CN212782370U - 一种实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，包括监测与控制系统、实体海水系统、实体低温淡水系统及系统中各电磁阀和各种传感器等。监测和控制系统控制实体系统的起停并实时监测系统运行状态，通过人机界面显示。教师可在系统中设置故障，学生通过故障现象分析判断后执行操作解决故障，学生也可以执行操作起动系统，教师打分。所有的操作过程和系统状态参数记录于服务器上，可以调出做为评分依据。本实用新型尽量仿真和贴近实船环境，培养学生实践动手专业操作和处理故障的能力，既提高了教学质量和效率，又节约了实践教学成本，避免了在实船设备上操作带来的故障隐患和安全威胁。

Description

一种实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台

技术领域

本实用新型涉及实验教学装置技术领域，尤其涉及一种实验教学用动力装置冷却系统测试实验台。

背景技术

轮机管理专业的学生的对口就业岗位为各航运公司及相关部门的船舶管理工作，即通常所说的上船工作。学生在系统的学习了专业知识后必须还要具有一定的实践和动手能力，能够进行船舶管理方面的基本操作，要具有一定的实际船舶系统管理，故障分析、判断、解决、处理和预防实操的能力。如利用模拟器操作，毕竟不是实际设备，同实船现场的环境差异巨大，达不到培养学生实际动手动脑使其具备基本实操能力和现场分析判断处理故障能力的目的。如果利用实船或实际机舱来操作，在实际的系统和设备中设置故障会引起一系列连锁反应和许多破坏性的不可预料的严重故障，对实际的系统、设备和工作人员带来巨大的威胁和安全隐患，此外，还会大大提高营运和教学的成本，可操作性不强，效率非常低。

一种尽量贴近实际设备，在利用实船设备的基础上并加以改进，融入自动检测和控制技术，模拟仿真实船环境，可尽量贴近实船模拟实际的操作，并可设置各种实际应用中可能出现的故障，让学生通过各故障现象，分析、判断、解决故障，并可进行各种关键操作，却不会带来各种安全隐患，不会对设备和操作人员带来安全威胁，经济、可靠、高效的实验教学平台是现实教学活动中的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种实验教学用动力装置冷却系统测试实验台，利用MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)自动检测和控制，同实体系统结合，可模拟仿真实船环境进行各种系统的关键操作，可设置各种故障，让学生通过实操分析、判断和处理故障，完全没有在实船设备操作时带来的系统损害、安全威胁等顾虑，高效又经济的培养学生专业方面的综合实践能力。

本实用新型提供了如下技术方案：

一种实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，包括：监测与控制系统、实体的海水系统和实体的低温淡水系统；

所述监测与控制系统由控制总台、交换机、海水系统控制箱、低温淡水系统控制箱及服务器组成；所述控制总台由第一MCGS、工控机和关键参数显示单元组成；所述海水系统控制箱由第一信号处理模块、第二MCGS组成；所述低温淡水控制箱由第二信号处理模块、第三MCGS组成；所述交换机同工控机、关键参数显示单元、第一MCGS、第一信号处理模块、第二信号处理模块、第二MCGS、第三MCGS以及服务器分别相连；

工控机经交换机接收学生通过第一MCGS或第二MCGS对海水系统进行操作的控制信号，并将所述控制信号经交换机送入第一信号处理模块；所述第一信号处理模块分别与海水系统中的三个海水泵、各个电磁阀、各个温度传感器、各个压力传感器和各个流量传感器相连接，以输出所述控制信号给海水系统中的海水泵和/或电磁阀，控制海水泵的起停和/或电磁阀的开关起停，并获取所述海水系统中各个海水泵和各个电磁阀的状态、运行参数、实体管路系统中各压力、温度、流量值以及变化情况；所述第一信号处理模块将获取的数据经交换机传输至工控机中，工控机处理数据后经交换机送入第二MCGS、关键参数显示单元、第一MCGS，以便在第二MCGS、关键参数显示单元和第一MCGS上显示，并记录在服务器上供教师调出，做为打分的依据；

工控机经交换机接收学生通过第一MCGS或第三MCGS对低温淡水系统进行操作的控制信号，并将所述控制信号经交换机送入第二信号处理模块；所述第二信号处理模块分别与低温淡水系统中的各个电磁阀、各个温度传感器、各个压力传感器和各个流量传感器相连接，以输出所述控制信号给低温淡水系统中的电磁阀，控制电磁阀起停，并获取所述低温淡水系统中各个电磁阀的状态、运行参数、实体管路系统中各压力、温度、流量值以及变化情况；所述第二信号处理模块将获取的数据经交换机传输至工控机中，工控机处理数据后经交换机送入第三MCGS、关键参数显示单元、第一MCGS和服务器，以便在第三MCGS、关键参数显示单元和第一MCGS上显示，并记录在服务器上供教师调出，做为打分的依据。

优选地，所述海水系统控制箱还包括六个海水泵起动/停止控制按钮，分别用于直接控制所述海水系统中三个海水泵的起停。

优选地，所述海水系统控制箱还包括3个海水泵运行指示灯，分别用于显示所述海水系统中三个海水泵的运行状态。

优选地，所述海水系统包括：

海水供水总管和回水总管分别与冷却塔相连，在冷却塔的海水供水出口和回水入口处分别设置有单向阀，在海水供水总管上设置有第一压力传感器和第一流量传感器，海水回水总管上设置有第二压力传感器和第三流量传感器；所述三个海水泵为1号海水泵、2号海水泵和往复海水泵，海水泵总管一端连接海水供水总管，另一端通过三个海水泵支管连接海水泵的入口，在海水泵总管上设置有第三压力传感器、第二流量传感器，1号海水泵的入口处设置有第一电磁阀和第四压力传感器，1号海水泵的出口处设置有第二电磁阀、第一温度传感器和第五压力传感器；2号海水泵的入口处设置有第三电磁阀和第六压力传感器，2号海水泵的出口处设置有第四电磁阀、第二温度传感器和第七压力传感器；往复海水泵的入口处设置有第五电磁阀和第八压力传感器，往复海水泵的出口处设置有第六电磁阀、第三温度传感器和第九压力传感器；1号海水泵的出口与2号海水泵的入口处通过设置有第七电磁阀的管路相连接，以实现海水泵并联至串联转换的目的；三个海水泵为并联，各个海水泵的出口管路同中央冷却器海水侧的海水入口总管相连，中央冷却器海水侧的海水入口总管上设置有第十电磁阀、第十压力传感器和第四温度传感器；中央冷却器海水侧出口管路安装有第九电磁阀并且与海水回水总管相连，在连接的管路上设有第十一压力传感器、第五温度传感器和第四流量传感器；所述中央冷却器海水侧入口总管和出口管路之间通过旁通管路相连，管路上设有旁通电磁阀，用于调节冷却效果。

优选地，所述低温淡水系统由中央冷却器、与中央冷却器低温淡水侧出口连接的低温淡水出中央冷却器管路、低温淡水出中央冷却器管路上设置的第十二电磁阀、第十三压力传感器、第七温度传感器、第五流量传感器、连接中央冷却器低温淡水侧入口的低温淡水进中央冷却器管路、低温淡水进中央冷却器管路上设置的第十一电磁阀、第十二压力传感器、第六温度传感器组成。

优选地，中央冷却器海水侧出口管路安装有教学用故障设置手动阀，通过操作所述手动阀可以使所述海水系统处于故障状态，以便学生通过显示参数的变化以及警报进行故障分析和判断，在海水系统控制箱、低温淡水系统控制箱或者总监控显示单元的MCGS上执行专业操作改变系统状态，并在系统中操作排除故障。

优选地，学生可在各控制箱上或总监控显示单元的MCGS上并结合实际管路系统执行系统起动、系统转换等关键操作，观察系统状态变化过程，操作步骤、系统参数变化、操作时间记录于服务器中，供教师调出做为打分依据。

表1为本实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台的主要设备表。

表1

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，可以使学生系统地掌握船舶动力系统的重要组成部分——船舶冷却水系统的基本结构及原理、基本测试机理和参数的测取方法、数据信号的处理和传输技术，能够分析船舶冷却水系统的工作特性及状态，在对系统深入了解基础上，逐步培养和提高学生对船舶动力装置性能的综合分析能力、关键操作的动手能力、故障分析判断解决操作的能力，为将来在相关领域从事与本专业相关的工程技术等工作打下基础。本实用新型中的系统设备，包括管路、阀、电磁阀、传感器、泵全部为实船应用的设备，尽量的贴近实船建立仿真的环境，现场操作更真实，学生可以在系统控制箱上并结合实体操作起动系统，或在控制总台的MCGS上遥控操作并结合实体操作起动各个系统，模拟实船的操作，教师可以在实验台上控制设备、设置故障，学生通过反馈在各监控单元的MCGS或显示单元上的参数变化和相应的报警及各种故障现象进行故障分析和判断，从而进一步实施解决故障的一系列操作，教师根据学生的实操情况打分，避免了在实船设备上操作可能给系统、设备和人员带来的巨大安全隐患和威胁，避免系统和设备可能发生的连锁故障和不可恢复的损害和损失，又最大限度的模拟实际环境培养学生动手实践分析及实操处理故障的能力，大大节约了实践教学的成本，提高了教学质量和效率，本实验台还可进行相关的试验任务，是船舶故障诊断及智能化管理的基础试验设备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台中的监测及控制系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例中提供的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台中实体海水系统和实体低温淡水系统中的局部系统示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型提供的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台由监测与控制系统、实体海水系统、实体低温淡水系统及系统中各水泵、各电磁阀和各种传感器等组成。

如图1所示，监测及控制系统由控制总台、交换机、各个系统控制箱及服务器组成。

控制总台由第一MCGS、关键参数显示单元、工控机组成。

系统控制箱分为低温淡水系统控制箱、海水系统控制箱，海水系统控制箱由第一信号处理模块、第二MCGS组成；低温淡水系统控制箱由第二信号处理模块、第三MCGS组成。

海水系统控制箱还包括六个海水泵起动/停止控制按钮，分别用于直接控制海水系统中三个海水泵的起停，海水系统控制箱还包括3个海水泵运行指示灯，分别用于显示各海水泵的运行状态。

监测与控制系统中，交换机同工控机、关键参数显示单元、第一MCGS、第一信号处理模块、第二信号处理模块、第二MCGS、第三MCGS以及服务器分别相连，海水系统及低温淡水系统中各设备、各种传感器和各个电磁阀分别与第一信号处理模块或第二信号处理模块相连并将系统信息数据送入信号处理模块，第一信号处理模块或第二信号处理模块采集系统信息后，将系统信息经交换机送入工控机，工控机处理后最终显示在各MCGS的屏幕和关键参数显示单元的屏幕上；各个MCGS上输出的控制信号经交换机送入工控机，工控机处理后经交换机分别送入第一信号处理模块或第二信号处理模块，信号处理模块输出控制信号至实体系统中的海水泵或者电磁阀，执行相应的操作，系统的状态又反馈在各显示单元和MCGS中，操作过程、操作步骤、系统状态参数变化记录于服务器中，便于教师调出做为打分依据。

海水系统由海水供水总管、海水回水总管、海水泵总管、多条海水支管、冷却塔、三个海水泵、中央冷却器、各海水总管及多条海水支管上设置的多个手动阀、多个电磁阀、多个压力传感器、多个温度传感器、多个流量传感器组成；低温淡水系统由低温淡水进中央冷却器管路、低温淡水出中央冷却器管路、中央冷却器、以及在多条低温淡水管路上设置的多个电磁阀、多个压力传感器、多个温度传感器、多个流量传感器组成。

如图2所示，海水供水总管和回水总管分别与冷却塔相连，在冷却塔的海水供水出口和回水入口处分别设置有单向阀，在海水供水总管上设置有第一压力传感器PI-1和第一流量传感器FI-1，海水回水总管上设置有第二压力传感器PI-2和第三流量传感器FI-3；所述三个海水泵为1号海水泵、2号海水泵和往复海水泵，海水泵总管一端连接海水供水总管，另一端通过三个海水泵支管连接海水泵的入口，在海水泵总管上设置有第三压力传感器PI-3、第二流量传感器FI-2，1号海水泵的入口处设置有第一电磁阀EV-1和第四压力传感器PI-4，1号海水泵的出口处设置有第二电磁阀EV-2、第一温度传感器TI-2和第五压力传感器PI-5；2号海水泵的入口处设置有第三电磁阀EV-3和第六压力传感器PI-6，2号海水泵的出口处设置有第四电磁阀EV-4、第二温度传感器TI-2和第七压力传感器PI-7；往复海水泵的入口处设置有第五电磁阀EV-5和第八压力传感器PI-8，往复海水泵的出口处设置有第六电磁阀EV-6、第三温度传感器TI-3和第九压力传感器PI-9；1号海水泵的出口与2号海水泵的入口处通过设置有第七电磁阀EV-7的管路相连接，以实现海水泵并联至串联转换的目的；三个海水泵为并联，各个海水泵的出口管路同中央冷却器海水侧的海水入口总管相连，中央冷却器海水侧的海水入口总管上设置有第十电磁阀EV-10、第十压力传感器PI-10和第四温度传感器TI-4；中央冷却器海水侧出口管路安装有故障设置手动阀GV-1和第九电磁阀EV-9并且与海水回水总管相连，在连接的管路上设有第十一压力传感器PI-11、第五温度传感器TI-5和第四流量传感器FI-4；所述中央冷却器海水侧入口总管和出口管路之间通过旁通管路相连，管路上设有旁通电磁阀EV-8，用于调节冷却效果。

如图2所示，低温淡水系统由中央冷却器、与中央冷却器低温淡水侧出口连接的低温淡水出中央冷却器管路、低温淡水出中央冷却器管路上设置的第十二电磁阀EV-12、第十三压力传感器PI-13、第七温度传感器TI-7、第五流量传感器FI-5、连接中央冷却器低温淡水侧入口的低温淡水进中央冷却器管路、低温淡水进中央冷却器管路上设置的第十一电磁阀EV-11、第十二压力传感器PI-12、第六温度传感器TI-6组成。海水系统和低温淡水系统中介质的压力、温度、流量的信息、电磁阀开关的状态和各水泵等设备状态信息的信号送入信号处理模块然后经交换机送入工控机，工控机处理后输出信号至各监控单元和显示单元，最终显示在各控制箱的监控单元、总监控显示单元和关键参数显示单元上。

实验学生通过控制总台的总监控显示单元MCGS或各个系统控制箱的系统监控单元MCGS操作，控制信号经交换机送入工控机，工控机处理后再经交换机分别送入各系统控制箱的各信号处理模块，信号处理模块输出控制信号控制海水系统或低温淡水系统的水泵等设备的起动和停止，并控制各系统中的电磁阀动作；学生也可以在各MCGS上操作并控制各电磁阀动作正确后，通过控制箱的按钮操作起动或停止水泵，系统的状态包括水泵的运行状态、电磁阀的开关状态、冷却水的温度、压力、流量等信号送入信号处理模块，经交换机送入工控机，工控机处理后输出信号经交换机送至各监控单元MCGS和显示单元，并显示在屏幕上，如参数超限值，发出报警，屏幕中检测点或故障点参数显示红色，并闪亮，操作步骤、操作过程、系统参数变化和警报等信息记录在通过交换机连接于系统的服务器上，便于教师随时调出，做为打分数的依据，并可存档。

教师可以在各系统控制箱的MCGS上、总监控显示单元MCGS上、控制箱(控制按钮)上或者在实体的管路系统上(故障设置手动阀GV-1)执行操作，使系统处于某一故障状态，模拟仿真实船上处于某一故障状态的环境，学生通过各显示参数的变化、警报等现象分析和判断故障，在各MCGS上或分控箱(控制按钮)上或实体管路系统上操作以排除故障，教师根据学生分析判断故障的能力、临场应变能力、操作的专业逻辑顺序、操作步骤是否合理、熟练度等因素给学生打分，所有的操作步骤、处理过程、参数变化和报警被记录于服务器上，教师随时可以调出做为打分的依据。

如图2所示，实体系统的初始正常运行状态下，海水在冷却塔内被冷却后通过海水泵送入中央冷却器，在中央冷却器中海水冷却低温淡水，然后回水至冷却塔，冷却效果可以通过海水系统分控箱的监控单元MCGS或者总监控显示单元MCGS控制图2中的旁通电磁阀EV-8的开度来调节。

学生可以通过控制总台的第一MCGS或各控制箱MCGS(第二MCGS和第三MCGS)并结合实体系统，按实验步骤执行系统起动、系统转换等操作，系统各参数值和系统状态的动态变化显示在各监控单元和显示单元上，教师根据学生的实操情况打分，学生的操作步骤、系统参数值的变化和警报等信息记录于服务器上，可做为教师的打分依据。

如图2所示，学生可在第一MCGS或者各系统控制箱上，并且结合实际管路系统执行起动系统操作，打开冷却塔的供水和回水总阀，打开准备起动的海水泵的进口和出口阀，打开中央冷却器海水侧的进口阀EV-10、出口阀EV-9，确认故障设置手动阀GV-1处于全开状态，打开中央冷却器低温淡水侧的进口阀EV-11、出口阀EV-12，关闭中央冷却器海水进出口旁通阀EV-8，关闭1号和2号海水泵串联阀EV-7，关闭备用海水泵及往复海水泵的进口阀和出口阀，学生在实体系统旁检查各冷却水水位，对海水泵检查并盘车，然后可在海水系统控制箱的MCGS上或者通过控制箱上的控制按钮或者在第一MCGS上起动海水泵，必要时可执行封闭起动，即关闭准备起动海水泵的出口阀，待海水泵起动并检查封闭压力正常后，打开海水泵的出口阀，可依次起动各系统运行，各系统起动后，学生要进行各个进出口压力、温度、流量等参数的检查，各参数显示在机旁设备上、各控制箱MCGS上、关键参数显示单元上和第一MCGS上，如参数异常，及时作出判断并执行处理操作程序，操作步骤和报警记录于服务器上。

上述起动系统的操作可以做为学生的实操考核的环节之一，也可以由教师来操作，做为设置系统故障前，系统的初始正常运行状态。

在系统初始正常运行状态下，实验教师可通过各个MCGS、分控箱按钮，或在实体管路系统上，通过控制设备、电磁阀或者手动阀改变系统状态，设置各种故障，显示于各个MCGS和显示单元的参数值发生相应变化，参数值超限，系统发出报警，学生根据现象分析和判断故障，最后在各MCGS上、控制箱(按钮)上，并结合实体管路系统设备执行操作步骤，如步骤正确，参数恢复正常，警报消除，教师根据学生实操情况打分，操作的步骤、耗时、系统警报等记录于服务器上，可随时调出做为教师给分和评价学生专业操作的依据。

表2为实验台中各个海水泵的起动逻辑。

表2

1号海水泵和2号海水泵串联时不能并联，并联时不能串联；系统为正常运转状态时，1号和2号海水泵中一个海水泵工作，另一个海水泵做为备用，往复海水泵不运行；为了实验教学和研究离心泵的串并联特性的需要，1号和2号海水泵也可同时运行；1号和2号海水泵为离心泵；离心海水泵和往复海水泵不能同时工作。

实施例1、学生实践操作非封闭起动海水泵，直接起动海水系统，教师打分

本实施例直接起动海水系统，海水泵不用封闭起动，即不必先关闭离心海水泵的出口阀，起动海水泵后再打开海水泵出口阀，以达到减小起动海水泵时对电网的冲击和对泵的机械冲击之目的，实施步骤简单，学生可通过第二MCGS、海水系统控制箱按钮、第一MCGS并结合实体管路系统操作。

接通电源起动控制系统和实体系统，所有的系统图、设备状态、系统各参数在各MCGS和关键参数显示单元上显示，按实船操作，起动1号海水泵，2号海水泵备用，不起动往复海水泵。

学生检查并确保系统中各手动操作阀门处于正确的状态，故障设置阀GV-1保持开启状态，检查并确保冷却塔海水供水手动阀和海水回水手动阀处于全开状态，海水三通阀处于非旁通状态，检查冷却塔内冷却水位正常。

在第二MCGS上或第一MCGS上操作，打开电磁阀EV-1、电磁阀EV-2、EV-9、EV-10，关闭电磁阀EV-3、EV-4、EV-5、EV-6，关闭串并联转换电磁阀EV-7，关闭中央冷却器海水旁通电磁阀EV-8。

如使用中央冷却器冷却低温淡水，则通过第三MCGS或第一MCGS打开中央冷却器低温淡水侧冷却水的进口电磁阀EV-11和出口电磁阀EV-12，检查低温淡水水位正常，为起动低温淡水系统做准备。

学生在显示屏上和实际系统中观察各个电磁阀的开关状态是否一致和是否正确，在显示屏上观察冷却水泵的状态是否正常。

学生到实体系统机旁观察水泵，在其它操作人员的保护和监控下盘车确认水泵正常。

学生在第二MCGS上或在控制箱上操作按钮起动1号海水泵，学生也可以在第一MCGS上操作起动1号海水泵，如在第一MCGS上操作，点击1号海水泵的图标，此时弹出对话框，显示泵的状态和参数，回答对话框提出的问题，起动1号海水泵，此时，海水泵由第一MCGS和第二MCGS中显示的蓝色变化为显示绿色，显示器屏幕上动态显示系统中冷却介质海水为流动状态，点击可查看系统参数，关键参数显示单元也实时在线的显示系统参数，海水系统控制箱上海水泵的运行指示灯点亮。

系统中各个压力、温度、流量等参数信号在各控制箱的MCGS上、第一MCGS上和关键参数显示单元上都有所显示，各参数动态变化，实时的在线的反应系统的运行状态。

如操作步骤错误，系统参数值超限值，系统发出声光报警，并自动记录于服务器上，学生分析判断后执行排除故障的操作，所有的操作步骤、时间、参数变化、警报等信息记录于服务器上。教师根据学生的实操过程、逻辑顺序、临场应变能力给学生打分，并可随时调取服务器上记录的信息，做为对学生实践考核打分的依据。

学生也可以进行进一步贴合实船操作，仿真操作海水系统的封闭起动或其它操作，操作步骤和以上步骤不同，对学生的实操要求更高，教师打分，操作步骤和系统信息记录于服务器上，可做为打分依据。

上述操作也可做为海水系统正常运行的初始化操作，由教师来执行，为进入故障实践环节考核做准备。

上述操作即为学生非封闭起动海水系统仿真操作考核环节。

实施例2、设置中央冷却器海水侧脏堵故障并进行学生实操考核环节，教师打分

实验台正常运行，实体海水系统和其它实体系统处于正常运行的初始状态，教师在实体管路系统中手动调节故障设置阀GV-1的开度，模拟实船上中央冷却器海水侧脏堵或中央冷却器海水侧出口阀操作开度不当的故障。

此时，中央冷却器海水侧海水流量变小，中央冷却器中海水冷却低温淡水的效果变差，因低温淡水用于冷却滑油、高温淡水等介质，而这些介质是直接冷却主动力装置的，所以系统发出滑油，高温淡水等温度高报警，在各系统控制箱的MCGS上、第一MCGS上、关键参数显示单元上直接显示各个监测点参数值超限的报警和异常参数值，这些警报包括各系统中的高温警报、低压报警和流量异常警报等，并且这些警报依次排列显示，屏幕上系统图中相对应监测点的异常参数值也会显示为红色并闪亮，如系统的异常参数进一步变化会导致连锁的其它系统的故障，故障点在屏幕中各系统上分别显示异常，甚至会导致主动力装置停车，这在轮机管理中算是较大和较危险的故障，因为船舶机动航行时主动力装置故障停车会导致船舶碰撞和搁浅等大事故。

学生通过观察设备的异常状态、各系统异常的参数、警报等各种故障现象，一层一层的分析故障所在。

如规定时间内学生没有排除故障，实体系统中的冷却介质状态会进一步异常，中央冷却器中海水冷却低温淡水的效果会进一步恶化，导致各系统状态都会发生异常，甚至最后会导致动力装置报警停车的故障。这些超限值的参数、报警和导致的后果都会记录在在服务器中，可随时调出做为指导教师考评学生之用。

通过对故障现象的观察，学生会发现PI-5、PI-10参数值偏高、PI-2、PI-11参数值偏低，TI-5参数值偏高，TI-7参数值偏高，TI-6参数值一开始变化不大，后来越来越高，FI-4变小，但是，FI-5正常，经专业分析可作出判断为中央冷却器海水侧脏堵或海水阀故障，教师根据学生的逻辑分析和故障判断的过程给学生打分。

这时根据专业知识，要转换中央冷却器，起用另一台中央冷却器，停止目前使用中的中央冷却器的运行，学生在实验台上的MCGS上并结合实体系统执行中央冷却器转换的相关的操作，如操作正确，系统状态和各个参数恢复正常，由教师根据操作逻辑和操作步骤等因素打分，操作步骤、变化的参数值及警报记录于服务器中，可为打分的依据。

指导教师全开故障设置阀GV-1，模拟清洗中央冷却器海水侧的工作操作完毕或故障处理完成，这时要求学生执行转换中央冷却器的操作，将冷却器转换为初始使用的中央冷却器，学生在实验台上的MCGS上并结合实体系统执行操作，学生和教师观察系统参数的变化，观察切换过程中扰动的过程，教师根据学生执行过程的合理性和熟练度等因素给学生打分，操作步骤和系统参数变化等记录于服务器中，作为打分依据。

过程中如果判断和执行操作的步骤或逻辑发生错误，系统各参数和状态发生变化，系统发出报警，学生要进一步分析并处理操作，执行的操作不但要解决导致的更严重的连锁故障还要找到根本原因并操作解决，指导教师根据学生分析、判断和操作解决故障的专业逻辑是否合理和恰当、操作熟练度等因素综合打分，操作步骤、参数变化、报警、结果等过程都自动记录于服务器上，可做为教师打分的依据。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，其特征在于，包括：监测与控制系统、实体的海水系统和实体的低温淡水系统；

所述监测与控制系统由控制总台、交换机、海水系统控制箱、低温淡水系统控制箱及服务器组成；所述控制总台由第一MCGS、工控机和关键参数显示单元组成；所述海水系统控制箱由第一信号处理模块、第二MCGS组成；所述低温淡水系统控制箱由第二信号处理模块、第三MCGS组成；所述交换机同工控机、关键参数显示单元、第一MCGS、第一信号处理模块、第二信号处理模块、第二MCGS、第三MCGS以及服务器分别相连；

工控机经交换机接收学生通过第一MCGS或第二MCGS对海水系统进行操作的控制信号，并将所述控制信号经交换机送入第一信号处理模块；所述第一信号处理模块分别与海水系统中的三个海水泵、各个电磁阀、各个温度传感器、各个压力传感器和各个流量传感器相连接，以输出所述控制信号给海水系统中的海水泵和/或电磁阀，控制海水泵的起停和电磁阀的开关，并获取所述海水系统中各个海水泵和各个电磁阀的状态、运行参数、实体管路系统中各压力、温度、流量值以及变化情况；所述第一信号处理模块将获取的数据经交换机传输至工控机中，工控机处理数据后经交换机送入第二MCGS、关键参数显示单元、第一MCGS，以便在第二MCGS、关键参数显示单元和第一MCGS上显示，并记录在服务器上供教师调出，做为打分的依据；

工控机经交换机接收学生通过第一MCGS或第三MCGS对低温淡水系统进行操作的控制信号，并将所述控制信号经交换机送入第二信号处理模块；所述第二信号处理模块分别与低温淡水系统中的各个电磁阀、各个温度传感器、各个压力传感器和各个流量传感器相连接，以输出所述控制信号给低温淡水系统中的电磁阀，控制电磁阀起停，并获取所述低温淡水系统中各个电磁阀的状态、运行参数、实体管路系统中各压力、温度、流量值以及变化情况；所述第二信号处理模块将获取的数据经交换机传输至工控机中，工控机处理数据后经交换机送入第三MCGS、关键参数显示单元、第一MCGS和服务器，以便在第三MCGS、关键参数显示单元和第一MCGS上显示，并记录在服务器上供教师调出，做为打分的依据。

2.根据权利要求1所述的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，其特征在于，所述海水系统控制箱还包括六个海水泵起动和停止控制按钮，分别用于直接控制所述海水系统中三个海水泵的起停；

所述海水系统控制箱还包括3个海水泵运行指示灯，分别用于显示所述海水系统中三个海水泵的运行状态。

3.根据权利要求1所述的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，其特征在于，所述海水系统包括：

海水供水总管和回水总管分别与冷却塔相连，在冷却塔的海水供水出口和回水入口处分别设置有单向阀，在海水供水总管上设置有第一压力传感器和第一流量传感器，海水回水总管上设置有第二压力传感器和第三流量传感器；所述三个海水泵为1号海水泵、2号海水泵和往复海水泵，海水泵总管一端连接海水供水总管，另一端通过三个海水泵支管连接海水泵的入口，在海水泵总管上设置有第三压力传感器、第二流量传感器，1号海水泵的入口处设置有第一电磁阀和第四压力传感器，1号海水泵的出口处设置有第二电磁阀、第一温度传感器和第五压力传感器；2号海水泵的入口处设置有第三电磁阀和第六压力传感器，2号海水泵的出口处设置有第四电磁阀、第二温度传感器和第七压力传感器；往复海水泵的入口处设置有第五电磁阀和第八压力传感器，往复海水泵的出口处设置有第六电磁阀、第三温度传感器和第九压力传感器；1号海水泵的出口与2号海水泵的入口处通过设置有第七电磁阀的管路相连接，以实现海水泵并联至串联转换的目的；三个海水泵为并联，各个海水泵的出口管路同中央冷却器海水侧的海水入口总管相连，中央冷却器海水侧的海水入口总管上设置有第十电磁阀、第十压力传感器和第四温度传感器；中央冷却器海水侧出口管路安装有第九电磁阀并且与海水回水总管相连，在连接的管路上设有第十一压力传感器、第五温度传感器和第四流量传感器；所述中央冷却器海水侧入口总管和出口管路之间通过旁通管路相连，管路上设有旁通电磁阀，用于调节冷却效果。

4.根据权利要求1所述的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，其特征在于，所述低温淡水系统由中央冷却器、与中央冷却器低温淡水侧出口连接的低温淡水出中央冷却器管路、低温淡水出中央冷却器管路上设置的第十二电磁阀、第十三压力传感器、第七温度传感器、第五流量传感器、连接中央冷却器低温淡水侧入口的低温淡水进中央冷却器管路、低温淡水进中央冷却器管路上设置的第十一电磁阀、第十二压力传感器、第六温度传感器组成。

5.根据权利要求3所述的实验教学用船舶动力装置冷却系统测试实验台，其特征在于，中央冷却器海水侧出口管路安装有教学用故障设置手动阀，通过操作所述手动阀可以使所述海水系统处于故障状态，以便学生通过显示参数的变化以及警报进行故障分析和判断，在海水系统控制箱、低温淡水系统控制箱或者总监控显示单元的MCGS上，并结合实体系统执行专业操作改变系统状态，并在系统中操作排除故障。

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