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船用锅炉给水系统的逻辑控制 大连海事大学朱周 文元全 I内容摘要】针对船用锅炉水位受船舶航行摇摆的影响而出现的假水位，本文提出了应用数 字逻辑电路对船用锅炉给水系统进行控制方案，使控制系统的抗干扰能力得以增强．提高 了船用锅炉给水系统的稳定性和可靠性。 关键词：逻辑电路给水控制系统与非门电路 、J ＼‘ 锅炉是内燃机船舶动力装置中很重要的辅助设备。锅炉在运行中，要保持正常的水位， 主要是控制给水量，使进入锅炉的给水量等于锅炉的蒸发量，以适应负荷的变化。水位控 制有双位控制和连续控制两种方式．从引起锅炉水位变化的因数方面来考虑，锅炉蒸汽流 量的变化和给水流量的变化对锅炉水位的变化都是有影响的。因此锅炉给水控制系统又分 有单冲量水位控制和多冲量水拉控制。由于船用辅锅炉蒸发量较小，蒸汽压力较低，大多 数船用辅锅炉采用单冲量取水位控制。 船用辅锅炉单冲量双水位控制是闭环控制系统．根据水位检测元件的不同，又分为浮 子式、电极式、参考水位罐式等。这几种方式都在船上得到广泛的应用． 1问题的提出 船舶航行在海上，经常受到风暴、海浪、水流等因数的影响，产生横向和纵向的摇摆。 当摇摆幅度较大时，将会引起锅炉水位剧烈地波动，严重影响锅炉给水系统的正常工作。 现以图l电极式锅炉给水控制系统为例。 -hj泣上限 ．≈葶茁豫 一碗睑末也 圈l二吨自动立式燃油锅炉给水控制部分线路 该给水控制系统的工作过程大致为：电极室内的水位显示锅炉内的实际水位。当电极 室的水位低于v“水位下限)时．整流器ZL输入端失电．使继电器KAl失电t其常闭触头 KA，。闭合，主接触器KMI获电，其主触头闭合使水泵电机有电运转．向锅炉内补水a当 水位达到VH水位上限时，ZL有电，KAt获电．KA．。断开，水泵电机停止运转。如此循环， 使锅炉水位控制在vH与vL上下限之间。但当船舶大幅度地摇摆时，使锅炉水位剧烈波动， 产生“假水位”，将引起给水系统误动作，锅炉水位难以可靠控制。 2逻辑控制电路 为消除上述因素给控制电路造成的影响，须综台考虑水位控制上下电极v¨vL和水 泵电机当时的逻辑状态F．来控制水泵电机要达到的逻辑状态即次态F(运行或停止)。 采用门电路对锅炉给水进行逻辑控制。首先设定逻辑状态：F-“1”表示水泵电机运 转，F=…0’表示水泵电机停止；在vH和vL电极的引线端分别加装信号变换器，vH=…1 表示此电极悬空，(未接触水)vH=…0表示电极接触水；VL=…I、…0的定义与vH相同。 水泵电机F的逻辑功能为：在水位上升过程中，起始状态为vH和vL都未接触水时，F由 停止状态转变为运行状态；当vL接触水，vH未接触水时，F继续运行；只有当VH、vL 都接触水时，F才停止运转。在水位下降过程中，当vL接触永，vH未接触水时，F继续 停止；直到水位下降到起始状态，F由停止状态转变为运行状态。如此循环。该逻辑功能 表明，在水泵电机停止的状态下，只有在VH和VL同时悬空时，水泵电机才能起动进行补 水。根据上述逻辑状态及功能分析，可画出水泵电机次态尸的卡诺图如图2所示。由 图2可得出水泵电机的控制逻辑表达式为 F‘=％K+F％=丽．两 (1) Ucc VⅡ 蛭 011110 阑00 1 0 0 O l O J 1 0 0 1 1 图2水泵电机次态，’的卡诺图 圈3锅炉培水系统自动控制逻辑电路原理图 3电路设计原理 根据逻辑表达式(1)及逻辑状态的定义．可设计出锅炉给水系统自动控制的逻辑电路原 理图如图3所示。豳中A、B、C均为“与非”门．KA2为继电器，其开关作用控制