，使温度表指示给定值，再把MRB板上的开关SW1扳倒下面通位置，即外给定位置；

（5）外接3.5V电压，则温度表指针应指在0℃上，若不指0℃，应调整MRB板上的电位器W2，若指示值大于0℃，应调小W2电阻值，若指示值小于0℃，则应调大W2电阻值，这就是调零过程；

（6）调好零点后，外接1.48V，这是温度表指针应在100℃上，如果不指示100℃，要调MRB板上的电位器W3，若指示值小于100℃，则应调小W3电阻值，若指示值大于100℃，应调大W3电阻值，这就是调量程；

（7）调零点和调量程应反复进行2~3次，直到把零点和量程调准为止。

7.MR—Ⅱ系统测量电路板MRB的作用

MRB是输入和指示电路板。

输入电路的作用是，将其刚冷却水温度的测量值与给定值比较，输出一个偏差值信号ε；指示电路的作用是显示冷却水温度的测量值和给定值。

7.1MR—Ⅱ系统实际温度变化时，电路中各关键点的状态变化

7.2MR—Ⅱ系统的调节器作用规律及可调参数

7.3．MR—Ⅱ系统脉冲宽度调制原理，不灵敏区和脉冲宽度的调整

8．VAF型燃油粘度控制系统是由哪些部分组成的？

简述各部分的作用是什么？

答：

VAF型燃油粘度控制系统包括测粘计、差压变送器、气动PI反作用调节器及气关式气动调节阀。

测粘计用于检测燃油粘度，并把燃油粘度转变成一个与之成比例的压差信号。

差压变送器接受测粘计送来的压差信号并成比例的转换成0.02~0.1MPa的气压信号，它作为粘度的测量值一方面送显示和记录仪表，同时也送到PI调节器。

燃油粘度调节器是反作用式PI作用的调节器，它把差压变送器送来的测量值与事先调好的给定值相比较得到一个偏差值，经比例积分作用后输出一个控制信号送至气关式蒸汽调节阀。

气关式蒸汽调节阀是执行机构，它根据控制信号的大小来关小或开大蒸汽阀，从而可改变对燃油的加热程度，用以克服扰动使燃油粘度最终稳定在给定值上。

9．试说明VAF型燃油粘度控制系统中测粘计的工作原理。

答：

测粘计是由转速恒定的电机经减速带动一个小齿轮泵工作，在工作中，小齿轮泵从燃油总管中吸入小量的油流，经毛细管再排回到燃油总管，若油流在毛细管中流量恒定且做层流运动，则毛细管两端压差就与燃油粘度成正比，其中，只要电机带动齿轮泵转速恒定，则燃油流经毛细管的油流量就恒定。

若齿轮泵排量很小，毛细管做得很细，则可保证油在毛细管中作层流运动。

所以要保证毛细管两端压差与燃油粘度成正比，必须保证电机带动齿轮泵转速恒定，且齿轮泵做得很小，毛细管必须很细。

10．简述使VAF型燃油粘度控制系统投入工作的操作过程。

答：

（1）系统投入工作前，必须先打开气源截止阀，调整过滤器减压阀使气源的压力稳定在0.14MPa上，接通各台仪表气源；

（2）起动测粘计马达，关闭旁通测粘计的燃油截止阀，打开通测粘计的燃油截止阀，让测粘计投入工作；

（3）打开差压变送器上的平衡阀，使差压变送器正、负压室压力相等，防止测粘计投入工作的短时间内，正、负压室单向受力过大；

（4）把柴油-重油转换阀转换到柴油位，先让系统用柴油工作；

（5）把调节器上的手动-自动转换开关，转至手动位，然后手操调压阀改变蒸汽调节阀的开度，把柴油加热到70℃左右。

这样，起动主机后，可用被加热的柴油冲洗曾经用过重油的毛细管，同时用柴油起动主机易于成功；

（6）主机用柴油工作一段时间后，把柴油-重油转换阀转换到重油位，同时关闭差压变送器上的平衡阀，让差压变送器投入工作；

（7）手操调压阀使其输出的压力信号逐渐等于喷嘴背压室的压力，然后把调节器上的手动-自动转换开关转至自动位，这时燃油粘度自动控制系统就投入了正常工作。

11．燃油粘度控制系统温度调节器和粘度调节器的作用形式及其与蒸汽调节阀的配合

作用方式：

黏度调节器为反作用式、温度程序调节器为正作用式

温度程序调节器和黏度调节器的输出信号都送到“温度——黏度”控制选择阀，选择

阀的输出信号送入蒸汽调节阀，控制其开度。

当温度低于上限值时，选择阀输出温度程序信

号，当油温达到上限值时，选择阀输出黏度控制信号。

12.在NAKAKITA型燃油粘度控制系统中，控制方式及控制类型的选择？

答：

（1）Tmin

（2）Tmid

（3）Tmax

13.辅锅炉电极式水位双位控制原理

电极式双位水位控制系统是在锅炉的外面装设一个电极室，它分别与锅炉的水空间和蒸汽空间相通，故电极室中的水位与锅炉水位一致。

因为炉水有一定的盐分，所以它是导电的，电极室中插有三根电极棒，分别是允许的上、下限水位和危险低水位报警。

14．辅锅炉时序控制器的种类及基本原理

1.有触点时序控制器

a）多回路时间继电器：

利用标度盘上的爪形块来控制相应的微动开关

b）凸轮式时序控制器：

同步电机经减速带动一根凸轮轴转动，固定在凸轮轴上的

若干凸轮片将依次使微动开关动作

2.无触点时序控制器：

利用RC电路的延时功能来实现的。

15．辅锅炉火焰检测传感器的种类及其基本特点

a）光敏电阻：

有光照时电阻很小，无光照时电阻很大

b）光电池：

光敏感范围仅限可见光，不包括红外线

c）紫外线灯泡：

只对紫外线敏感，不能用万用表检测其是否有效

16．大型油轮辅锅炉水位自动控制的特点

虚假水位难控制

1）水中含有蒸汽（15%~20%）

2）蒸汽蒸汽压力变化时，水下蒸汽的体积发生变化。

因此，水位与给水量、蒸发量和水下蒸汽体积有关。

17．水位双冲量控制的概念

检测装置有两个：

一个是检测水位变化的水位变化冲量信号；另一个是检测蒸汽流量变化的蒸汽流量冲量信号，这两个信号都送到双冲量调节器。

18．大型油轮辅锅炉水位双回路控制的概念

由两个控制回路组成：

一个是根据水位偏差控制给水调节阀的开度的水位控制回路；另一个是根据水位调节阀前后压差控制蒸汽调节阀的开度，以维持给水调节阀前后的压差恒定的给水差压控制回路。

19．大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制压力控制原理

油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制由两个控制回路组成：

一是根据蒸汽压力的偏差值经PI控制作用的蒸汽压力调节阀来控制燃油调节阀的开度，即改变向炉膛内的喷油量；另一个是根据喷油量对向锅炉的送风量的控制回路。

空气压力与喷油量之间是近似平方的关系。

第五章集中监视与报警

1．船舶监视与报警系统按其监视方式可分为哪几类？

各类有什么特点?

答：

连续监视式报警系统和巡回监视式报警系统

连续监视报警系统是指单元组合式集中监视报警系统，是连续地同时监视机舱中所有检测点的工作状况。

每个检测点都需要一个独一的报警控制单元，各监视点报警电路互相独立，互相影响小，增、减报警监视点数不受影响。

巡回监视报警系统是以一定时间间隔依次巡回检测各监视点的状态，对每个检测点进行分时、间断处理，所以。

不论有多少个监视点。

只需一个中央处理单元即可。

2．在集中监视与报警系统中，有几种故障报警方式？

简述它们的报警和复位过程。

答：

有通常故障报警和短时故障报警两种。

通常故障报警也叫长时故障报警，当参数越限发生故障时，红灯快闪，并发声响警报，轮机人员到集中控制室，确定报警的监视点后，按确认按钮则红灯常亮并消声，这时轮机人员要检修所出现的故障，故障消失后红灯由常亮转灭撤销报警指令。

短时报警是指参数越限发生故障时红灯快闪，发声响报警，当轮机人员还未到集中控制室按确认按钮，故障已经消失，这时红灯慢闪，仍发声响警报，按确认按钮后，红灯由慢闪直接熄灭，并消除声响报警。

3．什么是值班报警？

什么是失职报警？

它们的复位方法有何不同？

答：

值班报警主要是用于轮机员交接班时的信号联络，如大管轮把值班选择开关转至三管轮位置时，驾驶台、公共场所、三管轮住舱的延伸报警箱上发出声响报警，同时，值班指示灯闪亮，三管轮可在延伸报警箱上按确认按钮，即可复位，消声，值班灯常亮。

失职报警是指在报警系统发出声光报警的同时，立即起动3分钟计时器，若值班轮机员未能在3分钟内到达集中控制室完成确认操作，将被认为是一种失职行为，则报警系统将在所以延时报警箱上发3分钟失职声光报警，该报警信号是不能在延时报警箱上复位的，只能在集中控制室按确认按钮，消声，再复位3分钟计时器后，才能撤销失职报警。

4.试画图说明热电阻测温原理，为什么要用三线制接线方法？

答：

热电阻的基本原理：

热电阻材料的电阻率随温度的增加而增加，这样把被测温度变换成相应的电阻值，然后由直流电桥将电阻值的变化转换成相应的电压信号。

热电阻测量回路如图1所示

图1热电阻测温原理图2三线制接线方法

R1》Rt，R2》R0，且R1＝R2，所以i1＝i2，因此电桥的输出电压：

当被测温度T=0℃时，

，则

，通过调整电位器R0，使电桥平衡，

；

当测量温度升高时，热电阻的阻值也随之增大

，ua上升，ub保持不变，uab随之增大，即：

这就是热电阻的测温原理。

热电阻被插入需要检测的监视点，它与测量电桥之间具有一定的距离，而导线常由铜丝制成，它们的阻值也会随着环境温度的变化而变化，当监视点温度不变，而环境温度发生变化时，会引起uab一定的测量误差。

为使电桥输出不随环境温度而变化，仅仅反映监视点的温度，在实际测量电桥中采用热电阻“三线制”接法实现环境温度的补偿。

见图2示。

于是：

只要使导线La的阻值Ra恒等于导线Lb的阻值Rb，这样环境温度变化时，由于两根导线阻值的变化量相等而抵消，使电桥输出保持不变。

4.1热电偶传感器要进行冷端的原因及冷端补充方法

原因：

为了消除冷端温度变化对测量精度的影响

方法：

补偿电桥法-----在电桥中接入铜丝绕制的补

偿电阻Rcu，其电阻值随温度的升高而增大。

温度补偿电桥的输出为Uab与热电偶输出的

热电势e串联，这时热电偶传感器的输出电

压Uo=e-Uba

5．在Mark-5型曲柄箱油雾浓度监视报警器中，什么是平均浓度报警？

什么是偏差浓度报警？

为防止误报警，单片机会采取什么措施？

答：

平均浓度报警是指把所有缸曲柄箱油雾浓度检测加在一起，被缸数除所得到的就是平均浓度，该浓度值超过报警的设定值0.3~1.3mg/L，则发平均浓度报警；

偏差浓度报警是指某个缸，如3号缸曲柄箱油雾浓度检测值与平均浓度相比较，得到一个油雾浓度偏差值，若该值超过偏差报警设定值0.05~0.5mg/L，就发偏差浓度报警。

当检测到某缸油雾浓度没有达到偏差浓度报警值时，则用现行该缸曲柄箱油雾浓度值取代前一次检测的浓度值，再计算一个平均浓度，当检测下一缸油雾浓度时，就与新计算的平均浓度相比较，得到偏差浓度值，如此继续下去。

当单片机检测到油雾浓度超标时，先让清洗电磁阀通电，用空气来清洗一次测量系统，特别是清洗一次光源，然后再重新检测各缸油雾浓度，计算平均浓度和偏差浓度，如果仍然超标，再发平均浓度和偏差浓度报警，以防止由于光源污染而造成的误报警。

6.简述MARK-5油雾浓度报警监视器在运行期间，单片机定时使清洗空气电磁阀通电的作用。

答：

1光源，光电池及测量室进行清洗，防止污染影响精度

2对光源光电池及测量室冷却，延长其寿命

3零点比较并试情报警

7.MARK-5油雾浓度报警监视器中，IC1为选择输出器，简述其电路的作用。

答：

1确定偏差报警是否延时

2检查IC2的输出状态是否正确

3检查采样点数选择开关SW1动作是否正确

4检测单片机是否把油雾浓度高使主机降速或停车信号正确送出

8.监测报警系统的组成与功能

一个完善的监视与报警系统由三大部分组成：

（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柜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。

典型监视报警系统的组成及其分布如下图所示：

机舱监视与报警系统的组成

延伸报警

消闪

轮机长

主电源

应急电源

延伸报警控制单元

警报器

控制单元

报警器

传感器

生活区

试验

试灯

闭锁

大管轮

二管轮

三管轮

公共场所

驾驶台

消音

监视报警控制单元

驾驶台

集控室

机舱

显示单元

打印记录

9.报警处理流程及报警延时

在报警装置中，一般均设有延时报警环节，以免发生误报警。

根据所监视的参数不同，其延时时间有长延时和短延时之分。

例如在监视液位时，由于船舶的摇摆，容易反复造成虚假越限现象，导致频繁报警。

类似这些情况可采用2～30s的长延时报警，在延时时间之内越限不报警。

另外，在运行期间，某些监测开关的状态会由于环境干扰的原因而发生瞬间变化，例如船舶在激烈振动时，某些压力系统的压力波动容易使报警开关发生抖动。

为避免误报警，可采用延时0.5s的短延时（开关量报警）。

10.报警回差、报警闭锁、延伸报警

报警回差：

当采样值在报警点附近波动时，为了防止仪表不断进入和退出报警状态，这样输出触点会经常跳动，产生频繁报警，导致外部联锁装置产生故障，对于上限和上上限报警，若报警限设为80，报警回差设为5，当采样值大于等于80时触点动作，仪表报警；当输入减小，采样值小于80，仪表不会马上退出报警状态，而是直到仪表采样值小于等于75后，仪表才退出报警状态。

同样，对于下限和下下限报警，若将报警限设为45，报警回差设为5，当采样值小于等于45时，触点动作；当输入增大，采样值大于45后，仪表不会马上退出报警状态，而是直到仪表采样值大于等于50后，仪表才退出报警状态。

报警闭锁：

闭锁报警就是根据动力设备不同的工作状态，封锁一些不必要的监视点报警。

例如，船舶在停港期间，由于主机处于停车状态，主机的冷却系统、燃油系统、滑油系统等均停止工作，与这些系统相关的参数都会出现异常。

因此，有必要对与这些系统有关的监视点进行报警闭锁。

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。

11.试述控制单元有开关量报警单元和模拟量报警控制单元越限报警值的调整方法有何不同。

答：

对于开关量报警控制单元，它输入的信号是开关状态，一般由温度开关.压力开关.液位开关等传感器来检测，调整越吧.越限报警值往往是在传感器上，通过调整其幅差来实现。

对模拟量报警控制单元，其输入量是运行参数的模拟量，其越限报警值是通过调整印刷电路板上的电器来进行的。

12．单元组合式监测与报警系统中模拟量报警板更换时应注意哪些问题。

答：

单元组合式集中监测与报警系统又称插板式监测与报警系统。

当报警系统发生故障时，可借助功能试验来查找和确认故障的部位所在。

更换插板时必须注意，不同类型的报警插板不可乱换，乱换插板轻者使系统不能正常工作,重者将使系统或插板损坏。

同类型的插板一般可互换,

开关量报警单元在非液位监视中可直接互换,而在液位监视中应重新调整其延时报警的延时时间,使之符合液位监视的延时要求。

模拟量报警板更换时应作如下适当调整：

①保证更换插板后其上限报警或下限报警的形式不变。

即检查插板上的上、下限报警跨接线是否一致,若不一致,则调换跨接线,使其一致。

②保证更换插板后送到显示单元的显示识别信号不变。

即检查插板上的显示识别发送电路,确保各开关位置或接线一致，相关电阻的阻值一致，否则会出现显示混乱的现象。

③保证更换插板后输入测量电路的零位和量程不变。

这可通过按测量值显示按钮,观察显示值与实际值是否相符予以核实。

如显示值与实际值不符,可通过零位和量程调整使其一致。

④保证更换插板后的报警值保持不变。

这可通过按报警值显示按钮，从显示读数上比较确认。

如与原报警值不同，可相应调节报警值设定电位器，使其符合要求。