船舶电气设备（一类）第六章 机舱监控及报警系统.pptx

;第六章机舱监控及报警系统;轮机自动化是指利用各种自动化仪表、控制元件和逻辑元件包括计算机在内所组成的各种控制和监视系统。它能对机舱的运行参数进行自动控制、监视、显示、记录、报警以及对主要机器设备进行自动操作，有效降低了轮机管理人员的劳动强度。

自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动按照预定的规律运行。这些外加的设备或装置称为自动控制装置，它们和控制对象一起形成自动控制系统。例如通过自动控制技术，能使锅炉水位和压力保持在一定的数值范围内，船舶的舵角按发出的舵令变化，柴油机的起动按设定的程序进行等。

由于自动控制技术所涉及的内容相对广泛，这里主要介绍反馈控制系统的基本概念，组成环节和系统的动态过程。随着应用场合的不同，反馈控制系统的具体用途和实现形式也不尽相同，但组成这些控制系统的基本单元及其工作过程是大致相同的。;柴油机在运行过程中需要保持说明书要求的最佳冷却水温度。在手动控制时，管理人员要用眼睛观察温度表，并把观察到的冷却水实际温度报告给大脑，大脑对冷却水温度进行分析（温度的实际值是否偏离了最佳值）、判断（实际水温是高还是低于最佳值）和计算（实际水温离开最佳值的数量），然后输出控制指令给双手，用双手来改变三通调节阀的开度，从而可改变对气缸冷却水的冷却强度，使冷却水的实际温度逐渐恢复并稳定在冷却水温度的最佳值上。在自动控制过程中，由于不需要人为干预控制过程，必须采用各种自动化仪表来代替人的感观。比如可用温度传感器和变送器来代替人的眼睛，实时测量冷却水的实际温度并把该值送给调节器。调节器相当人的大脑对冷却水温度进行分析、判断和计算，然后输出控制信号给执行机构，执行机构相当于人的双手来改变三通调节阀的开度。不论是手动控制还是自动控制，反馈的作用都是存在的。我们把包含反馈作用的控制过程称为反馈控制过程。

通过以上实例不难看出：对任何运行参数进行控制所组成的控制系统，必定要由最基本的四个单元组成，分别是控制对象、测量单元、调节单元和执行机构。

;控制对象是指所要控制的机器、设备或装置。把所要控制的运行参数叫做被控制量。例如在锅炉水位自动控制系统中，锅炉是控制对象，水位是被控量；在锅炉蒸汽压力控制系统中，锅炉是控制对象，蒸汽压力是被控量；在柴油机气缸冷却水温度自动控制系统中，淡水冷却器是控制对象，冷却水温度是被控量；在燃油粘度自动控制系统中，燃油加热器是控制对象，燃油粘度是被控量；在空气压力的自动控制系统中，空气瓶是控制对象，空气压力是被控量；在柴油机转速控制系统中，柴油机是控制对象，转速是被控量，等等。;测量单元的作用是检测被控量的实际值，并把它转换成标准的统一信号，该信号叫被控量的测量值。在气动控制系统中，对应被控量的满量程，其统一的标准气压信号是0.02～0.1Mpa；在电动控制系统中，对应被控量的满量程，其统一的标准电流信号是0～10mA或4～20mA，现用4～20mA居多。测量单元一般包含两部分，即传感器和变送器，传感器用于对物理量进行检测，变送器则将传感器的输出转换为调节器能够接受的信号。例如，在温度自动控制系统中，测量单元常采用温度传感器和温度变送器；在压力自动控制系统中，测量单元常采用压力传感器和压力变送器；在锅炉水位控制系统中，测量单元来用水位发讯器（参考水位罐）和差压变送器等等。

;调节单元是指具有各种调节作用规律的调节器。调节器接收测量单元送来的被控量测量值，并与被控量的设定值相比较得到偏差信号，再根据偏差信号的大小和方向（正偏差还是负偏差），按照某种调节作用规律输出一个控制信号，送给执行机构，对被控量施加控制作用，直到偏差等于零或接近于零为止。

在反馈控制系统中，把运行参数所希望控制的最佳值叫给定值，用r表示；被控量的测量值用z表示。把被控量的测量值离开给定值的数量叫偏差值，用e表示。显然e=r-z

e0，说明测量值低于给定值，叫正偏差；

e＜0，说明测量值大于给定值，叫负偏差；

e=0，说明测量值等于给定值，为无偏差

在实际应用中，调节单元有位式调节器、比例调节器、比例积分调节器、比例微分调节器、比例积分微分调节器五种，根据控制对象的特性不同及对被控量控制精度的要求，其控制系统可选用不同调节作用规律的调节器。

;执行机构接受调节单元输出的控制信号，并将该信号转换为作用到控制对象的实际控制作用。调节单元输出的控制信号一般都要经过执行机构才能作用到控制对象上，从而改变流入控制对象的物质或能量流量，使之能适应控制对象的负荷变化，被控量才会逐渐回到给定值或给定值附近，系统将会达到一个新的平衡。在气动控制系统中，执行机构一般是气动薄膜调节阀或气动活塞式调节阀；在电动控制系统中，一般采用伺服电机。

在组成反馈控制系统中