DBCBK-22 船舶自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)臺(tái)
本船舶自動(dòng)化儀表綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)將依據(jù)中國船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》的要求，結(jié)合現(xiàn)代船舶自動(dòng)化的發(fā)展，針對(duì)船舶電氣與自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)評(píng)估的需要進(jìn)行專門設(shè)計(jì)與開發(fā)而成。
1.組成
船舶自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括儀表試驗(yàn)臺(tái)和冷卻水溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。
構(gòu)建的儀表實(shí)驗(yàn)臺(tái)：臺(tái)內(nèi)放置電動(dòng)差壓變送器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、溫度調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、顯示儀表實(shí)驗(yàn)?zāi)K；臺(tái)上提供電源（220VAC，24VDC）、氣源（0.14MPa）、電壓表(0～30VDC)、電流表(0～30mA)；配相應(yīng)的指示燈和插座。臺(tái)面設(shè)置供電開關(guān)需帶漏電保護(hù)。
冷卻水溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)：含低溫系統(tǒng)和高溫系統(tǒng)，并可連接或單獨(dú)使用。
1)主要技術(shù)參數(shù)
1） 儀表實(shí)驗(yàn)臺(tái)
鋼質(zhì)、臺(tái)面不小于1500×700mm，后側(cè)置高于臺(tái)面300mm左右的斜面，便于布置各種輔助儀表等設(shè)備,包括0～0.1MPa壓力表，4～20mA電流表，0.7MPa的氣源壓力表，24VDC100W模塊。臺(tái)內(nèi)置模塊的抽屜，方便替換和放置。4個(gè)腳安裝帶制動(dòng)的萬向滑輪，便于實(shí)驗(yàn)臺(tái)移動(dòng)。
供電需要配一個(gè)帶漏電保護(hù)的斷路器，配三眼220V插座2個(gè)，電源指示燈1個(gè)，氣源需要另配一個(gè)帶氣瓶的小空壓機(jī)，供氣壓力在0.6MPa以上，輸出壓力可調(diào)。
每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)配所需工具一套和萬用表。
2）電動(dòng)差壓變送器實(shí)驗(yàn)?zāi)K
（1）配電容式電動(dòng)差壓變送器（檢測(cè)量程0.3MPa）1個(gè)，帶不銹鋼三閥組，另配帶壓力表的減壓閥2個(gè)，其壓力可調(diào)范圍為0.3MPa，自帶的壓力顯示表精度在1級(jí)以上，結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）管路及快速接頭提供成套，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手安裝。配套數(shù)為實(shí)際使用的2倍。
（3）輸出信號(hào)線提供，現(xiàn)場(chǎng)接到電流表引出臺(tái)面電流表的接線柱上。
3）溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K
（1）配溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K，自帶加熱器（加熱器功率小于500W）、溫度顯示、溫度控制、熱敏電阻、船用結(jié)構(gòu)形式的PT100和熱電偶，模塊結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）提供實(shí)驗(yàn)接線，現(xiàn)場(chǎng)接到傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K對(duì)應(yīng)位置上，配套的接線數(shù)為實(shí)際使用的2倍以上。
4）溫度調(diào)節(jié)器模塊
（1）配溫度調(diào)節(jié)器模塊，自帶加熱器、溫度顯示、溫度控制、船用PT100和熱電偶。調(diào)節(jié)器外形面板為96×96，輸出兩種信號(hào)，一種為開關(guān)量輸出，有兩個(gè)，一個(gè)為加熱觸點(diǎn)信號(hào)給加熱器，加熱器功率小于500W，一個(gè)是風(fēng)扇冷卻，帶24V小軸流風(fēng)扇；另一種是4～20mA模擬量信號(hào)，用于給加熱溫控閥，溫控閥的開度有相關(guān)的顯示輸出，大致結(jié)構(gòu)如圖所示。
（2）提供實(shí)驗(yàn)接線，現(xiàn)場(chǎng)接到傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K對(duì)應(yīng)位置上，供應(yīng)的配套接線數(shù)為實(shí)際使用的2倍以上。
5）顯示儀表實(shí)驗(yàn)?zāi)K
（1）溫度和壓力顯示儀表各1個(gè)，配溫度可受（0～100℃）控的熱源，配減壓閥以提供氣壓源（0～0.6MPa），另配自帶壓力傳感器的智能顯示儀表1個(gè)。
（2）配水位顯示儀表2個(gè)，分別由帶調(diào)節(jié)旋鈕的可調(diào)0.02～0.1MPa的氣壓信號(hào)和4～20mA信號(hào)提供信號(hào)源顯示。
（3）提供實(shí)驗(yàn)接線，現(xiàn)場(chǎng)接到傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K對(duì)應(yīng)位置上，配套的接線數(shù)為實(shí)際使用的2倍以上。
6）冷卻水溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)
由低溫冷卻水和高溫冷卻水兩個(gè)系統(tǒng)組成，兩個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)做成一個(gè)可移動(dòng)的模塊單元中，兩個(gè)系統(tǒng)可以連接在一起構(gòu)成一套完整的船舶冷卻水溫度控制系統(tǒng)，也可以拆開連接，單獨(dú)接入冷卻水實(shí)現(xiàn)溫度控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。其中冷卻器建議使用主流的板式冷卻器。
（1）底座：下部帶4個(gè)支腳，每個(gè)支腳帶能承重的鋼質(zhì)帶制動(dòng)的萬向輪。
（2）按照實(shí)際冷卻水和高溫冷卻水來布置整個(gè)系統(tǒng)，所有設(shè)備小型化處理，與實(shí)船一致，包括變頻海水泵、淡水泵、溫度傳感器、壓力傳感器、冷卻交換器、三通調(diào)節(jié)閥（調(diào)溫閥）、高位水箱、用加熱器替代主機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載。閥件若干，水管采用透明軟管實(shí)現(xiàn)，以方便觀察，又便于安裝制作。另配鋼質(zhì)立板畫有系統(tǒng)圖。
（3）水泵運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)、水泵前后水壓信號(hào)、海水泵出口壓力信號(hào)、海水溫度傳感器（冷卻器進(jìn)出口）、淡水溫度傳感器（負(fù)載的進(jìn)出口）、三通閥的開度信號(hào)、加熱量的大小信號(hào)、重要閥門位置開關(guān)信號(hào)均需要接入信號(hào)采集裝置（或PLC），為第三方采集操作情況分析使用。
（4）采用PLC實(shí)現(xiàn)2臺(tái)海水泵和2臺(tái)淡水泵互為備用的控制、報(bào)警等電氣控制；使用船用主流的智能調(diào)節(jié)器采集加熱器（冷卻對(duì)象，帶負(fù)荷指示）的進(jìn)口溫度，控制三通調(diào)溫閥的旁通/冷卻量，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)；其他傳感器信號(hào)做為參考信號(hào)倍送到PLC采集和處理。PLC和溫控調(diào)節(jié)器均應(yīng)配有RS485或其他標(biāo)準(zhǔn)通信接口為第三方采集信號(hào)二次開發(fā)使用，通信接口滿足智能評(píng)估的整體要求。
（5）手動(dòng)閥門控制可調(diào)，有的做為故障設(shè)置處理，如冷卻水路不通，漏水；另外可對(duì)傳感器的故障進(jìn)行模擬，觀察系統(tǒng)的反應(yīng)和操作等
（6）操作面板與實(shí)船接近，所有的操作和信號(hào)除本系統(tǒng)使用外，并需要向信號(hào)采集裝置（或PLC）提供。（操作面板采用12寸觸摸屏，主界面模擬Alfa Laval操作面板.
2)自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)主要功能
1）差壓變送器的氣源、電源、壓力表、電流表、差壓檢測(cè)管路和相關(guān)閥件配套完整，可以進(jìn)行氣路和電路的連接操作，可以進(jìn)行三通閥組的操作，可以進(jìn)行零點(diǎn)、量程的調(diào)節(jié)和遷移的操作，可以設(shè)置漏氣、堵氣、電纜開路或短路等故障設(shè)置。
2）溫度傳感器均為帶外殼封裝，適宜船舶管系中安裝，通過加熱源定溫加熱，溫度傳感器輸出變化信號(hào)給溫度信號(hào)調(diào)理單元，并轉(zhuǎn)換為4～20mA信號(hào)輸出，信號(hào)調(diào)理單元和加熱溫度自動(dòng)控制單元可以做在一起，有相關(guān)的教學(xué)儀器供選擇。傳感器回路斷線、短路以及絕緣故障可以模擬設(shè)置。
3）調(diào)節(jié)器模塊需要前述的差壓變送器、溫度傳感器做為信號(hào)檢測(cè)，可以按照控制要求進(jìn)行輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、報(bào)警信號(hào)及電源的連接，一路輸出加熱觸點(diǎn)給220V的加熱回路，一路輸出4～20mA給溫控閥。數(shù)字智能調(diào)節(jié)器自帶給定設(shè)定、參數(shù)設(shè)定和相關(guān)參數(shù)顯示，通過對(duì)比信號(hào)檢測(cè)與設(shè)定、調(diào)節(jié)規(guī)律，觀察分析調(diào)節(jié)器的輸出結(jié)果，并據(jù)此可以判定調(diào)節(jié)效果和計(jì)算出調(diào)節(jié)參數(shù)。另外，可以設(shè)置傳感器、加熱器的故障，來分析故障原因和處理方法。
4）顯示儀表模塊要能模擬傳感器故障的顯示，便于觀察實(shí)際參數(shù)和顯示值，以利于分析和判斷故障，能夠進(jìn)行必要的顯示功能選擇設(shè)置。
5）冷卻水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是獨(dú)立成套的自動(dòng)化系統(tǒng)，除模擬低溫淡水、高溫淡水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制外，還需要便于觀察到整個(gè)系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的壓力、溫度、三通閥的閥門開度、手動(dòng)閥門的開關(guān)狀態(tài)等。溫度調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式調(diào)節(jié)。另外需要通過設(shè)置管路堵塞、管路錯(cuò)通、管路漏、傳感器線路開路、短路、執(zhí)行閥件卡等故障，并通過觀察與分析找到故障原因并排除。
3)自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置綜述表
| 序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 主要技術(shù)指標(biāo) | 數(shù)量 | 備注 | |
| 1 | 差壓變送器 | 實(shí)驗(yàn)臺(tái) | 參考2.1） | 1 | |
| 差壓變送器試驗(yàn)裝置 | 參考2.2） 電容式差壓變送器，差壓0～0.3MPa，輸出4～20mA； 配不銹鋼三閥組； 減壓閥2個(gè)（0～0.3MPa），帶壓力表。 | 1 | 做成一個(gè)模塊，做為實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一個(gè)抽屜可以便于收放。 | ||
| 溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K | 參考2.3）, | 1 | 做成一個(gè)模塊，做為實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一個(gè)抽屜可以便于收放。 | ||
| 2 | 調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)?zāi)K | 參考2.4）,包括加熱器、控制器、PT100和熱電偶，加熱源可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加熱控制。 另配采用2.2）中所述差壓變送器送來的4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)做為測(cè)量信號(hào)； 另配4～20mA輸入的溫控閥，帶閥門位置顯示 | 1 | 做成一個(gè)模塊，做為實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一個(gè)抽屜可以便于收放。 | |
| 3 | 顯示儀表實(shí)驗(yàn)?zāi)K | 參考2.5）,提供熱源加熱0～100℃，壓力源0～0.1MPa，液位通過差壓變送器檢測(cè)，輸出4～20mA顯示。 | 1 | 做成一個(gè)模塊，做為實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一個(gè)抽屜可以便于收放。 | |
| 4 | 冷卻水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) | 參考2.6）, 內(nèi)部電氣器件包括：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)回路的器件；溫度、壓力傳感器信號(hào)；溫度、壓力開關(guān)、閥門開和關(guān)的限位開關(guān)。 水溫自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)，可觀察自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)過程。外置冷卻水環(huán)境可模擬。控制板上按鈕等可實(shí)操；可以通過遠(yuǎn)程通信與上位監(jiān)控機(jī)聯(lián)系，并可遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)參數(shù)。 | 1 | 高溫、低溫系統(tǒng)各做成一個(gè)可移動(dòng)的單獨(dú)模塊單元，帶CAN通信接口，帶故障遠(yuǎn)程設(shè)置和排除功能。 | |
