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1、第六章 燃油供油单元自动控制系统 燃油供油单元FCM是专门为燃油系统的自动监视和燃油黏度控制而设计的。该系统的核心设备包括黏度传感器EVT20、温度传感器PT100、控制器EPC-50B、蒸汽调节阀（或电加热供电单元）和燃油加热器。除此之外，系统还对供油泵、自动滤器、循环泵、“柴油/重油”自动转换实现全面的自动控制和监视。,第一节 燃油供油单元自动控制系统 的组成及原理 燃油供油单元自动控制系统总体上可以分为供油处理系统、燃油黏度或温度自动控制系统、油泵电机和滤器自动控制系统等部分。,燃油供油单元的结构组成图,燃油供给泵的压力由压力变送器PT检测，用于控制器分析判断供给泵的状态。 供给泵的流量
2、由流量变送器FT检测，用于控制器分析柴油机的耗油情况。 在自动滤器的前后装有压差开关PDS，用于滤器脏堵报警的检测，当滤器进出口压差达到设定值时控制器发出报警。滤器排污电磁阀可执行滤器自动排污。 脱气模块包括带脱气的混合管、浮子开关和脱气阀，用于供油与加热后从主机的回油混合，并使油气分离，当气体达到一定量时，浮子开关动作，控制系统控制脱气阀打开，使油路中的气体返回重油日用柜HFO。 循环泵CPB用于向柴油机提供需要的油压，可以通过压力变送器来检测。,加热器配置方案 在燃油供油单元自动控制系统中，加热器的配置方案有：两个电加热器EHS 、两个蒸汽加热器SHS 、电加热器EHS和蒸汽加热器SHS的
3、组合。 常见的两个加热器的配置方案,如果系统选择温度控制方式，温度传感器TT（PT100）检测燃油温度，控制器EPC-50B按照PI控制规律来调节加热器的加热量，实现燃油温度自动控制。 如果系统选择黏度控制方式，不仅需要黏度传感器EVT20检测燃油黏度，还需要温度传感器TT检测燃油温度，并由控制器按照PI控制规律来调节加热器的加热量，实现燃油黏度自动控制。 如果执行器件是蒸汽调节阀SRV，则控制器给出“增加”或“减小”信号去控制伺服电机动作，直到阀门开度检测信号与输出要求一致。 如果是电加热供电单元，则EPC-50B输出最多5档加热控制。,控制器EPC-50B是整个系统的核心单元，由主控制板、
4、本地基本操作面板OP组成，另外可根据需要选配FCM远程操作面板OP。 控制器EPC-50B有4个不同级别的操作模块，分别为基本级、扩展级、高级扩展级和全自动级。,控制器EPC-50B FCM远程操作面板,控制器EPC-50B主要分为三个部分：一是电源，由滤波装置和多输出变压器实现；二是主控制板，安装在EPC-50B控制箱内；三是操作面板OP。主控制板与操作面板通过异步串行通信实现数据交换。主控电路板接收安装在燃油供油单元FCM管路上的各种变送器和传感器信号，经分析和处理后，输出控制信号使各种阀件或电器动作，实现“柴油重油”转换控制、燃油温度或黏度控制、报警控制、油泵自动切换控制、自动滤器控制等
5、。同时，燃油供油单元FCM的运行状态由主控板通过通信接口送给操作面板OP。,第二节 燃油黏度自动控制,VISCOCHIEF型燃油黏度自动控制系统,一、VISCOCHIEF型燃油黏度控制系统组成,该系统功能和特点：,1、黏度传感器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 2、可采用蒸汽加热装置或电加热装置或二者兼用 3、VCU-160型控制器具有PI调节规律 4、即可遥控，又可现场进行自动控制，也可转 为手控 5、数码显示器可显示燃油黏度、温度、参数的 设定值及故障种类 6、具有与上位机通讯的功能，为实现全船动力 装置集中控制和监视提供了必要条件,二、测量单元
6、PT100温度传感器 EVT-10C黏度传感器,EVT-10C黏度传感器由测黏计和黏度变送器组成。 1、测黏计,2、黏度变送器,电压 / 频率转换器与模/数转换器相比具有： （1）接口简单，占用计算机资源少 （2）频率信号输入灵活：可输入到单片机 的任一根I/O线或作为中断源或计数 输入 （3）抗干扰性能好：频率测量本身是一个 计数过程，因而能对噪声或变化的输 入信号进行平滑 （4）便于远距离传送,三、VCU-160型黏度控制器,8031单片机同时监视、控制、显示燃油的温度和黏度。 黏度传感器或温度传感器 8031（PI） 蒸汽加热器的调节阀或电加热装置的接触器 控制燃油黏度或温度。 柴油进行
7、温度定值控制； 重油进行温度或黏度控制。,1）当选择开关从“停止”位置 “柴油”位置 2）当选择开关从“停止”或“柴油”“重油”位置,3）当选择开关从“重油”位置 “柴油”位置,1、控制方式和过程,2、模拟量输入通道,（1）控制方式选择开关量： X6：4手动控制方式 X6：5重油工作方式 X6：6柴油工作方式 （2）调节阀限位开关：X6：2 X6：3 （3）参数整定开关： PB1：用于找到要调整的对应参数 PB2：增加设定参数值按钮 PB3：减少设定参数值按钮,3、开关量输入通道,SHS蒸汽加热装置的调节阀 EHS电加热装置的接触器 SHS：柴油、重油和手控 EHS：柴油和重油控制 SHS与E
8、HS结合： 柴油、重油和手控，开始时用SHS，由增加或减少信号控制蒸汽阀，当要更高温度且蒸汽阀全开则EHS投入工作，若要减少温度先减少EHS直至零，如需再减少则关小蒸汽调节阀。,4、过程输出通道,过程输出通道,四、6个数码管显示电路 五、6个发光二极管显示电路 六、报警电路 七、控制系统管理要点,第三节 燃油供油单元的综合控制 燃油供油单元 除了黏度或温度定值控制外，还有DO/HFO的转换控制，燃油供油泵的运行备用控制，燃油滤器的自动控制，回油的脱气自动控制，燃油循环泵的运行备用控制及远程控制等功能，全部由控制器EPC-50B来协调综合控制。 1、DO/HFO的转换控制 （1）柴油控制模式 当
9、控制器接通柴油模式DO时，EPC-50B自动选择为温度控制模式，燃油温度被监控。加热程序由柴油温升参数Fa31控制，温升斜坡允许燃油在设定的时间内被加热到设定的温度。斜坡函数加温期间温度控制指示灯LED灯“TT”闪烁，当燃油温度在达到温度设置Pr35的3内后，温升斜坡停止。正常温度定值控制运行，“TT”LED灯稳定发亮。,（2）从OFF到HFO或从DO到HFO 当控制器接通HFO模式，或从DO转换为HFO，燃油温度和黏度被监控和显示。加热程序由重油温升参数Fa30控制，温升斜坡允许燃油被加热到设定的温度。 一旦从DO转换为HFO，则EPC-50B控制器可检测到黏度增加，表明重油已经进人系统，那
10、么重油将被开始加热。在加热升温斜坡期间，如果控制器检测到油黏度降低，则加热暂停。当温度已经低于重油温度设置值3，控制器自动转到黏度调节控制。此时“TT”LED灯关闭，“VT”LED灯稳定发光，切换程序完成，黏度控制开始运行。,（3）重油 控制模式 HFO控制模式类型由参数Pr19决定。如果“VT”LED发亮，控制器处在黏度控制类型。如果“TT”LED发亮，控制器处在温度控制类型。 （4）从HFO转换为DO 当从重油转换为柴油，控制器将继续控制燃油黏度，同时降低重油柴油混合温度来保持黏度值，此时“TT” LED闪烁，“VT”LED稳定发光。当温度达到柴油的设置值时，控制模式被自动转变为柴油模式（
11、温度控制），然后“TT”LED稳定发亮，“VT”LED关闭。,（5）HFO与DO间自动转换 如果加热器发生故障，有可能自动安排转换到柴油，取决于低温限制值参数Fa14。在加热器故障时，油温低于Fa14并延时2 min确认后，系统才能被设置为自动转换到柴油。 在系统配置了电动或气动转换阀时，并且设置了参数Fa17为主机最大燃油消耗量（l/h），如出现燃油消耗量持续小于参数值Fa16（0100%）2min后，系统会自动切换到DO的控制程序。,2、燃油供油泵的运行/备用控制（燃油循环泵的运行/备用控制相同） 在操作面板上有油泵工作模式选择开关，用于选择Manual-Stop-EPC-Remote，当
12、选择EPC时，即油泵由EPC控制器自动控制，EPC-50B根据内部参数Prl来选择燃油输送泵的控制方式，Pr1=1（2）表示1号运行，2号备用；2（1）表示2号运行，1号备用。同理，Pr2用于选择燃油循环泵的控制模式。备用机组启动取决于相应的压力开关和运行机组的状态，如Pr11为燃油输送泵的出口压力下限值，当压力低于该压力时，并经过延时时间Fa9确认后，备用泵自动切换工作。或运行机组故障后，备用机组自动启动。,3、燃油滤器的自动控制 燃油滤器的选择开关有MAN、STOP、AUTO三档，当选择为自动时，滤器间隔性自动进行反冲洗。而压差开关PDS只起到滤器脏堵报警的检测作用。自动放残还取决于系统设
13、定的时间间隔Fa21，放残时间由参数Fa22决定。如果选择手动，需要定期手动冲洗。 4、脱气自动控制 混合管内将主机的回油和供油泵送来的油混合，油中混人的空气会因密度小而上升到上部，所以需要定时控制脱气阀，使空气返回日用柜（因还混有高温油）。如果上部浮子开关检测到液位低，表示混合管内空气过多，系统控制脱气阀打开，但如果2 min后仍然在脱气，则给出报警。,5、远程控制 除本地基本控制级外，系统还可选配扩展级、高级扩展级和全自动级。扩展级是基本级中的操作控制和有关指示功能远传到控制室，但是没有基本级上的流程图和信息显示窗。使用时需要本地选择开关转至“Remote”（远程），实现的功能有状态指示、
14、燃油自动转换、系统启停控制、油泵手动启停控制和报警指示；但是不能在远程站实现报警复位和油泵自动切换控制，也没有信息显示窗和操作按键。一旦出现故障或油泵停止，需要到EPC-50B现场实现报警复位或油泵切换处理，所以扩展级与系统的连线是一般的控制电缆。,高级扩展级等于是本地操作面板移到了远程，在本地面板上选择好“Remote”即可将功能全部移交远程站，包括各油泵工作模式的选择控制和信息窗内容的显示和操作。显然，除需要控制电缆线连接外，还需要串行通讯( RS485通讯 ) 电缆联系。 当然要实现油泵自动遥控，需要电机启动模式选择开关处于“Remote”控制。如果选用全自动级的远程操作，则通过现场总线
15、将控制器EPC-50B的总线接口与远程计算机直接相连，再在计算机内配置相应的通信和应用软件即可实现远程全功能操作。本地控制EPC-50B即成为整个分布式控制系统的一个通信节点，向上位机提供所需要的信息，并接受上位机的控制。此时远程设备与控制系统的连线就是一根通信线，不再需要控制电缆了。,第四节 燃油供油单元的操作与管理 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，观察EPC-50主板和黏度检测电路板指示是否正常；观察比较测量值与实际值有无异常情况；手动检测各电磁阀或电动切换阀是否正常、灵活。准备确认后，
16、启动燃油供给泵，然后根据燃油系统具体配置情况将控制模式切换到DO或HFO位置，使用参数Pr19选择温度或黏度定值控制。这时可通过信息显示窗显示出燃油温度或黏度的实际测量值，系统正式投人调节控制工作。,2、EVT20黏度传感器的工作情况，可通过设在传感器电路板上的数码管显示内容来检查。清洗EVT20传感器时需要特别小心，防止人员受伤和损坏传感器。首先要切断通过EVT20传感器的供油；切断控制箱电源；尽可能排出和排空管系中燃油。把EVT20传感器从罩壳上拆除后，再拿下EVT20传感器，旋出两套固定保护管的螺钉，以拆下保护管。最后用一块干净的软布清洁钟摆，应防止钟摆被机械力损坏或弯曲，不要用研磨材料，如砂纸、锉刀等来清洁钟摆头。,3、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，以适应新的需要。对于不同的燃油，需要调整一些参数设置，尤其是重油特性相差较大时，对应的参数设置也要相应改变，以期获得最佳调节效果。重油改变时，必须对密度参数Pr2
