第三节用单片机组成的燃油拈度有动控制系统
VISCOCHIEF 型系统是新一代可用于船上的燃油粘度自动控制系统。其粘度传感器和调节器无论在结构上，还是在工作原理上都较以往用于船上的 VAF、NAKAKITA 等型燃油粘度控制系统有根本的改变。粘度传感器 EVT-10C 和控制器 VCU-160 均用单片机取代了常规的变送器和调节器。在系统中可采用 SHS 蒸汽加热装置，也可采用 EHS 电加热装置或两者兼用。这种粘度控制系统在 90 年代造的船舶上被越来越多地采用。
一、控制系统的组成、功能及特点
VISCOCHIEF 燃油粘度自动控制系统如图1-3-1 所示。它主要由 EVT-10C 粘度传感器、PT100 温度传感器、 VCU-160 控制器、 SHS 蒸汽加热装置和 EHS 电加热装置等部分组成。
粘度传感器和温度传感器分别检测燃油加热器出口燃油的粘度和温度，两者将粘度和温度值按比例转换成标准电流和电压信号送到控制器。 VCU-160 型控制器是一种具有比例积分控制规律的全自动控制装置，可以对燃油粘度或温度进行定值控制，有柴油温度定值控制和重油粘度
又可以进行现场自动控制，必要时经转换也
可手动控制。用数码显示器可以同时显示系
统中燃油的粘度和温度值，另外也可显示参
数设定值和故障种类。 VISCOCHIEF 粘度自
动控制系统与常规的粘度控制系统相比较，
具有如下主要特点：
l ) VISCOCHIEF 粘度自动控制系统利用
改进后的温度传感器检测温度敏感性好，即
对温度的变化响应速度快，单片机粘度传感
器测量精度高，同时又采用了粘度和温度控
制回路新方案，使用中不需参数整定，大大
提高了系统的动态控制精度，并提高了系统
的稳定性。
2）粘度传感器采用新的结构以后，没有
运动部件（只有振动杆件），可在全流量下测
量，不易堵塞，结构紧凑，重量轻，在主机
燃用劣质高粘度燃油情况下仍具有较高的测
量精度。
3）由于该粘度控制系统采用了单片机，
因此，它具有完善的自检、控制、显示、多
种故障报警等功能，大大提高了系统的可靠
性。很多功能设置的改变是靠改变控制系统的某些参数来实现的，这就使它具有很强的适应性和灵活性，并具有与上位机进行通讯的功能，是船舶动力装置实现分布式集中监控的必要条件之一。
二、测量单元
1．EVT-10C 粘度传感器
EVT-10C 型粘度传感器由测粘计和单片机变送器两部分组成，其结构原理如图1-3-2 所示。下面分别叙述它们的结构和工作原理。
（1）测粘计测粘计是燃油粘度的测量装置，它把燃油粘度的变化转换为感应电动势的变化量并送到单片机变送器。测粘计的主要部件是振动杆 1 、动力线圈 2 、永久磁铁 3 、检测线圈 4 、永久磁铁 5 等。工作原理是基于插入到流动燃油里振动杆的强制振荡进行测量的。振动杆的强制振荡是由动力线圈2和永久磁铁 3 产生并保持的，其振荡频率是固定的。振动杆的自振频率取决于振动杆的几何尺寸。当设计的振动杆几何尺寸使其自动频率等于强制振荡频率时，将发生共振。在这个振荡频率上，振动杆的振荡幅值达最大。燃油的摩擦阻力将衰减振动杆振荡的幅值，振动杆的幅值衰减量正比于燃油粘度。在测量管路里流过燃油的粘度越高，振动杆振荡受到的衰减越大，杆的振荡幅值越小。反之，粘度越低，衰减量越小，杆的振荡幅值越大。通过固定在振动杆上的永久磁铁 5 和在其上方的检测线圈 4 进行测量振动杆的振荡
幅值。检测线圈内感应电动势的下降量与振动杆振荡幅值的衰减量成正比。
振荡电路的共振频率，即动力线圈电源的频率在制造时已被调准，并把这个频率值储存在单片机系统 6 内。在工作期间，单片机随时对这个频率进行检查核对是否保持在特定范围内。传感器的校准是在工厂里用三种不同粘度（ 10 cSt , 20 cSt , 50cSt ）专用高等级标准油样进行粘度值标定的，从测量线圈检测到毫伏信号作为毫伏输出曲线储存在单片机系统里。
（2）单片机变送器粘度传感器内的单片机变送器采用 Intel 公司 MCS-51 系列单片机80C31 组成单片微型计算机变送系统，电路如图1-3-3 所示。它把测量线圈产生的感应电动势经数据放大后送入精密电压一频率转换器 LM231 ，它输出的脉冲信号频率与输入电压严格成比例，实际上LM231 是起模数转换器的作用。该脉冲信号送到80C31内部定时器T0，记录单位时间脉冲数，该数值就反映了燃油粘度的实际值。为了防止振动、温度、流量、压力、流速等外界因素的干扰，软件上采取了数字滤波等抗干扰措施，并进行数值标定。80C31 再把表示粘度值的数字量送入AD7543BD 数模转换器转换成电压模拟量，经电压电流变换电路转换成标准4mA ~20 mA 电流输出，其对应的粘度测量范围是0cSt ~50cSt。
2．PT100 温度传感器
PT100 是一种热电阻式温度传感器。这种传感器是利用金
属材料电阻值随温度升高而增大，且在检测范围内它们之间保
持良好线性关系的特性制造的。利用测量电桥把测温元件（金
属丝）电阻值变化转换成电压信号，该电信号与所检测的温度
成比例。测量电阻R，是测量电桥的一个桥臂，它是安装在所
要检测的管路中，离测量电桥较远。为补偿环境温度变化所产
生的测量误差，在实际测量电路中往往把“两线制”接法改为
“三线制”。
PT 100 温度传感器在结构上与以往使用的温度传感器有
所不同，如图1-3-4 所示。检测元件 1 直接插入被检测介质中，
不用壳体防护，以避免热电阻与壳体之间的空气影响传热速度。
为了防止更换或检修传感器时介质外逸，采用了特殊的弹簧囊
结构。若要拆下传感器 7 ，应先松开锁紧螺帽5 ，随后可旋出
传感器。与此同时，止回帽 2 在弹簧 3 和燃油压力作用下，
将导向管4下端口盖住，从而可防止管路 6 中燃油的逸出。这
种改进后的温度传感器的惯性很小，能及时感受温度的变化。
三、VCU-160 粘度控制器
1．控制方式和过程
VCU-160 粘度控制器用单片机8031 可以同时监视、控制、显示燃油温度和粘度，它主要由Pl 温度调节器和 Pl 粘度调节器组成。控制和显示所用的输入信号来自于 EVT-10C 粘度传感器和 PT100 温度传感器，输出控制信号到蒸汽加热装置的蒸汽调节阀或电加热装置的接触器。可以对 DO（柴油）进行温度定值控制，对HFO（重油）进行温度或粘度控制，两种控制方式在升温或降温过程中有升温速率的程序和降温粘度定值控制，另外设有手动控制蒸汽调节阀调节方式。在各种工作方式下均有温度和粘度显示。
当把控制方式选择开关从停止转到 DO 位置（温度控制）时，开始对柴油进行加热，温度升高的速率是按事先设定的规律进行程序控制的，当温度达到设定的 DO 定值控制温度以下3 ℃之内时，加温过程的程序控制结束，自动转入温度定值控制，此时粘度警报被自动关掉。
当把控制方式选择开关从停止或柴油位置转到 HFO 位置（粘度控制）时，升温过程与 DO 工作方式升温过程相同，只是当温度达到 HFO 设定温度以下 3 ℃之内时，自动转入粘度定值控制，同时闪亮的 DO 工作指示灯灭， HFO 工作指示灯亮。工作状态稳定后，改为对HFO 进行温度或粘度的定值控制。当粘度被控制到给定值与测量值的绝对偏差在 0 . 5cSt 以内时，温度调节器开始以粘度设定值所对应的当时温度值作为温度给定值，对 HFO 进行温度定值控制，只要粘度保持绝对偏差在0.5cSt 以内，温度调节器就一直输出控制信号，使系统温度保持在当时温度上。当粘度绝对偏差值超过0.5cSt 时，粘度调节器开始工作，使其恢复到绝对偏差在0.5 cst 以内时，温度调节器又以此时粘度所对应的温度为给定值进行温度定值控制。定值控制用的比例积分作用规律和程序控制功能均由软件程序来完成。控制过程曲线如图1-3 -5 所示。从曲线上可看出，某燃油粘度的给定值为 12cst ，当燃油实际粘度达 12cSt 时的温度是 150 ℃，根据前面所述可知，这时应为温度定值控制。随着主机用油品种或油质的变化，在时间T l 时燃油实际粘度已变化到 12.5cSt ，粘度偏差已达0.5 cst ，粘度调节器开始工作，执行机构改为按粘度调节器输出的控制信号动作，使粘度逐渐向给定值方向恢复。当时间刚过T2时，实际粘度已回到 12.5 cst 以下，这时的燃油温度为 154 ℃，温度调节器又以 154 ℃为温度给定值进行温度定值控制。此后，只要实际粘度值与给定值的绝对偏差不超过0.5cSt ，就一直保持在这个温度上的温度定值控制，若绝对偏差超过0.5cSt ，调节器将重复上述动作过程。当把控制方式开关从重油位置转到柴油位置时，系统将连续工作在柴油粘度定值控制方式，控制器通过减小对燃油的加热强度来保持粘度值，当温度下降到柴油温度设定值时，温度调节器自动开始温度控制。
在本系统中，采用粘度或温度定值控制是基于同一燃油温度的变化要比粘度的变化灵敏这一事实，特别是在温度传感器经改进后，检测温度很敏感的情况下，可大大提高系统的灵敏性，改善系统的动态特性，同时，两种定值控制可以互为备用，从而也可提高系统的可靠性。
2．控制板电路
VCU-160 控制器的电路是制做在一块印刷电路板上的。这块控制板装在主控制箱中，它由输入端输入粘度控制系统中各种模拟量和开关量信号，经 8031 单片机处理后，由输出端输出各种控制、显示和报警信号。这块电路板实际电路较为复杂，为了便于讲清它的工作原理，我们对该电路板的实际电路作了适当的简化，简化后的电路如图1-3-6 所示。
( 1 ）模拟量输入电路控制和显示等所用的输入信号来自 EVT-10C 粘度传感器和 PT 100 温度传感器的模拟量。它们分别是毫安电流和毫伏电压信号，经各自数据放大器A1和A2放大后送入8 位多路转换开关 DG 508 。多路转换开关的作用是在某一时刻只能选择一个通道的信号输入，这一功能是由多路转换开关内地址译码器实现的。从图中可见，该地址来自可编程并行接口 8255 。 82 55 接口片子有 3 个端口 PA 、 PB 和 PC ，每个端口有 8 条I/ O 线， 3 个端口 24 条可编程 1 / 0 引脚，这些引脚可分成两组（每组 12 条）分别编程。 8255 有 3 种工作方式，即方式0——基本的输入／输出方式，方式1——带选通的输入／输出方式和方式2——双向总线方式。由于在该粘度控制系统中 8031 是单向地从 8255 接口输出信息，且不采用中断方式，所以 8255 接口用控制字已将 PA、PB和PC 三个端口均置成工作方式0，且全部为输出状态，这时控制寄存器的内容应该是80H。控制字的格式为：
8255选端口的地址线A0和 Al 这两个输入信号与RD 和WR 输入信号一起，用来选择三个口或控制字寄存器。这两条线通常接至地址总线的最低两位（ P0.1 和P0.0）：P0.1 和P0.0为 00 选定 PA 口；P0.1 和P0.0为 01 选定 PB 口；P0.1 和P0.0为 10 选定 PC 口；P0.1 和P0.0为 11 选定控制字寄存器端口。从图1-3-6 可见 8031P0口的P0.1 和P0.0两引脚是通过锁存器 LS373 与其口选地址相连的。 8031P2口的 P2.3~P2.6 通过 LS139 地址译码器接到片选端。 LS139 为双2-4地址译码器，当 P2 . 3 和 P2 . 4 输出为 00 时，输出端
12 为低电平，这一信号直接送 8255 接口片选端CS，此时接口8255 被选通。地址译码器的另一组译码 4 用于选通外部存贮器。 8255 的 PA 口主要用于选择输入通道和输出控制信号，PB、PC口被用于8031 数据总线（P0口）和数码显示器及发光二极管之间的连接。由上述可知，8031 可以通过数据总线，经 8255 的 PA 口选择 DG508 的一路输入接通。被选通的一路送入精密电压一频率转换器 LM331，它的输出是频率，即与所加输入电压严格成正比的一串脉冲信号，然后送入 8031 的定时器／计数器，8031 将脉冲信号转换成对应的温度或粘度值，为控制和显示所用。
（2）开关量输入电路
VCU-160 控制器除有模拟量输入
外，还有像工作方式选择、调节阀限位
开关等开关量输入。从图1-3-6中可知，
根据开关量的用途不同分成三种不同的
方式输入。控制方式的选择开关量是通
过电压比较器 LM 339 送入8031。
LM339 是四电压比较器，其逻辑图如图
1-3- 7 所示。在图1-3-6 中， X6 : 4 端
为手动控制方式输入端； X6 : 5 端为重
油工作方式； X6 : 6 端为柴油工作方式
输入端。从图中可知，它们均接到各自比较器的同相端。例如：当工作方式选择开关转到 DO 位置时，对应的 X6 : 6 端与 20V 电源接通，LS339 中电压比较器 A3 立即翻转为输出高电平状态，当8031查询到开关量输入状态时，就会发现 Pl 口的P1.0端为高电平，即外部选择为 DO 工作方式，8031 自动转入 DO 工作方式。其他工作方式类同，在此不再赘述。
调节阀限位开关通过输入端 X6 : 3 和 X3 : 2 经光电藕合器 SFH 610 与 8031 相连。当调节阀开、关动作到极限位置时，对应的极限开关闭合，使与之对应的光电祸合器的光电隔离管导通，输出端输出低电平， 8031 在工作中查询时，可检测到各开关工作状态，从而给出相应的控制输出。
作为参数整定和功能选择用的带有机械防抖按钮开关（见图1-3-6 的左侧）直接连到8031 的 Pl 口。按钮 PB，是功能选择按钮，用于找到要调整的对应参数。表示参数种类的代码显示在数码显示器的左侧（见图1-3-8 ) ，参数设定值显示在右侧。 PB2 和 PB3 分别是增加和减少设定参数值按钮。另外，当“增加”和“减少”两个按钮同时压下时，参数将返回到原设定值。
（3）输出控制电路控制电路主要是控制 SHS 蒸汽加热装置的调节阀或 EHS 电加热装置的接触器，以达到控制燃油温度或粘度的目的。在本粘度控制系统中可以采用 SHS 蒸汽加热装置，也可选用EHS 电加热装置或两者被结合起来使用。在三种不同配置中，除只选用 EHS 电加热装置时没有手动控制方式外均有DO、FO 和手动三种工作方式。采用 SHS 蒸汽加热装置时比例积分调节器输出控制信号控制蒸汽调节阀，以保持系统设定的温度或粘度，而在EHS 电加热装置和 SHS 蒸汽加热装置同时被采用时，系统刚投入使用期间用 SHS 蒸汽加热装置，由增加或减少信号控制蒸汽调节阀。当来自EVT-10C 粘度传感器的信号指示系统需要更高温度且蒸汽调节阀已全开时， VCU-160 控制器输出控制信息使 EHS 电加热装置投入工作，以继续保持系统运行在设定的参数上。当加热功率需要减少时，首先减少电加热功率直
至零后，如需再降低加热功率则自动关小蒸汽调节阀。
VCU-1 60 控制器中的 8031 根据粘度或温度设定值其对应的实际测量值偏差，按比例积分作用规律输出控制信号，并转换成一系列脉冲信号，经 8255 接口（PA0~PA3）和 ULN2803（1）驱动器及光电隔离器 MOC3031，去控制双向晶闸管 T2800D 的导通角，也就是控制驱动执行机构的何服电机。伺服电机带动蒸汽调节阀开、关或控制电加热装置的接触器控制燃油加热量（见图1-3-6 中右下角标号 X7 : 4、X7 : 5 和 X7 : 8 去蒸汽调节阀，X7 : 6 、X7: 7 和X 7 : 8 去燃油电加热装置电源控制箱），从而达到维持系统温度或粘度恒定的目的。
( 4 ）显示电路
由于本系统控制器采用了单片微型计
算机，这不仅仅增强了系统的控制功能和
灵活性，同时也为建立完善的显示功能提
供了方便和可能性。它采用数码显示器和
发光二极管来显示控制参数、功能及工作
状态等信息。显示电路是用来驱动数码显
示器和发光二极管的。显示面板如图
1-3-8 所示。面板上A组三个数码显示器
用来显示控制过程温度（℃或o F）参数、
警报种类或设定参数的代码；B 组三个数
码显示器用来显示控制过程粘度（cSt 或
cp）参数、触发警报的现行参数值或参数
设定值；C 组两个发光二极管可指示控制
器被设定为是温度或粘度控制功能形式；D 组两个发光二极管用来指示系统中配置的加热器是 SHS 蒸汽加热装置还是EHS 电加热装置；E 组两个发光二极管用来指示系统现行的工作方式是HFO 还是DO。
完成上述显示功能的电路如图1-3-6 右上侧所示。显示用的数码显示器是用七个笔划段显示数码，每一个笔划段为一个发光二极管，其结构如图1-3-9 所示，共有七个笔划段控制信号，同时还有一个公共接地端以控制所显示的字形。当某一笔划段的控制信号为高电平且公共接地端接地时，则相应的笔划段才能发光。
七段用七位即用 8031P0 口输出的 D7~D0（其中D3用于控制报警装置，且 8031 在送显示编码时这位始终为“0”）控制，因而数字和符号的显示编码如表1-3-1 所示。
从图1-3-6 可见，8031 送出要显示的信息是通过 8255 的 PB、PC口实现的，要显示的数、符的编码由数据总线 DB 送至 8255 的 PC 口（PC3 用于报警），然后经驱动器2803（2）供给大的驱动电流，连到所有显示器相应的笔划段。由于要显示的字符编码是同时连到所有显示器的，所以要使某一个显示器显示出数码，8031 还必须输出一个数位控制字，这一控制字8031是通过P0口、数据总线、8255 PB口的 PB1~ PB7（其中一位 PB7 用于上述六个发光二极管）送出的，数位控制字的格式为：
这一数位控制字由 2981 锁存器锁存，以选择哪一个显示器工作。例如：要在最右边一位数码显示器 DD6 显示一个数码 2 ，首先 8031 要按表1-3-1 把这个数码转换成相应的字符编码 B3H，再输出给8255 的PC 端口，然后把控制这一个显示器的数位控制字 BEH 输出给8255 的 PB 端口。发光二极管的驱动，也是 8031 通过 8255 的 PB、PC 口实现的。8031 把要显示的信息转换成驱动码，然后通过P0口、数据总线 DB 送至 8255 的 PC 口（PC0~PC2、PC4~PC6 )，驱动码的格式为：
PC 口送出的驱动码经驱动锁存器 2803 ( 2 ）供给大的驱动电流，分别连到 6 个发光二极管。例如：若要把最左边的二极管 LED1点亮，8031 要输出给 8255PC 端口一个驱动码01H ，对应于该二极管的一位数码D0（P0.0为1，其余均为0 ) ，然后把控制共阴极的控制字 7EH （参见数码显示器数位控制字）输出给 8255 的 PB 端口，它由 2981 锁存器锁存，使对应的二极管发光。
由上述可见，数码显示器和发光二极管的显示都是一个动态显示过程，8031 要定时通过8255 向数码显示器和发光二极管送要显示字符的字符编码和控制字，也就是说要定期扫描这些显示元件，扫描的周期以人的视觉分辨不出间断即可。
（5）报警电路
VISCOCHIEF 粘度控制系统具有多种故障和参数越限报警功能，如：电源、PTl00信号、EVT-10C信号、高温、低温、高粘、低粘等。当 8031 在检测或查询过程中发现故障时，通过 8255 接口PB0、PC3 输出报警信号，经单稳态触发器 LS122 转换成脉冲信号，经三极管放大电路驱动继电器X，使报警灯发出闪光信号和警报器发出断续声响报警。
四、控制系统管理要点
1）在系统投入工作之前，要先检查燃油和加热系统有没有漏泄或损坏的情况，各阀件是否开关正确。把控制方式选择开关打到 OFF 位置，合上主电源（此时警报器将持续响10s ，并且数码显示器上同时显示“OFF”）。观察比较实际测量值与设定值有无异常情况。一切正常后，起动低压燃油泵，然后根据燃油系统具体配置情况将控制方式开关转到 DO 或 HFO 位置进行温度或粘度定值控制。这时数码显示器上将显示出燃油温度和粘度的实际测量值，系统正式投入调节控制工作。
2 ) EVT-10C 粘度传感器的工作情况，可通过设在传感器上的电子元件箱内上边一块印刷线路板上两个发光二极管（H1和H2 ）的状态来检查。工作状态表示细节参见表1-3-2。在拆检粘度传感器时，注意不要碰撞或弄弯振动杆，否则将影响粘度值的准确测量。
3）为了人身和设备的安全，在检修时必须关掉电源。
4）在系统新安装后或工作条件改变时，要对系统运行的参数进行重新设定和修改，以适应新工作环境的需要，其具体设定和修改方法请参看有关说明书。
自动控制基础知识 15.评定定值控制系统动态过程品质有哪些指标?调节器控制作用强弱对这些指标有何影响? 答：(l)最大动态偏差m ax e ，这是动态精度指标，调节作用强，m ax e ↓，动态精度高； (2)衰减率?，这是稳定性指标，调节作用强，?↓，稳定性降低； (3)振荡次数N 。这也是稳定性指标，调节作用强，N ↑，稳定性降低； (4)过渡过程时间ts:这是系统反应快慢的指标，调节作用太强或太弱都会使ts ↑。 (5)静态偏差ε，这是静态精度指标，调节作用强，ε↑，静态精度高。 16.评定改变给定值的控制系统动态过程品质有哪些指标?调节器控制作用强弱对这些指标有何影响? 答：(1)超调量P σ,这是稳定性指标，调节作用强,P σ↑，稳定性降低。 (2)上升时间tr,这是系统反应快慢的指标，调节作用强，系统反应快，tr ↓； (3)峰值时间tp,这也是系统反应快慢的指标，调节作用强，系统反应快，tr ↓； (4)振荡次数N 。这是稳定性指标，调节作用强，N ↑，稳定性降低; (5)过渡过程时间ts 。这是系统反应快慢的指标，调节作用太强或太弱，都会使ts ↑； (6)静态偏差ε，这是静态精度指标，调节作用强，ε↑，静态精度高。 17. 有一单容控制对象，被控量是h ，试分别写出它受到一个Δu 的阶跃扰动瞬间，输出量Y 及输出量变化速度的表达式，并说明这两个表达式的物理意义，画出飞升曲线。 答： (l)输出量：)1()(T t e K t h --??=μ 意义：由于t=0时，h=0，这说明，在对单容控制对象施加扰动瞬间，不管扰动量有多大，初始时刻，输出都没有变化，这表明了控制对象具有惯性的特点； （2）扰动瞬间变化速度： 0t dh K dt T =??μ=
选择题（每题2分，共20分） 1.采用比例调节器的定值控制系统，要减少稳态误差，不可行的措施 (1)减少时间常数（2）增大放大系数（3）减小放大系数（4）增大比例带（5）减小比例带 A. （1）（3）（5） B.（1）（3）（4） C. （2）（4）（5） D. （2）（3）（4） 2.气动功率放大器的起步压力是指 A. 输入信号为0.02 MPa的输出信号 B. 输入信号为0的输出信号 C. 输出信号为0的输入信号 D. 输出信号为0.02MPa的输入信号 3.在喷嘴挡板机构中，喷嘴孔径为D,恒节流孔孔径为d，正常工作时挡板开度变化量为h，它们之间关系应满足 A. h>D>d B. h
9. 在定值控制系统中，若动态过程第一个波峰值为A第二个波峰值为B，最终稳态值为ε，则衰减率等于 A．(A—ε)／A B．(A-B)／A C．(B一ε)／B D．(A-B)一ε／A 10. 在浮子式锅炉水位控制系统中，两个永久磁铁是____极性，当水位在允许的上下限内波动时调节板: A. 同/动作 B. 异/动作 C. 同/不动作 D. 异/不动作 填空题（每空2分，共20） 1.主机自动遥控系统的主要功能应包括五个方面，即操作部位切换功能，逻辑程序控制功 能_，____转速与负荷功能____，安全保护与应急操作功能，以及模拟实验功能。 2.在监视点参数处于正常范围时，开关量传感器的触点__闭合___，输入回路不输出报警 信号，因此，报警指示灯处于熄灭状态。当发生故障时，开关量传感器的触点_断开____，输入回路输出报警信号。 3.警报控制单元有____开关量报控制____单元和__模拟量报控制______单元，这两种单元 的工作原理基本相同，指示越限报警值的调整方法不同。 4.根据安装区域和探测介质的不同，船舶上的火灾自动报警系统主要分为三种： ________________，________________以及________________。 5.OCD-1型油分浓度报警器在使用管理中应注意的事项有：保持清水管路的通畅，检测水 流量应保持在一定范围，清水调零，清洗传感器玻璃管，关于电位调整，_干燥剂的清换_______。 解答题（1题为11分，2题为9分，3题为15分） 1.如图1，这是自动控制系统的原理框图，试指出各个环节的名称（即ABCD四个环节）， 并说明各个环节的输入和输出的信号名称。 答：. A：调节器B：执行机构C：控制对象D：测量环节 r（t）:给定值b（t）:测量值e（t）:偏差p（t）:调节器输出，调节指令q（t）:调节动作f（t）:外界扰动信号y（t）:被控量（每个1分） 2.简述反馈控制系统的动态过程
《轮机自动化》课程导学 一、课程与其他课程的联系 《轮机自动化》是一门综合性、实践性很强的课程，是学生在完成船舶柴油机、船舶辅机、船舶动力装置、现代轮机监控技术等课程，并完成为期一个月的上船认识实习后，对船舶机械的理论、工作原理和感性认识培养之后，进一步进行船机自动化设备管理与设计能力培养的一门重要专业基础课，是学生后续进行轮机模拟器训练、陆地机舱综合训练、毕业实习等综合实践性课程学习所必需的自动控制理论与实践的技术基础。 二、课程学习目标 轮机自动化属于轮机管理专业的专业课性质。其目的是讲解轮机自动化所涉及的基本控制理论和船舶机舱典型自动控制系统的组成、结构、工作原理、管理要点和故障分析方法，为学生能够适应现代船舶机舱的管理奠定基础。通过学习，学生应对船舶轮机设备有一个总体的、全貌的了解；掌握反馈控制系统的基本原理和调节器的作用规律，具有应用基本理论知识分析和解决生产技术问题的基本能力；掌握实船各种设备与系统的自动化设备原理和管理方法，具备分析解决现场工程问题的能力。 三、课程内容及学时分配 《轮机自动化》课程是大连海事大学轮机工程学院轮机工程专业的一门主干专业基础课，它包括船舶机舱各种控制、监视系统及各种自动化仪表、控制元件和逻辑元件包括计算机在内的工作原理及操作管理的内容，是轮管专业学生必须重点掌握的专业基础课，在轮管专业教学培养计划中占有非常重要的地位。随着船舶自动化的不断发展.课程内容和实验设备得到了不断的更新.其中教材每当4-5年更新一次,每次都由我教研室主编,而且都是全国通用教材,实验设备先进。课程目标是讲解轮机自动化所涉及的基本控制理论和船舶机舱典型自动控制系统的组成、结构、工作原理、管理要点和故障分析方法，为学生能够适应现代船舶机舱的管理奠定基础。 课程教学计划学时为54，其中理论教学内容占48学时，实验教学内容占6学时。课程内容包含14个部分，其中的课程内容和对应的学时分配如下：反馈控制系统的基本概念4学时、调节器基本作用规律6学时、传感器和变送器4学时、执行机构2学时、船舶冷却水温度自动控制系统4学时、燃油粘度自动控制系统4学时、分油机自动控制系统2学时、船用燃油辅锅炉的自动控制系统4学时、阀门遥控及液舱遥测系统2学时、主机遥控系统基础
考点1 NAKAKITA型控制系统包括“柴油-重油”自动转换和温度程序控制两套装置。可见，NAKAKITA型燃油黏度控制系统是采用温度程序控制和黏度定值控制的综合控制方案。 在NAKAKITA型控制系统中，增加了温度程序控制，这就避免了在油温较低的情况下，采用黏度控制会使油温升高过快的现象，从而可改善喷油设备的工作条件。“柴油-重油”自动转换可使在油温较低的情况下，燃油系统用柴油工作，这既能保证良好的雾化质量，又能用柴油冲洗用过重油的管路，保证控制系统和喷油设备工作的可靠性。 测粘计的作用是燃油黏度成比例的转换成毛细管两端的压差信号。该压差信号送至差压变送器，由差压变送器转换为标准的气压信号，用作显示和黏度调节器的测量输入信号。 要使系统投入工作，先要合上电源主开关SW，电源指示灯PL亮；再把温度“上升-下降”设定开关转到所要设定的挡位上，如转到1挡。然后把“柴油-重油”转换开关转至重油位，即开关由D断开合于H。 考点2温度程序调节器的结构和工作原理与黏度调节器完全相同，只是多了一套温度程序设定装置。同时，该调节器是采用正作用式的。 温度程序设定装置是在给定指针上加装一个驱动杆，小齿轮转动扇形轮时，驱动杆与给定指针一起转动、驱动杆上装有上、下限温度开关，两个开关状态由开关杆控制。 在燃油系统投入工作前，由于油温较低并处于下限值，这时若把“柴油一重油”转换开关转至“重油”位置，当系统投入运行时，仍用柴油运行工作，并在温度程序调节器的控制下油温逐渐升高。当柴油温度达到中间温度值（如70℃，可调）时，三通电磁阀动作并推动三通活塞阀，自动进行柴油到重油的转换，系统开始用重油工作。 上、下限温度的设定可通过改变上、下限温度设定器的位置来进行调整。 考点3系统的控制电路如图4-2-1所示。它能实现“柴油-重油”的自动转换及燃油温度程序控制与黏度定值控制的自动转换。要使系统投入工作，先要合上电源主开关SW，电源指示灯PL亮；再把温度“上升-下降”设定开关转到所要设定的挡位上，如转到1挡。然后把“柴油-重油”转换开关转至重油位，即开关由D断开合于H。现在，柴油油温从下限值开始以1℃/min的速度上升。温度程序调节器的驱动杆和给定指针逐渐向温度增高的方向转动。当柴油温度上升到中间温度时，可调凸轮把中间温度限位开关触头压下，三通电磁阀上位通，三通活塞阀的活塞上部空间通气源，把活塞压到下位，这时燃油系统自动从用柴油转换到用重油。如果在10～20 s内完成柴油到重油的转换，三通活塞处于下位，其位置检测开关DL 触头从左面的3、4断开合于右面的1、2，而HL会从右面的1、2断开合于左面的3、4。继电器RY-OC断电，相应的指示灯灭（图中未画出），表示柴油到重油的转换已经完成。时间继电器TL-2延时时间是10～20 s，继电器通电10～20 s后，[CM （46）其常闭触头TL-2断开，继电器MV-10、MV-lS均断电，相当于SV 1和SV 2 都断 电，三通电磁阀保持上位通，燃油系统保持用重油。如果在继电器TL-2延时时间之内没有完成三通活塞阀从上位到下位的转换（如活塞或活塞杆卡牢在上位），位置开关HL仍合在右边的1、2，因TL-2常开触头已经延时闭合，使继电器AX-2通电，其常闭触头AX-2断开，继电器RH断电，它的所有常开触头均断开，电机SM 1
考点1在数字系统里，按进位的方法进行计数，称为进位计数制。在日常生活中，我们最熟悉的是十进制数。还有十二进制、十六进制、六十进制等。在计算机中，常用的是二进制数。但是，为了在编写计算机程序书写方便，常用八进制数或十六进制数，下面就来分析各种进制数及其互相转换。 1．十进制数 一个十进制数有两个主要特点（）。 （1）它有十个不同的数字符号，即：0、1、2… 8、9。我们常把这些数字符号叫“数码”，而把这些可能出现的数码总和称为基数。十进制数的基数就是10 （2）它是逢“十”进位的。一个数码处于不同的位置（或位数)，所表示的量也不相同。在一串数字中，每一个数码所表示的量，不仅取决于数码本身，还取决于它所在的位置。 2．二进制数 它与十进制数类似，它也有两个主要特点（）。 （1）它的数值部分，只需用两个符号0和1来表示。 （2）它是逢“二”进位的。因此，不同的数码处于不同的位置（或位数)，所表示的量也不相同的。 3．八进制数 类似地它也有两个主要特点（）。 （1)它的数值部分，需用八个不同的数码符号0、1、…6、7来表示。 （2）它是逢“八”进位的。因此，在不同的数位，数码所表示的值是不相同的。 4．十六进制数 它也有两个主要特点（）。 （1)十六进制数有16个数码，即0、1、2、… 9、A、B、C、D、E、F。 （2）它是逢“十六”进位的。因此，在不同的数位，数码所表示的值是不相同的。 综上几种计数制，可把它们的特点概括为（）。 （1）每一种计数制都有一个固定的基数J，它的每一位可能取J个不同的数值。 （2）它是逢“J”进位的。因此，它的每一个数位i，对应一个固定的值J i，J i就称为该位的“权数”，小数点左面各位的权依次是基数J的正次幂，而小数点右面各位的权依次是基数J的负次幂。与此相关，若小数点向左移一位（或数向右移一位），则等于减小了J倍；若小数点向右移一位，则等于增加了J倍。 考点2任何一种进制数，都能转换成其他种类数的进制数。这种数制之间的转换，在计算机中是很有用处的。为了区别一个数是何种进制数，可在这个数的后面加一个字母来标示，或者，把这个数用括号括起来，在后面用这个数的基数 做下角标，例10B、10Q、10D、10H或（10) 2、（10) 8 、（10) 10 、（10) 16 ，分别表示10 这个数是二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数。 1．二进制数与十进制数之间的转换 （1)二进制数转换成十进制数 这种转换是十分方便的，只要对二进制数按“权数”展开后相加，即可得到十
船舶机舱自动化题目2013 1 在燃油供油单元FCM中设有燃油黏度或温度自动控制功能，当其进行黏度控制时，控制对象是______，系统输出量是______。 A 柴油主机，燃油温度 B 燃油加热器，蒸汽流量 C 柴油主机，燃油黏度 D 燃油加热器，燃油黏度 答案 D 2 燃油供油单元FCM按照DO模式运行时，控制对象是______，系统输出量是______。 A 燃油加热器，燃油温度 B 燃油加热器，蒸汽流量 C 柴油主机，燃油黏度 D 燃油加热器，燃油黏度 答案 A 3 在燃油供油单元FCM中的黏度自动控制中，EVT20黏度传感器装置的作用是将______。 A 燃油黏度的变化转变为感应电动势信号的变化 B 燃油黏度的变化转变为4-20mA电流信号的变化 C 燃油温度的变化转变为感应电动势信号的变化 D 燃油温度的变化转变为4-20mA电流信号的变化 答案 B 4 在燃油黏度控制系统中一般均采用______。 A 反作用式调节器，配合气关式调节阀 B 正作用式调节器，配合气关式调节阀 C 反作用式调节器，配合气开式调节阀 D 正作用式调节器，配合气开式调节阀 答案 A 5 在燃油供油单元FCM烧用DO时，且参数Fa31=1时，EPC-50B控制器进行______。 A 燃油黏度定值控制 B 燃油黏度程序控制 C 燃油温度定值控制 D 燃油温度程序控制 答案 D
6 船用燃油辅锅炉常用高低火燃烧来控制锅炉的蒸汽压力，其主要目的是______。 A 保证最佳的燃烧风油比 B 提高锅炉运行的经济性 C 保证蒸汽压力恒定 D 避免锅炉的频繁启停 答案 D 7 在大型油船辅锅炉的燃烧控制中，供风量控制回路是属于______。 A 定值控制 B 程序控制 C 随动控制 D 开环控制 答案 C 8 在采用EPC－50控制的S型分油机自动控制系统中，其中的水分传感器MT50属于______。 A 电磁式传感器 B 电阻式传感器 C 电感式传感器 D 电容式传感器 答案 D 9 试卷代号章节小节小小节难度知识层次 7021 5 3 3 0.4 1 试题ID 1 题干在采用EPC－50控制的S型分油机自动控制系统中，为保证分油机及控制系统的正常运行，必须预先设定一些有关参数，这些参数可分三类。下面不属于这三类的是______。 A 安装参数Inxx B 工艺参数Prxx C 工厂设置参数Faxx D 分油机时序时间参数Tixx 答案 D 10 在采用EPC－50控制的S型分油机自动控制系统中，如果距离上次排渣达到了设定的最大排渣时间，而净油中的含水量仍未达到触发值，那么控制系统将进行的操作是______。 A 不进置换水，立即进行一次排渣 B 等达到最大排渣时间时进行一次排渣 C 进行一次排水
自动控制仪表 1. 在单杠杆差压变送器中，测量膜盒的作用是___A__ A. 把压差信号转换成轴向推力 B. 把压差信号转换成挡板开度 C. 把压差信号转换成0. 02 ～0. 1 MPa气压信号 D. 把压差信号转换成主杠杆的转角 2. 在单杠杆差压变送器中，为增大其测量范围(量程)，应___D__ A. 增大放大器的放大倍数 B. 提高弹性元件的刚度 C. 减小反馈波纹管有效面积 D. 使主杠杆制做得尽量的长 3. 单杠杆差压变送器中，若△p=0，其变送器输出压力P出=0，这说明___D__ A. 零点准确，不用调整 B. 量程不准，应上移反馈波纹管 C. 量程不准，应下移反馈波纹管 D. 零点不准，应扭动调零弹簧，使挡板靠近喷嘴 4. 对于单杠杆差压变送器，上移反馈波纹管，则___B__ A. K单增大，量程增大 B. K单减小，量程增大 C. K单增大，量程减小 D. K单减小，量程减小 5. 在单杠杆差压变送器中，要增大零点，则应____B____。 A. 扭调零弹簧使挡板靠近喷嘴 B. 扭调零弹簧使挡板离开喷嘴 C. 上移反馈波纹管 D. 下移反馈波纹管 6. 在单杠杆差压变送器中，放大系数K和量程的关系为____C____。 A. K↑，量程↑ B. K与量程没有关系 C. K↑，量程↓ D. K↓，量程不变 7. 某单杠杆式差压变送器的测量范围是0. 1～1. 0MPa，在零点调好以后，逐渐增大输入压力信号，当输入压力为0. 9MPa时，变送器输出就为0. 1MPa，这时需对其进行的调整是：____D____。 A. 拧紧弹簧使挡板靠近一点喷嘴 B. 拧松弹簧使挡板离开一点喷嘴 C. 沿主杠杆下移一点反馈波纹管 D. 沿主杠杆上移一点反馈波纹管 8. 单杠杆差压变送器是按___B__原理工作的 A. 位移平衡原理 B. 力矩平衡原理 C. 力平衡原理 D. 功率平衡原理 9. 在单杠杆差压变送器中，现要增大零点，则应___B__ A. 扭调零弹簧使挡板靠近喷嘴 B. 扭调零弹簧使挡板离开喷嘴 C. 上移反馈波纹管 D. 下移反馈波纹管
（二）、名词解释（每题4分） 1、最大动态偏差： 2、随动控制： 3、容量系数： 4、积分时间： 5、定值控制系统 （三）、简答题（每题5分） 1、分馈控制系统的大体分类。 2、扰动的定义是什么？基本扰动和外部扰动有何区别？ 3、比较比例、积分和微分作用的优缺点。 4衰减率与系统过渡过程之间有什么关系？ 5、用方框图说明反馈控制系统的组成。 6、在测量过程存在哪几种误差？并说明特点
四、综合题（每题10分） 1、写出比例积分微分调节作用规律表达式，画出阶跃输入的输出特性图，选取PB、Ti、Td大小的依据是什么？ 2、如下图所示的单位反馈随动系统，K=16，T=0.25 。试求： （1）特征参数ζ和ωn； （2）计算σ%和ts； （3）若要求σ%=16%，当T不变时K应取何值？ 轮机自动化基础 （一）、选择题（每题1分） 答题说明：本试卷试题均为单项选择题，有A、B、C、D四个答案，请选择一个最适合的答案，并将该答案过添到后面的答题纸上。 1、反馈控制系统中若测量单元发生故障而无信号输出，这时被控量将______。 A. 保持不变 B. 达到最大值 C. 达到最小值 D. 不能自动控制 2、在比例控制系统中，被控量的静态偏差与： A.输入量成反比 B.输出量成正比 C.扰动量成正比 D.放大倍数成正比 3、有一环节，其输出量与输入量的变化速度有关，该环节是： A.比例环节 B.积分环节 C.微分环节 D.惯性环节 4、没有自平衡能力的控制对象受到阶跃扰动后，其输出是按______。 A. 比例规律输出 B. 指数曲线规律输出 C. “S”型曲线规律输出 D. 积分规律输出 5、有两台PID调节器R1和R2，其参数整定为PB1＜PB2，Ti1＜Ti2，Td1＞Td2，这表示：
船舶燃油黏度自动控制系统研究 为了保证船舶柴油机主机能正常运行，燃油的黏度必须保证在一个合适的范围内，如对低速柴油机，一般要求不超过60~100s雷氏1号黏度。若燃油黏度超过规定限度时，它可能会导致燃油系统中某些部件的损坏和管路接头漏油，同时使燃油雾化不良，燃烧效率低及柴油机运动件磨损加剧等。但也不是黏度越低就越好，对重油来说，黏度越低，加热温度就应该越高。它在油泵吸入过程中有可能汽化，这是必须避免的。为此对每种燃油也都相应的规定啦最高加热温度。为了降低船舶的营运成本，目前几乎所有的柴油机主机都使用重油。因为重油在常温下黏度很高，在管路中难以输送，更不能直接喷入气缸进行燃烧，故必须预先加热，使其黏度下降到规定的范围内。 初看起来，黏度控制似乎是一个温度控制问题，当然这对某一固定品种的燃油来说确实是如此，但世界各港口所供应的燃油品种不一样，在同一个温度下，其黏度差异往往很大，所以用温度来反映黏度就不科学，也不方便。微辣控制燃油的最佳黏度，对不同种的燃油就必须重新整定燃油黏度的给定值，其工作特别繁琐，特别是当不同品种的燃油混合在一起时，更难确定最佳喷射黏度所对应的温度给定值。因此，船用燃油系统一般不采用温度控制，而是直接采用黏度控制系统，它以燃油的黏度作为被控参数，根据燃油黏度的偏差值控制加热的蒸汽调节阀的开度，使燃油黏度保持为恒定值，这种方法不但科学，而且当油舱中各种燃油混合比例发生变化时，轮机人员不必作任何调整，系统能够保证所要求的黏度。目前在船上，VAF型燃油黏度控制系统的应用最为广泛，它是由一套气动单元组合仪表组成的，主要单元主要有测黏计，差压变送器，调节器，蒸汽调节阀。 燃油黏度调节系统
一、组成 国产2008款迈腾1.8TSI轿车采用涡轮增压汽油直喷技术，迈腾1.8TSI轿车燃油控制系统主要由电动油泵、带压力限制阀的滤清器、低压燃油压力传感器G410、燃油高压泵、燃油压力调节阀N276、高压燃油压力传感器G247、燃油轨道、压力限制阀、喷油器、发动机控制单元ECU和燃油泵控制单元J538等组成。其示意图如图1所示，燃油系统部件安装位置如图2所示。 二、工作原理 迈腾1.8TSI轿车发动机采用汽油缸内直喷技术，燃油系统通过燃油高压泵(由轮轴驱动)把低压燃油系统内50～650kPa的低压燃油转化为1.1～3.0MPa的高压燃油，以满足不同工况的需求。燃油压力调节阀N276装在燃油高压泵上，属高频电磁阀。发动机控制单元根据装在高压油轨上的高压燃油压力传感器G247所监测到的信号，控制N276以精确调整占空比，从而得到所需的燃油压力。低压燃油系统的压力是由燃油箱中的电动燃油泵提供的，装在燃油箱上部的燃油泵控制单元J538根据脉宽调制信号(燃油控制电路如图3所示)，控制电动燃油泵工作，使低压燃油系统压力维持在50-500kPa。在发动机启动时，低压燃油系统的压力能达到600kPa以上，用以保证发动机的正常启动及工作。
1高压泵 高压泵产生约150bar(1bar=10sPa)压力，泵活塞被凸轮轴通过圆柱挺杆驱动，这样减少摩擦也减少链条受力，使发动机运转更平顺，燃油经济性更好。高压泵如图4所示。 (1)进油 在进油过程中，进油阀在针阀弹簧力的作用下打开。在高压泵活塞向下运动的过程中，泵腔的容积不断增大，泵腔内的燃油压力近似于低压系统内压力，燃油流八泵腔。如图5所示。 (2)供油 控制单元ECU计算供油始点给燃油压力控制阀N276发送指令使其吸合。针阀将克服针阀弹簧的作用力向左运动：同时进油阀在弹簧作用力下被关闭泵活塞向上运动，泵腔内建立起油压。当泵腔内的油压高于油轨内的油压时出油润被开启，燃油被泵入油轨内，如图6所示。 2燃油压力传感器 油轨内的压力保持恒定对减少排放、降低噪音和提高功率有重要影响。燃油压力在一个调节回路中进行调节，传感器的测量误差小于2％。传感器的核心就是一个钢膜，在
一自动控制基础知识 一、选择题 1 不可作为气动或电动控制系统标准信号的有___B___。 A．0.02～0．1MPa B．0.02～0．1Pa C. 0～10mA D．4～20mA 2 一个环节的输出量变化取决于____A____。 A．输入量的变化 B．反馈量 C．环节特性 D．A+C 3 在定值控制系统中为确保其精度，常采用____C____。 A．开环控制系统 B．闭环正反馈控制系统 C．闭环负反馈控制系统 D．手动控制系统 4 反馈控制系统中，若测量单元发生故障而无信号输出，这时被控量将____D___。 A．保持不变 B．达到最大值 C．达到最小值 D.不能自动控制5 对于自动控制系统，最不利的扰动形式是____A____。 A．阶跃输入 B．速度输入 C．加速度输入 D．脉冲输入 6 在反馈控制系统中，调节单元根据____B____的大小和方向，输出一个控制信号。 A．给定位 B．偏差 C．测量值 D．扰动量 7 按偏差控制运行参数的控制系统是____B____系统。 A．正反馈 B．负反馈 C．逻辑控制 D．随动控制 8 一个控制系统比较理想的动态过程应该是____A____。 A．衰减振荡 B．等幅振荡 C．发散振荡 D．非周期过程 9 在反馈控制系统中，为了达到消除静态偏差的目的，必须选用____B____。 A．正反馈 B. 负反馈 C．在偏差大时用正反馈 D．在偏差值小时用负反馈 10 在反馈控制系统中，执行机构的输入是____B____。 A．被控参数的实际信号 B. 调节器的输出信号 C．被控参数的偏差信号 D．被控参数的给定信号 11 反馈控制系统中，为使控制对象正常运行而要加以控制的工况参数是____B____。 A.给定值 B.被控量 C.扰动量 D.反馈量 12 气动控制系统中，仪表之间的统一标准气压信号是____A____ A．0.02~0.1MPa B．0.2~1．0MPa C．0．02~0．14MPa D．0.2~1．4MPa 13 在柴油机冷却水温度控制系统中，其控制对象是____C____。 A．淡水泵 B，柴油机 C．淡水冷却器 D．三通调节阀 14 对定值控制系统来说，其主要扰动是____C____。 A．电源或气源的波动 B．给定值的变动 C．控制对象的负荷变化 D．调节器参数整定不合适 15 在燃油粘度控制系统中，其控制对象是____A____。 A．燃油加热器 B．蒸汽调节阀 C．燃油泵 D．柴油机 16 闭环系统的方框图中，输入量为偏差，输出为控制信号，则该环节是____A____。 A．调节单元 B．测量单元 C．执行机构 D．控制对象 17 船舶柴油机燃油粘度控制系统是____A____。 A．定值控制系统 B．随动控动系统C．程序控制系统 D．开环控制系统 18 在以下系统中，属于开环控制系统的是____A____。 A．主机遥控换向逻辑回路 B．燃油粘度自动控制系统
1 电子控制燃油喷射系统通过对燃油喷射时间的控制来调节喷油，是从而改变混合气浓度，要实现空燃比的高精度控制就必须对气缸中的空气进行精确计量！ 电喷发动机是采用电子控制装置.取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比.油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置.电子控制装置根据这些信号参数.计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合,进入燃烧室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。发动机每一个气缸有一个喷油咀,英文缩写为MPI,称多点喷射。发动机几个气缸共用一个喷油咀英文缩写SPI.称单点喷射。 2 原理喷油油路由电动油泵，燃油滤清器，油压调节器，喷射器等组成， 电控单元发出的指令信号可将喷射器头部的针阀打开，将燃油喷出。传感器好似人的眼耳鼻等器官，专门接受温度，混合气浓度，空气流量和压力，曲轴转速等数值并传送给“中枢神经”的电子控制单元。电子控制单元是一个微计算机，内有集成电路以及其它精密的电子元件。它汇集了发动机上各个传感器采集的信号和点火分电器的信号，在千分之几十秒内分析和计算出下一个循环所需供给的油量，并及时向喷射器发出喷油的指令，使燃油和空气形成理想的混合气进入气缸燃烧产生动力。 3电喷发动机与化油器式发动机有很大的区别，在使用 操作方法上也颇有不同。起动电喷发动机时(包括冷车起动)，一般无需踩油门。因为电喷发动机都有冷起动加浓、自动冷车快怠速功能，能保证发动机不论在冷车或热车状态下顺利起动；在起动发动机之前和起动过程中，像起动化油器式发动机那样反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量的做法是无效的。因为电喷发动机的油门踏板只操纵节气门的开度，它的喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定；在油箱缺油状态下，电喷发动机不应较长时间运转。因为电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。在油箱缺油状态下长时间运转发动机，会使电动汽油泵因过热而烧坏，所以如果您的爱车是电喷车，当仪表盘上的燃油警告灯亮时，应尽快加油；在发动机运转时不能拔下任何传感器插头，否则会在电脑中显现人为的故障代码，影响维修人员正确地判断和排除故障。
轮机自动化复习资料综合版 一.柴油机气缸冷却水温度自动控制系统 1.冷却水控制调节原理：把冷却水分成两部分，一部分通过淡水冷却器，经海水冷却使温度降低，另一部分不通过冷却器，直接与经冷却器的淡水混合。然后进入柴油机气缸的冷却空间，若冷却水温度偏高，则需要减少不经冷却器的旁通水量，增加经冷却器的淡水量，反之亦然。 2.根据测温元件安装位置不同，气缸冷却水温度控制系统有哪两种控制方式？各有何特点？ 答：①控制冷却水进口温度，控制在给定值或给定值附近，但冷却水出口温度会随柴油机负荷的变化而有所变化，在超负荷运行时，出口温度将会发生过高现象。②控制冷却水出口温度，冷却水出口温度可以控制在给定值或给定值附近，但冷却水进口温度会随着柴油机负荷的变化而变化，特别是在负荷增加时，冷却水进口温度会下降。 3.指出其中的反馈环节，调节器和执行机构，并画出系统的控制原理图。 反馈环节：T802型热敏电阻；调节器：MR-Ⅱ型调节器； 执行机构：限位开关、过载保护继电器、三相交流伺服电机。 答：调整电位器W1 可改变放大倍数K ，即可整定比例为分调节器的比例带PB ，调整W2可整定微分时间。 5.比例调节简单，调节动作叫及时，改变纠偏控制作用强度，提高系统的灵敏度。 微分调节有超前控制的能力，可以克服对象的惯性，增强系统的稳定性，抑制振荡，减小超调及动态误差。 二．V AF 型燃油粘度自动控制系统 1.分析图中VAF 燃油粘度控制系统，简述燃油粘度控制系统的功能。 答：功能：在燃油进入高压油泵以前，把燃油粘度作为被控量，根据 燃油粘度的偏差值，控制加热器蒸汽调节阀的开度或电加热器的接触 器，使燃油粘度维持在给定值上。 2.简述系统投入工作的步骤和注意事项。 答：步骤：①接通气源再接通输入信号，打开气源截止阀，调整过滤 减压阀5使其输出压力为0.14MPa ②起动测粘计马达，关闭截止阀11， 打开截止阀10，让测粘计开始工作③先将燃油转换阀打开至“轻油” 运行一段时间后再转向“重油”，关14，打开12，13，让气动调节阀 8开始工作④燃油经燃油加热器7加热，经过燃油细滤器6过滤，进入粘度计1，粘度计把测得的粘度转换成压差信号送至差压变送器4，差压变送器再把压差信号转换成气压信号送至调节器3和记录仪2，调节器根据偏差值输出控制信号来调节气动调节阀的开度，从而控制燃油粘度。 注意事项：①投入工作时要先接通气源再接通输入信号，切断时应先切断测粘计的工作，再切断气源②起动测粘计马达以前，要先打开平衡阀9，防止差压变送器在短时间内单向受力③定期打开过滤减压阀5放残，并清洗燃油细滤器6。 3.画出系统闭环控制原理框图.分析各环节功能. 调节器:根据偏差值输出控制信号。 气动调节阀:根据控制信号调节蒸汽阀的开度。 燃油加热器:对燃油进行加热。 测粘计:对燃油粘度进行测量,得到测量值并输出差压信号。 差压变送器：将差压信号成比例地转换成气动信号。
轮机自动化论文姓名：罗洪武
所在院系：船舶与轮机工程系 专业年级： 09轮机（1）班 学号： 091620109 指导教师：戴红平 日期： 2011年6月27日 轮机自动化概述 引言：随着现代海运事业的发展，科技的进步和航海事业的要求不断提高，轮机自动化逐渐被重视起来使它飞速发展。随着更多的元素的加入它使船舶的工作环境日益改善，使航运事业效率不断提升。随着它涉及的范围不断扩大，自动化也日益成为一门重要和高要求的学科。 一．轮机自动化介绍
轮机自动化，是指用各种自动化仪表及控制元件和逻辑元件包括计算机在内所组成的各种控制和监视系统。它能部分地或绝大部分地代替轮机管理人员，对机舱中的运行参数进行自动控制、监视、显示、记录和报警以及对主要机器设备进行自动操作。自动化水平往往是衡量动力装置技术先进程度的重要标志。管好用好轮机自动化设备对提高动力装置运行的可靠性、安全性和经济性，对降低船舶营运成本、改善轮机管理人员的工作条件及提高船舶技术管理水平都具有十分重要意义。轮机自动化包括：反馈控制系统、远距离操作（遥控）系统、集中监视与报警系统、自动开关与切换系统及安全保护系统。 二．轮机自动化的发展及要求 1.“轮机自动化”是50年代初逐渐发展并走向成熟的一门学科。国内水运（海运）高等院校从60年代初设置了《轮机自动化》课程，主要内容包括自动化基础（自控原理）和自动化技术两大部分。随着船舶技术和自动化技术的发展，课程内容的不断扩充和更新，《轮机自动化》课程不仅是我国高等学校轮机工程专业的必修课和主干专业课。 2.《轮机自动化》是为了掌握自动控制理论和技术及其在轮机系统中的应用原理和方法，掌握轮机系统典型自动控制装置的应用和管理知识，为适应现代船舶机舱的管理奠定基础。该课程的主要特点：
轮机自动化复习题 1.画出反馈控制系统传递方框图，并简要说明测量值大于给定值时的调节过程。 图中r 表示给定值， Z 表示反馈值， e 为偏差，测量值大于给定值，即：r
一、简答题（共30分） 1、柴油机气缸冷却水温度自动控制系统中根据测温元件安装的位置不同可分为哪两种控制方式。 2、油水分离器自动控制系统主要由哪二个部分组成，各部分的作用是什么。 3、辅助锅炉燃烧时序控制中一般采用哪些控制元件。 4、画出双座止回阀的逻辑符号，它具有什么逻辑功能。 5、主机遥控系统主要包括哪些逻辑回路。 6、写出正常换向控制的逻辑条件。 7、能耗制动和强制制动的各逻辑条件中，共同点是什么，不同点是什么。 8、慢转起动的逻辑条件有哪些，慢转起动有什么作用。 9、何谓重复起动，起动失败有哪两种情况。 10、为防止主机加速过快，一般要设立什么环节。 二、问答题（共70分） 1、柴油机气缸冷却水温度自动控制系统中，MR-II型调节器由哪几块电路板组成？各有什么作用？ 2、VAF型燃油粘度自动控制系统由哪几部分组成？画出该系统测粘计结构原理图？简述测粘计工作原理？ 3、何谓柴油机临界转速？避开临界转速区的基本原则是什么？试设计一临界转速回避回路？ 4、根据下图所示，试述气动重复起动的工作原理？如何调整每次起动时间、中断时间、重复起动次数？画出 重复起动工作状态图？ 5、试述在应急操作情况下主机从正车换成倒车时的工作程序过程？ 6、在DIFA-31型计算机主机遥控系统中，比如要测量和重新整定最大正车转速值，如何进行该参数值的调整？ 7、试述热电偶温度传感器冷端温度补偿原理？ 一、选择题（每题2分） 1．（）当多路阀（图3-1-4）处在Ⅰ位时，气口2，3，6的状态是： A．0 0 0； B．0 0 1； C．0 1 0； D．1 0 0。 2．（）在驾驶遥控主机时，若把车钟手柄从全速正车扳到倒车全速，则遥控系统首先进行的动作是： A．换向； B．停油； C．盘车机脱开； D．进行能耗制动。 3．（）对于图3-2- 7所示的改变主启动阀开度的慢转启动回路，在慢转过程中，阀VA 和VSL的输出状态是：A．0 1 ； B．0 0 ； C．1 0； D．1 1。 4．（）重复启动回路如图3-2-2 所示，在第一次启动失败期间，阀Tm，T1d和T2d输出端的信号为： A．1 1 1； B．0 1 1； C．0 1 0； D． 0 0 0。 5．（）程序负荷逻辑回路（图3-4-10），如果阀3节流孔堵塞，遥控系统出现的故障现象是： A．只能加速到额定转速的30%； B．只能加速到额定转速的70%； C．取消加速限制； D．取消程序负荷。 6．（）在能耗制动过程中， A．主启动阀工作，空气分配器关； B．主启动阀和空气分配器都关； C．主启动阀和空气分配器都工作； D．主启动阀关，空气分配器工作。 7．（）在气动主机遥控系统中，为实现加速速率限制，在调速回路中常设有： A．比例阀； B．减压阀； C．分级延时阀； D．单向节流阀。 8．（）有一YT-1226压力开关（如图2-1-2所示），其下限值已调到0.42MPa，若要求上限值为0.6MPa，幅差旋钮应设定的格数约为：A．8格； B．7格； C．6格； D．5格。 9．（）在PGA调速器的转速限油环节中（图3-4-14），螺钉56与杆54左端的间隙作用是： A．调整在某转速下最大供油量； B．调整在某转速下最小供油量； C．限制主机的最大转速； D．调整转距限制的开始转速。 10．（）自动回避临界转速回路（图3-4-12），当把车钟手柄设定在高于临界转速上限时： A．阀2上路通，输出临界转速上限值； B．阀2下路通，输出临界转速下限值； C．阀2上路通，输出设定值； D．阀2下路通，输出设定值。 11．（）图4-3-11中，按动应急操纵按钮和正常工作状态，程序计数器的预置数分别为： A．FFH，0FH； B．FFH，00H； C．0FH，FFH； D．0FH，00H。
燃油供油粘度控制系统技术参数 二、系统主要技术数据 燃油型号IF120(120cst/50℃) 进主机燃油粘度10-12cst 单元出口最高温度130℃ 滤器过滤精度25μ 单元出口压力0.5MPa 进单元油温度80℃ 蒸汽压力0.7MPa 电控箱防护等级IP44 电源AC3￠-380V-50HZ 船级社CCS 三、主要部件技术参数 1，混油筒（集油桶） 容积：80L 额定压力：0.7MPa 允许最高温度：150℃ 混油筒附带装置：液位开关，安全阀，泄放阀 2，燃油供应泵（内置安全阀）2台 型号：2CY2/0.6-4 流量：2000L/h 额定压力：0.6MPa 电机功率： 1.5kw 防护等级：IP44 3，循环泵（内置安全阀）2台 型号：2CY2/0.6-4 流量：2000L/h 额定压力：0.6MPa
电机功率： 1.5kw 防护等级：IP44 4，燃油加热器 电加热器：总功率18KW 加热温度自动调节（PID） 5，电辅加热器4kw×3只 加热总功率12kw 每组加热器功率 4 kw 控制箱集成在总控制柜上 6，高精度反冲洗滤器 通径：DN40 过滤精度：25μ（264目） 工作压力：0.5MPa 流量：2M3/h 最高使用温度：150℃ 7，粘度控制系统 型号：V92-VCU 8.油箱 油箱，容积大于等于1000*1000*600mm，带8KW电加热。 四、技术要求 1，单元整体符合CCS船级社规范要求，并提供CCS船检证书。 2，系统的装配 系统所有的各部件全部安装在公用的底盘框架上，并达到以下要求。 1）系统配件密封，无渗漏。 2）使用良好的绝热材料对燃油管路进行包扎保温层，但各种阀门，滤器，泵无需绝热包扎。3）耐压、通油及功能试验在供方工厂内进行，粘度控制系统调试在供方工厂内进行模拟动作试验。 4）所有对外接口提供配对法兰（GB573-65）. 3，表面处理 1）所有管系，固定支架，底盘框架均须打磨，喷丸或酸洗去锈并凃防锈底漆。 2）系统整体油漆。 4，安装的仪表 1）温度计（0-200℃）燃油进口、出口 2）压力表（0-1.0MPa）混油桶进口，加热器进口，滤器进口，出口 3）液位开关：混油桶上 4）压力控制器供应泵出口，循环泵出口，滤器进口，出口 5，电气控制部分
1、对于自动控制系统，最不利的扰动形式是________________。 D. 脉冲输入A. 阶跃输入 B. 速度输入 C. 加速度输入 2、在反馈控制系统中，为了达到消除静态偏差的目的，必须选用__________。在偏差值小时用负反馈 D. A. 正反馈 B. 负反馈C. 在偏差大时用正反馈 。、在反馈控制系统中，设定值如果按照某一函数规律变化，则称为___________3 . 函数控制B. 程序控制C. 随动控制 A. 定值控制_________。4、闭环系统的方框图中，若输入量是扰动信号，输出为被控量，则该环节是控制对象 B. 测量单元C. 执行机构 D. A. 调节单元 5。、与闭环系统相比较，开环系统主要是没有 D．显示单元．调节单元．反馈环节A．执行机构 B C 。6、衡量控制系统准确性的指标是_______________ 过渡过程时间 D. B. 振荡次数C. 最大动态偏差和静态偏差 A. 衰减率 。0.8时的过渡过程是_____________7、控制系统的衰减率等于发散振荡过程 D. 等幅振荡过程B. 非周期过程C. 衰减振荡过程 A. 。为_________y，对无差控制系统，其超调量σ给定值为8、在反馈控制系统中，r，被控量为p r?y max?%100??D. =1 C. σ为余差 A. σ=0 B. σp p p p r。9、在定值控制 系统中，符合动态过程品质要求的衰减率φ应是 ＝1 D．φ0.75～0.9 φφ＝0 B．φ＝0.5～0.7C．＝．A调得太大，控制系统的品质指标将会发生、在纯比例控制系统中，若调节器的比例带PB10 。变化的是：A．静态偏差减小B．最大动态偏差C．衰减率增加D．振荡周期减小 11、理想的定值控制系统过渡过程是。 12、某温度调节器PB=20%，测量范围为20~100℃，输出电流为0~10mA，若温度为50℃，输出为8 mA，问温度为48℃时，输出为___________。 A. 2mA B. 4mA C. 5.5mA D. 9.25mA 13、一个PI调节器，PB=100%时，P和I的飞升曲线如图所示，则积分时间Ti应为_________。 A.Ti=1min B. Ti=2min C. Ti=4min 2min 4min D. Ti=6min 6min 14、采用PI调节器的控制系统中，为提高运行中控制系统的稳定性，应采取的措施是__________。 A. 增加PB，减小Ti B. 增加PB，增加Ti C. 减小PB；增加Ti D. 减小PB，减小Ti 。___________、船舶液位控制系统中通常不能采用的调节器是15． D. PD 双位 B. PI C. A. P