船舶辅锅炉点火时序控制系统的改进

黄成庆



船舶辅锅炉点火时序控制系统的改进

黄成庆

（厦门海洋职业技术学院，福建厦门361012)

介绍了新研制的广范围时间继电器，对船舶辅锅炉点火程序控制系统方面的改进和广范围时间继电器的使用功能及其优点。

船舶辅锅炉 广范围时间继电器 点火时序控制

0 引言

在船舶辅锅炉的点火程序控制电路中，原本需要6个时间继电器来先后完成点火程序的控制。即：点火前的预扫气延时、点火变压器通电延时、轻柴油阀通电延时、重柴油阀通电延时、重复点火延时、点火失败报警延时等六处。应用元件多，电路复杂，管理繁琐，电路故障多，船员工作量大，给机舱管理人员带来很大的麻烦。

在辅锅炉的点火程序控制电路中引入“广范围时间继电器”后，利用“广范围时间继电器”的上述优特点，可同时取代船舶辅锅炉的程序控制电路中所有时间继电器，精简了元件，变复杂电路为简单电路，电路维护简便，经济节能，电路工作安全可靠，大大减轻了船员的工作量，方便了轮机员的机舱管理。经过在实船上的应用证明，引入“广范围时间继电器”后，船舶辅锅炉的点火程序控制电路，其点火操作较以前方便、快捷且工作安全可靠。

1 广范围时间继电器的应用

“广范围时间继电器”在2002年福建省科技发明展上荣获省科研优秀奖；后由厦门市科委发明协会推选参加“全国科技发明展”获好评。“广范围时间继电器”可从1亳秒到60小时范围内任意整定延时动作时间，并可同时对多地点进行时序控制，而且定时精确度高，触点动作灵敏度高，可长时间工作，性能稳定，工作安全可靠。据我们在国内外船舶上工作多年，没有类似产品在船上的辅锅炉的程序控制电路上应用，经省科委检索无类似产品，属新产品。“广范围时间继电器”取代船舶辅锅炉的程序控制电路中所有时间继电器，精简了元件，变复杂电路为简单电路，电路维护简便，经济节能，电路工作安全可靠。具有如下特点：

1) 点火程序控制操作方法简便，安全可靠。

2)在任何状态下均可进行点火程序控制的调整，且对点火过程无影响。

3)调整时间短，整定好的参数值其精确度高且灵敏度最佳。

4)能适用于不允许有超调对象的场合，可广泛应用于各种时序控制对象。

船舶辅锅炉的自动点火时序控制过程：将开关置“自动”位置，鼓风机开始预扫气，广范围时间继电器1SJ通电工作，预扫气40秒后1SJ2、1SJ4和1SJ5触头闭合，燃油泵工作，同时点火变压器和燃油电磁阀通电点火燃烧，燃烧后光敏管动作，点火变压器断电，延时45秒后1SJ3断开，燃油风门自动调节器工作，延时47秒后1SJ1断开，辅锅炉经高压保护燃烧工作，自动点火时序控制过程结束。

在辅锅炉的点火程序控制电路中引入“广范围时间继电器”后，可同时取代船舶辅锅炉的程序控制电路中所有时间继电器，精简了元件，电路维护简便，经济节能，电路工作安全可靠，大大减轻了船员的工作量，方便了轮机员的机舱管理。经过在福建省华信船运公司下属的“新华兴6”号轮实船上的应用证明，引入“广范围时间继电器”后，船舶辅锅炉的点火程序控制电路，其点火操作较以前方便、快捷、灵敏度高、精确度高且工作安全可靠。

2 广范围时间继电器的控制

将图1(b)中含噪声的振动信号进行SVD,得出如图2所示的奇异值及奇异值差分谱曲线图.由图2可以确定,奇异值重构相空间的阶数为2.然后,在该相空间内将奇异值进行重构,得出降噪后的信号,如图3所示.从图3中可以看出，降噪后的信号与无噪声干扰的真实信号,其频率、幅值等基本相同.由此可见,采用SVD法对含有噪声的信号有很好的降噪效果.

广范围时间继电器在进行一般的点火时序控制时要进行过程监测，一旦发现调节不佳便开始整定动作。该判断的基准是以系统的点火状态来确定。当系统为正常状态即给定值不变和非正常状态即给定值有变化时的两种情况下分别有不同的基准。分别介绍如下：

前一种给定值不变时的正常状态：处于正常状态下的点火时序过程控制系统，若受到干扰或负载出现变化，往往会引起偏差增大或振荡。广范围时间继电器则进行偏差监测，并通过值峰值变化的现测进行振荡监测。其方法是首先检查输入到运算单元的偏差值，若超过整定的基准值，广范围时间继电器便开始自整定动作，进行偏差监测；然后检查峰值变化率及特性频率域，超过基准值便被认为是振荡状态，于是开始自整定动作，进行振荡监测。后一种有变化时的非正常状态：当给定值改变时，广范围时间继电器则监测上升响应和超调。其方法是：从整定算法计算的结果求取过程的滞后时间，再将给定值变更时的实际响应时间与计算的滞后时间进行比较，如果实际的响应时间成倍超过基准值便开始整定。而评价给定值变更时振荡特性的依据主要是检查超调量。实际是计算出超调相对于给定值变化幅值的比例，如果超过基准值便开始整定。

图2 船舶辅锅炉点火程序控制箱

若给定值变更时，其响应是良好的，则给定值变更时的检查也即结束，即不重新进行整定，直到下次改变一直属于正常状态的检查。由此可见，广范围时间继电器是以闭环方式，进行点火时序控制的同时又进行过程监测的方式，实行自整定动作的。为确保过程的安全，再根据各参数的上下极限值，检测出它们允许使用值和振荡的临界值，然后根据此值的容许范围，将比例带加大之后再开始起动点火时序控制，使其系统更安全可靠。

利用广范围时间继电器可以从1亳秒到60小时范围内任意整定延时动作时间，定时精确度高，触点动作灵敏，可长时间工作，性能稳定，工作安全可靠，并可同时对多地点进行时序控制等诸多功能。应用广范围时间继电器在“新华兴6号”轮的实船安装试运行，结果证明：“广范围时间继电器”引入船舶辅锅炉的点火时序控制电路后，取代了原点火控制电路中的多个时间继电器，精简了元件，变复杂电路为简单电路，电路维护简便，既降低了电路的造价又节约电能，而且定时精确度高，触点动作灵敏，大大提高了船舶辅锅炉的点火时序控制电路的安全可靠性。福建省华信船运公司专家鉴定组一致认为：“广范围时间继电器在船舶辅锅炉点火时序控制的应用”，该项技术具有较高的经济价值和推广应用价值。

3 结束语

船舶的辅助锅炉点火时序控制系统中，采用了广范围时间继电器后，对于辅锅炉的点火及炉温定值控制，其偏差可缩小到0．1％以下，实现了点火时序稳定的控制。由于广范围时间继电器采用了在调节器上附加自整定功能的结构设计，所以能优选出多种功能供船舶辅锅炉点火时序控制系统直接使用。因此，在整定可否的条件中，还可设定一些特殊的条件，扩大其应用范围。由此可见，广范围时间继电器具有较高的应用开发价值。

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[4] 陆道政等箸. 自动控制原理及设计[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 2003．

[5] 刘豹主编．现代控制理论[M]. 北京: 机械工业出版社, 2000.

Improvement of Ignition Timing Control System of Mauxiliary Boiler

Huang Chengqing

(Xiamen Ocean College, Xiamen 361012, Fujian, China)

U664 TP273.2

A

1003-4862（2015）02-0053-03

2014-09-03

黄成庆（1957-），男，实验师。研究方向：航海技术专业的教学与实训。