1、第四章 自動控制系統 1.1執行機構在反饋控制系統中的作用 執行機構的輸入量是調節機構的輸出控制信號，執行機構的輸出量是閥的開度。調節機構的控制信號經執行機構直接改變調節閥的開度，從而可以改變流入被控對象的物質或能量流量，使之符合控制對象的負荷要求，被控量會逐漸回到給定值或給定值附近，系統將達到一個新的平衡。2.簡述氣缸冷卻水溫度控制系統的類型、功能以及特點？（1） 直接作用式 是指冷卻水溫度控制系統不用外加能源，而是將裝在冷卻水管路中的溫包或感溫盒內充足低沸點液體，利用其壓力隨溫度成比例變化的特性直接推動三通調節閥來改變經冷卻器水的流量和旁通水流量，以控制冷卻水溫度在給定值附近。直接作用式調

2、節器結構簡單，但是只能實現比例控制，存在靜差，所以其精度低，誤差大，主要用于小型主機和副機。在對冷卻水溫度精度要求較高的情況下，如對于中大型主機，使用直接作用式調節器是不適宜的，一般采用間接作用式（如電動和氣動）控制系統。（2） 間接作用式 是指冷卻水溫度控制系統需要在外加能源的作用下進行調節，目前常用的氣動和電動控制系統屬于間接作用式。該作用方式根據需要可實現比例微分、比例積分等作用規律，調節精度高，誤差小。目前主要有MR-型電動冷卻水溫度控制系統和單片機式的中央冷卻水控制系統。（3） 微機控制的柴油機冷卻水溫度控制系統也已經廣泛應用于主機上，可以實現強大的智能化控制功能，并在此基礎上逐步引

3、入變頻調速、模糊控制等先進技術。3.簡述氣缸冷卻的方法？ 答：柴油機冷卻水溫度控制的方法是把氣缸冷卻水分成兩部分:一部分通過淡水冷卻，經海水冷卻使溫度降低；另一部分不通過淡水冷卻器，即通過旁通的方法直接與通過冷卻的淡水混合，然后進入柴油機氣缸的冷卻空間。若冷卻水溫度偏高，通過三通閥減少旁通的淡水量，增多通過冷卻器的淡水量。4在MR-型電動冷卻水溫度控制系統中，都采取了哪些保護措施，各起什么作用？答： P92（1） 在電機M通電回路中加裝一個 限位開關 ，當電機帶動平板閥轉到接近極限位置時，限位開關斷開，切斷電機電源，防止平板閥卡在極限位置，以免電機反向起動電流太大，且起動動作遲緩；（2） 裝有

4、電機熱保護繼電器，防止電機因短路、過載使電流過大而被燒壞；（3） 在“減少輸出繼電器”和“增加輸出繼電器”的通電回路中各串聯一個對方的常閉觸頭，互相連鎖，防止兩個繼電器同時通電。5. 簡述MRII型電動冷卻水溫度控制系統的控制過程。答：由T802測出的溫度信號一方面送至指示儀表，指示當前冷卻水進口溫度的實際值；另一方面經分壓器把冷卻水進口溫度實際值按比例轉換成電壓信號。這個測量信號與占電位器整定的給定值相比較得到一個偏差信號 e 。偏差信號經比例微分作用輸出控制信號送至脈沖寬度調制器。脈沖寬度調制器把連續變化的控制信號調制成脈沖信號。若測量溫度高于給定值，脈沖寬度調制器輸出的脈沖信號使“減少輸

5、出繼電器”斷續通電，接觸器 也斷續通電，其觸點 斷續閉合使三相交流伺服電機 M 向正向斷續轉動。再經減速裝置帶動兩個互成 90 度的平板閥,一個控制旁通水量,另一個控制淡水經過冷卻器的水量。當電機 M 正轉時,關小旁通閥,開大經冷卻器的淡水閥使冷卻水溫度降低。若測量溫度低于給定值時，脈沖寬度調制器輸出的脈沖信號使“增加輸出繼電器”斷續通電，接觸器 斷續通電，其觸點 斷續閉合，電機 M 反向斷續轉動，開大旁通閥，關小經冷卻器的淡水閥使冷卻水溫度提高。當冷卻水溫度測量值等于或接近于給定值時，調節器無輸出，“減小”和“增加” 繼電器均斷電，接觸器 和 均斷開，電機M停轉，三通調節閥的開度保持不變。如

6、下圖。6在MR-型電動冷卻水溫度控制系統中，試說明調零和調量程的過程。答：（4） 把面板上溫度表指示測量值或給定值的轉換開關按下，使溫度表指示給定值，再把MRB板上的開關SW1扳倒下面通位置，即外給定位置；（5） 外接3.5V電壓，則溫度表指針應指在0上，若不指0，應調整MRB板上的電位器W2 ，若指示值大于0，應調小W2電阻值，若指示值小于0，則應調大W2電阻值，這就是調零過程；（6） 調好零點后，外接1.48V，這是溫度表指針應在100上，如果不指示100，要調MRB板上的電位器W3，若指示值小于100，則應調小W3電阻值，若指示值大于100，應調大W3電阻值，這就是調量程；（7） 調零點

7、和調量程應反復進行23次，直到把零點和量程調準為止。7.MR系統測量電路板 MRB 的作用 MRB是輸入和指示電路板。輸入電路的作用是，將其剛冷卻水溫度的測量值與給 定值比較，輸出一個偏差值信號；指示電路的作用是顯示冷卻水溫度的測量值和給定值。7.1MR系統實際溫度變化時，電路中各關鍵點的狀態變化 7.2 MR系統的調節器作用規律及可調參數 7.3MR系統脈沖寬度調制原理，不靈敏區和脈沖寬度的調整 8VAF型燃油粘度控制系統是由哪些部分組成的？簡述各部分的作用是什么？答：VAF型燃油粘度控制系統包括測粘計、差壓變送器、氣動PI反作用調節器及氣關式氣動調節閥。測粘計用于檢測燃油粘度，并把燃油粘度

8、轉變成一個與之成比例的壓差信號。差壓變送器接受測粘計送來的壓差信號并成比例的轉換成0.020.1MPa的氣壓信號，它作為粘度的測量值一方面送顯示和記錄儀表，同時也送到PI調節器。燃油粘度調節器是反作用式PI作用的調節器，它把差壓變送器送來的測量值與事先調好的給定值相比較得到一個偏差值，經比例積分作用后輸出一個控制信號送至氣關式蒸汽調節閥。氣關式蒸汽調節閥是執行機構，它根據控制信號的大小來關小或開大蒸汽閥，從而可改變對燃油的加熱程度，用以克服擾動使燃油粘度最終穩定在給定值上。9試說明VAF型燃油粘度控制系統中測粘計的工作原理。答： 測粘計是由轉速恒定的電機經減速帶動一個小齒輪泵工作，在工作中，小

9、齒輪泵從燃油總管中吸入小量的油流，經毛細管再排回到燃油總管，若油流在毛細管中流量恒定且做層流運動，則毛細管兩端壓差就與燃油粘度成正比，其中，只要電機帶動齒輪泵轉速恒定，則燃油流經毛細管的油流量就恒定。若齒輪泵排量很小，毛細管做得很細，則可保證油在毛細管中作層流運動。所以要保證毛細管兩端壓差與燃油粘度成正比，必須保證電機帶動齒輪泵轉速恒定，且齒輪泵做得很小，毛細管必須很細。10簡述使VAF型燃油粘度控制系統投入工作的操作過程。答：（1） 系統投入工作前，必須先打開氣源截止閥，調整過濾器減壓閥使氣源的壓力穩定在0.14MPa上，接通各臺儀表氣源；（2） 起動測粘計馬達，關閉旁通測粘計的燃油截止閥，

10、打開通測粘計的燃油截止閥，讓測粘計投入工作；（3） 打開差壓變送器上的平衡閥，使差壓變送器正、負壓室壓力相等，防止測粘計投入工作的短時間內，正、負壓室單向受力過大；（4） 把柴油-重油轉換閥轉換到柴油位，先讓系統用柴油工作；（5） 把調節器上的手動-自動轉換開關，轉至手動位，然后手操調壓閥改變蒸汽調節閥的開度，把柴油加熱到70左右。這樣，起動主機后，可用被加熱的柴油沖洗曾經用過重油的毛細管，同時用柴油起動主機易于成功；（6） 主機用柴油工作一段時間后，把柴油-重油轉換閥轉換到重油位，同時關閉差壓變送器上的平衡閥，讓差壓變送器投入工作；（7） 手操調壓閥使其輸出的壓力信號逐漸等于噴嘴背壓室的壓力

11、，然后把調節器上的手動-自動轉換開關轉至自動位，這時燃油粘度自動控制系統就投入了正常工作。11 燃油粘度控制系統溫度調節器和粘度調節器的作用形式及其與蒸汽調節閥的配合 作用方式：黏度調節器為反作用式、溫度程序調節器為正作用式 溫度程序調節器和黏度調節器的輸出信號都送到“溫度黏度”控制選擇閥，選擇 閥的輸出信號送入蒸汽調節閥，控制其開度。當溫度低于上限值時，選擇閥輸出溫度程序信 號，當油溫達到上限值時，選擇閥輸出黏度控制信號。12. 在NAKAKITA型燃油粘度控制系統中，控制方式及控制類型的選擇？答：（1）TminTTmid 采用溫度程序控制，管路里選擇柴油（2）TmidTTmax 采用溫度程

12、序控制，管路里選擇重油（3）TmaxT 采用粘度定值控制，管路里選擇重油13. 輔鍋爐電極式水位雙位控制原理 電極式雙位水位控制系統是在鍋爐的外面裝設一個電極室，它分別與鍋爐的水空間和蒸汽空間相通，故電極室中的水位與鍋爐水位一致。因為爐水有一定的鹽分，所以它是導電的，電極室中插有三根電極棒，分別是允許的上、下限水位和危險低水位報警。 14 輔鍋爐時序控制器的種類及基本原理 1. 有觸點時序控制器 a) 多回路時間繼電器：利用標度盤上的爪形塊來控制相應的微動開關 b) 凸輪式時序控制器：同步電機經減速帶動一根凸輪軸轉動，固定在凸輪軸上的 若干凸輪片將依次使微動開關動作 2. 無觸點時序控制器：利

13、用 RC 電路的延時功能來實現的。 15 輔鍋爐火焰檢測傳感器的種類及其基本特點 a) 光敏電阻 ：有光照時電阻很小，無光照時電阻很大 b) 光電池：光敏感范圍僅限可見光，不包括紅外線 c) 紫外線燈泡：只對紫外線敏感，不能用萬用表檢測其是否有效16 大型油輪輔鍋爐水位自動控制的特點 虛假水位 難控制 1) 水中含有蒸汽（15%20%） 2) 蒸汽蒸汽壓力變化時，水下蒸汽的體積發生變化。 因此，水位與給水量、蒸發量和水下蒸汽體積有關。 17水位雙沖量控制的概念 檢測裝置有兩個：一個是檢測水位變化的水位變化沖量信號；另一個是檢測蒸汽流量變化的蒸汽流量沖量信號，這兩個信號都送到雙沖量調節器。 18

14、 大型油輪輔鍋爐水位雙回路控制的概念 由兩個控制回路組成：一個是根據水位偏差控制給水調節閥的開度的水位控制回路；另一個是根據水位調節閥前后壓差控制蒸汽調節閥的開度，以維持給水調節閥前后的壓差恒定的給水差壓控制回路。 19大型油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制壓力控制原理 油輪輔鍋爐蒸汽壓力自動控制由兩個控制回路組成：一是根據蒸汽壓力的偏差值經 PI 控制作用的蒸汽壓力調節閥來控制燃油調節閥的開度，即改變向爐膛內的噴油量；另 一個是根據噴油量對向鍋爐的送風量的控制回路。空氣壓力與噴油量之間是近似平方的關系。第五章 集中監視與報警 1船舶監視與報警系統按其監視方式可分為哪幾類？各類有什么特點? 答：連續監

15、視式報警系統 和 巡回監視式報警系統連續監視報警系統是指單元組合式集中監視報警系統，是連續地同時監視機艙中所有檢測點的工作狀況。每個檢測點都需要一個獨一的報警控制單元，各監視點報警電路互相獨立，互相影響小，增、減報警監視點數不受影響。 巡回監視報警系統是以一定時間間隔依次巡回檢測各監視點的狀態，對每個檢測點進行分時、間斷處理，所以。不論有多少個監視點。只需一個中央處理單元即可。2在集中監視與報警系統中，有幾種故障報警方式？簡述它們的報警和復位過程。答：有 通常故障報警 和 短時故障報警 兩種。通常故障報警也叫長時故障報警，當參數越限發生故障時，紅燈快閃，并發聲響警報，輪機人員到集中控制室，確定

16、報警的監視點后，按確認按鈕則紅燈常亮并消聲，這時輪機人員要檢修所出現的故障，故障消失后紅燈由常亮轉滅撤銷報警指令。短時報警是指參數越限發生故障時紅燈快閃，發聲響報警，當輪機人員還未到集中控制室按確認按鈕，故障已經消失，這時紅燈慢閃，仍發聲響警報，按確認按鈕后，紅燈由慢閃直接熄滅，并消除聲響報警。3什么是值班報警？什么是失職報警？它們的復位方法有何不同？答：值班報警 主要是用于輪機員交接班時的信號聯絡，如大管輪把值班選擇開關轉至三管輪位置時，駕駛臺、公共場所、三管輪住艙的延伸報警箱上發出聲響報警，同時，值班指示燈閃亮，三管輪可在延伸報警箱上按確認按鈕，即可復位，消聲，值班燈常亮。失職報警 是指在

17、報警系統發出聲光報警的同時，立即起動3分鐘計時器，若值班輪機員未能在3分鐘內到達集中控制室完成確認操作，將被認為是一種失職行為，則報警系統將在所以延時報警箱上發3分鐘失職聲光報警，該報警信號是不能在延時報警箱上復位的，只能在集中控制室按確認按鈕，消聲，再復位3分鐘計時器后，才能撤銷失職報警。4. 試畫圖說明熱電阻測溫原理，為什么要用三線制接線方法？答：熱電阻的基本原理：熱電阻材料的電阻率隨溫度的增加而增加，這樣把被測溫度變換成相應的電阻值，然后由直流電橋將電阻值的變化轉換成相應的電壓信號。熱電阻測量回路如圖1所示 圖1 熱電阻測溫原理 圖2 三線制接線方法R1Rt，R2R0，且R1R2，所以i

18、1i2，因此電橋的輸出電壓：當被測溫度T=0時，則，通過調整電位器R0，使電橋平衡，；當測量溫度升高時，熱電阻的阻值也隨之增大，ua上升，ub保持不變，uab隨之增大，即：這就是熱電阻的測溫原理。熱電阻被插入需要檢測的監視點，它與測量電橋之間具有一定的距離，而導線常由銅絲制成，它們的阻值也會隨著環境溫度的變化而變化，當監視點溫度不變，而環境溫度發生變化時，會引起uab一定的測量誤差。為使電橋輸出不隨環境溫度而變化，僅僅反映監視點的溫度，在實際測量電橋中采用熱電阻“三線制”接法實現環境溫度的補償。見圖2 示。于是 ：只要使導線La的阻值Ra恒等于導線Lb的阻值Rb，這樣環境溫度變化時，由于兩根導

19、線阻值的變化量相等而抵消，使電橋輸出保持不變。4.1熱電偶傳感器要進行冷端的原因及冷端補充方法 原因：為了消除冷端溫度變化對測量精度的影響 方法：補償電橋法-在電橋中接入銅絲繞制的補 償電阻Rcu ，其電阻值隨溫度的升高而增大。 溫度補償電橋的輸出為Uab與熱電偶輸出的 熱電勢e 串聯，這時熱電偶傳感器的輸出電 壓Uo=e-Uba5在Mark-5型曲柄箱油霧濃度監視報警器中，什么是平均濃度報警？什么是偏差濃度報警？為防止誤報警，單片機會采取什么措施？答：平均濃度報警是指把所有缸曲柄箱油霧濃度檢測加在一起，被缸數除所得到的就是平均濃度，該濃度值超過報警的設定值0.31.3mg/L，則發平均濃度報

20、警 ；偏差濃度報警是指某個缸，如3號缸曲柄箱油霧濃度檢測值與平均濃度相比較，得到一個油霧濃度偏差值，若該值超過偏差報警設定值0.050.5mg/L，就發偏差濃度報警。當檢測到某缸油霧濃度沒有達到偏差濃度報警值時，則用現行該缸曲柄箱油霧濃度值取代前一次檢測的濃度值，再計算一個平均濃度，當檢測下一缸油霧濃度時，就與新計算的平均濃度相比較，得到偏差濃度值，如此繼續下去。當單片機檢測到油霧濃度超標時，先讓清洗電磁閥通電，用空氣來清洗一次測量系統，特別是清洗一次光源，然后再重新檢測各缸油霧濃度，計算平均濃度和偏差濃度，如果仍然超標，再發平均濃度和偏差濃度報警，以防止由于光源污染而造成的誤報警。6.簡述M

21、ARK-5油霧濃度報警監視器在運行期間，單片機定時使清洗空氣電磁閥通電的作用。答：1 光源，光電池及測量室進行清洗，防止污染影響精度2 對光源光電池及測量室冷卻，延長其壽命3零點比較并試情報警7. MARK-5油霧濃度報警監視器中，IC1為選擇輸出器，簡述其電路的作用。答： 1 確定偏差報警是否延時 2 檢查IC2的輸出狀態是否正確 3 檢查采樣點數選擇開關SW1動作是否正確 4 檢測單片機是否把油霧濃度高使主機降速或停車信號正確送出8.監測報警系統的組成與功能一個完善的監視與報警系統由三大部分組成：（1）分布在機艙各監視點的傳感器；（2）安裝在集中控制室內的控制柜和監視儀表或監視屏；（3）安

22、裝在駕駛臺、公共場所、輪機長和輪機員居室的延伸報警箱。典型監視報警系統的組成及其分布如下圖所示：機艙監視與報警系統的組成延伸報警消閃輪機長主電源應急電源延伸報警控制單元警報器控制單元報警器傳感器生活區試驗試燈閉鎖大管輪二管輪三管輪公共場所駕駛臺消音監視報警控制單元駕駛臺集控室機 艙顯示單元打印記錄9.報警處理流程 及 報警延時在報警裝置中，一般均設有 延時報警 環節，以免發生誤報警。根據所監視的參數不同，其延時時間有長延時和短延時之分。例如在監視液位時，由于船舶的搖擺，容易反復造成虛假越限現象，導致頻繁報警。類似這些情況可采用230s的長延時報警，在延時時間之內越限不報警。另外，在運行期間，某

23、些監測開關的狀態會由于環境干擾的原因而發生瞬間變化，例如船舶在激烈振動時，某些壓力系統的壓力波動容易使報警開關發生抖動。為避免誤報警，可采用延時0.5s的短延時（開關量報警）。報警處理流程報警指示快閃，啟動報警聲響、分組報警及故障打印報警指示慢閃，啟動報警解除打印(短時報警)撤銷報警指示和分組報警(恢復正常)報警消失？有報警？已閉鎖？確認？YNYNY+無報警聲響和報警指示報警指示平光啟動故障排除打印確認？故障消失？YNYN(正常狀態)(長時報警)NY(報警狀態)N圖 監測點報警處理流程圖10.報警回差、報警閉鎖、延伸報警報警回差：當采樣值在報警點附近波動時，為了防止儀表不斷進入和退出報警狀態，

24、這樣輸出觸點會經常跳動，產生頻繁報警，導致外部聯鎖裝置產生故障，對于上限和上上限報警，若報警限設為80，報警回差設為5，當采樣值大于等于80時觸點動作，儀表報警；當輸入減小，采樣值小于80，儀表不會馬上退出報警狀態，而是直到儀表采樣值小于等于75后，儀表才退出報警狀態。 同樣，對于下限和下下限報警，若將報警限設為45，報警回差設為5，當采樣值小于等于45時，觸點動作；當輸入增大，采樣值大于45后，儀表不會馬上退出報警狀態，而是直到儀表采樣值大于等于50后，儀表才退出報警狀態。 報警閉鎖：閉鎖報警就是根據動力設備不同的工作狀態，封鎖一些不必要的監視點報警。例如，船舶在停港期間，由于主機處于停車狀態，主機的冷卻系統、燃油系統、滑油系統等均停止工作，與這些系統相關的參數都會出現異常。因此，有必要對與這些系統有關的監視點進行報警閉鎖。延伸報警：延伸報警功能是為無人值班機艙設置的。在無人值班的情況下，必須將機艙故障報警信號分組后傳送到駕駛臺、公共場所、輪機長及值班輪機員住所的延伸報警箱。延伸報警通常是按故障的嚴重程