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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划轮机设备操作心得轮机自动化学习心得曲柄箱油雾浓度监测系统姓一何为自动化？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
2、重要意义。轮机自动化包括：反馈控制系统、远距离操作系统、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。在轮机自动化中，机舱集中监视与报警系统是轮机自动化的一个重要内容。它的功能是准确可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及其参数，一旦运行设备发生故障，自动发出声、光报警信号。根据自动化程度的不同，有些系统还具有报警记录打印，参数和状态的定时或召唤打印以及参数的分组显示等功能。对于无人值班机舱，集中监视与报警系统还能把报警信号延伸到驾驶台、公共场所、轮机长房间和值班轮机员的住所。机舱集中监视与报警系统不仅可以改善轮机管理人员的工作条件，减轻劳动强度，及时发现设备的运行故障，而且也是实现无
3、人机舱的基本条件。二曲柄箱油雾浓度监测系统。一个完善的集中监视与报警系统，通常应包括故障报警、参数显示、打印记录、报警延时、报警闭锁、警报延伸、失职报警、值班召唤、功能试验和自检等主要功能。主机曲柄箱油雾浓度报警器是无人机舱的重要设备，它的任务是监视主机运行时的曲柄箱油雾浓度。当某一气缸的油雾浓度大于各缸的平均浓度时，就会发出警报，同时主机会自动减速。曲柄箱油雾浓度监视报警器是保证柴油机安全运行的重要装置之一。我们知道，在高温时滑油会产生油气，这些油气在曲柄箱中与70左右的较冷空气混合形成油雾，当油雾浓度超过正常标准时，可能会引起曲柄箱的爆炸事故。柴油机装有曲柄箱油雾浓度监视报警器后，一旦油雾
4、浓度超过正常标准时，能及时发出声光报警，同时使主机自动降速或停车。目前，在船上所采用的油雾浓度监视报警器种类繁多，但工作原理相近。GravinerMark5型油雾(转载于:写论文网:轮机设备操作心得)浓度监视报警器是应用较多的一种，它以单片机作为监视报警器的核心部件，对曲柄箱油雾浓度进行检测、监视、显示、报警及对主机进行安全保护。与用常规电路组成的油雾浓度监视器相比较，它取消了许多机械旋转部件，大大提高了监视报警器工作的可靠性。同时，它采样准确、执行速度快，并有较强的自检功能，是现今较为先进的一种曲柄箱油雾浓度监视报警器。本节以Mark5型油雾浓度报警器为例说明其工作原理。该监视报警器主要是由
5、采样切换电磁阀、油雾浓度测量单元、显示报警单元及控制电路等部分组成的，这些单元均装在一个控制箱中。在控制箱的下部有十个采集曲柄箱油雾气样的采样管接口，一个清洗空气管接口和一个排气管接口，还有两根3m长的电缆，一根用于接电源，另一根用于监视报警器的输出。在控制箱的显示板上有三个状态指示灯，即SYSTEMON，名左天伟学号：15SIMULATIONMODE，TEST。有四个报警及故障状态指示灯，即AVERAGEALARM，DEVIATIONALARM，FLOWFAULT，OPTICALFAUILT。此外，还有三个操作按钮，即SELECT，在正常运行时，若按下该按钮，则系统只检测现行采样点，并显示其
6、油雾浓度；TEST，对系统进行测试时要按下此按钮：RESET，该按钮用于系统复位，当监视报警器某些预选参数需要重新调整时，参数调整后要按下此按钮，以确认所调整的参数并重新启动系统，使系统恢复到正常运行状态。在面板上还有一个液晶显示器，用来显示采样点和曲柄箱的油雾浓度。不过该显示器不是直接显示采样点油雾浓度的具体值，而是显示其浓度相当于报警浓度设定值的百分数。1、气样的采集与测量各曲柄箱油雾气样采集与测量单元的工作原理如图5-3-2所示。该单元共有11个两位三通电磁阀，其中有10个电磁阀分别采集各曲柄箱的气样，该系统最多可检测10个缸的气样，如果是6缸柴油机，只用其中的6个电磁阀，空4个不用。另
7、一个是清洗空气电磁阀，压缩空气通过该电磁阀清洗测量装置。系统在正常运行期间，单片机轮流使各采样点电磁阀通电，通电的电磁阀左位通，该缸曲柄箱油雾气样在抽风机作用下流经测量室，其他点的采样电磁阀断电右位通，曲柄箱气样在抽风机作用下经旁通管路直接排出而不经测量室。测量部分由测量室、光源和光电池组成。光源接通电源以后将发射一束光强不变的平行光并照射在光电池上，当流经测量室的待测气样油雾浓度变化时，其气样的透光程度发生变化，即照射到光电池的光强也发生变化，光电池输出的电流大小与接收到的光强成一定的函数关系，该电流信号经电流电压转换并经变增益放大后送至模数转换器，把与油雾浓度相对应的电压信号转换成数字量送
8、入单片机。单片机先把所测量到的各缸曲柄箱气样油雾浓度值加在一起除以缸数，得到一个平均浓度值并存入RAM中。以后每检测一个缸的曲柄箱气样油雾浓度值，就与平均浓度相比较得到一个偏差浓度值，并用新的浓度值取代原先所检测到的该缸气样的油雾浓度值，算出一个新的平均油雾浓度。这样每检测一个缸的曲柄箱气样，就能得到两个值，即偏差浓度值和平均浓度值，单片机再把这两个值与报警设定值相比较，不管平均浓度值达到平均浓度报警值，还是偏差浓度值达到偏差浓度报警值，都将在液晶显示器上显示，并发出声光报警，同时向主机的安全保护系统送一个故障降速或故障停车信号。在正常运行中，单片机定时使清洗空气电磁阀通一次电，电磁阀通电后左
9、位通，来自气源的压缩空气经该阀左位进入测量室。该压缩空气一方面对光源、光电池及测量室进行清洗，防止光源和光电池被油雾污染而影响测量精度，另一方面，压缩空气对测量单元还能起到冷却作用，提高光源和光电池的使用寿命，也能防止光电池因温度升高而产生的特性漂移。除此之外，测量单元要检测一次空气的油雾浓度，该值此时应该为零，如果不是零，则看一下与原零点偏差有多大，若偏差不大，则以新得到的浓度值为相对零点并取代原零点，若偏差较大，系统则认为光源或光电池污染严重，清洗无效，OPTICALFAULT灯亮，发出报警并终止采样。以单片机为核心所组成的Mark5型曲柄箱油雾浓度监视报警器的电路是比较复杂的，为了叙述方
10、便，我们把这个电路分成测量电路、输出电路、显示报警电路和系统测试电路等，分别加以介绍。该电路采用110V或220V交流电源，经内部变压、整流和稳压后得到5V电源Ve，作为各集成电路电源。2、测量电路测量电路的主要作用是，通过测量单元对各缸曲柄箱气样的油雾浓度进行测量，并转换成相应的数字量输入单片机。测量电路的工作原理如图5-3-3所示。运算放大器IC63的输出u20送至由多路模拟开关IC9、电阻网络R33一R39及IC62所组成的数字控制型变增益放大电路，该电路的作用是对电压信号u20进行线性化处理并进一步放大以达到AD转换器IC7所要求的输入信号的范围，其增益的改变是随油雾浓度的改变而改变的
11、，如浓度增加时u20降低，当u20降低到某一数值时，在单片机控制下，该电路能自动把放大倍数提高上去，当气样油雾浓度接近报警值时，其放大倍数是最大的。这样在油雾浓度较高时可以提高对油雾浓度的分辨率及测量精度。变增益是由IC9中4个模拟开关的断开或闭合来实现的，而这4个模拟开关的断开或闭合是由单片机控制的，因此称为数字控制型变增益放大器。若这4个开关全部断开，则IC63的输出u20直接接在IC62的同相端，其反馈电阻也最大，变增益放大器的增益最大，这相当于油雾浓度接近报警值情况。若4个开关全部闭合，这时u20要经R39与R33、R34、R35并联接地的等效电阻值的分压后才能接到IC62的同相端，其
12、反馈电阻是R36与R38并联。这样，变增益放大器的增益是最小的，它接近油雾浓度为零的情况。如果需要变增益，单片机由I/O口0输出四位二进制数送至锁存器IC8的D4D1端，同时单片机由04端送出一个脉冲信号，把D4D1端的数据锁存在IC8中并直接由Q4Q1端输出，使相应的模拟开关断开或闭合。若为“1”信号则使开关闭合，“0”信号则使开关断开，那么Q4一Q1全为“0”时增益最大，全为“l”时增益最小。这4个开关状态的不同组合，就能使变增益放大器得到16种不同的增益。如果单片机由IO口0输出的信号0300为0101，同时由04端输出一个脉冲信号，则电阻R33、R34接地，而R35和R38保持开路，这
13、时变增益放大器就固定一个相应的增益。变增益放大电路的输出u41接到AD转换器IC7的一个输入端I6。IC7有8个模拟量输入通道，1个串行输出端COMP，单片机由IO口0的0200位输出地址码A2A0来选中8个输人通道中的1个通道，IC7对被选中的输入通道的模拟量进行AD转换，其中I6端连接的就是反映曲柄箱油雾浓度值大小的模拟量电压信号。系统在正常运行期间，单片机轮流使采样点电磁阀通电，这样每个缸曲柄箱的气样就会轮流经过测量室，u41就会轮流反映各缸曲柄箱气样的油雾浓度值。比如，单片机使1号采样点电磁阀通电后，1号缸曲柄箱的气样流经测量室，u41就反映了1号缸曲柄箱油雾浓度值并送到IC7的I6端
14、，同时单片由05端输出一个起动脉冲接在IC7的RS端，开始对该模拟量的电压信号进行AD转换，当单片机从IC7串行口COMP接收信息时，首先搜索起始位，接收到起站位后，接着串行输入转换完成的数字量，最后接收到停止位时，说明该数字量已输入完毕并存在RAM的相应单元中。接着，单片机使2号采样点电磁阀通电，适当延迟后由05端输出起动脉冲，对2号缸曲柄箱油雾浓度值的电压信号进行AD转换，如此轮流进行下去。I4端接压力开关SW6的状态信号。单片机要定时使清洗空气电磁阀通电用压缩空气清洗测量单元，这时压开关SW6应闭合，I4端电压降低，这是正常的，如果此时SW6仍保持断开状态，则I4端持高电压，单片机输入该
15、电压对应的数字量以后判断出压缩空气未进入测量单元，即未执行清洗程序，单片机会发出FLOWFAULT报警并停止采样。I1接由电位器R23调整的偏差浓度报警设定值，调到MIN其偏差浓度报警值是L。I2端接由电位器R27调整的灵敏度选择位，关于灵敏度选择细节在后面叙述。I3端接由电阻R20和R19分压的准电压值用于对AD转换器的自检程序，单片机定期输入这个电压值对应的数字量以确定AD转换器工作是否正常。REF端接由R15和R17分压的固定电压，作为AD转换器的参考电压。图中单片机IO口0的0200端输出的信息，到底是作为IC7AD转换器地址译码器的地址码A2A0来选择输入通道并进行AD转换，还是作为
16、IC8锁存器的数据端0301来进行变增益，取决于单片机由04或05哪一端输出脉冲信号，因此0200的用途是不会发生混淆的。该系统在正常运行时能够检查出采样电磁阀的故障。其过程是这样的：电磁阀在通电时，如果正常，则电磁线圈中流过的电流应有一定的范围，电流过大或过小都表明电磁阀不正常，电流过大很有可能是阀芯没有吸上或线圈匝间短路，如果电流过小或无电流很可能是线圈断线。电磁阀线圈通电时，其电流由电阻R2来检测，并经变压器、整流电桥和稳压滤波后变成与线圈电流成比例的直流电压信号，该电压信号经过由IC61、D5、C6及IC64构成的采样保持电路送到AD转换器的I5端进行AD转换，由单片机执行程序判断电磁阀是否有故障，若有故障将发FLOW报警，停止采样过程。在采样保持电路中，IC6l与D5是利
