1、4-2 NAKAKIT型燃油粘度自動控制系統n常用的粘度控制系統有常用的粘度控制系統有 VAF型型 NAKAKITA型型 VISCOCHIEF型型n一、系統的組成及功能一、系統的組成及功能n1 1、系統的組成系統的組成n （1）粘度定值控制系統粘度定值控制系統 測粘計、雙杠桿差壓變送器、測粘計、雙杠桿差壓變送器、NAKAKITANAKAKITA型型反作用式反作用式PIDPID調節器、氣關式蒸汽調節閥、蒸調節器、氣關式蒸汽調節閥、蒸汽加熱器。汽加熱器。 1 1、系統的組成系統的組成（續）（續）n（2 2）溫度程序控制系統）溫度程序控制系統 溫度變送器、正作用式溫度變送器、正作用式PIDPID溫度

2、程序調溫度程序調節器、氣關式蒸汽調節閥、節器、氣關式蒸汽調節閥、蒸汽加熱器蒸汽加熱器。n（3 3）輕油重油轉換裝置（三通電磁閥）輕油重油轉換裝置（三通電磁閥和三通活塞閥）和三通活塞閥）n（4 4）溫度粘度控制選擇閥）溫度粘度控制選擇閥 （選大輸出）（選大輸出）n（5 5）控制電路）控制電路2 2、系統的主要功能系統的主要功能n（1）粘度定值控制）粘度定值控制 n（2）溫度程序控制）溫度程序控制n（3）輕油）輕油/重油自動轉換重油自動轉換n（4）溫度）溫度/粘度控制自動切換粘度控制自動切換 二、二、測粘計測粘計n將燃油粘度成比例地轉換成毛細管前后將燃油粘度成比例地轉換成毛細管前后的壓差信號，并送

3、到差壓變送器。的壓差信號，并送到差壓變送器。n 差壓變送器差壓變送器 測粘計測粘計 三、三、NAKATITA型反作用式型反作用式PID調節器調節器n作用：作用：接收差壓變送器的信號，經接收差壓變送器的信號，經PIDPID運算后，運算后，輸出至氣關式調節閥。輸出至氣關式調節閥。n工作原理：工作原理：位移平衡。位移平衡。n 當燃油粘度的測量值與給定值相等時，當燃油粘度的測量值與給定值相等時，調節器處于平衡狀態，黑色測量指針與紅色調節器處于平衡狀態，黑色測量指針與紅色給定指針重合。比例波紋管，積分波紋管，給定指針重合。比例波紋管，積分波紋管，微分氣室及積分氣室的壓力都相等，并等于微分氣室及積分氣室的

4、壓力都相等，并等于調節器的輸出壓力調節器的輸出壓力。 假設粘度測量值大于給定值，則差壓變送器輸出假設粘度測量值大于給定值，則差壓變送器輸出增大，經控制板進入彈簧管，增大，經控制板進入彈簧管，彈簧管因壓力增大而膨彈簧管因壓力增大而膨脹脹，通過四連桿機構，一方面使黑色測量指針向指示，通過四連桿機構，一方面使黑色測量指針向指示粘度增大的方向轉動，另一方面使粘度增大的方向轉動，另一方面使OOOO桿以桿以O O為支點為支點順時針轉動，使順時針轉動，使擋板離開噴嘴擋板離開噴嘴，噴嘴背壓降低，經功，噴嘴背壓降低，經功率放大器后使調節器的率放大器后使調節器的輸出壓力降低輸出壓力降低( (反作用式調節反作用式調

5、節器器) )。這個降低的輸出信號分這個降低的輸出信號分4 4路。路。 一路去氣關式蒸汽調節閥，開大調節閥使燃油粘一路去氣關式蒸汽調節閥，開大調節閥使燃油粘度降低。度降低。 其余三路經反饋環節，實現其余三路經反饋環節，實現PIDPID控制作用。調節控制作用。調節器的反饋環節由器的反饋環節由比例波紋管、微分氣室、微分閥、積比例波紋管、微分氣室、微分閥、積分氣室、積分閥和積分波紋管等組成。分氣室、積分閥和積分波紋管等組成。 比例微分作用比例微分作用 調節器輸出的氣壓信號首先進入微分波紋管，由調節器輸出的氣壓信號首先進入微分波紋管，由于波紋管內壓力小于微分氣室的壓力，微分波紋管收于波紋管內壓力小于微分

6、氣室的壓力，微分波紋管收縮，使微分氣室和比例波紋管內的壓力瞬間減小，這縮，使微分氣室和比例波紋管內的壓力瞬間減小，這時比例桿以傳動桿時比例桿以傳動桿B點為支點略有下移，使擋板略微點為支點略有下移，使擋板略微靠近噴嘴，這一負反饋作用很弱，所以輸出壓力還是靠近噴嘴，這一負反饋作用很弱，所以輸出壓力還是大大降低，構成調節器的比例微分輸出。大大降低，構成調節器的比例微分輸出。 隨著時間的增加，微分氣室和比例波紋管不斷經隨著時間的增加，微分氣室和比例波紋管不斷經微分閥放氣，使比例波紋管內壓力不斷減小，負反饋微分閥放氣，使比例波紋管內壓力不斷減小，負反饋不斷加強，擋板又逐漸靠近噴嘴，調節器的輸出壓力不斷加

7、強，擋板又逐漸靠近噴嘴，調節器的輸出壓力不斷上升，這就是微分調節作用的消失過程。不斷上升，這就是微分調節作用的消失過程。 當測量信號使擋板離開噴嘴的位移量與負反饋信當測量信號使擋板離開噴嘴的位移量與負反饋信號使擋板靠近噴嘴的位移量相平衡時，微分作用便消號使擋板靠近噴嘴的位移量相平衡時，微分作用便消失在比例輸出上。失在比例輸出上。 積分作用的形成積分作用的形成n積分作用是通過節流盲室的正反饋實現的。積分作用是通過節流盲室的正反饋實現的。n調節器輸出的氣壓信號經微分氣室放氣的同時，調節器輸出的氣壓信號經微分氣室放氣的同時，積分氣室經積分閥放氣，使積分波紋管內壓力積分氣室經積分閥放氣，使積分波紋管內

8、壓力不斷減小，擋板離開噴嘴，調節器輸出壓力又不斷減小，擋板離開噴嘴，調節器輸出壓力又逐漸減小，這一附加的正反饋作用是用來消除逐漸減小，這一附加的正反饋作用是用來消除靜態偏差的。靜態偏差的。n當燃油粘度的測量值與給定值相等時，調節器當燃油粘度的測量值與給定值相等時，調節器又重新處于平衡狀態，噴嘴與擋板之間的開度又重新處于平衡狀態，噴嘴與擋板之間的開度不再變化，調節器的輸出壓力穩定在某一數值不再變化，調節器的輸出壓力穩定在某一數值上，測量指針與給定指針又相重合。上，測量指針與給定指針又相重合。 調節器參數的調整調節器參數的調整n(1)(1)比例帶比例帶PBPB的調整的調整 比例帶調整盤是個偏心機構

9、，轉動比例帶比例帶調整盤是個偏心機構，轉動比例帶盤可平行地改變噴嘴相對于擋板的位置。這樣，盤可平行地改變噴嘴相對于擋板的位置。這樣，擋板轉動相同的角度，擋板與噴嘴之間的開度變擋板轉動相同的角度，擋板與噴嘴之間的開度變化量不同，比例帶就不同。化量不同，比例帶就不同。 n轉動比例帶調整盤，平行移動噴嘴擋板機構，改轉動比例帶調整盤，平行移動噴嘴擋板機構，改變比例帶（上移變比例帶（上移PBPB減少，下移減少，下移PBPB增大）。增大）。 調節器參數的調整調節器參數的調整n(2)(2)積分時間積分時間TiTi的調整的調整 開大積分閥，開大積分閥，TiTi減小。減小。 n(3)(3)微分時間微分時間TdT

10、d的調整的調整 關小微分閥，關小微分閥，TdTd增加。增加。 n(4)(4)給定值的調整給定值的調整 順時針轉動給定值旋鈕，可增大給定值順時針轉動給定值旋鈕，可增大給定值（相當于給定值不變、測量值減?。?。（相當于給定值不變、測量值減?。?。 四、溫度程序調節器四、溫度程序調節器n 組成：組成： 正作用式正作用式PID調節器調節器+溫度程序設定裝置溫度程序設定裝置n 作用：作用： 以預先設定的速度增加（或減少）燃以預先設定的速度增加（或減少）燃油溫度給定值油溫度給定值TS，并按，并按PID調節規律使實調節規律使實際燃油溫度際燃油溫度T跟蹤跟蹤TS變化。變化。四、溫度程序調節器（續）四、溫度程序調節

11、器（續）n（1）TL、TH的設定的設定 調節上、下限溫度設定器的位置。調節上、下限溫度設定器的位置。 當當T= TL時，時，LLS和和ULS均在左方；均在左方； 當當T= TH時，時，LLS和和ULS均在右方。均在右方。n（2）TM的設定的設定 改變調整凸輪的位置。改變調整凸輪的位置。n（3）溫度給定值上升速度的設定）溫度給定值上升速度的設定 SM1：1.5/分鐘；分鐘；SM2：2.5/分鐘。分鐘。 正轉加溫，反轉減溫。正轉加溫，反轉減溫。檔位檔位SM1轉動方向轉動方向SM2轉動方向轉動方向溫度給定值上升速率溫度給定值上升速率（min）0停轉停轉停轉停轉0（溫度定值控制）（溫度定值控制）1反轉

12、反轉正轉正轉12正轉正轉停轉停轉1.53停轉停轉正轉正轉2.55正轉正轉正轉正轉4五、三通電磁閥和三通活塞閥五、三通電磁閥和三通活塞閥三通電磁閥和三通活塞閥（續）三通電磁閥和三通活塞閥（續）nT TT TM M，SV1SV1有電、有電、SV2SV2失電，三通電磁閥工作失電，三通電磁閥工作在下位，三通活塞閥工作在上位（在下位，三通活塞閥工作在上位（A A、C C相通），相通），輕油進入系統。輕油進入系統。nT TT TM M，SV2SV2有電、有電、SV1SV1失電，三通電磁閥工作失電，三通電磁閥工作在上位，三通活塞閥工作在下位（在上位，三通活塞閥工作在下位（A A、B B相通），相通），重油進

13、入系統。重油進入系統。nSV1SV1、SV2SV2不能同時通電，但能同時斷電（保持不能同時通電，但能同時斷電（保持原來閥位）。原來閥位）。nSV1SV1、SV2SV2分別受繼電器分別受繼電器MV1SMV1S、MV10MV10控制?？刂啤Ａ?、控制電路六、控制電路n（一）投入運行（一）投入運行n準備工作準備工作n（1 1）接通電源；）接通電源；n（2 2）選擇燃油程序加溫速率（如檔位）選擇燃油程序加溫速率（如檔位 “ “1”1/1”1/分鐘）；分鐘）；n（3 3）將）將“D/H”D/H”開關扳至開關扳至“H”H”位置。位置。 投入運行后的工作過程投入運行后的工作過程n（1 1）T TL LT TT

14、 TM M（DODO程序加溫）程序加溫） RHRH有電，測粘計、差壓變送器、粘度指示儀有電，測粘計、差壓變送器、粘度指示儀和粘度記錄儀投入工作，但粘度調節器因氣源未和粘度記錄儀投入工作，但粘度調節器因氣源未接通故不工作。接通故不工作。n（2 2）T TM MTTT TH H（DODOHFOHFO，HFOHFO程序加溫）程序加溫） 油溫上升至油溫上升至T TM M時，時，MV10MV10有電、有電、MV1SMV1S失電，使失電，使得三通電磁閥工作在上位，三通活塞閥工作在下得三通電磁閥工作在上位，三通活塞閥工作在下位，進行輕油位，進行輕油重油轉換。重油轉換。 101020S20S后，后，TL-2T

15、L-2延時結束。若轉換成功，延時結束。若轉換成功，重油進入系統并繼續進行程序加溫。重油進入系統并繼續進行程序加溫。n若轉換失敗，三通活塞閥的限位開關觸點若轉換失敗，三通活塞閥的限位開關觸點HLHL仍停留在仍停留在1 1、2 2位置上，不能合到位置上，不能合到3 3、4 4位位置上，置上，繼電器繼電器AX2AX2有電，有電，進而使進而使RHRH斷電，停斷電，停止加溫。止加溫。n此時，此時，系統進行輕油中間溫度定值控制并系統進行輕油中間溫度定值控制并發出聲光報警。發出聲光報警。nAX2AX2被稱為被稱為“故障繼電器故障繼電器”。投入運行后的工作過程（續）投入運行后的工作過程（續）n（3 3）T T

16、T TH H（延時后轉入粘度定值控制）（延時后轉入粘度定值控制） 油溫上升至油溫上升至T TH H，ULSULS切換到右方，加溫切換到右方，加溫繼電器繼電器RHRH斷電，程序加溫結束，系統進行斷電，程序加溫結束，系統進行重油上限溫度定值控制。重油上限溫度定值控制。 經定時器經定時器T T1 1延時（延時（0 06060）分鐘后，）分鐘后，MV20MV20有電、有電、MV2SMV2S失電，接通粘度調節器的失電，接通粘度調節器的氣源，系統轉入粘度定值控制。氣源，系統轉入粘度定值控制。 定時器定時器T T1 1延時的作用是什么？延時的作用是什么？（二）退出運行（二）退出運行n操作操作 （1 1）將）

17、將“D/H”D/H”開關扳至開關扳至“D”D”位置；位置； （2 2）待油溫降至下限溫度時，切斷電源。）待油溫降至下限溫度時，切斷電源。n系統運行過程系統運行過程n （1）TMTTH（HFO程序降溫）程序降溫） MV20MV20失電、失電、MV2SMV2S有電，粘度調節器氣源有電，粘度調節器氣源被切斷。被切斷。RLRL有電，有電，SM1SM1、SM2SM2以與原來相反的以與原來相反的方向轉動，系統進行重油程序降溫。方向轉動，系統進行重油程序降溫。n（2）TMTTL （HFODO，DO程序降溫）程序降溫） 油溫下降至油溫下降至TM時，時，MV10失電、失電、MV1S有電，使有電，使得三通電磁閥工

18、作在下位，三通活塞閥工作在上位，得三通電磁閥工作在下位，三通活塞閥工作在上位，進行重油進行重油輕油轉換。輕油轉換。 1020S后，后，TL-1延時結束。若轉換成功，輕延時結束。若轉換成功，輕油進入系統并繼續進行程序降溫；若轉換失敗，繼油進入系統并繼續進行程序降溫；若轉換失敗，繼電器電器AX2有電，進行重油中間溫度定值控制并發出有電，進行重油中間溫度定值控制并發出聲光報警。聲光報警。n （3）TTL （系統停止工作）（系統停止工作） 油溫下降至油溫下降至TL時，時，RL斷電，程序降溫結束。斷電，程序降溫結束。AX3有電，測粘計和粘度記錄儀退出運行，此時可有電，測粘計和粘度記錄儀退出運行，此時可切斷電源。切斷電源。典型故障分析典型故障分析n（1）