前言控制系統(tǒng)中最核心的設(shè)備包括：

黏度傳感器EVT20

溫度傳感器PT100

控制器EPC-50B

蒸汽調(diào)節(jié)閥（或電加熱供電單元）和燃油加熱器AlfaLaval公司生產(chǎn)的燃油供油單元FCM，是新一代用于船上的燃油供給與自動(dòng)控制系統(tǒng)，是專門為燃油系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)視和燃油黏度控制而設(shè)計(jì)。5.2燃油供油單元自動(dòng)控制系統(tǒng)圖3-2-1FCM型

燃油供油單元的組成燃油黏度或溫度的自動(dòng)控制；對(duì)供油泵、循環(huán)泵、自動(dòng)濾器的自動(dòng)控制；“DO/HFO”的轉(zhuǎn)換控制；脫氣自動(dòng)控制。FCM主要功能燃油供油單元總體上可以分為：供油處理系統(tǒng)、燃油黏度或溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)、油泵電機(jī)和濾器自動(dòng)控制系統(tǒng)等部分。FCM型

燃油供油單元的組成原理圖5.2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及基本工作原理燃油黏度或溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種加熱方式：

（1）采用電加熱器EHS

（2）采用蒸汽加熱SHS兩個(gè)加熱器的配置方案兩個(gè)加熱器的作用：提供足夠的加熱量方便控制加熱速度互為備用一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及基本工作原理5.2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及基本工作原理油泵電機(jī)控制系統(tǒng)：包括燃油供油泵和燃油循環(huán)泵的控制。由油泵電機(jī)起動(dòng)箱實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)、停止控制，配有選擇開(kāi)關(guān)安裝在本地操作面板上，選擇Manual－Stop－EPC－Remote，當(dāng)選擇EPC時(shí)，即油泵由EPC-50B控制器自動(dòng)控制，兩套油泵之間互為備用，可實(shí)現(xiàn)備用油泵自動(dòng)切換運(yùn)行控制。濾器控制系統(tǒng)用于控制濾器的自動(dòng)清洗。自動(dòng)濾器是由本地操作面板選擇手動(dòng)清洗－手動(dòng)關(guān)－自動(dòng)控制，當(dāng)選擇自動(dòng)控制時(shí)，由EPC-50B根據(jù)設(shè)定時(shí)間和壓差開(kāi)關(guān)PDS來(lái)控制濾器的自動(dòng)清洗。控制器EPC-50B是整個(gè)系統(tǒng)的核心單元，由主控制板、本地基本操作面板OP組成，如圖所示。另外可根據(jù)需要選配FCM遠(yuǎn)程操作面板OP，如圖5-2-5所示。圖5-2-4

控制器EPC-50B圖5-2-5FCM遠(yuǎn)程操作面板5.2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及基本工作原理控制器EPC-50B的主控制板與分油機(jī)控制單元的EPC-50硬件相同，也是單片機(jī)控制系統(tǒng)。但由于控制對(duì)象不同，外部的I/O信號(hào)不同，輸出繼電器擴(kuò)展板和通信擴(kuò)展板因需求不同配置（包括軟件）也不同。控制器EPC-50B有4個(gè)不同級(jí)別的操作模塊，分別為基本級(jí)、擴(kuò)展級(jí)、高級(jí)擴(kuò)展級(jí)和全自動(dòng)級(jí)。基本級(jí)即本地操作面板，是基本配置，可實(shí)現(xiàn)“柴油–重油”轉(zhuǎn)換控制、燃油加熱控制、報(bào)警控制、油泵自動(dòng)切換控制、自動(dòng)濾器控制及OP上相關(guān)狀態(tài)和測(cè)量值的信息顯示等功能，其它級(jí)則擴(kuò)展為可遠(yuǎn)程控制。5.2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及基本工作原理5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理燃油黏度控制系統(tǒng)采用EVT20型黏度傳感器，整體上包含兩部分組成，一是傳感器本體部分，二是含控制和信號(hào)處理的電路板。傳感器由不銹鋼制成，本體裝在燃油輸送管道內(nèi)，傳感器的探頭及流管經(jīng)過(guò)特富龍R表面特殊涂層，自帶約5m長(zhǎng)的信號(hào)電纜用于與電路板之間的連接，電路板安裝在EPC-50B主板上部。檢測(cè)電路板將信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA，對(duì)應(yīng)黏度為0-50cSt，發(fā)送給EPC-B50主控單元。本身自帶PT100，用于黏度校正。帶有LED顯示屏進(jìn)行狀態(tài)顯示。

圖5-2-5EVT20黏度傳感器結(jié)構(gòu)原理圖5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理黏度傳感器的工作原理是基于流動(dòng)燃油的黏性對(duì)鐘擺的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)有阻尼作用。黏度傳感器由鐘擺1通過(guò)扭力管3附在底盤2上組成。兩套壓電元件4位于鐘擺內(nèi)部，一套驅(qū)動(dòng)鐘擺旋轉(zhuǎn)振動(dòng)；另一套的兩個(gè)檢測(cè)傳感器，

均用來(lái)測(cè)量鐘擺的振動(dòng)，

一個(gè)作為反饋信號(hào)用來(lái)控制驅(qū)動(dòng)用的壓電元件，調(diào)節(jié)控制頻率和幅值，以維持鐘擺以共振頻率振動(dòng)，另一個(gè)作為信號(hào)供系統(tǒng)采樣計(jì)算黏度使用。鐘擺保護(hù)管底盤

扭力管

壓電元件5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理EVT-20利用壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)工作。振動(dòng)壓電元件的信號(hào)由控制板提供，電路板內(nèi)的單片機(jī)CPU通過(guò)測(cè)量出該共振頻率下兩個(gè)壓電元件振動(dòng)信號(hào)間的特定相位偏差值，從而可獲得一個(gè)表示燃油阻尼性質(zhì)的值，而該阻尼與粘度的平方根成比例。保護(hù)管5安裝在鐘擺周圍，保護(hù)其不受機(jī)械損傷。鐘擺內(nèi)還內(nèi)置了一個(gè)PT100，用來(lái)檢測(cè)鐘擺內(nèi)的溫度，供微機(jī)校正和補(bǔ)償黏度測(cè)量中由溫度引起的誤差。EVT20有兩塊電路板，其中一塊為電源板，通過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓后向黏度檢測(cè)主板提供±15Ⅴ和5Ⅴ電源。該主板與黏度傳感器的連線包括：兩對(duì)線用于檢測(cè)振動(dòng)的壓電元件，一對(duì)線用于壓電元件的振動(dòng)源，還有三根線用于溫度傳感器PT100，因此共需要用電纜線中的9芯。電路板采用單片機(jī)控制系統(tǒng)，檢測(cè)轉(zhuǎn)換響應(yīng)時(shí)間小于1min，將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA，對(duì)應(yīng)的黏度為0~50CSt，瞬時(shí)誤差范圍為±2%。5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理黏度傳感器的電路板上有一個(gè)數(shù)碼LED顯示器，用于顯示傳感器的狀態(tài)。EVT20電路板對(duì)診斷指示有規(guī)定，故障和錯(cuò)誤用閃爍數(shù)字或字符顯示在數(shù)碼LED的第7段上(即數(shù)碼管的中間一橫)。根據(jù)故障、錯(cuò)誤或警告的類型，黏度或溫度輸出將為0mA、4mA、20mA或輸出保持正常(4~20mA與實(shí)際黏度對(duì)應(yīng))。如果沒(méi)有故障、錯(cuò)誤或警告，數(shù)碼管用不閃爍的符號(hào)指示程序狀態(tài)，如電源開(kāi)用“-.”，正在初始化硬件用“0.”等。5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理正常指示5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理故障指示5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理數(shù)碼管顯示故障原因傳感器電路板嘗試性的反應(yīng)5V電源故障,電源下降到4.65V下；微機(jī)內(nèi)EPROM或PAL缺省；微機(jī)注冊(cè)測(cè)試失敗；微機(jī)系統(tǒng)沒(méi)有投入工作。監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)位監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)位監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)位棧溢出自動(dòng)復(fù)位外部輸入/輸出回路測(cè)試失敗自動(dòng)復(fù)位。。。。。。軟件故障自動(dòng)復(fù)位。。。。。。15V電源故障,電壓下降低于13V延遲后重試。。。。。。表5-2-1黏度傳感器電路板自檢故障符號(hào)表如果一個(gè)或多個(gè)故障情況發(fā)生，LED數(shù)碼管只顯示當(dāng)前最重要的故障，位于表格5-2-1上部的故障有最高的優(yōu)先級(jí)。5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理故障現(xiàn)象故障原因解決措施黏度信號(hào)太低空氣夾雜在燃油系統(tǒng)系統(tǒng)排氣黏度信號(hào)保持在最大值起動(dòng)期間燃油溫度太低檢查燃油管保溫措施/或燃油加熱器由于沒(méi)有足夠的熱量,系統(tǒng)正常操作期間燃油溫度太低增加黏度控制器的輸出信號(hào)至換熱器無(wú)黏度信號(hào)空氣夾雜在燃油系統(tǒng)中通過(guò)旁通閥排氣EVT-20沒(méi)有電源檢查主電源，檢查控制單元的保險(xiǎn)絲/或電源開(kāi)關(guān)，檢查電接頭的完整性。電流接頭損壞檢查4-20mA電線輸出信號(hào)EVT-20故障聯(lián)系最近的供應(yīng)商修理，更換傳感器表5-2-2黏度傳感器一般故障查找5.2.2測(cè)黏計(jì)工作原理5.2.3燃油黏度控制系統(tǒng)在燃油供油單元FCM的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，采用黏度或溫度定值控制。優(yōu)點(diǎn)：1）提高靈敏性2）改善動(dòng)態(tài)特性

3）兩者互為備用燃油黏度控制系統(tǒng)構(gòu)成黏度傳感器EVT20溫度傳感器控制器EPC-50B加熱器。

黏度傳感器和溫度傳感器分別檢測(cè)燃油加熱器出口燃油的黏度和溫度，兩者將黏度和溫度值按比例轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流和電壓信號(hào)送到控制器。5.2.3燃油黏度控制系統(tǒng)1.黏度調(diào)節(jié)原則采用黏度或溫度定值控制是基于同一燃油溫度的變化要比黏度的變化靈敏這一事實(shí)。溫度敏感，提高靈敏性，動(dòng)態(tài)特性控制器采用PI控制規(guī)律。對(duì)重油采用黏度或溫度定值控制。對(duì)柴油只進(jìn)行溫度定值控制。在控制系統(tǒng)開(kāi)始投入工作或換油切換過(guò)程，無(wú)論使用DO或HFO，系統(tǒng)都先采用溫度程序控制，EPC-50B控制器則根據(jù)燃油溫升斜坡速率實(shí)現(xiàn)溫度程序控制。燃油溫度按預(yù)先設(shè)定的速度變化，變化緩慢、柔和，待穩(wěn)定后再轉(zhuǎn)為溫度或黏度定值控制。燃油粘度或溫度控制系統(tǒng)就是一個(gè)典型的單參數(shù)反饋控制系統(tǒng)。5.2.3燃油黏度控制系統(tǒng)2.HFO溫度或粘度的定值控制：從DO轉(zhuǎn)換到HFO并工作狀態(tài)穩(wěn)定后，EPC-50B對(duì)HFO進(jìn)行溫度或粘度的定值控制。1）HFO模式并處在溫度控制方式:(Pr19=Temp，Pr30作為溫度設(shè)置點(diǎn)，此時(shí)的Pr30應(yīng)為所需粘度對(duì)應(yīng)的溫度值,

Pr19決定是采用溫度控制還是采用黏度控制)確定目標(biāo)溫度T=Pr30；在從低溫開(kāi)始的加溫過(guò)程中，加熱器加熱，進(jìn)行溫升；按設(shè)定的溫升參數(shù)Fa30來(lái)程序控制加熱。（開(kāi)環(huán)）實(shí)現(xiàn)溫升到Pr30-3℃時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始溫度定值控制；（閉環(huán)）5.2.3燃油黏度控制系統(tǒng)三、燃油黏度控制系統(tǒng)2.HFO進(jìn)行溫度或粘度的定值控制：2）HFO模式并處在黏度控制方式（Pr19＝Visc，Pr20作為粘度設(shè)置值，而此時(shí)的Pr30應(yīng)為所需粘度對(duì)應(yīng)的溫度值減去2～4℃（一般設(shè)為3℃）根據(jù)目標(biāo)黏度確定與之對(duì)應(yīng)的溫度T（Pr30減3度）加熱器加熱，進(jìn)行溫升；（開(kāi)環(huán)）實(shí)現(xiàn)溫升到T時(shí)，進(jìn)行黏度控制；（閉環(huán)）也就是說(shuō)溫度定值控制作用下溫度等于規(guī)定值后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為黏度控制。這樣，在從低溫開(kāi)始的加溫過(guò)程中，按溫升參數(shù)加熱到Pr30的值之后，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為黏度控制。Pr20與Pr30有對(duì)應(yīng)關(guān)系，在換用不同的HFO時(shí)，一般要求粘度不改變，但要調(diào)整Pr30以適應(yīng)粘度控制設(shè)定值Pr20的需要。三、燃油黏度控制系統(tǒng)2.HFO進(jìn)行溫度或粘度的定值控制：3）燃油黏度定值控制中的PI參數(shù)整定：在燃油粘度定值控制過(guò)程中，系統(tǒng)根據(jù)粘度變化按控制器內(nèi)PI調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制。系統(tǒng)根據(jù)加熱器的不同設(shè)置有兩套PI調(diào)節(jié)參數(shù)，參數(shù)Fa25、Fa26為蒸汽或熱油加熱的比例帶和積分時(shí)間，參數(shù)Fa27、Fa28為電加熱的比例帶和積分時(shí)間。如果調(diào)節(jié)過(guò)程出現(xiàn)振蕩，則需要增加參數(shù)Fa25或Fa27，F(xiàn)a26或Fa28，但是這些參數(shù)的增加會(huì)使得系統(tǒng)反映變慢，消除靜差能力減小。3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)黏度/溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（PI）的輸出主要是控制SHS蒸汽加熱器的調(diào)節(jié)閥或EHS電加熱器的接觸器；SHS與EHS同時(shí)被采用時(shí)，以SHS為主，EHS為輔。剛投入使用時(shí)用SHS，SRV蒸汽調(diào)節(jié)閥全開(kāi)還無(wú)法滿足加熱需求時(shí)，則EHS投入工作當(dāng)加熱功率需要減少時(shí)，首先減少ESH的功率直至為0如需再降低加熱功率則自動(dòng)關(guān)小蒸汽調(diào)節(jié)閥。5.2.3燃油黏度控制系統(tǒng)系統(tǒng)除燃油黏度或溫度定值控制外，還有DO/HFO的轉(zhuǎn)換控制、燃油供油泵（及循環(huán)泵）的運(yùn)行/備用控制、燃油濾器的自動(dòng)控制、回油的脫氣自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程控制等功能，全部由EPC-50B來(lái)協(xié)調(diào)綜合控制。1.DO/HFO的轉(zhuǎn)換控制EPC-50B控制器上設(shè)置有控制模式按鈕：柴油控制模式DO和重油控制模式HFO，相應(yīng)的EPC-50B控制器有兩套設(shè)置和報(bào)警參數(shù)，并有相應(yīng)的LED指示燈顯示。5.2.4燃油供油單元的綜合控制

（1）DO控制模式當(dāng)控制器接通DO模式時(shí)，EPC-50B自動(dòng)選擇溫度控制模式，燃油溫度被監(jiān)控。加熱程序由柴油溫升參數(shù)Fa31控制，溫升斜坡允許燃油在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)被加熱到設(shè)定的溫度（如果Fa31=0，斜坡函數(shù)被禁止，控制單元直接調(diào)節(jié)使用正常的設(shè)置值和報(bào)警限制等）。斜坡函數(shù)加溫期間，“TT”燈閃爍，當(dāng)燃油溫度達(dá)到溫度設(shè)置值（Pr35）以下3℃內(nèi)后，溫升斜坡停止，進(jìn)入正常溫度控制運(yùn)行狀態(tài)，“TT”燈穩(wěn)定發(fā)亮。在此過(guò)程中須注意：①在加熱控制斜坡期間，低黏度和低溫報(bào)警是無(wú)效的。②在加熱控制斜坡開(kāi)始階段，設(shè)置了一個(gè)最長(zhǎng)的啟動(dòng)加熱斜坡持續(xù)時(shí)間，從而確保加熱不能運(yùn)行太長(zhǎng)時(shí)間，如果啟動(dòng)斜坡超過(guò)了該最長(zhǎng)時(shí)間，則報(bào)警啟動(dòng)。5.2.4燃油供油單元的綜合控制

（2）從OFF到HFO或從DO到HFO操作步驟：①按操作面板上右側(cè)“DO/HFO”選擇按鈕；②一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)在顯示屏上，“Changeoilmode?+=yes，﹣=no”；③按“+”按鈕開(kāi)始轉(zhuǎn)換；④如果轉(zhuǎn)換閥安裝的是一個(gè)電動(dòng)/氣動(dòng)轉(zhuǎn)換閥，此閥將馬上開(kāi)始變換到HFO。當(dāng)控制器接通HFO模式或從DO轉(zhuǎn)換為HFO，燃油溫度和黏度被監(jiān)控和顯示。加熱運(yùn)行程序由重油溫升參數(shù)Fa30控制，溫升斜坡允許燃油被加熱到設(shè)定的溫度。在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)（斜坡函數(shù)期間），“VT”燈閃爍；如果是從DO轉(zhuǎn)換為HFO，則“TT”燈穩(wěn)定發(fā)亮，但如從OFF開(kāi)始就是HFO模式，則“TT”燈不發(fā)光5.2.4燃油供油單元的綜合控制

（3）HFO控制加熱模式HFO控制模式類型由參數(shù)Pr19決定，選擇的類型由傳感器LED（即操作面板流程圖上的“VT”或“TT”）指示。如果“VT”燈發(fā)亮，控制器處在黏度控制狀態(tài)；如果“TT”燈發(fā)亮，則控制器處在溫度控制狀態(tài)。（4）從HFO轉(zhuǎn)換為DO當(dāng)從重油轉(zhuǎn)換為柴油時(shí)，控制器將繼續(xù)控制燃油黏度，同時(shí)降低重油/柴油混合溫度來(lái)保持黏度值，此時(shí)“TT”燈閃爍、“VT”燈穩(wěn)定發(fā)光。當(dāng)溫度達(dá)到柴油的設(shè)置值時(shí)，控制模式被自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴裼湍Ｊ剑囟瓤刂疲缓蟆癟T”燈變換為穩(wěn)定發(fā)亮，“ⅤT”燈熄滅。5.2.4燃油供油單元的綜合控制（5）HFO與DO間自動(dòng)轉(zhuǎn)換如果加熱器發(fā)生故障，有可能自動(dòng)安排轉(zhuǎn)換到柴油，此取決于低溫限制值參數(shù)Fa14。在加熱器故障時(shí)，油溫低于Fa14的值并延時(shí)2min確認(rèn)后，系統(tǒng)才能被設(shè)置為自動(dòng)轉(zhuǎn)換到柴油。推薦Fa14值低于低溫報(bào)警限制值，當(dāng)設(shè)置的低溫限制達(dá)到，轉(zhuǎn)換倒計(jì)時(shí)開(kāi)始，“DO”燈開(kāi)始閃爍，信息窗間斷地顯示轉(zhuǎn)換的時(shí)間。轉(zhuǎn)換倒數(shù)計(jì)時(shí)器可以通過(guò)手動(dòng)按DO/HFO按鈕來(lái)中斷。在系統(tǒng)配置了電動(dòng)或氣動(dòng)轉(zhuǎn)換閥并設(shè)置了參數(shù)Fa17為主機(jī)最大燃油消耗量(l/h)