一種適用于油輪貨油加溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，營(yíng)運(yùn)油輪的貨油加熱升溫和保溫主要通過手動(dòng)控制貨油加熱蒸汽供給閥的開度來實(shí)現(xiàn)。手動(dòng)加熱控溫系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，可減少建造過程的初投資，但會(huì)增加人工成本，并且易出現(xiàn)加熱不足或過度加熱等現(xiàn)象，影響卸貨的同時(shí)也增加加熱用燃料成本。為了解決上述問題，本文以構(gòu)建適用于油輪貨油加溫自動(dòng)控制的系統(tǒng)為目的，進(jìn)行了以下研究工作:
　　首先，建立用于研究貨油加溫自動(dòng)控制的試驗(yàn)臺(tái)。試驗(yàn)臺(tái)采用液壓驅(qū)動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥閥芯位移的方案來控制蒸汽調(diào)節(jié)閥閥芯開度。該方案

2、基于驅(qū)動(dòng)位移的液壓油流量與閥芯位移成正比的機(jī)理，通過控制三位四通比例電磁閥執(zhí)行電流和流量計(jì)反饋電流的偏差值，實(shí)現(xiàn)主甲板上蒸汽調(diào)節(jié)閥開度的遠(yuǎn)控。構(gòu)建基于NI PCI-8512/2通訊板卡的CANbus數(shù)據(jù)總線與下位機(jī)NDAM模塊相結(jié)合的數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、液位的數(shù)據(jù)采集與蒸汽調(diào)節(jié)閥閥位控制信號(hào)的輸出。
　　其次，進(jìn)行貨油加熱升溫、保溫的控溫策略分析。采用集總參數(shù)法，根據(jù)傳熱學(xué)理論，建立蒸汽調(diào)節(jié)閥開度與貨油溫度和加熱時(shí)間

3、之間的關(guān)系式。根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行貨油加熱控溫的策略分析和控溫流程設(shè)計(jì)。由LabVIEW軟件編寫貨油加熱升溫過程、保溫與卸油過程的控溫程序。程序中，貨油加熱升溫采取控制貨油加熱速率，對(duì)油溫采取開環(huán)控制，而在保溫與卸油時(shí)采用PID進(jìn)行油溫閉環(huán)控制。
　　最后，開展貨油加熱升溫、保溫以及卸油過程控溫試驗(yàn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析總結(jié)。選用FO180燃料油20℃時(shí)的密度0.9852kg/m3作為試驗(yàn)對(duì)象，油柜中貨油的平均溫度作為控制對(duì)象，設(shè)定

4、升溫總時(shí)間、目標(biāo)溫度、PID參數(shù)值后進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，主要結(jié)果如下:1）升溫過程采用控制油溫變化率的控溫試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，貨油加熱到目標(biāo)溫度所需實(shí)際時(shí)間與設(shè)定時(shí)間之間的相對(duì)誤差低于0.45％。通過加熱時(shí)間的不同設(shè)定可實(shí)現(xiàn)加熱升溫過程的可控升溫;2）保溫、卸油過程采用溫度PID控制方式，保溫過程油溫波動(dòng)幅度可控制在1℃以內(nèi)。總體上看，采用蒸汽調(diào)節(jié)閥液控方式和CANbus數(shù)據(jù)總線相結(jié)合的測(cè)控方式，基于LabVIEW編程，通過升溫過程控制油溫上升變化