反馈控制系统实例.ppt

《反馈控制系统实例.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反馈控制系统实例.ppt（91页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第一章第一章 反馈控制系统实例反馈控制系统实例第二节第二节 VAF型型燃油粘度控制系统燃油粘度控制系统第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统第四节第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制大型油轮辅锅炉水位自动控制第五节第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制第一节第一节 柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统返回目录返回目录图图1-1-1 汽缸冷却水温度控制原理汽缸冷却水温度控制原理冷却器冷却器M调节器冷却器冷却器M调节器主机主机三通调节阀三通调节阀执行电机执行电机感温元件感温元件第一节 柴油机冷却水温度控制系统返

2、回本章返回本章泵主机冷却器膨胀水柜直接作用式冷却水温度控制返回本节返回本节MR-型电动冷却水温度控制系统一、控制系统的组成及工作过程一、控制系统的组成及工作过程图1-1-2二、电源电路及继电器开关电路二、电源电路及继电器开关电路三、输入电路和指示电路三、输入电路和指示电路四、四、PD控制电路控制电路五、脉冲宽度调制电路五、脉冲宽度调制电路六、六、管理要点管理要点图1-1-3d图1-1-3a图1-1-3b图1-1-3c返回本节返回本节图1-1-2组成调节器调节器开关组开关组限位开关限位开关过载保护过载保护三相伺服三相伺服马达马达三通阀三通阀返回最近返回最近MR-型调节器MR-型调节器是电动基地式

3、仪表，它把测量、型调节器是电动基地式仪表，它把测量、显示、调节等各个单元及相关附件均组装在一显示、调节等各个单元及相关附件均组装在一个控制盒内，设置在集中控制室。个控制盒内，设置在集中控制室。控制盒的组成：控制盒的组成：1.MRB板，输入与指示电路板，输入与指示电路2.MRV板，比例微分控制电路板，比例微分控制电路3.MRD板，脉冲宽度调制电路板，脉冲宽度调制电路4.MRK板，继电器和开并装置板，继电器和开并装置5.MRP板，主电源电路板，主电源电路6.MRS板，稳压电源电路板，稳压电源电路图1-1-4返回本节返回本节图1-1-4返回最近返回最近Re2Re1D1D2Sr1Sr2L1L2R3R4

4、R1R2C1C2SW1SW2SW+16V-16V0VF1F2D1C1增温降温降温增温220V+16VMRP板，主电源电路板，主电源电路图1-1-3d返回最近返回最近TU1TU2-16V+16V+16V+16VR1R2R4R5W1R3C1R7C4R6R8C2R10R11R12W2W3R13T1G+_+T802SW1SW2R9C7MRB板板，输输入入与与指指示示电电路路图1-1-3aAB1510返回最近返回最近TU1+_TU2+_降温降温增温增温R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脉冲宽度调制电路板，脉冲

5、宽度调制电路图1-1-3c5-16V-16V+16V返回最近返回最近C4TU1+_TU2+_TU3+_R13R8R10W2R9R11R6C4R3R2R5C3C2R1C1R14R4R7W151415MRV板，比例微分控制电路板，比例微分控制电路图1-1-3b返回最近返回最近TU1+_TU2+_降温降温增温增温R11R13D7D8T2T1R10R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脉冲宽度调制电路板，脉冲宽度调制电路图1-1-3c5-16V-16V+16V返回最近返回最近TU1+_TU2+_降温降温增温增温R11R13D7D8T2T1R10

6、R12D6D5R8R9D3D4D1D2R5R6R2R3W2R4R7C2C1R1C3W1MRD板，脉冲宽度调制电路板，脉冲宽度调制电路图1-1-3c5-16V-16V+16V返回最近返回最近管理要点管理要点1.面板功能2.投入使用3.故障排除通则4.参数调整返回本节返回本节第二节第二节 VAF型型燃油粘度控制系统燃油粘度控制系统目标：控制柴油机燃油的粘度，使之保 持在最佳喷射粘度值上。原理：燃油的粘度随温度增加而下降。方法：改变燃油的加热程度。船舶柴油机，尤其是主机，通常燃用重油。重油的粘度较大，为便于燃油的输送和雾化，必须对燃油进行加热，并使其粘度值维持在设定范围内。返回本章返回本章第二节 V

7、AF型燃油粘度控制系统常用燃油粘度控制系统：（1）VAF型燃油粘度控制系统；（2）NAKAKITA型燃油粘度控制 系统；（3）VISCOCHIEF型燃油粘度控 制系统（单片机控制）。返回本节返回本节第二节第二节 VAF型型燃油粘度控制系统燃油粘度控制系统一、VAF型燃油粘度控制系统的组成 fig.1-2-1二、测粘计 fig.1-2-2三、差压变送器 fig.1-2-3四、调节器五、气动调节阀 fig.1-2-6六、控制系统常见故障分析及管理要点返回本节返回本节返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近第二节第二节 VAF型型燃油粘度控制系统燃油粘度控制系统四、调节器 立

8、体图 fig.1-2-4 简图 杆系 表盘 PB和Ti的调整 正作用式与反作用式 调节器与调节阀作用形式的配合 手自动切换返回本节返回本节返回最近返回最近第二节第二节 VAF型型燃油粘度控制系统燃油粘度控制系统比例带调整方法：比例带调整盘上M点的位置逆时针负反馈 比例带 顺时针负反馈 比例带积分时间调整方法：积分阀开大Ti 积分阀关小Ti 返回本节返回本节调节器杆系调节器杆系返回最近返回最近调节器表盘调节器表盘返回最近返回最近正作用与反作用正作用与反作用正作用式调节器：当测量输入增加时，输出也增加反作用式调节器：当测量输入增加时，输出减少。正作用式反作用式：（1）喷嘴旋转90（2）M点由左上角

9、右上角返回本节返回本节调节器与调节阀作用形式的配合调节器与调节阀作用形式的配合正作用式调节器与气开式调节阀反作用式调节器与气关式调节阀（优选）返回本节返回本节第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统一、控制系统的组成、功能及特点二、测量单元三、VCU160粘度控制器返回本章返回本章第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统一、控制系统的组成、功能及特点Fig.1-3-1特点：P 22返回本节返回本节返回最近返回最近第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统二、测量单元Fig.1-3-21.EVT-10C 粘度

10、传感器2.PT 100 温度传感器Fig.1-3-4粘度传感器单片机变送器Fig.1-3-3返回本节返回本节返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和过程控制方式：温度程序控制、温度定值控 制、粘度定值控制作用规律：PI控制（由单片机程序实现）控制方式选择开关：DO、STOP、HFO返回本节返回本节第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和过程控制过程：STOPDO 程序加温，直到DO Tset3,进 入温度

11、定值控制。DO指示灯亮，粘度报警关返回本节返回本节第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和过程控制过程：STOPHFO 程序加温，直到HFO Tset3,或DOHFO 进入粘度定值控制。稳定后，改 为粘度/温度定值控制。DO指示灯熄灭，HFO指示灯亮返回本节返回本节第三节第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统三、VCU-160粘度控制器1.控制方式和过程控制过程：HFO DO 粘度定值控制，降温，直到DO Tset3,进入温度定值控制。DO指示灯亮，HFO指示灯熄灭返回本节返回本节第三节第三节 V

12、ISCOCHIEF型燃油粘度控制系统型燃油粘度控制系统三、VCU-160粘度控制器2.控制板电路 Fig.1-3-6（1）模拟量输入电路（2）开关量输入电路（3）输出电路（4）显示电路返回本节返回本节返回最近返回最近第四节第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制大型油轮辅锅炉水位自动控制主锅炉：蒸汽动力船舶上用于蒸汽动力装置的 锅炉。蒸发量大，蒸汽压力高，对水 位和蒸 汽压力的控制要求较高，常 采用带有积分作 用的调节器。辅锅炉：内燃机动力船舶上的锅炉。油轮辅锅炉：加热货油，驱动甲板设备，蒸发量较 大，类似主锅炉。货轮辅锅炉：燃油、滑油及生活用水加热，要求不 高。其水位和压力常用双位控制。返回本章返

13、回本章第四节第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制大型油轮辅锅炉水位自动控制一、锅炉水位控制的特点二、某油轮辅锅炉水位自动控制系统 的组成及工作原理三、变送器四、调节器五、给水调节阀六、控制系统常见故障分析及管理要点返回本节返回本节一、锅炉水位控制的特点一、锅炉水位控制的特点（1）水中含有蒸汽（15%20%）（2）蒸汽压力变化时，水下蒸汽的体积发 生变化。虚假水位，难控制。因此，水位与给水量、蒸发量和水下蒸汽体积有关。第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制返回本节返回本节一、锅炉水位控制的特点一、锅炉水位控制的特点第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制1.双冲量水位控制（1）单冲量：水位（2）双冲量：水位

14、蒸汽流量 fig.1-4-1（3）三冲量：水位蒸汽流量给水量返回本节返回本节返回最近返回最近一、锅炉水位控制的特点一、锅炉水位控制的特点第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制2.双回路水位控制（1）水位控制回路（2）给水压差控制回路fig.1-4-2返回本节返回本节返回最近返回最近二、某轮辅锅炉水位自动控制系统的组成二、某轮辅锅炉水位自动控制系统的组成fig.1-4-3P气动计算器的气压输出A水位调节器的气压输出B蒸汽流量变送器的气压输出K系统常数，此处K2C仪表制造常数，本仪表为50%（0.6MPa）第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制返回本节返回本节返回最近返回最近作用：测量被控量，并把被控量的

15、变化量按比例作用：测量被控量，并把被控量的变化量按比例的转变成标准信号，输出至调节器和显示仪表。的转变成标准信号，输出至调节器和显示仪表。气动标准信号：气动标准信号：19.6 KPa 98.1 Kpa 0.02MPa 0.1 Mpa 0.2kg/cm21.0kg/cm2三、变送器三、变送器Fig.1-4-4返回本节返回本节三、变送器三、变送器1.气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构和工作原理2.迁移原理迁移原理返回本节返回本节（1）测量部分）测量部分把被控量变化转换为轴向推力。把被控量变化转换为轴向推力。p q测测 p F膜膜1.气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构

16、和工作原理Fig.1-4-4Fig.1-4-6返回本节返回本节返回最近返回最近M测p F膜膜l1M反p出出 F波波l2M测 M反（2）气动转换部分）气动转换部分 把测量部分输出的轴向推把测量部分输出的轴向推力转换成标准的气压信号作为差压变送器的输出。力转换成标准的气压信号作为差压变送器的输出。1.气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构和工作原理Fig.1-4-7Fig.1-4-4返回本节返回本节返回最近返回最近 在K单中，F膜、F波和l1都是固定不变的，唯一可调的是l2。反馈波纹管l2 K单 量程；反馈波纹管l2 K单 量程 。要得到较大的量程，就必然使l2增长。为不使变送器体积过

17、于庞大，将大量程变送器制作成双杠杆式变送器。1.气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构和工作原理Fig.1-4-4返回本节返回本节p F膜膜l1q反 l2M测 M反q反 l4=p出出F波波l31.气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构和工作原理（2）气动转换部分（双杠杆）气动转换部分（双杠杆）Fig.1-4-5Fig.1-4-8返回本节返回本节返回最近返回最近（3）差压变送器调零和调量程假定p的最大变化范围是01000mmH20 1.让正负压室均通大气，使p=0，观察变送 器输出压力是否为0.02MPa，若不是，拧动迁 移（调零）弹簧，使p出=0.02MPa。2.逐渐增

18、大正压室压力，使p出=0.1MPa，观察正压室压力是否为1000mmH20，若小于它，说明量程小了，则松开量程支点的锁紧螺母，上移支点，反之亦然。3.重新调零、调量程，直到零点和量程准确为止。1.气动差压变送器的结构和工作原理气动差压变送器的结构和工作原理Fig.1-4-4返回本节返回本节单杠杆差压变送器结构原理图气源输出Fig.1-4-4返回最近返回最近单杠杆差压变送器结构原理图气源输出6-喷嘴 13-膜盒 9-锁紧螺母 8-主杠杆7-迁移弹簧5-档板 15-紧固螺母 14-正压室 12-负压室 11-支架 10-静压误差调节螺母 1-放大器 20-琐紧螺钉 19-反馈波纹管 18-量程调节

19、指点 17-底版 16-密封簧片 4-顶针架 3-顶针 2-迁移螺钉 Fig.1-4-4(1)ST返回最近返回最近双杠杆差压变送器工作原理图气源p2 p1p出 Fig.1-4-5返回最近返回最近测量部分结构原理图 Fig.1-4-6返回最近返回最近单杠杆差压变送器工作原理图p2 p1V气源p出 l1l3l2F反 Fig.1-4-7返回最近返回最近双杠杆差压变送器受力分析图 p出 p1p2q反反量程支点q反反l4l3l2l1Fig.1-4-8返回最近返回最近 所谓迁移，是指根据实际需要将变送所谓迁移，是指根据实际需要将变送器量程的起点由零迁到某一数值。迁移后，器量程的起点由零迁到某一数值。迁移后

20、，量程的起点和终点都改变，但量程不变。量程的起点和终点都改变，但量程不变。以测量锅炉水位为例说明其迁移原理。以测量锅炉水位为例说明其迁移原理。2.迁移原理Fig.1-4-9返回本节返回本节返回最近返回最近用参考水位罐检测锅炉水位装置 512346BACCFig.1-4-9返回最近返回最近图1-4-9用参考水位罐检测锅炉水位装置 5-差压差压变送器变送器2-参考参考水位罐水位罐4-参考参考水位管水位管6-阀箱阀箱BACC-泄放阀泄放阀 1-锅炉锅炉A-截止阀截止阀B-平衡阀平衡阀3-测量测量管管Fig.1-4-9返回最近返回最近差压变送器的负迁移特性MPa0.02mmH2O600-6000负迁移

21、负迁移 0.1Fig.1-4-10返回最近返回最近MPa0.02Kg/cm2100正迁移正迁移0.164返回最近返回最近量程迁移的优点：1.适应不同应用场合的需要：例如，水位测量2.提高灵敏度：量程越小，K越大3.减小误差：(10-6)1%=0.04 (10-0)1%=0.1返回本节返回本节四、调节器四、调节器fig.1-4-11通用正/反作用式PID调节器第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制返回本节返回本节返回最近返回最近四、调节器四、调节器fig.1-4-12第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制力矩平衡原理返回本节返回本节四、调节器四、调节器fig.1-4-12第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控

22、制PB的调整：比例带调整杆T i的调整：积分阀Td的调整：微分阀返回本节返回本节返回最近返回最近五、给水调节阀五、给水调节阀fig.1-4-13第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制返回本节返回本节返回最近返回最近六、常见故障及管理要点六、常见故障及管理要点第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制（1）水位波动（2）实际水位与给定值（3）实际水位与显示值不符1）常见故障2）管理要点与其他气动控制系统相同。返回本节返回本节第五节第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制一、蒸汽压力控制的特点二、蒸汽压力自动控制系统的组成及工作原理三、系统的其他元件四、控制系统常见故障分析及管理要

23、点返回本章返回本章一、蒸汽压力控制的特点一、蒸汽压力控制的特点第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制1、控制蒸汽压力，即控制燃烧强度（喷油量）2、蒸汽压力的控制要求较高，一般采用PI调节器3、风压控制（调整风门挡板）Fig.1-5-14、燃油压力、燃油温度的控制。返回本节返回本节返回最近返回最近二、蒸汽压力自动控制的组成及工作原理二、蒸汽压力自动控制的组成及工作原理第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制Fig.1-5-2返回本节返回本节返回最近返回最近三、系统的其他主要元件三、系统的其他主要元件第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制Fig.1-5-31、燃油控制阀 2、函数发生器Fig.1-5-43、微分阀Fig.1-5-54、高压选择器 Fig.1-5-7返回本节返回本节返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近返回最近