2023年12月31日发(作者：)
港口电气设备维修学习资料
第一章电气设备维修的基本方法
第一节常用电工仪表的使用方法
电流表
电流表用来测量流过电路的电流的大小。电流表串接在电路中的某个支路内，就可以直 接测出该支路内的电流。按电流表内部结构的不同，分为直流电流麦和交直流两用电流表。
直流电流衷只能用于直流电路，在串接直流电流表时，要注意电流表的极性，电流表上 的“+”端接靠近电源正极的一端，电流表上的。“-”端接靠近电源负极的一端。
图1—1为测量直流电流的接线图。电路内有三条支路，因此有四个不同的电流，用三个电 流表分别测出流过电阻Rl、R2、R3的电流II、12130再用一个电流表测出流过电源E的电 流I。
如果用交直流两用电流表来测量电流，不管是直流电路，还是交流电路，只要将电流表 串入电路中即可，没有极性的要求。使用电流表时，要特别注意它在电路中的连接方法。只 能和负载串联，绝对不能和负载并联，否则将烧坏电流表或其他用电设备。
图1 — 1直流电流的测量
图1 — 2直流电压的测量
电压表
用于测量电路中某两点之间的电压。测量时只能将电压表并联在被测的两点上。和电流 表一样，也分直流电压表和交直流两用电压表。用直流电压表测量直流电压时，也要注意电 压表的极性，'+'、端的连接要求和电流表的要求一样，图1 — 2为直流电压表测量 直流电压的接线图。电压表并接在Rl、R2、R3、R4两端，测得电压Ul, U2、U3, U4。
如果用交直流两用电压表测量直流电压或交流电压，电压表没有极性的要求，接线方 法和直流电压表相同。电压表只能并联，如果接成串联，对仪表木身没有危险，但要影响负 载的正常工作。
万用表
万用表是一种携带式的多种用途和多量程的仪表。除了可测量交直流电流，交直流电压 和电阻外，还可用来检验电路或设备的通断情况，对检修工作甚为方便。图1 — 3即为108-1 型力用表的外形和面板图。
图1 — 3 108-1型万用表
万用表由高灵敏度的磁电式测量机构，干电池组、半导体整流器，转换开关和一些电阻元 件等所组成。利用转换开关来选择被测量的种类和量程，其简化的原理电路如图1—4所示。
万用表测量直流电流和电压的原理与磁电式电流表和电压表的原理相同，不再重述。由 于
装在测量交流电压电路中的半导体整流器能够把交流变为直流，因此万用表也可用来测量交 流电压。
测量导体电阻的原理如下：如把转换开关转到测量电阻的位置上，并把待测电阻RX的两端 分别与两个测棒相接触(图1 —4)。这时测量电阻的电路已被接通，在电源E的作用下，便 有电流I测通过测量机构，使指针发生偏转。如略去电源内阻不计。显然RX逾大，贝打恻 逾小，指针偏转角a亦愈小，反之，则愈大。当RX=O时，偏转角口最大。因此，若把标度 尺标以相应的欧姆数，即可直接读出被测电阻的阻值。测量前，应把测棒自相短接(RX=O), 调节R调，使指针处于零位，然后方可进行测量。由图4-38b可见，万用表的面板上所指的 数值为RXI量程的欧姆数，使用其他量程测量时，其阻值等于读数乘以该量程的倍数。例 如把转换开关转在RX1O的位置上，则读数乘以10才等于被测电阻的欧姆数，以此类推。
图1—4万用表的原理电路
为了避免发生错误，损坏仪表，使用时必须注意以下几点：
(1) 必须把转换开关转到标明与被测量的种类和量程相符的位置上。特别是在测量电压 时，若误把转换开关转在测电阻的位置上，则会使仪表烧坏。
(2) 测量直流时，应注意正负端的位置。测量直流电流时应把仪表串联在被测的电路中。
(3) 测量电路中的电阻时应先把电源切断；测量前必须先校正零位
常用电工测量仪表的使用方法及注意事项
电工常用测量仪表有摇表、万用表和钳形电流表，这些仪表在测量时若不注意正确的 使用方法或稍有疏忽，不是将表烧坏，就是使被测元件损坏，甚至还危及人身安全，因此， 掌握常用电工测量仪表的正确使用方法是非常重要的。
1摇表
摇表又称兆欧表，其用途是测试线路或电气设备的绝缘状况。使用方法及注意事项如 下：
(1 )
首先选用与被测元件电压等级相适应的摇表，对于5 0 0 V及以下的线路或电气设 备，应使用5 0 0 V或1 0 0 0 V的摇表。对于5 0 0 V以上的线路或电气设备，应使用1 0 0 0 V或2 5 0 0 V的摇表。
(2 )用摇表测试高压设备的绝缘时，应由两人进行。
(3 )测量前必须将被测线路或电气设备的电源全部断开，即不允许带电测绝缘电 阻。并且要查明线路或电气设备上无人工作后方可进行。
(4 )
摇表使用的表线必须是绝缘线，且不宜采用双股绞合绝缘线，其表线的端部应有绝缘 护套；摇表的线路端子“L”应接设备的被测相，接地端子“E”应接设备外壳及设备的非被 测相，屏蔽端子“G”应接到保护坏或电缆绝缘护层上，以减小绝缘表面泄漏电流对测量造 成的误差。
(5 )
测量前应对摇表进行开路校检。摇表“L”端与“E”端空载时摇动摇表，其指针应指 向“8”；摇表“L”端与“E”端短接时，摇动摇表其指针应指向“ 0 ”。说明摇表功能良好, 可以使用。
(6 )测试前必须将被试线路或电气设备接地放电。测试线路时，必须取得对方允 许后方可进行。
(7 )测量时，摇动摇表手柄的速度要均匀1 2 Or/min为宜；保持稳定转速1 min 后，取读数，以便躲开吸收电流的影响。
(8 )测试过程中两手不得同时接触两根线。
(9 )测试完毕应先拆线，后停止摇动摇表。以防止电气设备向摇表反充电导致摇 表损坏。
(10)雷电时，严禁测试线路绝缘。
2万用表
万用表是综合性仪表，可测量交流或直流的电压、电流，还可以测量元件的电阻以及 晶体管的一般参数和放大器的增益等。因此，万用表转换开关的接线较为复杂，必须要掌握 其使用方法。
(1 )
使用万用表前要校准机械零位和电气零位，若要测量电流或电压，则应先调表指针的 机械零位；若要测量电阻，则应先调表指针的电气零位，以防表内电池电压下降而产生测量 误差。
(2 )
测量前一定要选好档位，即电压档、电流档或电阻档，同时还要选对量程。初选时应 从
大到小，以免打坏指针。禁止带电切换量程。量程的选择原则是 “U、I在上半部分、R 在中间较准”，即测量电压、电流时指针在刻度盘的1 / 2以上处，测量电阻时指针指在刻 度盘的中间处才准确。
(3 )测量直流时要注意表笔的极性。测量高压时，应把红、黑表笔插入“250 0 V”
和“-”插孔内，把万用表放在绝缘支架上，然后用绝缘工具将表笔触及被测导体。
(4 )测量晶体管或集成件时，不得使用RX 1和RX 1 0 k量程档。
(5 )带电测量过程中应注意防止发生短路和触电事故。
(6 )不用时，切换开关不要停在欧姆档，以防止表笔短接时将电池放电。
3钳形电流表
钳形电流表分高、低压两种，用于在不拆断线路的情况下直接测量线路中的电流。其 使用方法如下：
(1 )
使用高压钳形表时应注意钳形电流表的电压等级，严禁用低压钳形表测量高电压回路 的电流。用高压钳形表测量时，应由两人操作，非值班人员测量还应填写第二种工作票，测 量时应戴绝缘手套，站在绝缘垫上，不得触及其它设备，以防止短路或接地。
(2 )观测表计时，要特别注意保持头部与带电部分的安全距离，人体任何部分与 带电体的距离不得小于钳形表的整个长度。
(3 )
在高压回路上测量时，禁止用导线从钳形电流表另接表计测量。测量高压电缆各相电 流时，电缆头线间距离应在3 0 0 mm以上，且绝缘良好，待认为测量方便时，方能进行。
（4 ）测量低压可熔保险器或水平排列低压母线电流时，应在测量前将各相可熔保 险或母线用绝缘材料加以保护隔离，以免引起相间短路。
（5 ）当电缆有一相接地时，严禁测量。防止出现因电缆头的绝缘水平低发生对地 击穿爆炸而危及人身安全。
（6 ）钳形电流表测量结束后把开关拔至最大程档，以免下次使用时不慎过流；并 应保存在干燥的室内
第二节电气设备维修的十项原则
1. 先动口再动手对于有故障的电气设备，不应急于动手，应先询问产生故障的前后经过及 故障现象。对于生疏的设备，还应先熟悉电路原理和结构特点，遵守相应规则。拆卸前要充 分熟悉每个电气部件的功能、位置、连接方式以及与四周其他器件的关系，在没有组装图的 情况下，应一边拆卸，一边画草图，并记上标记。
2. 先外部后内部 应先检查设备有无明显裂痕、缺损，了解其维修史、使用年限等，然 后再对机内进行检查。拆前应排队周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸，否则，盲 目拆卸，可能将设备越修越坏。
3. 先机械后电气 只有在确定机械零件无故障后，再进行电气方面的检查。检查电路故 障时，应利用检测仪器寻找故障部位，确认无接触不良故障后，再有针对性地查看线路与机 械的运作关系，以免误判。
4. 先静态后动态在设备未通电时，判定电气设备按钮、接触器、热继电器以及保险丝的好 坏，从而判定故障的所在。通电试验，听其声、测参数、判定故障，最后进行维修。如在电 动机缺相时，若测量三相电压值无法着判别时，就应该听其声，单独测每相对地电压，方可 判定哪一相缺损。
5. 先清洁后维修 对污染较重的电气设备，先对其按钮、接线点、接触点进行清洁，检 查外部控制键是否失灵o许多故障都是由脏污及导电尘块引起的,一经清洁故障往往会排除。
6. 先电源后设备
往往可以事半功倍。
7. 先普遍后非凡
8. 先外围后内部
9. 先直流后交流
电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高，所以先检修电源
因装配配件质量或其他设备故障而引起的故障，一般占常见故障的50
先不要急于更换损坏的电气部件，在确认外围设备电路正常时，再考
检修时，必须先检查直流回路静态工作点，再交流回路动态工作点。
左右。电气设备的非凡故障多为软故障，要靠经验和仪表来测量和维修。
虑更换损坏的电气部件。
10. 先故障后调试 对于调试和故障并存的电气设备，应先排除故障，再进行调试，调试
必须在电气线路速的前提下进行。
第二章电磁阀及电磁刹车
电磁阀的工作原理
是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。用于控制液 压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压缸控制，所以就会用到它的工作原理，里有密闭 的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁, 哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油 的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的 活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机 械运动。
追朔的发展史，到目前为止，国内外的从原理上分为三大类（即：直动式、分步童先导 式），而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类（直动膜片结构、分 步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构）。
直动式：
原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电 磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，关闭。
特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。
分布直动式：
原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电 磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时, 通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推 开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使关闭。
特点：在零压差或真空、高压时亦能可动作，但功率较大，要求必须水平安装。
先导式：
原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下 高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力 通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关 闭。
特点：流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必须满足流体压差条件。
电磁阀不动作故障与排查方法
电磁阀的故障将直接影响到切换阀和调节阀的动作，常见的故障有电磁阀不动作，应从以下 几方面排查：
（1）
（2）
烧坏。
原因有线圈受潮，引起绝缘不好而漏磁，造成线圈内电流过大而烧毁，因此要防止雨水 进入电磁阀。此外，弹簧过硬，反作用力过大，线圈匝数太少，吸力不够也可使得线圈烧毁。 紧急处理时，可将线圈上的手动按钮由正常工作时的“0"位打到“1"位，使得阀打开。
(3) 电磁阀卡住。电磁阀的滑阀套与阀芯的配合间隙很小(小于0. 008mm), 一般都是单 件装配，当有机械杂质带入或润滑油太少时，很容易卡住。处理方法可用钢丝从头部小孔捅 入，使其弹回。根本的解决方法是要将电磁阀拆下，取出阀芯及阀芯套，用CCI4清洗，使 得阀芯在阀套内动作灵活。拆卸时应注意各部件的装配顺序及外部接线位置，以便重新装配 及接线正确，还要检查油雾器喷油孔是否堵塞，润滑油是否足够。
(4)漏气。漏气会造成空气压力不足，使得强制阀的启闭困难，原因是密封垫片损坏或滑阀磨损而造成几
电磁阀接线头松动或线头脱落，电磁阀不得电，可紧固线头。
电磁阀线圈烧坏，可拆下电磁阀的接线，用万用表测量，如果开路，则电磁阀线圈
个空腔窜气。
在处理切换系统的电磁阀故障时，应选择适当的时机，等该电磁阀处于失电时进行处理，若在一个切换
间隙内处理不完，可将切换系统暂停，从容处理。
电磁刹车离合器简介、工作原理及应用
干式单片离合器和制动器：
电磁离合器和制动器的线圈可连续负载。由于可能出现的失电现象，所以温度在
40°C至80°C之间。此外，温度也取决于冷却和离合器或制动器的安装。标准电磁离合器和 制
动器的工作电压为直流24伏。如果线圈保证直流24,离合器和制动器可以达到额定扭矩。 如果电缆有失电现象，应增加电源电压进行补偿。在离合器端子上测量的电压应超过额定电 压的10%。电路对离合器或制动器的反映(啮合和制动)会有很大的影响，所以设计时一定 要充分考虑电路，以适应不同的要求。〈/P〉
♦摩擦片应无油脂，轴承必须密封。此外还要考虑散热。盖板上应有散热孔。应避
电路
恒翔公司的电磁离合器和制动器为直流，线圈是直流24伏，占因因数为100%时，
如果用户对反映时间上有特殊要求，可以借助其配套的装置。测量时，整流器电压
，合状态。按照欧姆定律U=1.R,温度增加，线圈阻力也就增加。
整流器
用变压器-整流器把交流主电源变成直流。借助各种接线端子可以使主电压发生局
闭式或开式变压器-整流器共有三种不同的规格。
线圈的连接：
免干式离合器和制动器受腐蚀。
应为 + 10%o
降到负载以下，这样测量时离合器/制动器处于啮〈/P〉
部变化，或可以补偿由于电缆较长而造成的失压。〈/P〉
离合器/制动器的线圈如果是不转动的，可采用插头式连接方式，用接线盒或内装电 缆即可。如果线圈是转动的，可采用淬火磁环。有插头式电刷和卡盘式电刷。干式结构为铜 基石墨电刷。湿式结构为青铜丝网编织电刷。如果是干式结构，电源线与磁环连接即可。但 是如果是湿式结构，磁环上的油较多，会干扰电流。所以为了避免这种干扰，有必要（速度: 18ni/s或以上时）安装两个供电电缆。卡盘式电刷每秒的速度可以达到15m。如果是固定电 源接头，一定要注意接头不能松动。为了达到所需的电刷压力，电刷和磁环之间应保持一定 的间距（大约为2毫米）。应及时查看其磨损情况。湿式和干式用的电刷也可以作为备件单 独提供。
火花淬熄：〈/STRONG〉
线圈断电时，感应负载在继电器或触点上会引起火花。为了避免损坏触点或继电器, 可以采用火花淬熄电容器，与触点并联。切勿使用电解质电容器。电容器如果安装在直流一 侧，离合器/制动器的反映时间就更准确。如果啮合和制动在交流侧，整流器必须吸收感应 电压。此外还应在离合器或制动器上另外安装一个整流器。
防止感应电流高峰
离合器/制动器脱开时会产生感应电流高峰，这样应安装专用变阻器。这种变阻器可
这种专用电阻器可以抑制高峰负载，同时保证快速脱开。不会出现发热现象，整流
如果电压是40V时，变阻器应有一个二极管串联（1.5至2 A-1000V）„
增加保护元件后对感应电流高峰和松脱时间的影响〈/P〉
. Ahschaltzeit=脱开点
Zeit in $=时间/秒
Betriebsspannung=电压
Widerstand=变阻器
借助适当的控制电路和元件来提高离合器和制动器的反映时间。
以有效保护绝缘件和啮合/制动件。〈/P〉
器也可以避免额外负载。这种形式适用于各种类型的离合器和制动器。
反映时间〈/P〉
快速啮合/制动〈/P>
为了加速电磁离合器和制动器扭矩的增加，可以设计专用电路；
快速激磁〈/P〉
用串联的变阻器激活线圈，增加电路阻力来减少电磁时间常数。
超激磁
用搭桥变阻器（图lc）,串联变阻器和电容器（图Id）或用高充电电压电容器（图
流，产生较高的扭矩曲线。〈/P〉
从上图的比较中我们看出用高充电电压电容器可以达到最佳效果。如果是选择图
电压应降到正常工作电压的范围内。〈/P〉
le）,从中我们可以看出线圈有一个短暂的高电〈/P〉
lb, c和d的电路，串联变阻器在选型时应考虑啮合后〈/P〉
慢啮合
在某些情况下需要平稳加速，即使对小质量的加速也要求平稳加速。在此情况下， 加速时用变阻器和单波整流通过对电压的控制来实现扭矩的增加。如果客户需要慢啮合结 构，请与我们联系。
断电后还会有剩磁，特别是在摩擦片通磁的离合器和制动器上尤其如此，这就会影 响离合器的脱开。
消除剩磁的方法是抗激磁：反极电脉冲；图2所示为摩擦片通磁离合器消除剩磁的
方法。
用途：
连结、制动、切离、变速、正逆转、寸动、定位、停止保持、高频率运转、动力切 换、过载保护等到。
〈P〉〈STRONG> 应用范围
印刷机械、纸工机械、制袋机械、造纸机械、电线电缆机械、捲线机械、线材机械、
捆包包装机械、纺织机械、绒维机械、拎线机械、金属〈/P>
加工机械、搬运机械、事务机械、食品加工机械、木工机械、试验设备、一般工业 用装置、其他一般产业机械。〈/P>
刹车片（机械制动）；电磁抱闸，能耗制动、反接制动（电磁制动）
刹车片的原理最简单，解体电动机就可以了解。
电磁抱闸：电机与电磁抱闸的电源是同步的，电磁抱闸的电源从电动机的接线盒或接触器下 端引出，电磁抱闸的工作原理：通电时，电磁力使抱闸装置分开,电机可以转动，停电时,由于内 部失去磁力，弹簧使抱闸装置合上，电机停转。
第三章称重仪工作原理
柳州桂仪工业称重有限公司生产系列皮带秤
ICS10-14系列高精度电子皮带秤
概述
ICS10-14系列高精度皮带秤，动态累误差小于±0.125%,为商业结算提供了最佳得计量 性能，获得NTEP型式认证，以及0IML和EECI级标准认证。
结构组成
ICS10-14系列皮带秤主要由以下几部分组成：10-14型全悬浮式称重桥架、60-12C型测 速传感器、称重传感器、MT2001型积算器。
工作原理
称重桥架中的称重传感器检测皮带上物料重量，送入积算器；测速传感器检测皮带速度, 将速度信息送入积算器。积算器把接收到的速度信号及重量信号进行处理，得到物料的累计 量及瞬时流量。
10-14型称重秤架
10-14型称重桥架为具有四组或三组托辗得全悬浮式结构，无耳轴支点和运动部件，采 用采用矩型钢管设计，维护量极小。二个横梁上吊有四只拉式称重传感器对称重桥架提供支 撑。称重桥架为单元组件结构，可方便。迅速地现场安装。
称重桥架可以直接装在各种不同宽度的皮带输送机架内，位于上下皮带之间，不占用空 间高度。它是一个已在工厂组装好的整体，可以迅速方便地安装和校准。该称重桥架适应皮 带宽度从400-2200mmo
称重仪F701在切片包装系统中的应用
1引言
济南正昊化纤新材料有限公司化工三厂有一套年产15万吨聚酯熔体的装置，后面配套 装置为年产7万吨短丝，剩余熔体经切粒机切成聚酯切片后包装成一吨袋装外销。包装机选 用航天部十二所的一吨袋装自动称量包装系统，共有两套。重量信号由称重指示控制仪F701 来检测和控制，下面着重介绍一下F701在此包装系统中的使用情况。
2系统介绍
此包装系统是运用机电一体化技术的包装机械。该系统以称重指示控制仪配合称重传感 器来检测和控制重量信号，用PLC进行自动控制，配以气动执行机构、电动执行机构、自动 控制部件和机械装置，实现切片的动态在线称重计量和包装工作。系统总体框图如图1所示。
包装机的控制部件由两部分组成。
(1) 盘装部分：由主控柜、副控柜和两个现场操作盒组成。主控柜内主要有PLC和称重指 示控制仪F701以及码盘
（2）现场部分：
① 3个电机Ml、M2、M3；
② 4个两位五通电磁阀配合气缸分别控制投料门1 （电磁阀YV1）、投料门2 （电磁阀
YV2、）排料门（电磁阀YV4）和袋口夹松开（电磁阀YV5）；
③ 6个限位开关，SQ1为投料门关位置，SQ3为排料门关位置，SQ4、SQ5、SQ6、SQ7 分别对应装袋提升机构的料口上位、下位、上限、下限；
④ 3个称重传感器BP1、BP2、BP3；
⑤ 1个光电开关SQ11用于检测料包到传送链板尽头。
主要的机械装置有称量料斗、板式输送机、装袋机构、控制门、排料门等。由于切片是 粒状的均匀颗粒，同粉状物料相比流动性好且不粘附，所以靠自重来落料即可，料斗也不用 做特殊操作。其中控制门采用的是双闸门，控制门1和2全开时为快投料，控制门2关闭1 开启时为慢
投料。
3包装工艺过程
此系统有自动和手动两种操作方式，但手动方式也是由PLC实现的。手动方式主要用于 调试、维修和排除故障，所以以自动操作为例介绍如下：
（1） 称量过程：PLC向F701发扣除皮重信号后，打开控制门1和2,由料仓向称量料 斗快投料（快投料速度约23kg/s）,当达到预置值时关闭控制门2,将快投料改为慢投料（速 度约为2kg/s）,当料量达到落差值时关闭控制门1,投料结束。稳定后PLC向F701发数据 保持信号，F701自动的与设置的不足、过量、上限值比较，若适量则“称好”灯亮，若过 量或欠量则“超差”灯亮并报警。
（2） 提升机构动作及放料过程：将空袋夹在放料口上加好，按AR1的“料口升”按钮 待“称好”灯亮后料口自动升到上位，风机启动充气15s,充气结束后打开排料门开始放料, 当F701发出接近零信号后5s关闭排料门，然后自动松开袋口夹，同时袋计数加1, PLC向
F701发一个皮重复位命令信号，装满料的袋脱离料口放置在传送机上。
(3) 传送过程：按AR2的“传送启动”按钮，M4启动自动传送一个袋位停止，由人工 扎袋口，料口自动降至下位。以后每称好一袋，按传送启动按钮袋即顺序向前传送一个工位。 如此循环往复。用叉车及时将传送机上的袋叉走。
欠量时允许通过按“慢投”按钮进行补料并自动达到适量；过量时系统除报警外无纠正措施, 须按“强制”按钮打开排料门放料。
4称重指示控制仪F701的使用
称重控制仪表是与称重传感器相配合,采用称重量的方法精确地控制一种或多种物料的 重量配比的仪表。此包装系统的称重指示控制仪选用的是精度高、可靠性好的日产UNIPULSE 的Model F70E F701适用于单种物料的配料控制。其主要技术参数如下:7位数字显示荧 光屏、非直线性为0. 01%FS以内、最小输入灵敏度为0. 5
P V/字、零点漂移为0.2PV/°C以 内、增益漂
移为10PPm/°C以内,每秒100次的高速A/D转换和数据处理，丰富的输入/输 出接口和自动计量控制功能。在此包装系统中的F701的接线图如图2所示。
(1) 称重传感器接口是一个7孔的接头，与现场的称重传感器接线方法有六线制和四 线制两种，此系统采用四线制连接，1和2、3和4依次短接，而且将现场的三个传感器并 联起来使用。
(2) 设定点接口通连接了一个5位码盘设定器，端子号6、5、4、3、2分别对应千百 十个和十分位，27、28、29、30是8421编码的寻址数据，用于终值设置。F701既可以通过 面板按键组合设置终值也可以通过连接外部设定器设置，通过按键组合可切换，本系统即为 后者，可对终值以100g为单位进行修正。
图2 F701接线图
（3）控制信号输入/输出接口用以连接外部信号输入和控制信号输出，从PLC送来3 个信号，分别为去皮重（端子号4）、皮重复位（端子号5）和数据保持（端子号14）；每次 称量前
先去皮重，此时净重立即设置为零，到称量终值后数据保持，放料结束后再皮重复位, 即再取消去皮操作，此时毛重和净重为同一数值，这样可保证每次称量的切片的净重量。送 到PLC有5个信号，分别为接近零（端子号6）、预置值（端子号7）、落差值（端子号9）、 不足（端子号10）、过量（端子号11）、上限（端子号19）。实际参数设置如下：上限值为 1200kg,下限值为0kg,接近零为10kg,预置值1和2均为30kg （F701支持三档投料，此 系统只用两档，所以预置值2信号未用），落差值为1.7kg,过量和不足均为0.8kg,终值为 lOOOkgo在PLC程序中落差值这一信号有时也当作终值信号使用，因为重量到落差值时关闭 控制门结束投料，时间上只存在阀门关闭用时的间隔，此值的大小就是关闭控制门后还没有 落到料斗内的切片重量。实际使用中即为（码盘设定器设为1000. 0时）：重量在970kg
(1000. 0-30)前为快投料，在970kg时转为慢投料，在998. 3kg(1000. 0-1. 7)时关闭控制
门，这1.7kg就是落差量，理论上此时料斗内的切片量恰为1000kg；在排料过程时重量到 了
10kg时再延时5s关闭排料门即能确保料已排净，可进行下一步操作。重量变化不意图如 图3所示。
图3重量变化示意图
(4) 质量输出接口可以将每次称量的终值数，以4—20mA模拟信号的形式送出， 此系统设置为0mA对应0kg, 20mA对应1200kg。
F701的各种功能设定通过其面板上的按键组合即可进行设置，与通过拨动开关的设置方 法相比非常方便和直观。设置完成后，可通过按键组合禁止功能键操作，防止操作人员 误操作。F701是专门用于单一物料重量称量和控制的仪表，在此系统中重量这一模拟量 信号由F701来处理，而使PLC与F701全部是数字量的交接信号。这样使此系统的PLC 处理的也全是数字量信号，在使控制精度大大提高的同时也使的编程相对简单，无需使 用复杂的命令，而且由于重量在掉电再送电后，及运行中发生故障停止运行至排除故障 恢复运行后不发生变化，所以不用考虑数据保持功能，即不需使用PLC内的特殊存储器 和相应的命令。
5结语
包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。称 量包装的准确与否将直接影响到企业的信誉和经济效益。此包装系统最大包装能力为32 袋/小
时，操作人员只需2至3人，操作简单方便。控制系统部件几乎全部选用进口产 品，可靠性高、故障率低、维护方便。称量精度设计为1000kg+ 0. 8kgo该系统自使用 以来，经过计量部门两次测试，整个系统的动态计量精度优于0.2%。。自装置开车产品 外销以来也没有客户反映产品有重量问题，很好的维护了公司信誉。
称重传感器接线图示和接线方法
称乘传感器四线制接线图
反细-——EXN-
液皿 -----匚XC-
M 竝 一 8HELD— 侍兮♦ —SIG^——
----- EXC
称重传感器接线的常见问题
在称重传感器接线中，电源接线(EXC-, EXC+)与传感器线(SENSE-, SENSE+)二者有什么区别？
参考回答： 1、传感器的出线有4线和6线两种
2、模块或
一般的称重传感器都是六线制的，当接成四线制时，电源接线(EXC-,EXC+)与传感器线
(SENSE-, SENSE+)就分别短接 了。
传感器线(SENSE-, SENSE+)不是传感器的输出信号接线！ ！
输出信号接线是SIG+和SIG-?
EXC+和EXC-是给称重传感器供电的，但是由于称重模块和传感器之间的线路损耗，实 际上传感器接收到的电压会小于供电电压。每个称重传感器都有一个mV/V的特性，它 输出的mV信号与接收到的电压密切相关,SENS+和SENS-实际上是称重模块内的一个高 阻抗回路，可以将称重模块实际接收到的电压反馈给称重模块。假设EXC+和EXC-为10V, 线路损耗0.
5V,传感器2mV/V,实际上传感器输出最大信号为(10-0. 5)*2=19mV,而不 是?20mVo此时称重模块内部就会把19mV作为最大量程，前提是传感器必须通过反馈 回路把实际电压反馈给称重
稳压电源
计算机控制的检测系统构成框图
图4
仪用放大器电路
模拟信号的采集与处理
第四章船舶机舱辅机控制
第一节船舶冷藏装置自动控制
一、船舶制冷系统的基础知识
制冷就是从被冷对象中移出热量并建立一个相对的低温环境，用于船舶可以在较长时间 内维持船上种类食品保鲜或者货物的冷藏贮运。
按工作原则不同，制冷装置可分类为：压缩式、吸收式、真空式及半导体式，船上用得 最多的是压缩式。
压缩式制冷装置的主要组成部件是：制冷压缩机，它又可分为活塞式、螺杆式和离心式,
实用中以活塞式为多见。
（一）、制冷基本原理
从物理学知道，任何液态物质的蒸发气化时，都要吸收大量的热量，称为气化潜热，利 用这一规律，选择气化温度很低的液体，如在一个标准大气压（10Pa）下气化温度为一29. 8°C
的氟得昂12 （FG作为制冷剂，讣它在一定的条件下蒸发气化，则将从其周围吸取大量的 热量，使周围温度迅速降低从而达到制冷的目的。
由热力学知道，气体的饱和温度（即气体开始冷凝成液体的温度），是和一定的饱和压 力，相对应的。因此，用压缩机吸入致冷剂蒸气，并压缩到较高的压力，则气态冷剂的饱和 温度也相应提高，造成对外放热，实现冷凝的条件。
如将％气态冷凝压缩到74X10Pa（7. 59kg. f/cm）的压力时,它的饱和温度升高到30°C,
再在冷凝器中用温度较低的旋外海水对冷剂进行冷却，从而实现气态冷剂的液化，并放出热 量的目的。
（二）、压缩式制冷装置基木组成及工作程序
125图12-1压缩式制冷装置组成示意图
1-冷库；2-蒸发器；3-压缩机；4-冷凝器；5-节流阀
图12-1中的制冷剂F“在节流阀的控制下，进入冷库蒸发器的蛇形管中，由于节流阀降
压的结果，冷剂就会在较低的压力下膨胀，蒸发气化，吸收冷库中大量的热量，降低库温, 实现制冷。
工作程序如图12-2。为了不使蛇形管的压力因冷剂不断流入并发生气化而升高，采用 压缩机将其及时抽出并压缩，在冷凝器中冷却放热，重新凝结成液态，并经节流阀再次进入 蛇形管蒸发气化，从而形成一个封闭的制冷循坏。
A
膨胀汽化
冷凝器
器 节流器
液化
桶放热
T I ;P仁Q液
图12-2工作程序不意图
T-温度；P-压力；Q-制冷剂状态
T I ;P I :QM
二、冷藏装置工作的自动化
现代船舶制冷装置要求实现自动化，目的在于根据外界条件的变化，自动调整装置的工
作，随时保持所需温度，简化管理，提高经济性，保证安全运行。
现代船舶制冷装置要求实现自动化可以解决以下几个问题：
（一） 、利用温度继电器与电磁阀，实现对冷库温度及其温度波动的控制
温度继电器的感温管置于冷库之中，当库温达到额定值的下限时，感温管使继电器触头 断开，切断电磁阀电路而使阀关闭，制冷装置停止工作。当库温回升至额定值的上限时，温 度继电器将使电磁阀重新开启制冷装置工作，于是库温又逐渐下降，实现了对库温的双位控 制。
（二） 、通过低压继电器的双位控制，自动起停压缩机，起调节和保护的作用。
当各冷库的温度都达到整定值下限时，各电磁阀均应关闭，此时如不将压缩机停车，则 压缩机的吸入压力会越来越低，甚至出现真空，有可能使外界空气漏入系统。因此，利用低 压继电器使压缩机停车，随着冷库温度的升高，温度继电器的触头重新闭合，电磁阀通电开 启，制冷剂进入蒸发器，压缩机吸入侧压力逐渐升高，当达到整定值上限时，低压继电器触 头闭合，重新起动压缩机，实现压缩机起停的双位控制。
（三） 、通过高压继电器实现高压保护
高压继电器以压缩机的排出压力为信号，控制压缩机的控制电路，不论何种原因使排出 压力超过高压继电器整定值时，压缩机将自动停车。直到故障排除后方能恢复工作。
三、冷藏装置的电力拖动控制实例
船上冷藏装置的压缩机、水泵、高低温库冷风机等4台异步电动机。由一只电控箱控制, 电控箱上设有自动、于动转换开关，见图12-3。
（一） 、在电路图中标出各逻辑行的行号。给各逻辑行按顺序编号，在图的下方（或右 边）用阿拉伯数字编号，以在图12-3中标示。
（二） 、以左开右闭（上开下闭）的原则找出每个线圈在图中所有辅助触点所在逻辑行的
位
置，标注在线圈的下方。在电路图中从左至右，从上至下寻找一遍，逐个标注。以在图12-3
| 8 | 9 | 10 | 11 | 12~f 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
3 I
10| 9| 8 8
,68
9 |
10
26
1 19l
111
27
14
10
|
11
24
36
5
33
11
15
23
28
35
11
15
24
29
33
36
6 7
20
21
I 141 18
31
1
电源 压缩机 水泵 高温库冷风机 低温库冷风机 融霜加热器
降压
供
KM1
FU4fl
FU5「
EH8
KMl'X
LI L2 L3
AC380V
KR3^
EH2T
HA
KA2
FU6
L4 1
!
2
a b
c d e f
gh
SA4
Ml
3
M2
4
l：i
5
l I
6
7
¥
32 33 34 35 36
k
j
1
接点
用
自动
零位
馬温两库 低温库
库
SAI开关触头接通表
X X X
45°
0。
45°
手动控制选择开关接 通表(SA5)
1-11-11-2
手动
X X X
温控
高温 |低温
故障保护 延时
X X
X
>:
3-11-11-4
信号提示
延时
冷风机 融霜
电流|水泵|压缩机 高风机 低风机 故障 舷霜
KA1
3
KA4
SA2
KA4
SP1
KA1
2
KT1
KA5
〈SP2
7
KM5
z
KM1
e
Q
KTl
Q
KM5
® ® ® ® ® ® ®
油
压
KA6
KA1
KA3
KA2
KT3
KA5
1
zn
KA4
EH1
zn
Q O O
KM4
KM3
KT 2
15
图12-3冷藏装置控制电路图
中标示。
(三) 、自动状态下工作过程分析
1、将拔动开关SA1拨到“自动” (9) c-d； (17) g-h； (18)k-l接通，因开机时压力和 (13)
SP1和SP2保持初始的常闭状态又因开机时高、第温库相对为高温(18) SP1和SP2 保持初始的常闭状态。
合上电源开关(1) SQ 〉(13) KAI t > KA1 (9)合〜KM2准备工作。
KAI (10)合—KM1„
KAI (14)开一锁 KM2。
(17) KA3 t 〉KA3 (8)合 ______________ 〉(R)KA7 t ①
| ；KA3 (11)合一KM1 准备 「(9)KA2f ②
〉KA3 (15)合一ST3 t —ST3 (16)合 _____ ®
〉KA3 (23)合一KAI 准备。
〉KA3 (28)合-HL1 t 亮。
〉KA3 (35)合一YV3、YV4 准备。
I〉KA3 (33)开一锁 YV1。
(18) KA4 t 〉KA4(8)合一无意义。
K KA4(11)合 〉(10)准备工作。
C KA4(15)合一无意义「(11)KA6准备工
作。
〉KA4 (24)合一KA2准备工作。
〉KA4 (29)合一HL5 亮。
I〉KA4(33)合一YV1 准备。
KA4(36)合一YV3、4 t高低温库进制，
(25) HL1 f亮。电源指示。
①一KM2 (4)合一M2 t冷却用水水泵运行。
(3)合一Ml t压缩机运彳丁。
(19)
(10)
(11)
合一锁EH1 (锁压缩机油加热器)。
合一无意义。
合一SP2投入工作。
冷剂阀打开。
KA7 (9)合f无意义。
KA7 (10)
(27)合-HL3 t亮，压缩机工作灯。KM4C14)合—KA2
KA5 (36) (35) YV3 t ,高温库分别冷剂阀打开。
KA7 (26) 合-HL2 t亮，水泵工作灯。
备。
厂T KA5 (8)合一无意义。
(36)―KA5
(11)
合f无意义。
YV4t ,低温库分别冷剂阀打开。
2、温度变化
KA5
(24)
合，KT1 t —KT1 (20)合—KM3 t —KM3 (5)合一M3 仁 KM4 (6)X (24) KT2 f —KT2(21)合_KM4
压缩机、水泵、高、
低温库风机运行 YV2、YV3、YV4
上述结果:
Ml, M2、M3、M4,
并且合—M4
进入口高、低温库进制冷剂电磁阀打开 t 温度下降一(17) ST1高温库温度降到鉴定 值而动作〜(17) KA3 ( - (23) KT1 I (经 2s 延时)一KT1 (20)开f KM3 I 〜(5) M3
(停高温库风机〜(18)ST2低温库温度降到整定值而动作-(18)KM4 ； - (24)KT2 /
2s延时)一KT2 (21)开一(6) M4 i ,停低温库风机。
3、保护
(1) 过载保护：KR1-KR5分别为压缩机，水泵，冷风机的电机及融霜加热器的过载保
护用热继电器。当KR4过载动作时，(21) KM4通电，(14) KA2通电，使(30) HL6灯亮同(经
时电铃(37) HA工作，发出声光报警。
(2) 压力过限保护：压缩机在排出和吸入压力超过限定值时，压力控制器(13) SP1 会断开故障保护电路使(13) KA1失电，使M1、M2、M3、M4压缩机、水泵、冷风机停车， 而(14)
KA2得电发出声光报警。(吸入压力过低时不发出声光报警)
(3) 滑动压差过限保护：当滑动压差过限时，油压控制器(11) SP2动作，KA1失电， 停止压缩机、水泵及风机工作，同时发出声光报警。
(4) 压力控制器(33) SP3通过电磁阀(33) YV4自动调节压缩机的能量，以免压缩机 频繁起动。
(四)
4。
合上SQ
> (13) KAI
KAI (9)合一KM2 准备。
KAI (10)合一KM1 准备。
(17) KA3 t
KAI (14)合一锁 KA2。
KA3 (8)合一无意义。
KA3 (11)合一无意义。
KA3 (15)合—ST3 t -ST3 (16)合-KA5 t ______________
KA3 (23)合一KT1 准备。
KA3 (28)合TL4 亮。
KA3 (35)合—YV3、YV4 准备。
KA3 (33)合一锁 YV1。
(18)
KA4 t
KA4 (8)—无意义。
KA4 (11)—无意义。
KA4 (15)—无意义。
KA4 (24) —KT2 准备。
KA4 (29) —HL5 亮。
KA4 (33) -YV1 准备。
KA4 (36) —YV3 仁 YV4 t „
HL1 t 亮
、手动状态下工作过程分析
1、SA1 扳到手动(9) a—b ； (17) e—f, (18) i—j 接通。(17) SA5 接通 1-2； 3-> KA5 (8)合一无意义。
KA5
(11)合一无意义。
KA5
(24)合 (23) KT1 t —KT1 (20)合—KM3 f
—KM3 (5)合—M3 t o
(24) KT2 t —KT2 (22)合—KM4 f
(36)合 >(35) YV3 t o
〉KM4 (6)合f M4 仁
l_^KM4 (14)合一KA2 准备。
2、起动水泵
按下(9) SB3
3、停水泵
按下(9) SB4
b(36)YV4 仁
KM2 t — KM2 (4)合f M2 f。
KA7
十KA7 (9) 合一自保。
U KA7
(10) 合一KM1准KA7
备。
KM2 I — KM2 (4)开—M2 仁
KA7 J
〉KA7 (9)开一关 KM2。
匕 KA7 (10)开—锁 KM1。
KA7 (26)开一HL2 灭。
4^起动压缩机
按下(10) SB1
KM1 (3)合一Ml t „
KM1 (19)合一锁 EH1。
KA6 (10)合一自保。
KA6 (11)合—SP2 I 作。
KA6 (27)合一HL3 亮。
5、停压缩机
按下(10) SB2
(3)开一 Ml ； o
(19)
开f放开EHlo
(10)
开一关KM1。
(11)
开一关SP2。
(27)
开f HL3灭。
第二节空调设备电气控制
一、空调设备电气控制系统
一般远洋运输船舶空调都是采用集中制冷/加热方式。装设两台制冷压缩机组和通风机, 它的制冷原理与冷藏设备一样，所以，它的控制方案也是大同小异。不过空调的压缩机组功 能比较多，外界热负荷变化也比较大，一般空调压缩机都有减载起动，随外界热负荷变化而 自动卸载或增载(即自动减缸或增缸工作)。我们以NSA45LR空调装置的电气控制线路为例, 说明其电气控制原理。
图12-4是NSA45LR空调装置控制线路原理图。
SQ1
SQ3
FIJ4 T
FU1
400V/220V
b
KM1
KM2
:
L
KM3
r
KR1
r : r
KR2
KR3
/
/
1 2
wt几
KR2
P〒
SP1
3
水泵
4
FU5
、KM1
KR3
SB3
KI
SPL
ST2
KR2A
KA4
EH
KA1IKM3
HL2
HL3 HL4
HL5
KM2|KA4
KA3
□
』口 口 口
V
YV2
YV3
YV4
YV5
5
6
7
8
9
10 11 12
13 14 15
16
17
!•|
*
!
图12-4 NSA45LR空调装置控制线路原理图
n|
8二、系统控制电路原理分析
1
5（一） 、在电路图中标出各逻辑行的行号。给各逻辑行按顺序编号，在图的下方（或右 边）用阿拉伯数字编号，以在图12-4中标示。
（二） 、以左开右闭（上开下闭）的原则找出每个线圈在图中所有辅助触点所在逻辑行的
位置，标注在线圈的下方。在电路图中从左至右，从上至下寻找一遍，逐个标注。以在图 12-4中标示。
KM2 (26)
(三) 、自动状态下工作过程分析
将KI, K2拔到A自动位置，开始工作时SPH, SPL制冷剂管道高低压开关闭合，ST1回 风温度感应器调温开关闭合，
ST2电机绕组检查开关闭合，SP2油压保护开关未工作，SP1
水压开关断开。f KM2 牛TKM2 (2)
合上一M2 f ,压缩机起动。
1、合
上—
(1) SQ1KM2 (18)；合上一 (2) SQ2|T SP2； (3) SQ3- (4) T t
得电工作，开始油压监视。(5)
HL1亮,电源指示。
厶为电磁阀供电
(9)
HL5亮，不正常指示(未工
作)。
2、
按下
(10) SB1
KM1 (1)合上一Ml t ,风机起动。
KMl(ll)合上一为控制回路供电-EHt，滑油加热。 KA1
KAI t
(6)合上一HL2亮，风机指示。
断开-EH；，停油加热。
KA1 (11)合上一自保。
3、
按下
(12) SB3-
> KM3 t
.KM3 (3)合上一M3 t ,水泵起动 ________________
KM3 (13)合上一自保。
KA2 f -KA2 (8)合〜HL4亮，水泵指示。
(13) SP1 合上一KA5 t
KA3 (14)合上一KA3准备。
KA3 (9)断开一HL5 t灭，正常工作。
4、
按下
(14) SB5-KA3 t KA3 (15)合上一自保。
KA3 (15)合上—KA4 t
KA4 (7)合上TL3 亮。
KA4 (15)合上 ________
严(24) YV4f打开供液电磁阀，供液。
T(25) YV5 t打开回油阀，将滑油从油 分离器中分出的滑油送回曲轴箱内。
—K3, K4自动卸载开关工作，
根据负载情况自动调节。
(四) 、自动温度控制和能量调节
1、回风温度到达整定值
随压缩机的运行，温度开始下降，当回风温度降到温度感应器的整定值一(15) ST】动
KM2 I > KM2 (2)断开一M2 I ,停压缩机。
T KM2
(2)断开〉SP2 ；。
YV1、2、3、4、
(26)合上一EH t ,油加热。
KA4
> KA4 (7)断开-HL3 灭。
KA4 (15)断开一锁 KM2 ；。
2、回风温度高于整定值
停止压缩机，温度逐渐上升，当回风温度高于温度感应器的整定值一 (15) ST1复位, 合卜〉 KA4 (7)合上一HL3亮。
L； KA4 (15)合上一KM2 f > KM2 (2)合上—M2 仁
KM2 (18)合
> SP1 t 工作。
YV1、2、3、4、5 恢复供电。
KM2 (26)断开-EH i停止油加热。
3、水泵过载保护
风机过载〜(1) KR1动作-KR1 (10)断开-KM1 ； > Ml I。
.断控制回路供电一所有设备停止工 作。
水泵过载一(3) KR3 动作—KR3 (11)断开—KA54^—> KA5 (4)断—KA3 J —KM2 ； —M2 KA5 (9)合上一HL5亮，故障指示。
压缩机过载〜(2) KR2动作一KR2 (11)断一KA5
KA5 (14)开—KA3 i —KM2 I —M2
KA5 (9)合上一HL5亮，故障指示。
4、过压保护
(1) ____________________________________________________________________ 、当制冷剂管道内压力超过整定值一(17) SPH断开一KA5( _________________________________
〉KA5 (14)断开—KA3 i -KM2 i -M2 ；。
KA5 (9)合上一HL5亮，故障指示。
(2) 、另外SPL、ST2、SP1、SP2的动作，都会产生与SPH相同的结果一停压缩机，HL4 亮。
第五章船舶辅助锅炉自动控制
船舶辅助锅炉是船舶动力装置的重要组成部分。在柴油机提供推进动力的船舶上，辅助 锅炉产生的蒸汽主要用于加热燃油、滑油、水以及提供各种生活用汽。为了提高机舱的自动 化程度，辅助锅炉的全自动控制是不可缺少的。对于小型辅助锅炉，由于产生的蒸汽主要供 主机暖缸、加热燃油以及II常生活用，故对蒸汽参数的稳定性要求不高，一般采用双位控制 或比例调节，允许蒸汽压力在设定范围内波动，实现有差调节。而对于大容量的油船辅助锅 炉，因为加热货油、驱动货油泵、锅炉给水泵等蒸汽辅机以及洗舱的需要，多采用比例一一 积分环节，使蒸汽压力基本稳定在设定值，实现无差调节。另外，目前在船上除采用蒸汽辅 助锅炉外，还有的船用辅助锅炉是将热力油或水加热到一定温度，然后再将它们在全船循环 以实现其供热要求。
一、船舶辅锅炉电气控制系统的技术要求
主机为柴油机的船舶，一般都装设辅助燃油锅炉以便供热。我国船舶多采用1. 8t/h的 自动燃油锅炉、汽压为294'686kPa,对其控制系统的主要技术要求如下：
(一) 、锅炉系统的控制箱应集中装设在锅炉附近。
(二) 、锅炉控制系统应具有手动和自动控制，自动控制失效时，能很方便切换到手动控制。
(三) 、自动燃油锅炉控制装置一般包括有：
1、自动调节系统
(1) 水位自动控制坏节：锅炉内低水位时，水泵的自动起动给水；到达高水位时，自 动停止给水；当水位降到危险水位时，能发出声光报警信号，并使全部系统停止工作。
(2) 蒸汽压力自动控制环节：锅炉内蒸汽压力下降到下限值时，能自动点火燃烧；压 力达到上限时，自动熄灭；压力达到最大压力值时，能够发出声光报警，并自动打开安全阀 放汽降压。
(3) 燃油温度自动调节环节：能自动保持燃油的适宜温度。
2、 程序控制器
锅炉的点火燃烧应按一定程序进行，接通电源，按下自动起动按钮后，系统按以下程序 工作：
风机首先运行向炉膛内鼓风，进行预扫气，经一定时间后燃油泵起动，随后点火变压器 有电，开始点火，后点火油头喷油（一般火等油原则）。若点火成功，光敏电阻发出信号。 点火停止；同时主油头开始喷油，风机和燃油泵进入正常工作。对有风油比例调节的自动锅 炉。点火成功后，调节器根据汽压变化对风油按比例自动调节。
若点火失败，点火和喷油自动停止，同时进行后扫气。扫气结束后，进行声光报警。有 的锅炉可自动进行第二次点火。若再失败，再进行报警。
锅炉正常燃烧使蒸汽压力达到上限压力时，自动熄灭，后扫气，同时高压状态指不灯亮。 汽压降低到下限时，自动点火燃烧，程序同前。
3、 自动保护和声光报警
在下列情况下自动保护并报警；
（1） 、危险水位时，自动熄灭，后打气，报警；
（2） 、汽压达到最大时，自动熄灭，放汽并报警；
（3） 、点火失败时，自动熄灭，后打气，报警。
应当指出，船舶辅锅炉的自动控制系统比较复杂，线路的种类也很多，目前正在开发研 制，有些已成产品的微机控制系统，但是不管哪一种控制线路（或方案），都离不开上述的 基本技术要求，只有掌握了这些技术要求，才能更好地分析实船应用锅炉的控制原理，它具 有哪些功能，由哪些元器件和线路实现哪一个功能。
二、船舶辅锅炉电气控制系统实例
图12-5为国产2吨立式燃油锅炉控制线路图。
（一）、在电路图中标出各逻辑行的彳丁号。给各逻辑行按顺序编号，在图的下方（或右 边）
ABC
B ,
两1
士2;35
28
25;28
EZ1加
3:36
30
31
10; 11
10
11
31
12
：2
:a
4;19;37
KR2 綁血
13
5:38
'£
37
15
：S
39
31;34
40
10;41
対;33
40
12
-13
16
17
20
EK
18
8
41
33
F
45
10
19
20
16
KD2
EE
-KA2
TO
KS1
J
47
17
22
48
23
50
13
24
25
51
'£
17
16;22;41
图12-5国产2吨立式燃油锅炉控制线路图 用阿拉伯数字编号，以在图12-5中标示。
（二） 、以左开右闭（上开下闭）的原则找出每个线圈在图中所有辅助触点所在逻辑行的
位置，标注在线圈的下方。在电路图中从左至右，从上至下寻找一遍，逐个标注。以在图 12-5中标示。
（三） 、自动状态下工作过程分析
将自动-手动拔挡开关KI、K2、K3、K4、K5、K6、K7拔到“A"自动位置
1、水位控制：
(1)、水位在高位
假定锅炉中的水已经装满，水位浮阀将“77”电极接到，用右边的主锅炉，左边的备用 锅炉不用，既(44) Kg将“71”点按通,
合上(1) DZO
(47) KY2f「^ KY2 (47)合一自保，水位在“77； 78”间电极接通
6 KY2 (44)开一锁KA7。
(50) KY3 t -KY3 (43)开一锁KA6。
(2)、水位到中位
随锅炉的燃烧，不断产生水蒸气，水位下降。“77”电极断开，但由于KY2 (47)自保
触点的作用，使电路控制状态保持不变，水位继续下降。当“78”电极断开一KY2I _________
-|-^KY2 (47)开一自保触点断开。
L^KY2 (44)合一KA7 f - KA7 (8)合一KM1
(2)合 _____________________
I—>KM1 (35)合一HL4亮。
-Ml t水泵起动，向锅炉供水〜水位上升一 “77”电极接通^^(47) KY2 t _____________________________________________________________
厶(50) KY3 t f KY3(43)开
-锁
KA6 =
KY2 (47)合一自保
KY2 (44)开—锁KA7 i —KA7 (8)开f KM1 I
―I_KM1 (2)开-i 停水泵。 厶
KM1
(35)开一HL4灭。
水泵随水位的上下而循环工作。
(3)、水位到低位
如果水泵电路出现故障，锅炉不能加水一水位继续下降一 “79”电极断开一(50) KY3
；—KY3 (43)合一KA叶今 KA6 (33)合—DL f 响井铃。 厶
KA6 (10)开一锁KA1。
2、燃烧程序控制
正常燃烧时锅炉内蒸汽压力低于500Kpa,压力继电器YD闭合。
按下(10) SB2-KA1-
(10)合一自保。
厶KA1 (11)合一为下面的控制回路供电-
>(12) KM2 t
»(13)KM2 f
»(17)KA2 f
①
KM3 (4)合一M3 f起动鼓风机。
KM3 (19)合一为点火供电(26) KS1 t经延时
KM3
(37)合—HL6亮。
»KS1 (16)合_FB t -Dg点火。
> KS1 (22)合一DF f —喷油。
> KS1 ( 41 )合一KS2 t
KS1 (17)开-KA2 I -桥工
作。
KM4 (5)合一M4 f起动燃油泵。
KM4 (38)合一HL7亮。
KA2 (20)开一平衡桥准备工作。
④
经延时，且点火失败〉KS2 (40)
合-KA5 t-
KA5 (34)合TL3亮,DL f 报警。
KA5 (10)开—KAI ； ________________
KA5 (26)开—KS1 J
KA5 (33)开-HL2灭。
-p—KAl (10)开一锁KAI。
L—KA1 (10)开一控制部分停止供电-M3, M4 i -点火失败。
若点火成功(且在KS2动作之前)一(25) Rg因有火光，其电阻值很小-KYI t -KY1
KA3 (26)合一KS1保持供电。
(27)合-KA4 t 丁＞ KA4 (16)开一FB (— 停止点火。
(25)开一KY1 串Rg, R2, 3 t — KA4 (26)开一KS1 准备断电。
I—> KA4 (41)开—KS2 ；—此时KS2因延
未到，未动
作。
3、燃烧比例控制
燃烧过程自动调节由比例式压 力调节器YBD和电动比例操作器DBC 两个元件来实现。其线路图如图 12-6所不。其工作过程如下：
当锅炉汽压达到压力调节器的 整定值时，YBD带动的电位器R' 9 与电动机M带动的反馈电位器R，1。 所构成的电桥是平衡的，它无输出， 差动放大Ti、H也没有输出，而且调 整静态参数，使A和D截止，可控 硅SCR】和SCR截止，伺服电机M不 转，保持这种风油比例状态。
当锅炉汽压低于整定值时，压 力调节器YBD带动R，9上滑动触头 向上升电桥失去平衡。使得A仍然 截止，R导通，触发了 SCR1；使伺服
电机M的一个绕组有电，向增大油、风门方向转亂1讎挥嫌皑第塢創経瞻图m向上升与R' 9构成新的平衡。一旦达到新平衡，电桥无输出伺服电机就停止，反之亦然。
4、手动控制
把操作方式置手动位置，即K「K?置手动位置，按先预扫风，后点火操作顺序进行，这 里就不重述。
第六章火灾自动报警系统
系统的组成
火灾自动报警和消防联动控制这两个系统
火灾自动报警系统一般由探测器、信号线路和自动报警装置三部分组成。
联动控制设备有消火栓、水灭火、气体灭火、防火门、防火卷帘、排风机、空调设施、 防火阀、排烟阀、电梯、诱导灯、事故灯、警铃、切断工作电源等。
除以上系统外，国内各厂家又相继推出总线制报警器。不同厂家总线制系统各异，但共 同点都是总线制、地址编码形式。
(1)二总线制集中报警系统。区域报警器到探测器的线路传输只需二条总线，每一部 位的控制器都有自己的编号，即一个部位一个编址单元。如JB-QB-50-2700/076型为例，它 采用了先进的单片机技术，CPU主机将不断地向各编址单元发码。当编址单元接收到主机发 来的信号后，加以判断：如果编址单元的码与主机的发码相同，该编址单元响应。主机接收 到编址单元返回的地址及状态、信号，进行判断处理：如果编址单元正常，主机将继续向下 巡检；经判断如果是故障信号，将发出故障区域声、光报警信号。发生火灾时，经主机确认 后，火警信号被记忆，同时发出火灾区域声、光报警信号。
WL 1型多路火灾报警系统
火灾报警器组成具有结构简单工作可靠功能完善造价低廉实用等特点 关键词集中火灾报警器区域火灾报警器串行通信编解码器火灾探测器 中图分类号:TP274七5文章标识码A
WL~1 Multiplex Fire Alarm System
Wang Jianyu Liao Zhezhi
Abstract This paper introduces WL-lfire alarm system with 8031 single-chip
microcomputer. The
system consists of concentwting fire alarm device and regional fire alarm device.
It is characterized
as simply st rue tu re, working reliable, func tion powerful, price cheap and prac
ti cal. Key words Concentratin^ fire alarm device, Regional fire alarm device,
Series-communication, Code decoder, Fire—detector 消防安全一直受到各级政府的高度重视随着第三产业的不断发展各种健身餐饮娱乐等服务 设施 不断地涌向建筑工程造价不高的中小型建筑物设计一种适用于此类建筑设施的价格低功能 强简单实用的
火灾报警系统很有现实意义WL 1型多路火灾报警系统以8031单片机为控制核心利用编码 器解码器
为多点控制开关以RS 422A串彳丁接口为远距离通信接口等组成了集中和区域为一体的多区 域多监测点的火
灾报警系统
1系统的硬件结构
整个系统构成框图如图1所示
该系统是一个集散式监控系统由一台集中火灾报警器和多个 区域火灾报警器组成一个区域火灾报警器可以串接多个火灾 探测器区域火灾报警器与探测器之间采用编解码器实现多点 串行通信以完成区域火灾报警器对各监测点进行巡回检测 编码器是将单片机并彳丁送出的火灾探测器的地址编号变成二进 万方数据
2 制的串行码发出当火灾探测器里的解码器接收到该串行码时判断该码是否与本火灾探测器 的地址编号相同
如果相同则解码器发出一个信号使模拟开关接通则该火灾探测器检测到的信号送到信号线 上使单片机读
取否则将该探测器关闭这样单片机不断地按顺序发送火灾探测器的地址编号就实现了对各 监测点的巡
回检测达到监测火灾的目的
2系统的工作原理
21集中火灾报警器
集中火灾报警器硬件结构框图如图2所示
该部分以8031单片机为控制核心其各集成电路的功能如下
2764用于存储系统程序
6264用于存放各区域火灾报警器送来的火警或故障信息
8279用于键盘和LED显示器接口
MC146818用于系统时钟
8155用于扩展接口 A 口接微型打印机B 口接8位拨码开关用于设置集中火灾报警器所带 区域
火灾报警
器的个数C 口接一位LED显示器用于显示特征位
MC3486 MC3487是RS 422A的收发器用于串行通信
集中火灾报警器通过RS 422A串行接口可对各区域火灾报警器进行巡回检测判断集中火灾 报警器与各区
域火灾报警器的通
信是否畅通若通
信畅通则接收区
域火灾报警器发出
的火灾信息若区
域火灾报警器正
常则集中火灾报
警器对下一个区域
进行同样的检查
如果集中火灾报警
器接收到火警信
息则在LED显
不器上显不出火灾
特征火警区域地
址号和区内具体部
位地址编码并发出火灾报警音响变调音及点亮火警灯锁定第一次出现火警信息时的时间同 时通过
打印机打印出火灾报警的时间报警区域地址号和区内具体部位地址编号及报警总数等内容 并将报警信号送
到联动灭火系统进行灭火控制对于多个火灾报警信号采用在LED显示的办法以便能使工作 人员及时
了解火灾情况如果通信受阻那么集中火灾报警器接收到的是故障信息此时LED显不器上显 示出区域火
灾报警器的地址发出故障报警音响长音点亮故障灯显示故障特征但不锁定第一次故障报警 时间
其它同火灾报警过程
本报警器采用4 4键盘及17位LED显示其中键盘分为数字键及特殊功能键特殊功能键包 括系统复位
键该键可使集中火灾报警器及区域火灾报警器复位时钟设置键用来设置系统的时钟包括年 月丨丨
时分检查键包括自检和对区域火灾报警器进彳丁检查在有火警时不得用此键消咅键按下此键 可停
止集中火灾报警器及区域火灾报警器的音响发声废除键若发现输入信息有误可按此键废除 刚输入的数据
万方数据
3
或命令执行键确认键按下此键使输入的数字或特殊功能键有效17位显示器的显示格式如 图3所示
2 2区域火灾报警器
区域火灾报警器硬件原理框图如图4所示山图中可以看出区域火灾报警器 在集中火灾报警器的基础上增加了火警故障正常鉴别电路检查电路及 编码器MC145026电路8255接口中除微型打印机外接了两个拨码开关 其1为设置所带的火灾探测器个数2为设本报警器所在的楼层号下 面分述增加部分的功用及工作过程
1编码器MC145026它的作用是将8031并彳丁输出的火灾探测器地址编 码转换成串彳丁编码送到地址线上以达到地址信号的单线传输
2火警故障正常鉴别电路该电路的输入线与火灾探测器信号线相接R3 R4组成分压电路用 来设
置故障信号门槛电平Vg R5 R6用来设置火警信号门槛电平Vh Vh>Vg如果一个探测器被选 中后
该探测器就将其目前的状态送到信号线上探测器的状态电平我们设为vt如果Vt 均输出低电平表不正常状态如果Vg 该探测器出现故障如果Vt〉Vh则比较器1.2均输出高电平说明该探测器检测到了火警信息 3检查电路其目的是用来检查火灾探测器有无故障当将24V电压加到探测器上后8031就 对各探测 器巡回检查若发现某一探测器不能及时报出火警则说明该探测器已损坏或出现故障应立即 更换或 修理区域火灾报警器工作时在程序控制下不断地对火灾探测器巡检注意火灾探测器里有解 码 器一旦火灾探测器出现火警信号区域火灾报警器立即在显示器上显示出该探测器的地址编 号发 出火警的 声光报警锁定第一次 报警时间并送打印机 打印存储报警信息 供集中火灾报警器查 询若出现故障信号 则除发出故障声光报警 及不锁定第一次报警时 间外同火警信号处 理区域火灾报警器可 以不依赖集中火灾报警 器而单独工作使整个 系统具有双重保险报警 功能 3系统的软件介绍 由于本系统的软件框图较多这里仅简略地给出集中火灾报警器和区域火灾报警器的主程序 框图 31集中火灾报警器程序 万方数据 4 集中火灾报警器的系统程序主要有主程序火灾报警处理子程序故障报警处理子程序键盘中 断处理子 程序定时中断显示子程序时钟中断子程序打 印子程序数制转换子程序等等其中主程序主要 完成系统初始化判断所带的区域火灾报警器的个 数对各区域火灾报警器的巡检及对火警及故障信 息进彳丁处理包括显不打印等主程序框图如 图5所示 3 2区域火灾报警器程序 区域火灾报警器的程序主要有主程序系统自 检子程序中断处理子程序火警处理子程序故 障处理子程序串行通讯中断子程序时钟中断子 程序定时中断显示子程序及数制转换和打印子程 序等其中主程序主要完成系统初始化对火灾探 测器巡回检测及火警故障信息处理等功能区域 火灾报警器主程序框图如图6所示 4结束语 本系统利用8031单片机结合RS-422A通信接 口实现远距离通信采用编解码器实现区域火灾报 警器与火灾探测器之间的通信使对探测器的巡检 可靠线路简单二线工程造价低廉本系统 在抗干扰方面采用多次采样的方法来降低误码 提高可靠性在硬件及软件上均采用看门狗方式以确保系统不死机该系统在实际运用中的确 达到了稳定 可靠的效果 宾馆火灾自动报警联动系统设计安装 宾馆是供国内外旅客住宿、就餐和举行各种会议、宴会的场所。现代化的宾馆一般都具有 多功能、综合性的特点，集餐饮、住宿、娱乐、购物为一体，很容易引发火灾。火灾自动报 警系统，对于及早发现火灾和对火灾进行早期的扑灭，最大化地减小火灾造成人员伤亡、经 济损失及不良的社会影响起着重要的作用。 1、系统总体结构简化设计 火灾自动报警系统主要由触发器件、火灾报警装置、以及联动控制系统等组成。系统的 工作原理如图1所示： 图1系统工作原理示意图 2、触发器件 在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件，主要包括手动报警按钮 和火灾探测器。手动报警按钮是手动方式产生火灾报警信号的器件，火灾探测器是能对火灾 参数（如烟、温、光、火焰辐射、气体浓度等）响应，并自动产生火灾报警信号的器件。对于 宾馆类建筑，为了精确预报失火位置，最大限度减小探测器的误报率，选用感烟探测器、感 温探测器来组成区域火灾探测器网络。客房内卧室、书房、餐厅、会客室使用带蜂鸣器底座 探测器，客房内任意区域探测器向控制室发出火灾报警信号同时触发蜂鸣器发出蜂鸣声，提 醒处于熟睡或工作状态的客人快速撤离。 1） 感烟探测器 感烟式火灾探测器是利用一个小型烟雾传感器响应悬浮在其周围附近大气中的燃烧和 （或）热解产生的烟雾气溶胶（固态或液态微粒）的一种火灾探测器。一般有离子式和光电感烟 火灾探测器。本系统选用光电式感烟探测器。光电式感烟探测器有由一个烟雾检测室，里面 设有一个光 源和一个感光元件。光源的光线一般不能照射到感光元件上，但是当有烟雾进入 后，光线在烟雾中产生散射，从而有部分光线射到感光元件上，烟雾越浓，散射到感光元件 上的光线就越多，感光元件再把光信号转换为电信号进行输出火灾控制器。 2） 感温探测器 在火灾初起阶段，使用热敏元件来探测火灾的发生时一种有效的手段。感温式火灾探测 器可以根据其作用原理分为定温式火灾探测器、差温式火灾探测器和差定温火灾探测器三 种。本系统选用空气管线型差温火灾探测器。它由空气管和膜盒以及电路部分组成，当环境 温度缓慢变化时，空气管内空气受热膨胀后，能从膜盒的漏气孔泄出，因此不会推动波纹片， 电接点不会闭合;当环境温度上升很快，空气管内的空气受热膨胀迅速，来不及从膜盒的漏 气孔泄出，膜盒内压力增加，推动波纹片位移，使接点闭合，从而产生火灾报警信号。 本篇文章来源于：安防知识网（www. asmag. com. cn） 3、火灾报警装置 在火灾自动报警系统中，用以接受、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具 有其他辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。本系统采用火灾声光报警器，这是一种 安装在现场的声光报警设备，当现场发生火灾并确认后，安装在现场的火灾声光报警器可由 消防控制中心的火灾报警控制器启动，发出强烈的声光报警信号，以达到提醒现场人员注意 的目的。考虑到探测器报警的可靠性，系统采用预警和火警两级报警方式。当区域内同种或 两种探测器单回路报警时，系统发出一级报警，这需要工作人员进一步确认;当双回路报警 或于动装置报警时，系统认为火灾发生，发出火灾警报，并通过消防控制系统启动灭火系统 进彳丁灭火。 4、联动控制系统 宾馆类建筑的火灾自动报警系统的联动设备主要由室内外消火栓系统、自动喷水灭火系 统、防排烟系统、以及火灾报警装置和消防应急照明等部分组成。 1） 消防联动控制设备对室内消火栓系统应控制消防水泵的启、停，且应显示启泵按钮的 位置和显示消防水泵的工作、故障状态。 2） 消防联动控制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统应控制系统的启、停，且应显示消防 水泵的工作、故障状态和显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。此外，对水池、 水箱的水位也应进行显示监测;为防止检修信号阀被关闭和所造成不必要的损失，作者认为 应采用带电气信号转换的控制信号阀进行显示监测系统的控制信号阀之开启状态。 3） 防烟和排烟系统中，在电动防火阀处设控制模块。经火灾报警候开启相应防烟分区内 的加压送风口或排烟口的电动防火阀，关闭有关部位的空调送风系统，并返回动作信号。联 动控制台与防烟和排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线，以便在联动控制中能自动和 手动控制防烟和排烟风机的启停。显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调送风 系统亦如此。 4） 确认火灾后，联动控制台在启动上述联动系统的同时，通过报警装置发出警报，提醒 客人及工作人员尽快撤离。 系统产品 探测鄒 烟雾报警器 报警器 吸顶式烟雾器 系统结构 火制祥 JBC-7B-4029 特殊消防行业的一种，在各种商业、工业场所以及娱乐等公共场所国家规定使用的对火 灾自动检测或手动发出的报警信号的设备，并通过电路通讯在该区域的控制室或值班室 的屏幕上显示火灾报警的部位。现在火灾报警系统在我国已经全面使用，起到了很好的 早期报警、及时处理的作用。 术语： 1报警区域Alarm Zone将火灾自动报警系统的警戒范围按防火分区或楼层划分的单 丿li O 2探测区域Detection Zone将报警区域按探测火灾的部位划分的单元。 3保护面积Monitoring Area 一只火灾探测器能有效探测的面积。 4安装间距Spacing两个相邻火灾探测器中心之间的水平距离。 5保护半径Monitoring Radius 一只火灾探测器能有效探测的单向最大水平距离。 6区域报警系统Local Alarm System由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或 由火灾报警控制器和火灾探测器等组成，功能简单的火灾自动报警系统。 7集中报警系统Remote Alarm System由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器 和火 灾探测器组成，或由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，功能较复 杂的火灾自动报警系统。 8控制中心报警系统Control Center Alarm System由消防控制室的消防控制设备、 集中火灾报警控制制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由消防控制室的 消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，功能复杂的火灾 自动报警系统。
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