摘 要

船舶主机燃油供给系统的稳定性和可靠性是船舶安全航行的保障,其中燃油粘度控制系统是燃油供给系统的重中之重。为了降低船舶行进的成本，现在绝大部分船舶的柴油机都在使用重油。但是重油在一般情况下粘度是非常高的，因此没法再管路中输送，更不可以直接喷射到气缸中燃烧。故所提供的燃油的粘度必须保持在一个合适的范围是使船舶主机能够正常运行的重要保障。如若供给燃油的粘度高于规定的数值范围，可能会导致燃油系统中的一些零部件损坏甚至报废，还可能使燃油系统中的管路接头处漏油，同时会使燃油雾化不良。这些都会使燃油效率大大降低，以及会加剧主机运动件的磨损，从而使船舶不能正常运行。因此我根据上述船舶燃油粘度的要求将要设计出一种使用三菱PLC技术控制燃油粘度的系统，该系统是通过调节加热器的蒸汽流量来控制燃油的温度从而达到控制燃油粘度的目的。我将围绕系统总体的设计方案,详细阐述控制系统硬件的组成和设计方案以及软件的组成和设计算法。并验证该方案的合理性与实用性。

关键词：PLC；燃油粘度；燃油温度；粘度计；温度传感器；压差变送器；调节阀；控制系统；

Abstract

The stability and reliability of the fuel oil supply system of the main engine is the guarantee of the safe navigation of the ship, and the fuel oil viscosity control system is the most important part of the fuel oil supply system. In order to reduce the cost of ship moving, most of the ships' diesel engines are using heavy oil now. But in general, the viscosity of heavy oil is very high, so it can not be transported in the pipeline, let alone directly injected into the cylinder for combustion. Therefore, the viscosity of the fuel oil provided must be kept in a proper range, which is an important guarantee for the normal operation of the main engine of the ship. If the viscosity of the supplied fuel is higher than the specified value range, some parts in the fuel system may be damaged or even scrapped, oil leakage may also occur at the pipe joints in the fuel system, and poor fuel atomization may occur. All of these will greatly reduce the fuel efficiency and increase the wear of the moving parts of the main engine, so that the ship can not operate normally. Therefore, according to the above requirements, I will design an oil viscosity control system based on Mitsubishi PLC technology. The system is to control the oil temperature according to the steam flow of the heater to achieve the purpose of controlling the oil viscosity. I will focus on the overall design scheme of the system, and elaborate the composition and design scheme of the control system hardware as well as the composition and design algorithm of the software. And verify the rationality and practicability of the scheme.

Key Words：PLC；oil viscosity；oil temperature； viscosity meter； temperature sensor；pressure difference transmitter；regulating valve；control sysytem；

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2发展现状 1

1.2.1 VAf型燃油粘度控制系统的组成 1

1.2.2测粘计 2

1.2.3差压变送器 3

1.2.4调节器 4

1.2.5气动调节阀 6

1.3燃油粘度的概念 7

1.4船舶燃油粘度控制系统基础理论 8

1.4.1船舶燃油粘度控制系统基础结构 8

1.4.2船舶燃油粘度控制系统中的相关部件基础数学模型 8

1.5 PLC中PID三种作用方式的比较 10

1.6本文研究的内容 10

第二章 控制系统模块划分 11

2.1主控模块 11

2.2 PID控制模块 13

2.3温控模块 14

2.3.1 Pt100温度传感器 14

2.4黏度测量控制模块 15

2.4.1 EVT-10C粘度传感器 16

2.5人机界面模块 17

2.6报警模块 17

2.7控制器电路模块 17

第三章系统硬件及软件的设计 19

3.1分析被控对象，提出控制要求 19

3.2系统硬件设计 19

3.2.1PLC的选型 19

3.2.2输入、输出量的分配 19

3.2.3模拟量输入、输出地址及输入、输出设备 20

3.2.4控制系统硬件线路设计 20

3.3系统软件设计 22

3.3.1控制系统流程图 22

3.3.2控制系统梯形图的制作 24

3.3.3温度控制算法 25

3.3.4粘度控制算法 26

3.4控制系统管理要点 26

第四章：总结与展望 27

4.1.总结 27

4.2.展望 27

致谢 28

参考文献 29

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

船舶主机燃油供给系统的稳定性和可靠性是船舶安全航行的保障,其中燃油粘度控制系统是燃油供给系统的重中之重。为了降低船舶行进的成本，现在绝大部分船舶的柴油机都在使用重油。
从表面来看，我们直接改变燃油粘度时直接对它进行加热，它是一个对温度的控制，这是对的，但是这种仅限于对某一固定品种的燃油。因为每一种燃油的粘度和温度两者之间都有一一对应的关系，但是对于不同品种的燃油来说，就不满足这个说法了。不同种类的燃油，当它们的温度相同的时，它的粘度差异也会非常大。如果对主机燃油采用温度控制的控制方式，我们如果要把燃油的粘度控制在最佳喷射粘度，对于不同种类的燃油将需要重新确定燃油温度的既定值，而这样就会加大轮机员的工作量。尤其是对于品种繁多的混合燃油来说（从世界各港口装载燃油，油舱中的燃油常是不同品种的混合油），我们去确定最佳喷射粘度所对应的温度值是非常困难的。因此，我们在燃油进入高压油泵之前都不会采用温度控制的方式，都是直接对燃油的粘度进行控制。^[1]这样我们就可以将燃油粘度作为被控量，然后根据燃油粘度变化的差值来控制加热器的蒸汽调节阀开度达到对燃油粘度调节、控制的目的。

1.2发展现状