1.1. Система автоматического регулирования температуры масла в системе охлаждения циркуляционного масла главного дизеля

Объектом регулирования является система охлаждения циркуляционного масла главного дизеля.

Тепло от циркуляционного масла передается забортной воде в охладителе масла (Oil Cooler), где температура масла уменьшается от значенияTdoci на входе до значенияToo на выходе.

В системе охлаждения циркуляционного масла поддерживается постоянная температура масла на входе дизеля Tdoi.

Рис. 1.1.1 Панель системы охлаждения циркуляционного масла главного судового дизеля .

Тепло, выделяющееся в поршнях и трущихся элементах дизеля при его работе, отводится циркуляционным маслом. Количество тепла, передаваемого маслу в дизеле, определяется мощностью дизеля Pds.

Циркуляционное масло прокачивается насосом (Oil Circulating Pump).

Температура масла в дизеле повышается от значения Tdoiна входе до значенияTdot на выходе из циркуляционной цистерны.

Регулирование температуры масла производится посредством перепуска части забортной воды мимо охладителя с помощью трехходового поворотной заслонки (Three-way Valve).

Таблица 1.2.1

Характеристика системы охлаждения масла как объекта регулирования

Общее наименование	Наименование величины	Обозначение в тексте	Обозначение на рисунке
Регулируемая величина	Температура масла на входе дизеля	Tdoi	Tdoi
Регулирующее воздействие	Расход забортной воды	Gswc	Gswc
Нагрузка	Мощность дизеля	Pds	Pds

1.3. Динамическая схема системы охлаждения масла как объекта регулирования:

Рис. 1.3.1. Динамическая схема системы масла как ОР.

1.4 Назначение системы автоматического регулирования температуры масла в главном судовом дизеле и ее особенности:

Данная система регулирования предназначена для поддержания значения температуры масла на входе главного судового дизеля, с допустимым отклонением от заданного значения температуры.

Особенности системы регулирования:

1. Комбинированный принцип регулирования по нагрузке ОР и отклонению;

2. Последовательное корректирующее устройство;

3. Контур позиционирования (следящая система управления исполнительным механизмом);

4. Релейный усилитель с зонами нечувствительности и возврата;

5. Тип датчика регулируемой величины – инерционный;

6. Постоянная скорость перемещения исполнительного механизма;

7. Погрешность поддержания температуры масла вследствие зоны нечувствительности в усилителе.

1.5. Описание регулятора

Функциональная схема системы автоматического регулирования температуры масла на входе главного судового дизеля приведена на рис. 1.5.1:

Рис. 1.5.1 Функциональная схема системы автоматического регулирования температуры масла

1. ДТМ– датчик температуры масла (регулируемой величины), выходной сигнал которогоToos соответствует действительному значению регулируемой величиныTdi;

2. ЭС1– элемент сравнения, формирующий сигналeXотклонения регулируемой величины от заданного значения (eX = Tosp – Toos);

3. КУО– последовательное корректирующее устройство по отклонению, предназначенное для обеспечения требуемого качества работы САР (допустимого изменения регулируемой величины);

4. ДН– датчик мощности дизеля (нагрузки ОР), выходной сигнал которогоLt соответствует фактической мощностиPds;

5. КУН– корректирующее устройство по нагрузке;

6. С– сумматор, формирующий сигнал заданного положения ИМMspкак сумму выходных сигналов КУН и КУО(Msp = Msl + Msc);

7. ЭС2– элемент сравнения, формирующий сигнал отклонения положения ИМ от заданного(eM = Msp – Map);

8. КУП– последовательное корректирующее устройство позиционирования, предназначенное для обеспечения требуемого качества перемещения ИМ путем формирования ПИД закона регулирования;

9. У– усилитель, который повышает мощность входного сигналаUfдо уровняUao, необходимого для перемещения ИМ (и регулирующего органа регулятора) с требуемой скоростью;

10. ЭД– электродвигатель, частота вращения которогоFsmопределяется выходным сигналом усилителяUao;

11. РД– понижающий редуктор, преобразующий частоту вращения ЭДFsmв механическое перемещениеM;

12. ДП– датчик положения исполнительного механизма, выходной сигнал которогоMap соответствует фактическому положению ИМM;

13. РО– трехходовая поворотная заслонка, связанная механической передачей с РД и преобразующая перемещениеMв непосредственное регулирующее воздействие на ОР (расход забортной водыGswc).

В корректирующем устройстве по отклонению КУО использован ПИД закон регулирования, передаточная функция которого (последовательная модификация) имеет вид [1]:

Настроечные параметры КУО: k_pm,T_im, T_fm, T_dm. – выбираются из условия получения требумого качества всей системы регулирования.

В корректирующем устройстве по нагрузке применен пропорциональный закон и передаточная функция КУН:

Wкун(s) = k_plгде коэффициент пропорциональности k_нвыбирается так, чтобы выходной сигнал КУНMsl возможно точнее соответствовал нагрузке ОР – уровню мощности главного дизеля.

Корректирующее устройство позиционирования КУП в данном регуляторе отсутствует, что эквивалентно заданию его передаточной функции

Wкуп(s) = 1

Усилитель регулятора имеет релейную характеристику с зоной нечувствительности Dbи зоной возвратаDr, показанную на рис. 1.5.2:

Рис. 1.5.2 Характеристика релейного усилителя с зонами нечувствительности и возврата.

Электродвигатель и редуктор составляют единый механический блок - исполнительный механизм (ИМ).

Контур позиционирования исполнительного механизма образуют следующие элементы: - элемент сравнения ЭС2, - корректирующее устройство КУП, - усилитель У, - исполнительный механизм ИМ, - датчик положения исполнительного механизма ДП.

Контур позиционирования предназначен для перемещения ИМ таким образом, чтобы положение ИМ М с возможно меньшей погрешностью было равно сигналу заданного положения ИМMspна входе контура.