一種適用于油輪貨油加溫自動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，營運(yùn)油輪的貨油加熱升溫和保溫主要通過手動控制貨油加熱蒸汽供給閥的開度來實(shí)現(xiàn)。手動加熱控溫系統(tǒng)相對簡單，可減少建造過程的初投資，但會增加人工成本，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控制的試驗(yàn)臺。試驗(yàn)臺采用液壓驅(qū)動蒸汽調(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，對油溫采取開環(huán)控制，而在保溫與卸油時采用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℃時的密度0.9852kg/m3作為試驗(yàn)對象，油柜中貨油的平均溫度作為控制對象，設(shè)定

4、升溫總時間、目標(biāo)溫度、PID參數(shù)值后進(jìn)行對比試驗(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)際時間與設(shè)定時間之間的相對誤差低于0.45％。通過加熱時間的不同設(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，保溫過程油溫波動幅度可控制在1℃以內(nèi)?？傮w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)合的測控方式，基于LabVIEW編程，通過升溫過程控制油溫上升變化