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現。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，并且易出現加熱不足或過度加熱等現象，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，本文以構建適用于油輪貨油加溫自動控制的系統(tǒng)為目的，進行了以下研究工作:
　　首先，建立用于研究貨油加溫自動控制的試驗臺。試驗臺采用液壓驅動蒸汽調節(jié)閥閥芯位移的方案來控制蒸汽調節(jié)閥閥芯開度。該方案

2、基于驅動位移的液壓油流量與閥芯位移成正比的機理，通過控制三位四通比例電磁閥執(zhí)行電流和流量計反饋電流的偏差值，實現主甲板上蒸汽調節(jié)閥開度的遠控。構建基于NI PCI-8512/2通訊板卡的CANbus數據總線與下位機NDAM模塊相結合的數據輸入輸出系統(tǒng)，實現溫度、壓力、液位的數據采集與蒸汽調節(jié)閥閥位控制信號的輸出。
　　其次，進行貨油加熱升溫、保溫的控溫策略分析。采用集總參數法，根據傳熱學理論，建立蒸汽調節(jié)閥開度與貨油溫度和加熱時間

3、之間的關系式。根據所建立的數學模型進行貨油加熱控溫的策略分析和控溫流程設計。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，并進行數據分析總結。選用FO180燃料油20℃時的密度0.9852kg/m3作為試驗對象，油柜中貨油的平均溫度作為控制對象，設定

4、升溫總時間、目標溫度、PID參數值后進行對比試驗，主要結果如下:1）升溫過程采用控制油溫變化率的控溫試驗數據表明，貨油加熱到目標溫度所需實際時間與設定時間之間的相對誤差低于0.45％。通過加熱時間的不同設定可實現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?？傮w上看，采用蒸汽調節(jié)閥液控方式和CANbus數據總線相結合的測控方式，基于LabVIEW編程，通過升溫過程控制油溫上升變化