船舶輔鍋爐點(diǎn)火時(shí)序控制系統(tǒng)的改進(jìn)

黃成慶

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船舶輔鍋爐點(diǎn)火時(shí)序控制系統(tǒng)的改進(jìn)

黃成慶

（廈門(mén)海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建廈門(mén)361012)

介紹了新研制的廣范圍時(shí)間繼電器，對(duì)船舶輔鍋爐點(diǎn)火程序控制系統(tǒng)方面的改進(jìn)和廣范圍時(shí)間繼電器的使用功能及其優(yōu)點(diǎn)。

船舶輔鍋爐 廣范圍時(shí)間繼電器 點(diǎn)火時(shí)序控制

0 引言

在船舶輔鍋爐的點(diǎn)火程序控制電路中，原本需要6個(gè)時(shí)間繼電器來(lái)先后完成點(diǎn)火程序的控制。即：點(diǎn)火前的預(yù)掃氣延時(shí)、點(diǎn)火變壓器通電延時(shí)、輕柴油閥通電延時(shí)、重柴油閥通電延時(shí)、重復(fù)點(diǎn)火延時(shí)、點(diǎn)火失敗報(bào)警延時(shí)等六處。應(yīng)用元件多，電路復(fù)雜，管理繁瑣，電路故障多，船員工作量大，給機(jī)艙管理人員帶來(lái)很大的麻煩。

在輔鍋爐的點(diǎn)火程序控制電路中引入“廣范圍時(shí)間繼電器”后，利用“廣范圍時(shí)間繼電器”的上述優(yōu)特點(diǎn)，可同時(shí)取代船舶輔鍋爐的程序控制電路中所有時(shí)間繼電器，精簡(jiǎn)了元件，變復(fù)雜電路為簡(jiǎn)單電路，電路維護(hù)簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，電路工作安全可靠，大大減輕了船員的工作量，方便了輪機(jī)員的機(jī)艙管理。經(jīng)過(guò)在實(shí)船上的應(yīng)用證明，引入“廣范圍時(shí)間繼電器”后，船舶輔鍋爐的點(diǎn)火程序控制電路，其點(diǎn)火操作較以前方便、快捷且工作安全可靠。

1 廣范圍時(shí)間繼電器的應(yīng)用

“廣范圍時(shí)間繼電器”在2002年福建省科技發(fā)明展上榮獲省科研優(yōu)秀獎(jiǎng)；后由廈門(mén)市科委發(fā)明協(xié)會(huì)推選參加“全國(guó)科技發(fā)明展”獲好評(píng)?！皬V范圍時(shí)間繼電器”可從1亳秒到60小時(shí)范圍內(nèi)任意整定延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，并可同時(shí)對(duì)多地點(diǎn)進(jìn)行時(shí)序控制，而且定時(shí)精確度高，觸點(diǎn)動(dòng)作靈敏度高，可長(zhǎng)時(shí)間工作，性能穩(wěn)定，工作安全可靠。據(jù)我們?cè)趪?guó)內(nèi)外船舶上工作多年，沒(méi)有類(lèi)似產(chǎn)品在船上的輔鍋爐的程序控制電路上應(yīng)用，經(jīng)省科委檢索無(wú)類(lèi)似產(chǎn)品，屬新產(chǎn)品。“廣范圍時(shí)間繼電器”取代船舶輔鍋爐的程序控制電路中所有時(shí)間繼電器，精簡(jiǎn)了元件，變復(fù)雜電路為簡(jiǎn)單電路，電路維護(hù)簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，電路工作安全可靠。具有如下特點(diǎn)：

1) 點(diǎn)火程序控制操作方法簡(jiǎn)便，安全可靠。

2)在任何狀態(tài)下均可進(jìn)行點(diǎn)火程序控制的調(diào)整，且對(duì)點(diǎn)火過(guò)程無(wú)影響。

3)調(diào)整時(shí)間短，整定好的參數(shù)值其精確度高且靈敏度最佳。

4)能適用于不允許有超調(diào)對(duì)象的場(chǎng)合，可廣泛應(yīng)用于各種時(shí)序控制對(duì)象。

船舶輔鍋爐的自動(dòng)點(diǎn)火時(shí)序控制過(guò)程：將開(kāi)關(guān)置“自動(dòng)”位置，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)始預(yù)掃氣，廣范圍時(shí)間繼電器1SJ通電工作，預(yù)掃氣40秒后1SJ2、1SJ4和1SJ5觸頭閉合，燃油泵工作，同時(shí)點(diǎn)火變壓器和燃油電磁閥通電點(diǎn)火燃燒，燃燒后光敏管動(dòng)作，點(diǎn)火變壓器斷電，延時(shí)45秒后1SJ3斷開(kāi)，燃油風(fēng)門(mén)自動(dòng)調(diào)節(jié)器工作，延時(shí)47秒后1SJ1斷開(kāi)，輔鍋爐經(jīng)高壓保護(hù)燃燒工作，自動(dòng)點(diǎn)火時(shí)序控制過(guò)程結(jié)束。

在輔鍋爐的點(diǎn)火程序控制電路中引入“廣范圍時(shí)間繼電器”后，可同時(shí)取代船舶輔鍋爐的程序控制電路中所有時(shí)間繼電器，精簡(jiǎn)了元件，電路維護(hù)簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，電路工作安全可靠，大大減輕了船員的工作量，方便了輪機(jī)員的機(jī)艙管理。經(jīng)過(guò)在福建省華信船運(yùn)公司下屬的“新華興6”號(hào)輪實(shí)船上的應(yīng)用證明，引入“廣范圍時(shí)間繼電器”后，船舶輔鍋爐的點(diǎn)火程序控制電路，其點(diǎn)火操作較以前方便、快捷、靈敏度高、精確度高且工作安全可靠。

2 廣范圍時(shí)間繼電器的控制

將圖1(b)中含噪聲的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行SVD,得出如圖2所示的奇異值及奇異值差分譜曲線(xiàn)圖.由圖2可以確定,奇異值重構(gòu)相空間的階數(shù)為2.然后,在該相空間內(nèi)將奇異值進(jìn)行重構(gòu),得出降噪后的信號(hào),如圖3所示.從圖3中可以看出，降噪后的信號(hào)與無(wú)噪聲干擾的真實(shí)信號(hào),其頻率、幅值等基本相同.由此可見(jiàn),采用SVD法對(duì)含有噪聲的信號(hào)有很好的降噪效果.

廣范圍時(shí)間繼電器在進(jìn)行一般的點(diǎn)火時(shí)序控制時(shí)要進(jìn)行過(guò)程監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)不佳便開(kāi)始整定動(dòng)作。該判斷的基準(zhǔn)是以系統(tǒng)的點(diǎn)火狀態(tài)來(lái)確定。當(dāng)系統(tǒng)為正常狀態(tài)即給定值不變和非正常狀態(tài)即給定值有變化時(shí)的兩種情況下分別有不同的基準(zhǔn)。分別介紹如下：

前一種給定值不變時(shí)的正常狀態(tài)：處于正常狀態(tài)下的點(diǎn)火時(shí)序過(guò)程控制系統(tǒng)，若受到干擾或負(fù)載出現(xiàn)變化，往往會(huì)引起偏差增大或振蕩。廣范圍時(shí)間繼電器則進(jìn)行偏差監(jiān)測(cè)，并通過(guò)值峰值變化的現(xiàn)測(cè)進(jìn)行振蕩監(jiān)測(cè)。其方法是首先檢查輸入到運(yùn)算單元的偏差值，若超過(guò)整定的基準(zhǔn)值，廣范圍時(shí)間繼電器便開(kāi)始自整定動(dòng)作，進(jìn)行偏差監(jiān)測(cè)；然后檢查峰值變化率及特性頻率域，超過(guò)基準(zhǔn)值便被認(rèn)為是振蕩狀態(tài)，于是開(kāi)始自整定動(dòng)作，進(jìn)行振蕩監(jiān)測(cè)。后一種有變化時(shí)的非正常狀態(tài)：當(dāng)給定值改變時(shí)，廣范圍時(shí)間繼電器則監(jiān)測(cè)上升響應(yīng)和超調(diào)。其方法是：從整定算法計(jì)算的結(jié)果求取過(guò)程的滯后時(shí)間，再將給定值變更時(shí)的實(shí)際響應(yīng)時(shí)間與計(jì)算的滯后時(shí)間進(jìn)行比較，如果實(shí)際的響應(yīng)時(shí)間成倍超過(guò)基準(zhǔn)值便開(kāi)始整定。而評(píng)價(jià)給定值變更時(shí)振蕩特性的依據(jù)主要是檢查超調(diào)量。實(shí)際是計(jì)算出超調(diào)相對(duì)于給定值變化幅值的比例，如果超過(guò)基準(zhǔn)值便開(kāi)始整定。

圖2 船舶輔鍋爐點(diǎn)火程序控制箱

若給定值變更時(shí)，其響應(yīng)是良好的，則給定值變更時(shí)的檢查也即結(jié)束，即不重新進(jìn)行整定，直到下次改變一直屬于正常狀態(tài)的檢查。由此可見(jiàn)，廣范圍時(shí)間繼電器是以閉環(huán)方式，進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)序控制的同時(shí)又進(jìn)行過(guò)程監(jiān)測(cè)的方式，實(shí)行自整定動(dòng)作的。為確保過(guò)程的安全，再根據(jù)各參數(shù)的上下極限值，檢測(cè)出它們?cè)试S使用值和振蕩的臨界值，然后根據(jù)此值的容許范圍，將比例帶加大之后再開(kāi)始起動(dòng)點(diǎn)火時(shí)序控制，使其系統(tǒng)更安全可靠。

利用廣范圍時(shí)間繼電器可以從1亳秒到60小時(shí)范圍內(nèi)任意整定延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，定時(shí)精確度高，觸點(diǎn)動(dòng)作靈敏，可長(zhǎng)時(shí)間工作，性能穩(wěn)定，工作安全可靠，并可同時(shí)對(duì)多地點(diǎn)進(jìn)行時(shí)序控制等諸多功能。應(yīng)用廣范圍時(shí)間繼電器在“新華興6號(hào)”輪的實(shí)船安裝試運(yùn)行，結(jié)果證明：“廣范圍時(shí)間繼電器”引入船舶輔鍋爐的點(diǎn)火時(shí)序控制電路后，取代了原點(diǎn)火控制電路中的多個(gè)時(shí)間繼電器，精簡(jiǎn)了元件，變復(fù)雜電路為簡(jiǎn)單電路，電路維護(hù)簡(jiǎn)便，既降低了電路的造價(jià)又節(jié)約電能，而且定時(shí)精確度高，觸點(diǎn)動(dòng)作靈敏，大大提高了船舶輔鍋爐的點(diǎn)火時(shí)序控制電路的安全可靠性。福建省華信船運(yùn)公司專(zhuān)家鑒定組一致認(rèn)為：“廣范圍時(shí)間繼電器在船舶輔鍋爐點(diǎn)火時(shí)序控制的應(yīng)用”，該項(xiàng)技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和推廣應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

船舶的輔助鍋爐點(diǎn)火時(shí)序控制系統(tǒng)中，采用了廣范圍時(shí)間繼電器后，對(duì)于輔鍋爐的點(diǎn)火及爐溫定值控制，其偏差可縮小到0．1％以下，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火時(shí)序穩(wěn)定的控制。由于廣范圍時(shí)間繼電器采用了在調(diào)節(jié)器上附加自整定功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以能優(yōu)選出多種功能供船舶輔鍋爐點(diǎn)火時(shí)序控制系統(tǒng)直接使用。因此，在整定可否的條件中，還可設(shè)定一些特殊的條件，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。由此可見(jiàn)，廣范圍時(shí)間繼電器具有較高的應(yīng)用開(kāi)發(fā)價(jià)值。

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[2] 中國(guó)港務(wù)監(jiān)督局海船海員適任考試和評(píng)估大綱[M] 大連: 大連海事大學(xué)出版社, 2010.

[3] 馬明建等編著. 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)[M]. 西安: 交通大學(xué)出版社, 2006.

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[5] 劉豹主編．現(xiàn)代控制理論[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.

Improvement of Ignition Timing Control System of Mauxiliary Boiler

Huang Chengqing

(Xiamen Ocean College, Xiamen 361012, Fujian, China)

U664 TP273.2

A

1003-4862（2015）02-0053-03

2014-09-03

黃成慶（1957-），男，實(shí)驗(yàn)師。研究方向：航海技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。