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本船舶自动化仪表综合实验台将依据中国船级社《钢质海船入级与建造规范》的要求,结合现代船舶自动化的发展,针对船舶电气与自动化实训评估的需要进行专门设计与开发而成。
1.组成
船舶自动化仪表实验台包括仪表试验台和冷却水温度自动控制系统。
构建的仪表实验台:台内放置电动差压变送器实验模块、温度传感器实验模块、温度调节器实验模块、显示仪表实验模块;台上提供电源(220VAC,24VDC)、气源(0.14MPa)、电压表(0~30VDC)、电流表(0~30mA);配相应的指示灯和插座。台面设置供电开关需带漏电保护。
冷却水温度自动控制系统:含低温系统和高温系统,并可连接或单独使用。
1)主要技术参数
1) 仪表实验台
钢质、台面不小于1500×700mm,后侧置高于台面300mm左右的斜面,便于布置各种辅助仪表等设备,包括0~0.1MPa压力表,4~20mA电流表,0.7MPa的气源压力表,24VDC100W模块。台内置模块的抽屉,方便替换和放置。4个脚安装带制动的万向滑轮,便于实验台移动。
供电需要配一个带漏电保护的断路器,配三眼220V插座2个,电源指示灯1个,气源需要另配一个带气瓶的小空压机,供气压力在0.6MPa以上,输出压力可调。
每个实验台配所需工具一套和万用表。
2)电动差压变送器实验模块
(1)配电容式电动差压变送器(检测量程0.3MPa)1个,带不锈钢三阀组,另配带压力表的减压阀2个,其压力可调范围为0.3MPa,自带的压力显示表精度在1级以上,结构如图所示。
(2)管路及快速接头提供成套,现场动手安装。配套数为实际使用的2倍。
(3)输出信号线提供,现场接到电流表引出台面电流表的接线柱上。
3)温度传感器实验模块
(1)配温度传感器实验模块,自带加热器(加热器功率小于500W)、温度显示、温度控制、热敏电阻、船用结构形式的PT100和热电偶,模块结构如图所示。
(2)提供实验接线,现场接到传感器实验模块对应位置上,配套的接线数为实际使用的2倍以上。
4)温度调节器模块
(1)配温度调节器模块,自带加热器、温度显示、温度控制、船用PT100和热电偶。调节器外形面板为96×96,输出两种信号,一种为开关量输出,有两个,一个为加热触点信号给加热器,加热器功率小于500W,一个是风扇冷却,带24V小轴流风扇;另一种是4~20mA模拟量信号,用于给加热温控阀,温控阀的开度有相关的显示输出,大致结构如图所示。
(2)提供实验接线,现场接到传感器实验模块对应位置上,供应的配套接线数为实际使用的2倍以上。
5)显示仪表实验模块
(1)温度和压力显示仪表各1个,配温度可受(0~100℃)控的热源,配减压阀以提供气压源(0~0.6MPa),另配自带压力传感器的智能显示仪表1个。
(2)配水位显示仪表2个,分别由带调节旋钮的可调0.02~0.1MPa的气压信号和4~20mA信号提供信号源显示。
(3)提供实验接线,现场接到传感器实验模块对应位置上,配套的接线数为实际使用的2倍以上。
6)冷却水温度自动控制系统
由低温冷却水和高温冷却水两个系统组成,两个系统单独做成一个可移动的模块单元中,两个系统可以连接在一起构成一套完整的船舶冷却水温度控制系统,也可以拆开连接,单独接入冷却水实现温度控制,系统结构如图所示。其中冷却器建议使用主流的板式冷却器。
(1)底座:下部带4个支脚,每个支脚带能承重的钢质带制动的万向轮。
(2)按照实际中央冷却水和高温冷却水来布置整个系统,所有设备小型化处理,与实船一致,包括变频海水泵、淡水泵、温度传感器、压力传感器、冷却交换器、三通调节阀(调温阀)、高位水箱、用加热器替代主机作为整个系统的负载。阀件若干,水管采用透明软管实现,以方便观察,又便于安装制作。另配钢质立板画有系统图。
(3)水泵运转信号、水泵前后水压信号、海水泵出口压力信号、海水温度传感器(冷却器进出口)、淡水温度传感器(负载的进出口)、三通阀的开度信号、加热量的大小信号、重要阀门位置开关信号均需要接入信号采集装置(或PLC),为第三方采集操作情况分析使用。
(4)采用PLC实现2台海水泵和2台淡水泵互为备用的控制、报警等电气控制;使用船用主流的智能调节器采集加热器(冷却对象,带负荷指示)的进口温度,控制三通调温阀的旁通/冷却量,实现温度自动调节;其他传感器信号做为参考信号倍送到PLC采集和处理。PLC和温控调节器均应配有RS485或其他标准通信接口为第三方采集信号二次开发使用,通信接口满足智能评估的整体要求。
(5)手动阀门控制可调,有的做为故障设置处理,如冷却水路不通,漏水;另外可对传感器的故障进行模拟,观察系统的反应和操作等
(6)操作面板与实船接近,所有的操作和信号除本系统使用外,并需要向信号采集装置(或PLC)提供。(操作面板采用12寸触摸屏,主界面模拟Alfa Laval操作面板.
2)自动化仪表实验主要功能
1)差压变送器的气源、电源、压力表、电流表、差压检测管路和相关阀件配套完整,可以进行气路和电路的连接操作,可以进行三通阀组的操作,可以进行零点、量程的调节和迁移的操作,可以设置漏气、堵气、电缆开路或短路等故障设置。
2)温度传感器均为带外壳封装,适宜船舶管系中安装,通过加热源定温加热,温度传感器输出变化信号给温度信号调理单元,并转换为4~20mA信号输出,信号调理单元和加热温度自动控制单元可以做在一起,有相关的教学仪器供选择。传感器回路断线、短路以及绝缘故障可以模拟设置。
3)调节器模块需要前述的差压变送器、温度传感器做为信号检测,可以按照控制要求进行输入信号、输出信号、报警信号及电源的连接,一路输出加热触点给220V的加热回路,一路输出4~20mA给温控阀。数字智能调节器自带给定设定、参数设定和相关参数显示,通过对比信号检测与设定、调节规律,观察分析调节器的输出结果,并据此可以判定调节效果和计算出调节参数。另外,可以设置传感器、加热器的故障,来分析故障原因和处理方法。
4)显示仪表模块要能模拟传感器故障的显示,便于观察实际参数和显示值,以利于分析和判断故障,能够进行必要的显示功能选择设置。
5)冷却水温度自动调节系统是独立成套的自动化系统,除模拟低温淡水、高温淡水温度自动调节控制外,还需要便于观察到整个系统的各环节的压力、温度、三通阀的阀门开度、手动阀门的开关状态等。温度调节能够实现自动和手动两种控制方式调节。另外需要通过设置管路堵塞、管路错通、管路漏、传感器线路开路、短路、执行阀件卡等故障,并通过观察与分析找到故障原因并排除。
3)自动化仪表实验台配置综述表

序号设备名称主要技术指标数量备注
1差压变送器实验台参考2.1)1
差压变送器试验装置参考2.2)
电容式差压变送器,差压0~0.3MPa,输出4~20mA;
配不锈钢三阀组;
减压阀2个(0~0.3MPa),带压力表。
1做成一个模块,做为实验台的一个抽屉可以便于收放。
温度传感器实验模块参考2.3),1做成一个模块,做为实验台的一个抽屉可以便于收放。
2调节器实验模块参考2.4),包括加热器、控制器、PT100和热电偶,加热源可实现自动加热控制。
另配采用2.2)中所述差压变送器送来的4~20mA标准信号做为测量信号;
另配4~20mA输入的温控阀,带阀门位置显示
1做成一个模块,做为实验台的一个抽屉可以便于收放。
3显示仪表实验模块参考2.5),提供热源加热0~100℃,压力源0~0.1MPa,液位通过差压变送器检测,输出4~20mA显示。1做成一个模块,做为实验台的一个抽屉可以便于收放。
4冷却水温度自动调节系统参考2.6),
内部电气器件包括:电动机起动回路的器件;温度、压力传感器信号;温度、压力开关、阀门开和关的限位开关。
水温自动控制实现,可观察自动温度调节过程。外置冷却水环境可模拟。控制板上按钮等可实操;可以通过远程通信与上位监控机联系,并可远程调节参数。
1高温、低温系统各做成一个可移动的单独模块单元,带CAN通信接口,带故障远程设置和排除功能。



友情提示:
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