基于船用燃油电加热器的多级控制方法与流程

本发明主要涉及燃油加热控制方法技术领域，具体涉及一种基于船用燃油电加热器的多级控制方法。

背景技术：

船舶需要燃油提供动力，而燃油的粘度受到温度的影响，所以在使用燃油时需要对其进行温度控制，一般使用蒸汽加热或者电加热。

以前的大功率电加热器主要有两种控制方式，一种是用通用的温度控制器加大功率可控硅调压来实现无级调功，维修成本高，且可控硅产生的高次谐波对电网上其他设备有影响；另一种是分多组控制，但各组之间相互独立，操作不便，控制精度低。

技术实现要素：

解决的技术问题

本发明主要提供了一种基于船用燃油电加热器的多级控制方法，用以解决上述背景技术中提出的现有电加热器控制维修成本高、各组之间相互独立，操作不便，控制精度低的技术问题。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：基于船用燃油电加热器的多级控制方法，包括plc控制器和多组电加热器，第一组所述电加热器使用固态继电器连接，其余多组使用交流接触器km连接；所述plc控制器接收温度传感器、粘度传感器的检测信号以及来自人机界面的初始设定信号，并进行pid运算，再将pid值进行分配，控制所述固态继电器以及所述交流接触器的通断。

进一步的，所述温度传感器设置在出油口以及所述电加热器管壁上。

进一步的，一组所述电加热器包括3个电加热管，所述电加热器至少设有4组。

进一步的，所述初始设定信号包括控制参数设定、电加热器参数设定、pid参数设置、电加热器工作时间设定。

进一步的，所述控制参数设定包括设定温度、温度的上下限偏差、设定的粘度以及粘度的上下限偏差；所述电加热器参数设定包括每组的功率、温度偏差、温度回差、粘度偏差以及粘度回差；所述pid参数设置包括温度和湿度两者的比例增益系数kc、积分时间常数ti以及微分时间常数td。

进一步的，使用多个熔断器和三相断路器对电路进行保护。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明设计合理，将电加热器分成几组，第一组用固态继电器连接、其余各组采用交流接触器连接，采用人机界面及plc，将温度或粘度传感器信号传至plc，plc依据传感器信号及初始设定值进行pid运算，再将pid值进行分配，控制交流接触及固态继电器的通断，以实现大功率电加热器的无级调功，此种方式控制精度高，对船用电站冲击小，维护方便，维修成本低。

附图说明

图1为本发明的控制电路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参照附图1，基于船用燃油电加热器的多级控制方法，包括plc控制器和多组电加热器，将温度传感器设置在出油口以及所述电加热器管壁上，分别对油温以及电加热器进行温度实时监测，防止温度过高导致元件损坏，可对油温以及电加热器管温进行限定，并在温度过高时发生报警信号；3个所述电加热器为一组，所述电加热器分为多组，从第1组到第n组分别为eh1、eh2......ehn，其中n要大于等于4，即所述电加热器至少设有4组，一般设有4-10组。

在未对燃油加热前，操作者通过所述人机界面对初始值进行设定，包括控制参数设定、电加热器参数设定、pid参数设置、电加热器工作时间设定；所述控制参数设定包括设定温度、温度的上下限偏差、设定的粘度以及粘度的上下限偏差；所述电加热器参数设定包括每组的功率、温度偏差、温度回差、粘度偏差以及粘度回差；所述pid参数设置包括温度和湿度两者的比例增益系数kc、积分时间常数ti以及微分时间常数td。

并根据公式进行pid运算：

pid=kc*(spn-pvn)+kc*ts/ti*(spn-pvn)+mx+kc*td/ts*(spn-pvn-

spn-1-pvn-1),

其中，spn是在采样时间n时设定点的数值，spn-1是在采样时间n-1时设定点的值，pvn是在采样时间n时过程变量的数值，pvn-1在采样时间n-1时过程变量的数值，mx是在采样时刻n-1时的积分项数值。

第一组所述电加热器eh1使用固态继电器ssr连接，其余多组分别使用交流接触器km1、km2、km3...kmn连接，其中n要大于等于4，电加热器且一组交流接触器对应一组电加热器；三相电源为电路提供电源，并在第一组电加热器eh1线路上设置多个多个熔断器fu1、fu2、fu3，在电源输入端以及第二组、第三组...第n组电加热器线路上分别设有三相断路器qs1、qs2、qs3...qsn；熔断器和三相断路器对电路进行保护，在发生过呀、过载等电路故障时，进行断电保护。

所述plc控制器接收温度传感器、粘度传感器的检测信号以及来自人机界面的初始设定信号，并进行pid运算，再将pid值进行分配，控制所述固态继电器ssr以及所述交流接触器km的通断，达到对大功率电加热器的无级调功。

综上所述，本发明设计合理，一般用于功率在18kw以上的情况下，采用将电加热器分成几组，第一组用固态继电器连接、其余各组采用交流接触器连接，采用人机界面及plc，将温度或粘度传感器信号传至plc，plc依据传感器信号及初始设定值进行pid运算，再将pid值进行分配，控制交流接触及固态继电器的通断，以实现大功率电加热器的无级调功，此种方式控制精度高，对船用电站冲击小，维护方便，维修成本低。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.基于船用燃油电加热器的多级控制方法，其特征在于：包括plc控制器和多组电加热器，第一组所述电加热器使用固态继电器连接，其余多组使用交流接触器连接；所述plc控制器接收温度传感器、粘度传感器的检测信号以及来自人机界面的初始设定信号，并进行pid运算，再将pid值进行分配，控制所述固态继电器以及所述交流接触器的通断。

2.根据权利要求1所述的基于船用燃油电加热器的多级控制方法，其特征在于：所述温度传感器设置在出油口以及所述电加热器管壁上。

3.根据权利要求1所述的基于船用燃油电加热器的多级控制方法，其特征在于：一组所述电加热器包括3个电加热管，所述电加热器至少设有4组。

4.根据权利要求1所述的基于船用燃油电加热器的多级控制方法，其特征在于：所述初始设定信号包括控制参数设定、电加热器参数设定、pid参数设置、电加热器工作时间设定。

5.根据权利要求4所述的基于船用燃油电加热器的多级控制方法，其特征在于：所述控制参数设定包括设定温度、温度的上下限偏差、设定的粘度以及粘度的上下限偏差；所述电加热器参数设定包括每组的功率、温度偏差、温度回差、粘度偏差以及粘度回差；所述pid参数设置包括温度和湿度两者的比例增益系数kc、积分时间常数ti以及微分时间常数td。

6.根据权利要求1所述的基于船用燃油电加热器的多级控制方法，其特征在于：使用多个熔断器和三相断路器对电路进行保护。

技术总结
本发明提供一种基于船用燃油电加热器的多级控制方法，包括PLC控制器和多组电加热器，第一组所述电加热器使用固态继电器连接，其余多组使用交流接触器KM连接；所述PLC控制器接收温度传感器、粘度传感器的检测信号以及来自人机界面的初始设定信号，并进行PID运算，再将PID值进行分配，控制所述固态继电器以及所述交流接触器的通断，以实现大功率电加热器的无级调功，此种方式控制精度高，对船用电站冲击小，维护方便，维修成本低。

技术研发人员：赵超胜;王磊;王奎华;许章利;张彭;方明星
受保护的技术使用者：安庆安力船舶科技有限公司
技术研发日：2020.04.07
技术公布日：2020.08.04