一-冷卻水溫度控制系統(tǒng)概要課件

1、 項(xiàng)目十 機(jī)艙輔助控制系統(tǒng)任務(wù)一單片機(jī)式中央冷卻水溫度控制系統(tǒng)1ENGARD中央冷卻水(cooling water)溫度控制的組成2ENGARD控制器(controller)3系統(tǒng)工作原理4操作步驟5維護(hù)保養(yǎng)及參數(shù)調(diào)整Engine RoomSupplementaryControlledSystem 任務(wù)一 單片機(jī)式中央冷卻水溫度控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)船舶中央冷卻水控制不同，ENGARD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)調(diào)節(jié)低溫淡水旁通來(lái)控制淡水溫度、根據(jù)熱負(fù)荷的變化對(duì)海水泵進(jìn)行流量模式轉(zhuǎn)換、按照運(yùn)行時(shí)間優(yōu)化選擇海水泵工作、定時(shí)對(duì)海水系統(tǒng)清洗等多項(xiàng)功能。低溫淡水系統(tǒng)的溫度主要通過(guò)調(diào)節(jié)閥改變流經(jīng)中央冷卻器的旁通量來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)

2、閥的動(dòng)作由控制器檢測(cè)海水、淡水溫度變化進(jìn)行比例積分(PI)調(diào)節(jié)。海水系統(tǒng)流量可以在四種海水流量之間轉(zhuǎn)換，目的在于控制泵入系統(tǒng)的海水不會(huì)過(guò)剩，保證中央冷卻器的換熱效率，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能及海水流量的優(yōu)化控制。1、ENGARD中央冷卻水溫度控制的組成ENGARD中央冷卻水溫度控制系統(tǒng)概述板式中央冷卻器低溫淡水溫度調(diào)節(jié)閥主海水泵主淡水泵PT100溫度傳感器ENGARD控制器海水系統(tǒng)(seawater system)的三臺(tái)海水泵中，一臺(tái)是單速的，另兩臺(tái)由雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、可進(jìn)行變極調(diào)速（也可以是一臺(tái)雙速，兩臺(tái)單速）。三臺(tái)海水泵中的任意兩臺(tái)泵各在50%的負(fù)荷下并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，就可以達(dá)到冷卻系統(tǒng)的最大海水流量（

3、100%）。ENGARD控制器管理這三臺(tái)泵的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)負(fù)荷大小變化自動(dòng)地控制海水泵的并聯(lián)、解列和調(diào)速，實(shí)現(xiàn)海水流量的有級(jí)調(diào)節(jié)(step speed regulation)，滿足中央冷卻器(central cooler)在不同負(fù)荷下的控制需要。 100%流量時(shí)，功率為50KW；7585%流量時(shí)，功率為22KW；4060%流量時(shí)，功率為4KW。 與只采用流量的節(jié)流調(diào)節(jié)或旁通調(diào)節(jié)相比，節(jié)能效果明顯。ENGARD控制系統(tǒng)的特點(diǎn)使用有級(jí)調(diào)速電機(jī)后，水泵電機(jī)運(yùn)行溫度明顯下降，同時(shí)減少了機(jī)械磨損和維修工作量；保護(hù)功能可靠，大大減少了因過(guò)載或單相運(yùn)行而燒壞電機(jī)的現(xiàn)象；通過(guò)優(yōu)化進(jìn)入中央冷卻器的海水流量，節(jié)能

4、效果明顯；ENGARD控制器采用8032單片機(jī)，具有完善的自檢、控制、顯示、多種故障報(bào)警等功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。海水泵電機(jī)與低溫淡水溫度調(diào)節(jié)閥通過(guò)控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和靈活性。系統(tǒng)還通過(guò)RS-232與上位機(jī)進(jìn)行通信，便于全船動(dòng)力裝置的集中控制與監(jiān)視。2、ENGARD控制器ENGARD控制器是一種采用8032單片機(jī)的多功能數(shù)字控制器。ENGARD控制器的組成：印刷電路板(printed circuit board)、固態(tài)繼電器(solid-state relay)、電源濾波器、變壓器和接線端子排等，印刷電路板上有8位微處理器、存貯器（PROM、EEPROM、RAM等）

5、及I/O接口?？刂破鲗?duì)冷卻水溫度進(jìn)行PI定值控制，既可以自動(dòng)控制，必要時(shí)經(jīng)轉(zhuǎn)換也可以手動(dòng)控制?？刂泼姘迳嫌胁僮靼粹o、模式開(kāi)關(guān)、數(shù)碼顯示器、馬達(dá)工況和系統(tǒng)報(bào)警LED。 作為系統(tǒng)的核心部件，ENGARD控制器的主要任務(wù)是：（1）通過(guò)低溫淡水溫度調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)低溫淡水的溫度定值控制；（2）通過(guò)控制海水泵的臺(tái)數(shù)及運(yùn)轉(zhuǎn)速度實(shí)現(xiàn)冷卻海水流量的控制。系統(tǒng)按照控制器設(shè)定的參數(shù)，通過(guò)海水流量的有級(jí)調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度變化來(lái)控制低溫（LT）淡水系統(tǒng)的溫度，以達(dá)到節(jié)能的效果。如果調(diào)節(jié)閥3是氣動(dòng)作用式的，則還需要配備電氣（E/P）轉(zhuǎn)換器。1234567891011121314151. 報(bào)警輸入信號(hào)圖； 2.報(bào)警輸入信號(hào)LE

6、D(Red)； 3.控制系統(tǒng)輸出信號(hào)LED(Green)；4.控制系統(tǒng)輸出信號(hào)圖； 5.調(diào)節(jié)閥手動(dòng)模式LED(Orange)； 6.海水泵手動(dòng)模式LED(Orange)；7.自動(dòng)控制模式LED(Green)； 8.手動(dòng)自動(dòng)模式按鈕； 9.增加溫度按鈕(手動(dòng)模式)；10. 降低溫度按鈕(手動(dòng)模式)；11.顯示器； 12.備用泵工作LED(Orange) ；13.主報(bào)警LED(Red) ； 14.功能符號(hào)； 15.報(bào)警復(fù)位/試燈按鈕。ENGARD控制器的I/O信號(hào)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥上的電位器根據(jù)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度輸出反饋信號(hào)。3、系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)的自動(dòng)控制包括對(duì)低溫淡水溫度和海水流量的控制。淡水溫度在一定的范圍

7、內(nèi)變化時(shí)，通過(guò)低溫淡水調(diào)節(jié)閥控制流經(jīng)中央冷卻器的淡水量；若淡水溫度的變化超出調(diào)節(jié)閥的設(shè)定調(diào)節(jié)范圍，則通過(guò)海水泵的轉(zhuǎn)速及臺(tái)數(shù)控制實(shí)現(xiàn)海水流量調(diào)節(jié)。海水泵的控制不僅取決于中央冷卻器的熱負(fù)荷，還受海水流量、海水溫度及中央冷卻器的臟污程度的影響。 （1）低溫淡水回路溫度的自動(dòng)控制溫度傳感器TT1檢測(cè)LT回路淡水泵之后的溫度T1，T1被送至ENGARD控制器與低溫淡水設(shè)定值TL相比較形成偏差EL= T1 -TL，控制器對(duì)偏差進(jìn)行PI運(yùn)算后，輸出控制信號(hào)給LT回路的調(diào)節(jié)閥。當(dāng)?shù)疁囟冉档停碋L 0，旁通口關(guān)小，流經(jīng)中央冷卻器的淡水量增多。當(dāng)?shù)疁囟瘸^(guò)或低于限制值時(shí)，發(fā)出越限報(bào)警。當(dāng)旁通閥的開(kāi)度信號(hào)達(dá)到

8、海水泵的切換值時(shí)，海水流量設(shè)定值TSW將增大或減小，控制器將根據(jù)TSW發(fā)送起動(dòng)控制信號(hào)給海水泵，增加或減少海水泵的臺(tái)數(shù)。海水泵起動(dòng)成功后，海水泵起動(dòng)控制單元將一個(gè)反饋信號(hào)送回ENGARD控制器以確認(rèn)海水泵已經(jīng)起動(dòng)成功，若沒(méi)有接收到該反饋信號(hào)，則控制器將發(fā)出故障報(bào)警。 海水泵流量轉(zhuǎn)換條件由過(guò)程參數(shù)P6 P11 設(shè)定，如表10-5所示。CPU 讀取存儲(chǔ)器中的設(shè)定海水泵流量轉(zhuǎn)換參數(shù)與閥開(kāi)度值對(duì)比，當(dāng)反饋信號(hào)達(dá)到某一設(shè)定值，通過(guò)I/O接口輸出相應(yīng)泵的啟動(dòng)、停止信號(hào)，實(shí)現(xiàn)海水泵的流量轉(zhuǎn)換。（2）海水泵工況的自動(dòng)切換海水泵的切換控制可以按照LT調(diào)節(jié)閥的旁通口開(kāi)度V1或LT回路的淡水溫度T1控制，也可以同時(shí)

9、采用T1和V1控制（如按T1控制大容量的海水泵，同時(shí)按V1 控制小容量的海水泵）。若采取V1控制方式，當(dāng)冷卻系統(tǒng)的熱負(fù)荷增大時(shí)，LT調(diào)節(jié)閥將逐步關(guān)小旁通口，當(dāng)旁通口開(kāi)度逐步關(guān)小到設(shè)定值時(shí)，則增大海水泵流量或起動(dòng)另一臺(tái)海水泵并聯(lián)運(yùn)行；當(dāng)冷卻系統(tǒng)的熱負(fù)荷減小時(shí)，LT調(diào)節(jié)閥將逐步開(kāi)大旁通口，當(dāng)旁通口開(kāi)度逐步開(kāi)大到設(shè)定值時(shí)，減小海水泵流量或退出一臺(tái)海水泵。若采取T1控制方式，當(dāng)冷卻系統(tǒng)的熱負(fù)荷增大時(shí)，LT調(diào)節(jié)閥將關(guān)小旁通口直至全關(guān)旁通口、淡水全部流經(jīng)中央冷卻器，當(dāng)TT1測(cè)得的溫度信號(hào)增大到設(shè)定值時(shí)，增大海水泵流量或起動(dòng)另一臺(tái)海水泵并聯(lián)運(yùn)行；當(dāng)冷卻系統(tǒng)的熱負(fù)荷減小時(shí)，LT調(diào)節(jié)閥的旁通口將保持全關(guān)狀態(tài)，低

10、溫淡水的溫度會(huì)隨著熱負(fù)荷的減少而降低，當(dāng)TT1測(cè)得的溫度信號(hào)降低到設(shè)定值時(shí)，減小海水泵流量或退出一臺(tái)海水泵。海水泵在自動(dòng)控制方式下，在選擇泵組投入運(yùn)行時(shí)，如果兩臺(tái)泵的容量相等，則控制裝置將比較兩臺(tái)泵的運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行時(shí)間較短的泵將優(yōu)先起動(dòng)。 海水泵工況的自動(dòng)切換（續(xù)）ENGARD控制器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)T1、V1與冷卻海水流量之間的參數(shù)匹配，避免海水泵的頻繁起停和淡水溫度的大幅度振蕩。如果LT調(diào)節(jié)閥控制旁通口開(kāi)度V1的變化范圍在05%之內(nèi)，或者淡水溫度偏離設(shè)定值不超過(guò)0.5，則不需要對(duì)海水泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)“沖洗”功能，每隔2分鐘起動(dòng)一次非正在運(yùn)轉(zhuǎn)的海水泵，以增加海水流量、沖洗沉淀在海水管路

11、內(nèi)的污垢，“FLU”將在控制面板的顯示窗口中交替出現(xiàn)?！皼_洗”功能可通過(guò)參數(shù)P12進(jìn)行設(shè)置，P12=0，取消該功能。（3）報(bào)警與顯示ENGARD控制器的報(bào)警：過(guò)程報(bào)警、功能報(bào)警。過(guò)程報(bào)警包括海水泵、淡水溫度越限等故障，功能報(bào)警包括ENGARD控制器內(nèi)部故障及I/O故障。報(bào)警內(nèi)容通過(guò)控制面板的液晶窗口顯示和LED指示。如果故障多于一個(gè)，先顯示第一個(gè)未確認(rèn)的報(bào)警，該報(bào)警確認(rèn)后，再顯示下一個(gè)報(bào)警。如果在5s之內(nèi)未復(fù)位過(guò)程報(bào)警，則觸發(fā)機(jī)艙集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)工作。發(fā)生功能報(bào)警時(shí)，LT調(diào)節(jié)閥開(kāi)度將保持原位不變。4、操作步驟1）控制面板(control panel)2）系統(tǒng)投入運(yùn)行的操作（1）開(kāi)啟系統(tǒng)的主進(jìn)

12、、出海水閥，起動(dòng)低溫淡水泵運(yùn)行。（2）開(kāi)啟海水泵的吸入閥和排出閥，排除海水泵內(nèi)的空氣。（3）在海水泵控制屏上將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)“MAN/AUT”置“MAN”位，合上主電源開(kāi)關(guān)。手動(dòng)起動(dòng)大容量的海水泵，用“ST-BY”開(kāi)關(guān)選擇備用泵。（4）開(kāi)啟中央冷卻器的進(jìn)出口閥。（5）合上ENGARD控制器的“ON/OFF”電源開(kāi)關(guān)（該開(kāi)關(guān)在控制箱內(nèi)部），同時(shí)復(fù)位主保險(xiǎn)絲故障（按下按鈕15），控制面板的顯示窗口出現(xiàn)“d-PCU”。10s后，顯示窗口的左邊顯示LT回路調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度（兩位數(shù)字%），顯示窗口的右邊顯示低溫淡水溫度（三位數(shù)字）。確認(rèn)ENGARD控制器在手動(dòng)控制方式下工作，否則可按下控制面板上的按鈕8，使得LE

13、D7（Automatic Operation Mode）不發(fā)光。（6）在控制面板上檢查系統(tǒng)的工作參數(shù)，確保它們與系統(tǒng)的設(shè)定值相符（參數(shù)設(shè)定值列表在控制箱門的里面）。（7）按下“Alarm reset/Lamp test”按鈕15，至少保持3秒鐘以上（若顯示窗口跳出F參數(shù)，則5分鐘后或者多按幾次按鈕15后將恢復(fù)正常），檢查控制面板上的指示燈是否有異常。（8）待系統(tǒng)穩(wěn)定后或按需要，將系統(tǒng)工作方式轉(zhuǎn)為“自動(dòng)”。此時(shí)，系統(tǒng)將使海水泵運(yùn)行在最優(yōu)化狀態(tài)，并且自動(dòng)調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)低溫淡水的溫度。 （3）手動(dòng)/自動(dòng)模式及切換海水泵和淡水調(diào)節(jié)閥各有手動(dòng)自動(dòng)兩種操作模式，海水泵手動(dòng)操作時(shí)，低溫淡水調(diào)節(jié)閥仍可工作在自動(dòng)狀

14、態(tài)，反之亦然。手動(dòng)自動(dòng)操作模式是通過(guò)控制面板上的按鈕8來(lái)選擇的。選擇海水泵手動(dòng)操作模式時(shí)，按下按鈕8，LED6亮，LED7滅。將海水泵控制屏上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)“MAN/AUT”置“MAN”位，然后根據(jù)低溫淡水的溫度手動(dòng)起動(dòng)/停止所需的海水泵。根據(jù)運(yùn)行海水泵的容量，淡水調(diào)節(jié)閥將自動(dòng)地連續(xù)調(diào)節(jié)低溫淡水的溫度。若要回到海水泵自動(dòng)工作模式，則首先在海水泵控制屏上將開(kāi)關(guān)“MAN/AUT”置“AUT”位，再在ENGARD控制面板上按兩次按鈕8，使LED7亮、LED6滅。選擇調(diào)節(jié)閥手動(dòng)操作模式，按兩次按鈕8，LED5閃亮，LED7滅。通過(guò)按鈕9（）和10（）控制低溫淡水溫度的增加或減小。調(diào)節(jié)閥從全關(guān)到全開(kāi)，對(duì)應(yīng)顯

15、示值為298%。根據(jù)淡水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度或低溫淡水的溫度，海水泵自動(dòng)地進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。此時(shí)要回到調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)工作模式，只需按一次按鈕8即可，LED7亮，LED5滅。（4）系統(tǒng)工作狀況檢查系統(tǒng)在自動(dòng)方式下正常工作時(shí)，控制面板上液晶窗口11顯示調(diào)節(jié)閥開(kāi)度值和低溫淡水溫度值。在無(wú)報(bào)警的情況下，按下按鈕15（Alarm reset/Lamp test），可以讓顯示器顯示F系列參數(shù)的讀數(shù)。液晶窗口左邊出現(xiàn)“F0”，右邊顯示海水溫度值（）；若窗口左邊出現(xiàn)“F1F6”中的某一個(gè)，則右邊數(shù)值為對(duì)應(yīng)海水泵的累計(jì)工作時(shí)間（該數(shù)值乘以1000等于運(yùn)行小時(shí)數(shù)）。按鈕15被按5分鐘后，系統(tǒng)將恢復(fù)到正常指示狀態(tài)。（5）報(bào)警功能出

16、現(xiàn)報(bào)警時(shí)，控制面板上的LED2、LED13閃亮（紅色），窗口11顯示報(bào)警代碼A1A6（參見(jiàn)表10-4）。按“Alarm reset”按鈕15對(duì)報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)。所有報(bào)警被確認(rèn)后，LED2、LED13常亮。最后再按按鈕15進(jìn)行復(fù)位，LED13熄滅。只有故障消除后LED2才熄滅。（6）停止系統(tǒng)工作要對(duì)某臺(tái)海水泵停車檢修，必須設(shè)置與其對(duì)應(yīng)的“P25P30”中的某一參數(shù)為“Off=0”，使該泵退出控制系統(tǒng)，切斷該泵電源，關(guān)閉其進(jìn)、出口閥，但必須選擇一臺(tái)備用泵替代它工作。要停止整個(gè)系統(tǒng)的工作，首先在控制面板上選擇手動(dòng)操作模式，將海水泵控制屏上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)“MAN/AUT”置“MAN”位。然后手動(dòng)起動(dòng)大排量海水

17、泵工作，正確關(guān)閉系統(tǒng)的某些海水閥。最后打開(kāi)控制器箱門，關(guān)掉里面的電源。5、維護(hù)保養(yǎng)及參數(shù)調(diào)整（1）淡水回路調(diào)節(jié)閥整定首先打開(kāi)ENGARD控制器箱門，將模式選擇開(kāi)關(guān)置“P”（program）位。根據(jù)調(diào)節(jié)閥設(shè)定參數(shù)P38（參見(jiàn)表10-5）。然后按下控制面板上的按鈕8“manual mode”13次，LED5閃亮（橙色），通過(guò)按鈕9（升溫）、10（降溫）手動(dòng)改變調(diào)節(jié)閥旁通口的開(kāi)度。按動(dòng)按鈕10，手動(dòng)操作調(diào)節(jié)閥旁通關(guān)小，關(guān)到2%開(kāi)度時(shí)，設(shè)置參數(shù)P39=1。按動(dòng)按鈕9，使調(diào)節(jié)閥旁通開(kāi)大，開(kāi)到98%開(kāi)度時(shí)，設(shè)置參數(shù)P40=1。調(diào)節(jié)閥動(dòng)作到極限位置時(shí)，留有2%的余量，防止閥卡死，動(dòng)作不靈敏。通過(guò)按鈕9/10

18、操作調(diào)節(jié)閥旁通全關(guān)全開(kāi)/全開(kāi)全關(guān)，測(cè)量調(diào)節(jié)閥動(dòng)作全行程所需時(shí)間，把該時(shí)間值輸入?yún)?shù)P21。從溫度傳感器的防護(hù)殼體內(nèi)拆除淡水和海水溫度傳感器，利用校驗(yàn)用數(shù)字溫度計(jì)讀出低溫淡水溫度值和海水溫度值，然后將溫度傳感器裝復(fù)，再?gòu)腅NGARD控制單元顯示器上讀出低溫淡水溫度值。為了讀出海水溫度值F，按下按鈕15Alarm Reset/lamp Test”，將顯示F參數(shù)的讀數(shù)（注意此時(shí)無(wú)報(bào)警信號(hào)）液晶窗口左邊出現(xiàn)“F0” ,則右邊數(shù)值為海水溫度，如果溫度偏差超過(guò)1 ，則需換新溫度傳感器或控制單元。（2）檢查溫度參數(shù)（3）檢查海水泵切換功能在前面兩項(xiàng)整定好的基礎(chǔ)上，按下按鈕8選擇調(diào)節(jié)閥手動(dòng)模式，LED5閃亮（橙色）。通過(guò)按鈕10手動(dòng)關(guān)小調(diào)節(jié)閥的旁通閥，控制面板上11的左邊顯示2%時(shí)，觀察切換到大流量海水泵的時(shí)間應(yīng)不超過(guò)5秒鐘。用按鈕9開(kāi)大調(diào)節(jié)閥的旁通閥，11的左邊顯示98%時(shí)，觀察切