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1、燃油粘度自动控制系统和分油机自动控制系统的虚拟仿真技术要求燃油粘度自动控制系统和分油机自动控制系统虚拟仿真以船舶广泛使用的主流设备为范 本，功能满足实际设备的操作和评估实训的要求。（1）系统组成燃油粘度自动控制系统和分油机自动控制系统虚拟仿真的模拟对象如错误!未找到引用 源。和图1-2所示。燃油粘度自动控制系统的虚拟仿真包括燃油油柜及其切换回路、供油回路、计量检测、 循环回路、压力/温度传感器检测、黏度传感器检测、电加热及其控制单元、蒸汽加热阀及其 控制回路。控制系统根据命令通过两个三通阀选择燃油、轻油和低硫油，通过两台互为备用 的燃油供给泵向系统供油，油泵出口回路装有并联的自动滤器和手动滤器
2、、计量传感器、集 油井；两台循环泵互为备用，将油从集油井中抽出来，送到选择指定的加热器（两个加热器， 一个电加热，一个蒸汽加热，蒸汽加热不用，但配有蒸汽调节阀），最后加热过的燃油经过以 模拟的主机（冷却器）后回到对应的油柜中。实际设备中考虑管理安全问题，三个油柜装有 不同的黏度的滑油替代燃油。分油机仿真系统实现模拟燃油回路、工作水回路、气动回路、分油机、电机启动箱、PLC 程序控制器和触摸屏等。系统中所有操作和状态均应通过PLC采集信号，并配有RS485或其它通信接口（根据实 际需求）与评估系统进行数据交互。LLDO滤器 排污阀压力 控制阀混辐自动/ 流量 手动变送器转换阀脱气阀控制器变送器粘
3、度传博器压力控制网/VTB：黏度温度测殳模块EHS:电加热器CPB：循环泵组合模块 控制器：控制单元FTB：AFB：PDS：SPB：流量计模块： 自动流器模块 差压开关供油泵模块CV：重油/轻油切换阀图错误!文档中没有指定样式的文字。-1燃油粘度自动控制系统的虚拟仿真系统图CONTROL UNITI/O OPSIAR7ER叵|XS 1图错误!文档中没有指定样式的文字。-2分油机自动控制系统虚拟仿真系统图仿真模拟的实际装置由一块带模拟图的模拟屏替代实现，配以PLC控制及相关控制装置, 如温度控制器、PT100温度传感器、黏度传感器的模拟装置等。（2）燃油黏度控制系统的虚拟仿真1）供油加热和黏度控
4、制功能本设备的标准基本功能应同实际船舶一致，以满足实际系统使用需要。2）故障设置功能系统中可设置阀门卡死、管路堵塞、局部漏油、各种传感器断线、短路故障、电加热器 故障、控制回路故障等，设置后便于系统的分析和判断。具体如表1所示。表1燃油黏度控制系统故障模拟要求序号故障名称实现方式数量备注1供油泵过载热继保护回路串联一个虚拟的 继电器，其触点模拟过载断开1需手动复位2循环泵过载热继保护回路串联一个虚拟的 继电器触点模拟过载断开1需手动复位3供油泵出口压力低压力开关回路串联一个虚拟的 继电器，其触点模拟过载断开1带自动切换功能4循环泵出口压力低压力开关回路串联一个虚拟的 继电器，其触点模拟过载断开
5、1带自动切换功能5PlIOO断线PH00回路串联一个虚拟的继 电器触点模拟断线1设置可隐藏6PHOO短路Ptioo回路并联一个虚拟的继 电器触点模拟短路1设置可隐藏7黏度信号断线黏度信号回路串联一个虚拟的 继电器触点模拟断线1设置可隐藏8黏度信号短路黏度信号回路并联一个虚拟的 继电器触点模拟短路1设置可隐藏9加热器故障虚拟的加热器接触器不能合上1设置可隐藏10蒸汽加热阀卡死调节阀电动机回路串联一个虚 拟的继电器触点模拟断线1设置可隐藏3）手动加热故障情况下，通过加热器电源控制箱可选择手动加热控制，并能显示相关参数。4）模拟界面及参数设置模拟的人机界面至少应包括如下几个。1 .主界面：如图1-1
6、所示，包括系统的概貌及系统结构原理2 .操作界面：设备操作流程指示3 .黏度控制界面：黏度控制过程界面4 .故障设置的界面：系统工作过程出现故障的界面6 .实时曲线界面：主要是燃油温度、黏度变化的曲线7 .评估界面：对学员的评估测试5）各油泵的控制对应油泵配有对应的控制箱，并配有相应的起动、停止控制，相应的状态显示。6）紧急停止各控制箱及总操作面板上装有紧急停止按钮，以确保系统操作安全。（3）分油机仿真系统要求实现模拟燃油回路、工作水回路、气动回路、分油机、电机启动箱、PLC程序控制 器和触摸屏等分油机系统各部分功能，具体包括：1）自动分油控制过程系统设备满足典型分油机的自动控制过程，主要包括
7、两部分：待分油的温度调节控制和 分油机的时序控制。 分油的温度调节控制为了保证分油机的分高效果，必须对待分油进行加热。系统采用电位器模拟温度传感器 TT2的温度控制反馈信号。当待分油温度在正常范围内，且没有发生使分油机停止工作的故障信号时，PLC根据时 序控制要求，使电磁阀SV1通电，控制气压源（模拟）通过SV1和一个节流阀后控制三通活 塞阀VI缓慢打开，使待分油不冲击进油。当分油机发生故障或停止分油机工作时，SV1断电, VI将切断待分油进油通路，使待分油在分油机外面通过循环泵循环并保持加热。 分油机的时序控制当系统刚投入工作时，应先按加热器按钮，开始将待分油进行加热，同时确认温度自动 控制
8、系统投入工作。当确认温度上升后，按一次程序启动/停止按钮，PLC从初始化程序开始 执行，首先监视待分油温度。当温度达到正常温度值时，PLC对分油机进行密封排渣口、设 备自检、分油、间断排水、排渣等操作。PLC还具有对设备状态的自检功能，智能地判断设 备的故障。2）手动操作控制过程在自动控制失效后，可以通过手动/自动选择开关进入手动操作模式，手动模式下，系统 通过模拟各传感器的电位器反馈信号。手动操作的程序如下： 首先确认分油系统所有的手动阀都处于正确的位置； 把在控制单元上的选择开关置“手动”位置； 部分元件采用跳线直连已启动或禁止相关动作； 手动把油加热到合适的分油温度； 按照时序，手动控制
9、分油机的启动、停止、排渣等操作相关的电磁阀动作； 手动操作期间，保持温度、流量和背压稳定。3）故障模拟和故障设置功能本系统根据“表2故障模拟”表中的内容，在系统的管路、电气回路等初设置了故障信 号，如堵塞、泄漏、短路、断路等，设置的继电器触点串接在检测、控制回路中，并安装在 一个相对隐蔽的带外壳的小盒子内。所有故障模拟设置操作和模拟的故障状态均由虚拟系统模拟，并在相应的触摸屏上显示; 另外，系统所有的故障模拟设置信号均能通过以太网通信方式上传到上位计算机可供第三方 使用，并进行远程故障设置和排除，方便评估管理工作。表2分油机虚拟仿真系统的故障模拟序号故障码故障描述001FE001供油泵过载00
10、2FE002PtlOO断线1003FE003PtlOO短路1004FE004净油出口压力传感器PT4断线005FE005净油出口压力传感器PT4短路006FE006水分传感器断线007FE007水分传感器短路008FE008控制系统故障009FE009待分油入口电磁阀断线010FE010净油出口电磁阀断线011FE011排水出口电磁阀断线012FE012置换水电磁阀断线013FE013开启水电磁阀断线014FE014补偿水电磁阀断线015FE015PT100 断线 2#016FE016PT100 短路 2#017FE017待分油入口压力传感器PT1断线018FE018待分油入口压力传感器PT1
11、短路019FE019排水口压力传感器PT5断线020FE020排水口压力传感器PT5短路021FE021转速传感器断线022FE022转速传感器短路4）模拟界面及参数设置模拟的人机界面至少应包括如下几个。1 .主界面：如图1-2所示，包括系统的概貌及系统结构原理2 .操作界面：设备操作流程指示3 .分油流程控制界面：分油流程控制的过程界面4 .故障设置界面：模拟实际故障的界面5 .报警界面：报警列表及处理6 .实时曲线界面：主要是燃油温度、各电磁阀动作变化的曲线7 .评估界面：对学员的评估测试5）各油泵的控制对应油泵配有对应的控制箱，并配有相应的起动、停止控制，相应的状态显示。6）紧急停止各控制箱及总操作面板上装有紧急停止按钮，以确保系统操作安全。（4）提供第三方通讯接口系统实际的操作和状态均应通过PLC构成信号回路，并配有RS485和以太网通信接口可 完成与其他系统的数据交互。