CN113240962A - 一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统 - Google Patents
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Abstract
一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统：有相互并联的连接24V电源的暖缸手动开关控制机构和冷却阀手动开关控制机构，与暖缸手动开关控制机构的控制端相连的暖缸电位器，与冷却阀手动开关控制机构的控制端相连的加热电位器，加热电位器的调节端连接主机油门杆，暖缸电位器为手动调节；热管内设置有气动PID调节器的温度传感器，加热管内置K型探头通过调节温度表电位器连接温度表，气动PID调节器的输出端依次通过气动PID调节器的执行机构调温阀和执行机构推拉杆连接调温电位器的可调端，执行机构调温阀上下移动时通过执行机构推拉杆带动调温电位器的可调端移动。本发明冷却器在没有水的情况下，通过电和压缩空气实现主机冷却水自动调温全过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶主机冷却水自动调温教学演练系统。特别是涉及一种航海类院校在校园里内进行实际教学演练的主机冷却水自动调温实物模拟操作系统。
背景技术
船舶主机冷却水自动调温系统是为主机缸套、缸头冷却的重要辅助设备之一，主机没有冷却水是不能运行的，船舶在海上是通过海水经过冷却器冷却淡水，淡水再去冷却主机的，因此冷却水的温度是随着主机的负荷变化来自动调节的。主机在运行过程中是需要大量的水资源。(而主机滑油自动调温也和主机冷却水自动调温是一样的，需要大量的水资源，主机燃油粘度自动调节是一个加热过程，因为黏度与温度有一定的比例关系，所以也和主机冷却水自动调温一样的原理)。这些条件在陆地各院校是很难实现的，所以这些设备一般是不能运行的，由于主机冷却水自动调节(主机滑油自动调温、主机燃油粘度自动调节)是在船舶自动化教学中非常重要的教学和实训内容，给教学和实训带来很大的困难，教师只能让学生认识设备部件，如图1所示，口述操作过程。学生无法看到P比例带、I积分、D微分的调节过程，无法根据调节过程的情况进行P、I、D各参数的操作调整，无法体验实际工作过。为此我们研发了主机冷却水自动调温实物模拟操作系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种在没有海水、冷却淡水的情况下，通过电和压缩空气实现主机冷却水自动调温全过程的主机冷却水自动调温实物模拟操作系统。
本发明所采用的技术方案是：一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，包括有，分别用于控制主机冷却水自动调温以及滑油和燃油粘度自动调温的相互并联的连接24V电源的暖缸手动开关控制机构和冷却阀手动开关控制机构，与暖缸手动开关控制机构的控制端相连的用于对位于主机缸头出水总管内的加热管以及调温电位器提供电源的暖缸电位器，以及与冷却阀手动开关控制机构的控制端相连的用于对位于主机缸头出水总管内的加热管以及调温电位器提供电源的加热电位器，其中，所述加热电位器的调节端连接主机油门杆，所述的暖缸电位器为手动调节；所述加热管内设置有气动PID调节器的用于检测温度的温度传感器，所述加热管的内置K型探头通过调节温度表电位器连接温度表，所述气动PID调节器的输出端依次通过气动PID调节器的执行机构调温阀和执行机构推拉杆连接调温电位器的可调端，执行机构调温阀上下移动时通过执行机构推拉杆带动调温电位器的可调端移动，从而使气动PID调节器根据温度传感器所检测到的温度信号调节调温电位器的电阻值，来达到加热电位器给加热管提供电流的大小。
本发明的一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，具有如下优点：
1、冷却器在没有海水、冷却淡水的情况下，通过电和压缩空气实现主机冷却水自动调温全过程，节能环保。
2、学生生动的观察和学习调节系统中P比例带、I积分、D微分的调节过程，并根据调节过程的情况，亲自动手对P、I、D各参数的设定和调整。提高动手能力。
3、教师教的生动，学生学的有趣味，大大提高了教学培训质量。
4、实物模拟操作系统可以在运行中进行故障设置，让学生分析和查找故障，培养学生查找故障和处理故障的能力，做到学以致用。
5、系统采用24伏电操作安全、可靠，可反复操作演练，耗材极小。
6、系统简约，易学，维护成本低。
附图说明
图1是现有PID调节系统的原理图；
图2是本发明一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统的原理图。
图中
A：主机 B：主机油门杆
C：温度传感器 E：温度表
F：淡水冷却 R1：加热电位器
R2：调温电位器 R3：暖缸电位器
R4：调节温度表电位器 T：加热管
KM1：暖缸阀继电器 KM2：冷却阀继电器
SB1：手动暖缸阀 SB2：手动冷却阀
W：气动PID调节器 WT1：执行机构调温阀
WT2：执行机构推拉杆 X：淡水冷却器
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统做出详细说明。
如图1所示，本发明的一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，包括有，分别用于控制主机冷却水自动调温以及滑油和燃油粘度自动调温的连接24V电源的暖缸手动开关控制机构和冷却阀手动开关控制机构，与暖缸手动开关控制机构的控制端相连的用于对位于主机缸头出水总管内的加热管T以及调温电位器R2提供电源的暖缸电位器R3，以及与冷却阀手动开关控制机构的控制端相连的用于对位于主机缸头出水总管内的加热管T以及调温电位器R2提供电源的加热电位器R1，本发明的实施例中，所述的加热电位器R1和调温电位器R2可采用：20W，500欧，1圈；所述的加热管T可采用：24V，20W，加热温度100度。其中，
所述暖缸手动开关控制机构，包括有相串联的手动暖缸阀SB1和暖缸阀继电器KM1，所述手动暖缸阀SB1的电源输入端连接24V电源，所述暖缸阀继电器KM1的负极接地。所述所述暖缸阀继电器KM1的常开触点的一端连接24V电源，另一端连接所述暖缸电位器R3的电源输入端。主机在停车时需要进行暖缸，在暖缸阀中加装一个暖缸电位器R3，暖缸电位器R3与加热管T连接达到暖缸温度65度。
所述冷却阀手动开关控制机构，包括有相串联的手动冷却阀SB2和冷却阀继电器KM2，所述手动冷却阀SB2的电源输入端连接24V电源，所述冷却阀继电器KM2的负极接地。所述冷却阀继电器KM2的常开触点的一端连接24V电源，另一端连接所述加热电位器R1的电源输入端。
所述加热电位器R1的调节端连接主机油门杆B，通过主机油门的变化带动加热电位器R1的变化；所述的暖缸电位器R3为手动调节。
所述加热管T内设置有气动PID调节器W的用于检测温度的温度传感器C，所述加热管T的内置K型探头Z通过调节温度表电位器R4连接温度表E，所述气动PID调节器W的输出端依次通过气动PID调节器的执行机构调温阀WT1和执行机构推拉杆W T2连接调温电位器R2的可调端，执行机构调温阀WT1上下移动时通过执行机构推拉杆W T2带动调温电位器R2的可调端移动，从而使气动PID调节器W根据温度传感器C所检测到的温度信号调节调温电位器R2的电阻值，来达到加热电位器R1给加热管T提供电流的大小。
本发明一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统的工作过程：
主机在停机状态下进行暖缸操作，手动暖缸阀SB1闭合，暖缸阀继电器KM1有电，常开触点KM1闭合，暖缸电位器R3有电，加热管T有电进行加热，通过手动调节暖缸电位器R3使暖缸温度稳定在65度。
当主机运行时，将气动PID调节器W的设定温度调到85度，闭合手动冷却阀SB2，断开手动暖缸阀SB1，冷却阀继电器KM2有电，加热电位器R1有电，加热管T有电进行加热，气动PID调节器W通过温度传感器C检测到加热管T的温度，将检测到的温度与气动PID调节器W设定温度进行比较，如果低于设定值，气动PID调节器W给执行机构调温阀WT1输出0.02-0.1MPA的气压，执行机构调温阀WT1在气压的作用下开始动作，带动执行机构推拉杆WT2使调温电位器R2指针向上移动，调温电位器R2的阻值增大，由于加热管T与调温电位器R2为并联设置，调温电位器R2阻值增大，流过调温电位器R2的电流就小了，流入加热管T的电流增加，加热温度随之升高，通过对气动PID调节器W的P比例带、I积分时间、D微分时间的调整，使加热管T的温度稳定在85度。当主机油门杆负荷变化时加热电位器R1阻值变化，加热管T的温度变化，气动PID调节器W的温度传感器C检测到的温度与设定温度就会有误差，调节过程原理同上。系统在运行过程中可以人为调节比例带P或微分时间D，造成调节系统震荡，或者调节积分时间I使系统出现静差，让学生分析检查故障，培养学生分析问题和决问题的能力。
Claims (5)
1.一种主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，其特征在于，包括有，分别用于控制主机冷却水自动调温以及滑油和燃油粘度自动调温的相互并联的连接24V电源的暖缸手动开关控制机构和冷却阀手动开关控制机构，与暖缸手动开关控制机构的控制端相连的用于对位于主机缸头出水总管内的加热管(T)以及调温电位器(R2)提供电源的暖缸电位器(R3)，以及与冷却阀手动开关控制机构的控制端相连的用于对位于主机缸头出水总管内的加热管(T)以及调温电位器(R2)提供电源的加热电位器(R1)，其中，所述加热电位器(R1)的调节端连接主机油门杆(B)，所述的暖缸电位器(R3)为手动调节；所述加热管(T)内设置有气动PID调节器(W)的用于检测温度的温度传感器(C)，所述加热管(T)的内置K型探头(Z)通过调节温度表电位器(R4)连接温度表(E)，所述气动PID调节器(W)的输出端依次通过气动PID调节器的执行机构调温阀(WT1)和执行机构推拉杆(W T2)连接调温电位器(R2)的可调端，执行机构调温阀(WT1)上下移动时通过执行机构推拉杆(WT2)带动调温电位器(R2)的可调端移动，从而使气动PID调节器(W)根据温度传感器(C)所检测到的温度信号调节调温电位器(R2)的电阻值，来达到加热电位器(R1)给加热管(T)提供电流的大小。
2.根据权利要求1所述的主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，其特征在于，所述暖缸手动开关控制机构，包括有相串联的手动暖缸阀(SB1)和暖缸阀继电器(KM1)，所述手动暖缸阀(SB1)的电源输入端连接24V电源，所述暖缸阀继电器(KM1)的负极接地。
3.根据权利要求2所述的主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，其特征在于，所述所述暖缸阀继电器(KM1)的常开触点的一端连接24V电源，另一端连接所述暖缸电位器(R3)的电源输入端。
4.根据权利要求1所述的主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，其特征在于，所述冷却阀手动开关控制机构，包括有相串联的手动冷却阀(SB2)和冷却阀继电器(KM2)，所述手动冷却阀(SB2)的电源输入端连接24V电源，所述冷却阀继电器(KM2)的负极接地。
5.根据权利要求4所述的主机冷却水自动调温实物模拟操作系统，其特征在于，所述冷却阀继电器(KM2)的常开触点的一端连接24V电源，另一端连接所述加热电位器(R1)的电源输入端。
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