船舶電動控制儀表實訓裝置

一、概述：

船舶電動控制儀表實訓裝置是針對自動化、輪機自動化專業的實訓教學特點，使用經典PID控制算法實現對過程控制中的液位、壓力及流量等幾大熱工參數閉環、連續的控制。該設備能滿足輪機自動化、檢測及變換技術、過程控制、以及《自動控制理論》等課程的實訓教學。通過該實訓裝置的使用和學習，學生能夠認識和使用電動檢測儀表、調節器，掌握過程控制中P、I、D參數的調節規律以及整定方法。
二、船舶電動控制儀表實訓裝置組成：

臺內放置電動差壓變送器實驗模塊、氣動PID控制器模塊 溫度傳感器實驗模塊、溫度調節器實驗模塊、顯示儀表實驗模塊；臺上提供電源（220VAC，24VDC）、氣源（0.14MPa）、電壓表(0～30VDC)、電流表(0～30mA)；配相應的指示燈和插座。臺面設置供電開關需帶漏電保護。

冷卻水溫度自動控制系統：含低溫系統和高溫系統，并可連接或單獨使用。
三、技術指標：
1） 儀表實驗臺

鋼質、臺面不小于1500×700mm，后側置高于臺面300mm左右的斜面，便于布置各種輔助儀表等設備,包括0～0.1MPa壓力表，4～20mA電流表，0.7MPa的氣源壓力表，24VDC100W模塊。臺內置模塊的抽屜，方便替換和放置。4個腳安裝帶制動的萬向滑輪，便于實驗臺移動。

供電需要配一個帶漏電保護的斷路器，配三眼220V插座2個，電源指示燈1個，氣源需要另配一個帶氣瓶的小空壓機，供氣壓力在0.6MPa以上，輸出壓力可調。

每個實驗臺配所需工具一套和萬用表。
2）電動差壓變送器實驗模塊
（1）配電容式電動差壓變送器（檢測量程0.3MPa）1個，帶不銹鋼三閥組，另配帶壓力表的減壓閥2個，其壓力可調范圍為0.3MPa，自帶的壓力顯示表精度在1級以上，結構如圖所示。
（2）提供成套管路及快速接頭，現場動手安裝。配套數為實際使用的2倍。
（3）輸出信號線提供，現場接到電流表引出臺面電流表的接線柱上。
3）溫度傳感器實驗模塊
（1）配溫度傳感器實驗模塊，自帶加熱器（加熱器功率小于500W）、溫度顯示、溫度控制、熱敏電阻、船用結構形式的PT100和熱電偶，模塊結構如圖所示。
（2）提供實驗接線，現場接到傳感器實驗模塊對應位置上，配套的接線數為實際使用的2倍以上。
4）溫度調節器模塊
（1）配溫度調節器模塊，自帶加熱器、溫度顯示、溫度控制、船用PT100和熱電偶。調節器外形面板為96×96，輸出兩種信號，一種為開關量輸出，有兩個，一個為加熱觸點信號給加熱器，加熱器功率小于500W，一個是風扇冷卻，帶24V小軸流風扇；另一種是4～20mA模擬量信號，用于給加熱溫控閥，溫控閥的開度有相關的顯示輸出，大致結構如圖所示。
（2）提供實驗接線，現場接到傳感器實驗模塊對應位置上，供應的配套接線數為實際使用的2倍以上。
5）顯示儀表實驗模塊
（1）溫度和壓力顯示儀表各1個，配溫度可受（0～100℃）控的熱源，配減壓閥以提供氣壓源（0～0.6MPa），另配自帶壓力傳感器的智能顯示儀表1個。
（3）提供實驗接線，現場接到傳感器實驗模塊對應位置上，配套的接線數為實際使用的2倍以上。
6）冷卻水溫度自動控制系統

由低溫冷卻水和高溫冷卻水兩個系統組成，兩個系統單獨做成一個可移動的模塊單元中，兩個系統可以連接在一起構成一套完整的船舶冷卻水溫度控制系統，也可以拆開連接，單獨接入冷卻水實現溫度控制，系統結構如圖所示。其中冷卻器建議使用主流的板式冷卻器。
（1）底座：2.5mm厚鋼質立板3000×2500mm，下部帶200mm高4個支腳，每個支腳帶能承重的鋼質帶制動的萬向輪。
（6）操作面板與實船接近，所有的操作和信號除本系統使用外，并需要向信號采集裝置（或PLC）提供。（操作面板采用12寸觸摸屏，主界面模擬Alfa Laval操作面板.
7）輸入電壓：單相三線～220V±10%  50Hz
8）工作環境：環境溫度范圍為-5℃～+40℃  相對濕度＜85%（25℃）
9）整機功耗：＜1.5kVA
四、自動化儀表實驗主要功能
1）差壓變送器的氣源、電源、壓力表、電流表、差壓檢測管路和相關閥件配套完整，可以進行氣路和電路的連接操作，可以進行三通閥組的操作，可以進行零點、量程的調節和遷移的操作，可以設置漏氣、堵氣、電纜開路或短路等故障設置。
2）溫度傳感器均為帶外殼封裝，適宜船舶管系中安裝，通過加熱源定溫加熱，溫度傳感器輸出變化信號給溫度信號調理單元，并轉換為4～20mA信號輸出，信號調理單元和加熱溫度自動控制單元可以做在一起，有相關的教學儀器供選擇。傳感器回路斷線、短路以及絕緣故障可以模擬設置。
3）調節器模塊需要前述的差壓變送器、溫度傳感器做為信號檢測，可以按照控制要求進行輸入信號、輸出信號、報警信號及電源的連接，一路輸出加熱觸點給220V的加熱回路，一路輸出4～20mA給溫控閥。數字智能調節器自帶給定設定、參數設定和相關參數顯示，通過對比信號檢測與設定、調節規律，觀察分析調節器的輸出結果，并據此可以判定調節效果和計算出調節參數。另外，可以設置傳感器、加熱器的故障，來分析故障原因和處理方法。
4）顯示儀表模塊要能模擬傳感器故障的顯示，便于觀察實際參數和顯示值，以利于分析和判斷故障，能夠進行必要的顯示功能選擇設置。
5）冷卻水溫度自動調節系統是獨立成套的自動化系統，除模擬低溫淡水、高溫淡水溫度自動調節控制外，還需要便于觀察到整個系統的各環節的壓力、溫度、三通閥的閥門開度、手動閥門的開關狀態等。溫度調節能夠實現自動和手動兩種控制方式調節。另外需要通過設置管路堵塞、管路錯通、管路漏、傳感器線路開路、短路、執行閥件卡等故障，并通過觀察與分析找到故障原因并排除。