1. 研究目的与意义(文献综述)
为了降低船舶运营成本,现在几乎所有的大型船舶在航行时柴油机和柴油发电机都用重油作为燃料,重油在常温下粘度很高,在管路中进行正常流动,难以输送至柴油机,而且柴油机正常运行时,燃油的粘度必须保证在一定的范围内,若燃油粘度没有在此范围内,可能会导致燃烧效率低,燃油雾化不良,柴油机运动件磨损加剧甚至燃油系统中部件的损坏、泄漏。所以必须预先加热,直到其粘度降低到使用的规定范围内,才能输送到柴油机,喷入气缸进行燃烧。
保持好主机燃油粘度在规定范围内主要采用预先加热的方法来实现,加热能够使燃油粘度降低,看似燃油粘度只需要通过温度来控制。这对于确定的燃油来说是正确的,其粘度与温度一一对应。但是,对不同品种的燃油来说,在同一温度下的粘度是不同的,而且相差很大,当更换了燃油的品种,而只采用温度控制,这样就需要重新整定燃油温度的给定值,才能把燃油粘度控制在最佳喷射粘度,这个工作是十分复杂的。由于主机启动后燃油系统运行时情况非常复杂,且一直处于动态,燃油系统具有高度非线性、时变不确定性、纯滞后等特点, 同时燃油粘度会受到外界环境和其它人为因素的影响, 其粘度变化也会呈现不稳定的特点。此外,对于不同种燃油混合在一起的情况,更难以确定最佳喷射粘度所对应的温度,从而采用温度控制燃油粘度的方法就变得不合适。因此,在燃油进入燃油泵以前,一般不采取温度控制,需要燃油粘度为控制量进行直接控制。
从早期实时监测燃油粘度的变化来调节温度进而对燃油粘度进行改变,到后来的自动化系统进行反馈调节,对于船舶燃油粘度的控制越来越准确迅速,控制系统越来越复杂,仅仅依靠理论依据与数字计算不能准确地估计实际情况中的参数变化情况,因此应用系统仿真技术模拟自动化系统对船舶燃油粘度的控制情况,这样的做法能够很好地对船舶燃油粘度控制做出分析,相对可靠,而且利用系统仿真建立模型进行分析可以减少工作量和研发成本。
2. 研究的基本内容与方案
1.研究内容
(1)将各种控制和显示元器件合理布置安装于控制台上,制作模拟原理图显示界面。
(2)采用虚拟按钮,虚拟旋转开关,虚拟指示灯等,制作模拟控制箱界面,能够在粘度控制与温度控制之间转换,设定粘度或温度的设定值,选择手动模式对阀进行控制;能够显示报警;在界面风格与功能设置上达到与vaf控制器一致,
3. 研究计划与安排
2020年2月,资料和文献搜集、阅读和整理,完成开题报告,完成中英文翻译;
2020年3月,完成毕业设计内容的初步设计和详细设计大纲,核心内容的归纳整理;
2020年4月,毕业课题内容设计,问题解决和关键技术实现,初步完成论文定稿;
4. 参考文献(12篇以上)
(1)姜淑翠,苑仁民. 单片机的主机燃油粘度模拟实验系统分析. 中国水运,2009,09(7):133 136
(2)王琪, 邹俊杰. 基于 fuzzy-pid 的船舶主机燃油粘度控制系统设计. 船海工程,2009,38(3):99-102
(3)王琰. 基于plc的船舶主机燃油粘度控制系统设计. 机电技术,2019(04):77-79 98.
