燃油粘度自動系統(tǒng)分析摘要：主要分析NAKAKITA該系統(tǒng)主要部件的工作原理，以及指出該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，性能。Inthispaper：MainlyanalyzesNAKAKITAworkingprincipleofmaincomponentsofthesystem,andpointedoutthatthestructureofthesystemperformance關(guān)鍵詞：燃油粘度、自動系統(tǒng)Keywords：Thefueloilviscosity,theautomaticsystem1.燃油粘度自動系統(tǒng)的概念燃油粘度自動系統(tǒng)在船上是一個可以將柴油和重油相互轉(zhuǎn)換的的裝置和溫度程序控制裝置。燃油粘度是一個由溫度控制的，不過，燃油有很多種，他們在相同的溫度下，表現(xiàn)出來的燃油粘度不同。我們現(xiàn)在用溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)能夠得到我們想要的，比如我們可以通過溫度控制系統(tǒng)來控制燃油的噴射溫度。要是很多燃油參雜在一起，我們就很難指導(dǎo)混合后的燃油他的最好的噴射的溫度。所以，我們要想出一些好的方法能夠更好去控制他的噴射溫度，顯然，粘度控制就是一個不錯的選擇。下面我為大家介紹一下粘度控制，我們來控制燃油的粘度，燃油燃油粘度的值可能會出現(xiàn)偏差，這個偏差就導(dǎo)致了這個燃油加熱器蒸汽閥他的開度大小。另外一種方法呢是使用電加熱器，因?yàn)樗梢詫?dǎo)熱讓這個粘度保持在一定的值上面。2.NAKAKITA型系統(tǒng)描述下面，我們來介紹燃油粘度中其中的一種類型NAKAKITA型，這種系統(tǒng)有倆中的控制方案，一種是溫度程序來控制的，另一種是粘度定值來控制的。這個類型的控制系統(tǒng)還有一種是柴油-重油他們互相轉(zhuǎn)換裝置，后面我們會提到。第一種說到的溫度控制系統(tǒng)里面，又包含了很多主要的器械，其中就有溫度變送器啦，蒸汽的調(diào)節(jié)閥啦等等。測黏計(jì)啦，粘度調(diào)節(jié)器啦，蒸汽調(diào)節(jié)閥啦，這些也都是燃油粘度系統(tǒng)里面的?？刂七x擇閥來控制信號以此作為輸出，這個信號來源是溫度程序調(diào)節(jié)器和粘度調(diào)節(jié)器他們發(fā)出的信號之中，最大的那個信號就是我們需要的。燃油溫度可以控制粘度調(diào)節(jié)器工作與否，如果燃油溫度太高了，甚至到了上限值，這時候就需要粘度控制系統(tǒng)來幫忙調(diào)節(jié)。當(dāng)燃油溫度下降了，在最高溫度和最低溫度之間，這個溫度是合適的，系統(tǒng)就不需要粘度調(diào)節(jié)器來幫忙就可以獨(dú)立經(jīng)行工作。燃油粘度太高或者太低都不行，我們需要給他控制在合適的數(shù)值上面，蒸汽調(diào)節(jié)閥他的開度大小就是來控制這歌數(shù)值的，蒸汽調(diào)節(jié)閥的開度大小又是由控制選擇閥來發(fā)出的。2.1調(diào)節(jié)器2.1.1粘度調(diào)節(jié)器NAKAKITA粘度控制系統(tǒng)里面，該系統(tǒng)也有很多調(diào)節(jié)器，不過我們用的最多的調(diào)節(jié)器還是PID調(diào)節(jié)器。PID調(diào)節(jié)器可以用在很多系統(tǒng)里面，不過用的最多的還是燃油粘度系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)這倆個系統(tǒng)。NAKAKITA類型的氣動PID調(diào)節(jié)器里，有一個原理叫位移平衡原理，這個原理是用來比較調(diào)節(jié)的。彈簧管它的開度大和小決定里面有一個指針?biāo)钠D(zhuǎn)角度，這個偏轉(zhuǎn)角度大小又指示當(dāng)前測量值的大小，測量值又會返回到彈簧管，又控制著彈簧管的開度大小。NAKAKITA類型的PID調(diào)節(jié)器它是屬于反作用式調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器有微分氣室，如果去擠壓微分氣室會讓壓力稍微增加，也就相當(dāng)于調(diào)節(jié)器他的輸出端壓力就會增加，這也會讓微分氣室里面的彈性波紋管有所拉長，又會去擠壓到微分氣室。增加的壓力有倆種方式可以到達(dá)波紋管，一種比較直接是直接到波紋管；另外一種要經(jīng)過積分閥才可以送到波紋管。比例波紋管有負(fù)反饋效果，他能因?yàn)閴毫υ龃蟠偈顾扉L去抵擋住擋板，讓擋板沒那么容易去接觸到噴嘴的位置，但是可惜這個負(fù)反饋?zhàn)饔煤苄?。因?yàn)閴毫υ龃罅耍瑩醢宓恼鎸?shí)效果是大大的去更靠近到噴嘴的位置，調(diào)節(jié)器的輸出端就能增加很大一方面，這個效果也就是調(diào)節(jié)器的微分輸出效果。調(diào)節(jié)器輸出端也不斷想負(fù)反饋的微分閥充氣，導(dǎo)致負(fù)反饋也越來越強(qiáng)，減少了正反饋的輸出，最后微分輸出就會消失。調(diào)節(jié)器的輸出過程是因?yàn)榉e分氣室又開始在不斷輸氣，讓積分波紋管他的壓力又增加，這樣又促使擋板更靠近噴嘴，這樣輸出就會更大。測量值增加的和我們講的動作180°大轉(zhuǎn)變，其他的，比如原理，都是一模一樣的。2.1.2溫度程序調(diào)節(jié)器溫度程序的調(diào)節(jié)器他的工作原理和我們上面講的粘度調(diào)節(jié)器的原理是一樣的。這個溫度程序調(diào)節(jié)器它的原理就在下圖。這個系統(tǒng)上面有一個指針，指針又安裝了一個驅(qū)動桿，零件一個套一個，驅(qū)動桿上面又有齒輪，離合器，上限溫度開關(guān)，下限溫度開關(guān)。離合器控制齒輪他的轉(zhuǎn)數(shù)快和慢，上線開關(guān)和下限開關(guān)是由開關(guān)桿來控制的。驅(qū)動桿上不僅裝有上面我們說的，還裝有中間溫度限位開關(guān)，中間溫度的開還是關(guān)由可調(diào)凸輪來控制。凸輪的位置由中間溫度來控制，中間溫度如果固定在一個值，凸輪也就會一起固定。然油的溫度如果在最低值時候，下限溫度的設(shè)定器就會和我們的開關(guān)桿去想碰，相碰之后，開關(guān)LLS和開關(guān)JKL就會斷開，然后和左邊的閉合，這是我們還沒有讓系統(tǒng)開始工作之前?，F(xiàn)在我們開始準(zhǔn)備將系統(tǒng)進(jìn)入工作，首先我們要檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)是不是在重油的位置，如2.4控制電路下圖是該系統(tǒng)的控制電路圖。這個系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“柴油-重油”他們之間的自動轉(zhuǎn)換，該系統(tǒng)也可以讓粘度定值控制和燃油溫度程序控制倆個控制程序自動轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)開始工作之前，燃油溫度的設(shè)定值在最低值的地方，中間溫度的限位開關(guān)是沒有被那個所謂的凸輪給壓下觸頭啦，觸頭名字叫做MLS的何在左邊的位置。該系統(tǒng)如果要投入工作的話，我們必須做一下一些必要的動作。第一呢，我們先合上電源的主開關(guān)，也就是SW，這時候電源的指示燈會亮起來。第二，我們再把溫度的“上升-下降”的設(shè)定開關(guān)給調(diào)到需要的位置，比如調(diào)到2檔的位置就可以。第三，我們把“柴油-重油”的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到重油的位置，圖上位置就是將開關(guān)D換到H的位置。這時候繼電器會進(jìn)入通電狀態(tài)，該系統(tǒng)就開始進(jìn)入工作狀態(tài)，而且是柴油的使用狀態(tài)。因?yàn)檫@時候三通活塞閥的位置在上位的位置，而且中間溫度限位開關(guān)MLS的觸頭在左邊一起結(jié)合，所以這時候所以圖上的繼電器TL-2會斷電，TL-2的常開觸頭就會斷開，繼電器AX-2閉合。AX-2閉合之后溫度上升繼電器RH就會得電，相反的溫度下降繼電器RL就會沒電。這樣的話，繼電器RH他的所有常開觸頭就會閉合，繼電器RL的所有的常開觸頭就會斷了啊，LGH是溫度上升指示燈就會亮起來，在電機(jī)SM2的右邊有一個觸頭叫RH就會閉合而且開始正傳，相仿，在電機(jī)SM2的左邊有一個觸頭叫RH閉合的話電機(jī)就會開始反轉(zhuǎn)。這時候柴油的溫度會開始上升，平均以1℃/min的速度。測黏器和差壓變送器開始工作，粘度指示儀表和記錄儀表就會在它們對應(yīng)的儀表上顯示燃油的黏度值?？墒沁@時候粘度調(diào)節(jié)器還沒有開始接通氣源，所以現(xiàn)在還沒有輸出。從現(xiàn)在起，柴油的油溫會最小值開始慢慢上升，平均以1℃/min的速度上升。溫度程序調(diào)節(jié)器他的驅(qū)動桿還有系統(tǒng)給定的指針會慢慢的偏向溫度升高的方向。柴油油溫慢慢升高到中間溫度，中間溫度的限位開關(guān)觸頭被可以調(diào)動的凸輪壓下去，開關(guān)MLS的觸頭就會從左面斷開移動到右面和右面閉合，在上面的繼電器MV-10就會得到電，也就是相當(dāng)于圖上位置的三通電磁閥SV2就會得到電，SV1沒電。三通電磁閥如果上面通氣了，氣壓會把活塞壓下去，活塞被壓下去了，燃油系統(tǒng)會從柴油的狀態(tài)轉(zhuǎn)變到重油的狀態(tài)。如果能在相應(yīng)的時間將柴油轉(zhuǎn)換成重油，三通活塞閥就會處在下面位置，三通活塞閥的檢測是由檢測開關(guān)DL來檢測的，DL從左面的3、4的位置給斷開掉然后又在右面的1、2的位置接觸閉合，然而HL就會從右邊的1、2的位置斷開掉然后再左邊的3、4的位置閉合。這時候繼電器RY-OC就會失去電，該繼電器對應(yīng)的指示燈也會跟著熄滅掉，在這時候就可以說明柴油轉(zhuǎn)換成重油已經(jīng)是完成的狀態(tài)。當(dāng)重油油溫溫度開始上升從中間溫度慢慢升到上限值時，開關(guān)桿就會和溫度上限設(shè)定器相碰斷開，上限溫度開關(guān)LLS和下限溫度開關(guān)ULS他們的觸頭都會在左邊斷開然后再右面接觸閉合。這時，繼電器RH還有繼電器RL都會失去電，倆個電機(jī)都會一樣斷電停止轉(zhuǎn)動，重油在工作狀態(tài)的油溫也不會再升高了，這就是對重油油溫的上限油溫的控制。通過這樣來對重油的粘度來經(jīng)行控制。在另外一方面，繼電器RY-V通電，該繼電器對應(yīng)的指示燈就會亮起來，這表示系統(tǒng)正在對重油經(jīng)行粘度的控制調(diào)節(jié)，到現(xiàn)在，系統(tǒng)就可以開始投入工作。如果想要停止該系統(tǒng)的工作，我們只要把“柴油-重油”他們之間的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“柴油”的開關(guān)位置，圖上讓開關(guān)從H斷開然后再D處結(jié)合就可以。所以，上面的定時器 T1是沒有導(dǎo)電不會通電來記時間的。倆個電機(jī)會和他原來相反的方向去轉(zhuǎn)動，溫度程序調(diào)節(jié)器會慢慢降低溫度。當(dāng)溫度下降的時候，溫度下降的指示燈就會亮起來。當(dāng)溫度降到中間溫度的時候，中間溫度的檢測開關(guān)就會從右邊斷開掉然后去左邊和左邊的救出閉合。繼電器MV-1S的到電，三通電磁閥下面就會通氣，三通活塞閥活塞就會被推到上面，燃油系統(tǒng)這時候就會變成是柴油在工作的狀態(tài)。如果這個轉(zhuǎn)換成功的話就表明要停止該系統(tǒng)的工作。當(dāng)燃油的油溫下降一直下降到下線值的時候，開關(guān)桿就會和下限溫度設(shè)定器相碰然后斷開，上線溫度ULS和下限溫度LLS就會從右邊斷開和左邊的閉合，繼電器RH還有繼電器RL都會因此都斷電，電機(jī)SM1和電機(jī)SM2斷電停止轉(zhuǎn)動。到這里，控制系統(tǒng)又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。3.NAKAKITA型燃油自動控制系統(tǒng)問題及解決方法3.1NAKAKITA類型的PID粘度調(diào)節(jié)器容易出現(xiàn)的故障問題有：1.手動去操作有較大誤差2.輸入指針誤差大3.手動去操作沒反應(yīng)4.手動操作指示有問題。故障解決方式：1“硬手動”的狀態(tài)時候，我們在最大輸出和最小輸出時候，調(diào)節(jié)器的數(shù)值是4MA和20MA.誤差不能超過5%，如果超過這個誤差，我們應(yīng)該調(diào)節(jié)“零點(diǎn)調(diào)整”還有“量程調(diào)整”。2當(dāng)輸入指針誤差大的時候，我們應(yīng)該調(diào)整機(jī)械零點(diǎn)和給定的量程調(diào)節(jié)電位器。3檢查電源插頭、負(fù)載插頭、波段開關(guān)等等有沒有接觸好。檢查調(diào)節(jié)器的元件能不能用，有沒有脫焊現(xiàn)象，再細(xì)細(xì)檢查集成元件這重要元件有沒有被破壞掉。4檢查電源電壓有沒有符合調(diào)節(jié)器的要求。檢查電源和信號的負(fù)端有沒有接地良好。3.2溫度調(diào)節(jié)器容易出現(xiàn)的有以下幾個問題：由上面的描述我們可以知道，“柴油-重油”他們之間可以互相轉(zhuǎn)換的條件是溫度的大小高低，而不是其他的的測量值。在系統(tǒng)開始正常工作的時候，同時在燃油溫度調(diào)節(jié)器也來控制的話，燃油溫度的測量值一直會跟蹤給定值來變化，這樣可以實(shí)現(xiàn)“柴油-重油”他們之間的互相轉(zhuǎn)換通過中間溫度來達(dá)到這個目的。但是控制系統(tǒng)會出現(xiàn)一些故障，比如：調(diào)節(jié)器故障、蒸汽系統(tǒng)故障導(dǎo)致供氣不足等等一系列異常的情況之下，我們在換油的時候，燃油的溫度可能會我們最開始假設(shè)的中間溫度差很多。如果是這樣的話，當(dāng)我們?nèi)ネ瓿伞安裼?重油”他們之間的轉(zhuǎn)換就會有很多的不方便，特別是在油溫太低，應(yīng)該用柴油去運(yùn)行，而我們還在用重油運(yùn)行的話，會很大方面影響到柴油機(jī)它的燃油霧化和燃燒質(zhì)量。3.3控制電路系統(tǒng)存在的問題：根據(jù)我們上面的描述，柴油-重油他們之間可以轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換條件是根據(jù)溫度調(diào)節(jié)器來控制的溫度來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換的，不是其他的?？刂葡到y(tǒng)如果出現(xiàn)了故障，比如：蒸汽閥的閥卡住、調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障、蒸汽系統(tǒng)出現(xiàn)故障。如果出現(xiàn)這種狀況，就會給柴油-重油的轉(zhuǎn)換帶來不好的影響。特別是當(dāng)油溫特別低的時候，柴油機(jī)在重油去運(yùn)行的時候，會影響柴油機(jī)的燃油的霧化和質(zhì)量。解決的方法：我們采用燃油的溫度測量值和給定值得讓他們實(shí)際的數(shù)值和我們設(shè)定的數(shù)值都一樣到中間溫度值才能開始經(jīng)行柴油-重油之間的轉(zhuǎn)換，這樣就可以避免上面描述的問題。參考文獻(xiàn)：[1]胡壽松主編.自動控制原理.北京：科學(xué)出版社，2001[2]鄭鳳閣主編.輪機(jī)自動化.大連：大連海事大學(xué)出版社，1998[3]鄔寬明編著.CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996[4]胡漢才編著.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2001[5]謝希仁編著.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).北京：電子工業(yè)出版社，1999[6]鄭鳳閣，李凱編著.輪機(jī)自動化.大連：大連海事大學(xué)出版社，1999[7]初忠主編.輪機(jī)自動化.大連：大連海事大學(xué)出版社，2006[8]林葉錦主編.大連：大連海事大學(xué)出版社，2009[9]王春芳，葉偉強(qiáng).輪機(jī)自動化.大連：大連海事大學(xué)出版社，2011[10]楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué).北京：高等教育出版社，2006[11]李斌.船舶柴油機(jī)