第七章第一节冷却水温度控制系统

冷却液温度控制系统工作原理分析冷却液温度控制系统工作原理分析1. 引言冷却液温度控制系统在汽车、工业设备和航空航天等领域中起着至关重要的作用。

该系统通过监测和调节冷却液的温度，确保机器和设备的正常运行和长期稳定性。

本文将对冷却液温度控制系统的工作原理进行深入分析。

2. 冷却液温度控制系统的组成冷却液温度控制系统主要由以下几个部分组成：2.1 水泵：水泵负责将冷却液从冷却器回流到发动机，以保持发动机在正常工作温度下运行。

2.2 散热器：散热器通过增大冷却液与周围环境的热交换面积，以提高冷却效果。

2.3 温度传感器：温度传感器负责测量冷却液的温度，并将数据传输给控制单元。

2.4 控制单元：控制单元接收温度传感器的数据，并根据设定的温度范围，控制水泵和风扇的转速。

2.5 风扇：风扇通过增加空气流动和散热面积，加速冷却液的散热过程。

3. 冷却液温度控制系统的工作原理冷却液温度控制系统的工作原理可以概括为以下几个步骤：3.1 初始状态：当发动机处于工作状态时，冷却液通过水泵进入发动机进行冷却。

此时，温度传感器将监测到冷却液的温度，并将数据传输给控制单元。

3.2 温度传感器数据采集：控制单元收到温度传感器的数据后，会与预设的温度范围进行比较，以确定当前冷却液温度是否在合理范围内。

3.3 控制水泵：如果控制单元发现冷却液温度过高，它将命令水泵提高冷却液的流动速度，以加速冷却液的循环和散热过程。

反之，如果冷却液温度过低，控制单元将减小水泵的流动速度。

3.4 控制风扇：除了控制水泵之外，控制单元还会根据需要，调整风扇的转速。

当温度传感器侦测到冷却液温度过高时，控制单元会加速风扇的转速，以增加冷却液的散热效果。

3.5 循环控制：冷却液将持续循环进出发动机和散热器，直到冷却液温度恢复到预设范围内。

4. 冷却液温度控制系统的优点冷却液温度控制系统具有以下几个优点：4.1 提高发动机效率：通过精确控制冷却液的温度，冷却液温度控制系统能够确保发动机在最佳工作温度下运行，进而提高发动机的燃烧效率和动力输出。

考点1由需要外加能源气动或电动仪表组成自动控制系统全部是间接作用式控制系统。

图4-1-1给出了用TQWQ型气动温度三通调整阀组成气动温度自动控制系统原理图，这个系统还采取了按力矩平衡原理工作百分比调整器。

测量单元、调整器和显示仪表全部装在-个壳体内，是属于基地式仪表。

图4-1-1 用TQWQ型气动三通调整阀组成冷却水温度控制系统1-温包；2-毛细管；3-测量波纹管；4-主杠杆；5-反馈波纹管；6-定值弹簧；7-放大器；8-喷嘴；9-挡板；l0-气缸；11-活塞；12-弹簧；13-转阀；14-三通阀；系统测量单元是温包1，它是由不锈钢材料制成，里面充注膨胀系数较大。

沸点较低易挥发性液体。

利用温包内介质压力随温度而改变性质，来反应冷却水温度实际值。

温包内压力改变经紫铜管接入测量波纹管3。

百分比调整器是由主杠杆4，及作用于主杠杆4上测量波纹管3、反馈波纹管5、定值弹簧6、喷嘴8、挡板9及气动功率放大器7等部分组成。

由小气缸10、活塞11、三通阀14组成实施机构。

当系统处于平衡状态时，作用于主杠杆4上测量力（温包输出压力信号和测量波纹管有效面积乘积)对支点18产生测量力矩，和作用主杠杆4上反馈波纹管5反馈力对支点18产生反馈力矩及定值弹簧6张力对支点18所产生力矩相平衡，主杠杆4稳定不动，挡板和喷嘴之间开度不变，气动功率放大器7输出一个不变稳定气压信号，三通调整阀中转阀13位置固定不变。

这么通冷却器管口和旁通管口开度不变，冷却水温度稳定在给定值上。

当系统受到扰动（如柴油机负荷忽然增大)，冷却水出口管路水温会升高（温包是插在冷却水出口管路中)，温包l内介质汽化加强，经过毛细软管2使测量波纹管3内压力升高，主杠杆4将绕支点18逆时针方向转动。

固定在杠杆左端喷嘴8将离开挡板9，其背压降低，于是气动功率放大器输出压力信号减小（测量信号增大，输出信号减小调整器叫反作用式调整器)。

小气缸10中活塞11在弹簧作用下向上移动，拉动转阀13逆时针方向转动，开大通冷却器管口，关小旁通管口，即经冷却器冷却水流量增大，旁通水量降低，使冷却水温度降低，并逐步向给定值方向恢复。

冷却液温度控制系统原理
冷却液温度控制系统是一种用于控制发动机冷却液温度的系统，其原
理是通过控制冷却液的流量和温度来保持发动机的正常工作温度范围内。

该系统通常由水泵、散热器、恒温阀、温度传感器和控制器等组成。

水泵是冷却液循环的动力源，它将冷却液从发动机中抽出并通过散热
器散热后再回到发动机中循环。

散热器是冷却液散热的主要设备，它
通过散热片和风扇将热量散发到空气中。

恒温阀是控制冷却液流量的
关键部件，它根据温度传感器的信号控制冷却液的流量，以保持发动
机的温度在正常范围内。

温度传感器是检测发动机温度的装置，它将
温度信号传输给控制器，控制器根据信号控制恒温阀的开度，从而控
制冷却液的流量和温度。

冷却液温度控制系统的工作原理是通过控制冷却液的流量和温度来保
持发动机的正常工作温度范围内。

当发动机温度升高时，温度传感器
会检测到信号并将其传输给控制器，控制器根据信号控制恒温阀的开度，从而控制冷却液的流量和温度。

当发动机温度降低时，控制器会
减小恒温阀的开度，从而减小冷却液的流量和温度。

冷却液温度控制系统的优点是可以保持发动机的正常工作温度范围内，
从而提高发动机的效率和寿命。

此外，该系统还可以减少发动机的磨损和故障，提高发动机的可靠性和安全性。

总之，冷却液温度控制系统是一种重要的发动机控制系统，它通过控制冷却液的流量和温度来保持发动机的正常工作温度范围内，从而提高发动机的效率和寿命。

该系统的优点是可以减少发动机的磨损和故障，提高发动机的可靠性和安全性。

冷却液温度控制系统原理随着科技的不断进步，冷却液温度控制系统在工业生产中扮演着重要的角色。

这一系统的原理是通过控制冷却液的温度，有效地维持设备的工作温度，确保设备的正常运行。

本文将从系统原理、工作流程、优势和应用领域等方面详细介绍冷却液温度控制系统。

冷却液温度控制系统的原理主要基于热交换原理。

通过冷却液对设备进行散热，将设备产生的热量传递给冷却液，然后通过控制冷却液的温度来达到对设备温度的控制。

这一系统通常由传感器、控制器和执行器组成。

传感器负责监测设备的温度变化，并将数据传输给控制器。

控制器根据传感器的数据来判断设备的工作状态，然后通过控制执行器调整冷却液的温度，以达到设定的温度范围。

冷却液温度控制系统的工作流程如下：首先，传感器监测设备的温度变化，并将数据传输给控制器。

控制器根据设定的温度范围和传感器的数据来判断设备的工作状态。

如果设备的温度超过设定的范围，控制器将发出信号给执行器，执行器会相应地调整冷却液的温度。

当设备的温度恢复到设定的范围内时，控制器停止发出信号，执行器也停止调整冷却液的温度。

冷却液温度控制系统具有一系列的优势。

首先，它可以对设备的温度进行精确的控制，确保设备在最佳的工作状态下运行。

其次，该系统能够快速地响应温度变化，提高设备的响应速度。

此外，冷却液温度控制系统还能够减少设备的能耗，延长设备的使用寿命。

最重要的是，这一系统可以保护设备免受过热损坏的风险，提高设备的安全性和可靠性。

冷却液温度控制系统广泛应用于各个领域。

在工业生产中，该系统常用于冷却炉、冷却塔、冷却机等设备的控制。

在汽车工业中，冷却液温度控制系统被用于发动机的冷却。

此外，该系统还可以用于医疗设备、电子设备等其他领域的温度控制。

冷却液温度控制系统通过控制冷却液的温度，有效地维持设备的工作温度，确保设备的正常运行。

该系统基于热交换原理，通过传感器、控制器和执行器的配合工作，实现对设备温度的精确控制。

冷却液温度控制系统具有精确控制、快速响应、节能延寿、安全可靠等优势，并广泛应用于工业生产、汽车工业、医疗设备等领域。

项目十机舱辅助控制系统【项目描述】Item Description冷却水（Cooling Water）温度控制系统、燃油供油单元（Fuel Oil Feed Unit）自动控制系统、燃油净油单元（Fuel Oil Purification Unit）自动控制系统是船舶机舱（Engine Room）主要的辅助控制系统，控制辅助设备的正常运行，为船舶动力系统（Shipping Dynamical System）设备提供保障。

对机舱辅助控制系统的掌握，正确使用调节是轮管人员（Marine Engineer）必备的基本技能。

通过本项目的学习，学生具体应达到以下要求：一、知识要求（knowledge demand）1.能表述冷却水温度控制系统的组成及工作原理，了解中央冷却水温度控制系统的基本概念；2.能表述燃油供油单元自动控制系统、测黏计（Viscosity Meter）、燃油黏度控制系统的工作原理；3.能表述燃油净油单元自动控制系统的组成及工作原理，熟悉EPC-50控制系统的面板（Panel）操作及I/O信号二、能力要求（ability demand）1.具备冷却水温度自动控制系统的操作与管理能力；2.熟悉燃油供油单元的综合控制，具备燃油供油单元自动控制系统的操作与管理能力；3.具备燃油净油单元自动控制系统的操作与管理能力；三、素质要求（quality demand）1.养成善于动脑、勤于思考、及时发现问题的学习习惯；2.培养理论联系实际、善于分析和解决工程实际问题的能力；3.培养理性思维能力和科学求实的精神；4.培养学习新技术的能力，增强创新意识。

【项目实施】Item implementation任务一冷却水温度控制系统一、学习目标（learning target）1. 掌握此种冷却水温度控制系统的基本组成和特点：2. 掌握冷却水温度控制系统的参数设置及调整；3. 熟悉此冷却水温度控制系统的故障诊断及在轮机自动控制中的应用管理。

船舶柴油机冷却水温度控制系统IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】摘要船舶柴油机冷却水的温度是影响柴油机工作的重要热工参数。

精确控制冷却水的温度，对于提高柴油机的动力性、减少废气的产生、减少燃料消耗量等方面都有着重要的意义。

本设计的单片机系统采用了AT89C51作为微处理器，采用铂电阻(pt100)作为温度传感器，与运算放大器(op27)相结合构成精密测温电路，采用了ADC0809芯片作为精密测温电路与单片机的转换通道。

键盘矩阵采用2行3列非编码方式，显示部分为3位LED数码管显示，看门狗电路采用了较为常见的X25045芯片。

系统输出环节通过单片机输出口传递输出控制信号，经光电藕合4N25和模拟开关CD4052后去控制继电器的通断，进而控制三相伺服交流步进电机电机的旋转，当实际温度偏高时，单片机输出控制信号使正转继电器通电，伺服电机正转，改变三通调节阀的开度，增加流过淡水冷却器的淡水量，使淡水温度降低;当实际温度偏低时，单片机输出控制信号使反转继电器通电，伺服电机反转，改变三通调节阀的开度，增加旁通冷却水流量，使淡水温度升高，最终起到温度控制的作用。

本设计引入了功率模糊控制信号的智能温度控制系统，有效地克服了水温的时滞特性，大大地降低了冷却水温度的超调量，并提高了系统的响应速度；采用屏蔽与隔离技术，提高了控制系统在恶劣环境中的抗干扰能力；采用指令冗余及数字滤波技术，提高了系统的软件抗干扰能力。

关键词：船舶柴油机；冷却水温度；单片机；数码管显示AbstractThe temperature of cooling water of marine diesel engine is an important reference. It is very significant to control the temperature of cooling water accurately. For improving the power performance of diesel engine, decreasing the exhausting and saving fiiel.The design of the SCM system uses AT89C51 as the microprocessor, using platinum resistance (pt100) as a temperature sensor, and operational amplifiers (op27) combined constitute precise temperature measurement circuit, using ADC0809 chip as precision temperature measurement circuit and microcontroller conversion channels. Keyboard matrix using two rows three non-coding mode, the display part of the three LED digital tube display, the watchdog circuit uses more common X25045 chip. System output link passing through the microcontroller output port output control signal, the optical coupling and analog switches CD4052 4N25 go after control relay off, and then control three-phase AC servo motor stepper motor rotation, when the actual temperature is high, the microcontroller output control signal forward relay is energized, the servo motor is transferred, changed way regulating valve opening, increasing freshwater flowing fresh water cooler, so that fresh water temperature decreases; when the actual temperature is low, the microcontroller output control signal reverse relay is energized, reversing the servo motor, three-way valve to change the opening degree of the bypass cooling water flow increases, the fresh water temperature, the temperature control end play a role.This design introduces a fuzzy control signal power intelligent temperature control system, effectively overcome the delay characteristics of the water temperature, which greatly reduces the cooling water temperature overshoot, and improves system response speed; using shielding and isolation technology, improve the control system in the harsh environment of the anti-jamming capability; using instruction redundancy and digital filtering technology to improve the system's software anti-jamming capability.Key Words：SMarine Engine； Temperature of Center Cooling Water System; SCM; Digital display目录第1章绪论1.1课题背景船舶柴油机冷却水温度控制技术是轮机自动化技术的重要组成部分。

第七章冷却系第一节概述一、冷却系的作用：保持发动机在最适宜的温度范围内工作。

发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达2200K~2800K(1927℃~2527℃)，使发动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。

二、发动机过热或过冷的危害发动机冷却必须适度，过热或过冷都会给发动机带来危害。

1.发动机过热的危害1)降低充气效率，使发动机功率下降；2)早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；3)运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。

2.发动机过冷的危害1)进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加。

2)燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；3)未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、活塞、活塞环等)上的油膜，使零件磨损加剧。

可见，发动机正常的工作温度是保证发动机良好的工作性能及其使用寿命的一个重要条件。

三、发动机的冷却方式根据所用冷却介质不同，可分为风冷式和水冷式。

1.水冷式——以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠水的流动把热量带走而后散入大气中。

散热后的水再重新流回到受热机件处。

适当调节水路和冷却强度，就能保持发动机的正常工作温度。

同时，还可用热水预热发动机，便于冬季起动。

2.风冷式——高温零件的热量直接散入大气。

四、发动机的正常温度水冷式发动机保持正常工作，其冷却水的温度应在353K~363K(80℃~90℃)之间。

此时，气缸壁温度不超过473K~573K(200℃~300℃)；气缸盖、活塞顶部的温度不超过573K~673K(300℃~400℃)；润滑油的温度在343K~363K(70℃~90℃)，保证发动机具有较好的动力性、经济性和净化性，使零件的运动和磨损正常。

冷却水控制系统操作说明书上海徽鼎机电设备有限公司二O一三年三月一、控制系统说明1.冷却水控制系统是冷却水换热并经降温，再循环使用的给水系统。

主要由冷却设备、水泵和管道组成。

有节约大量工业用水的作用。

2.冷却水控制柜具有操作循环泵，冷却风机，电磁阀的启动和停止，故障报警，故障切换等功能。

可以通过人机界面和远程实时监控系统的运行状态。

3..控制柜本身有防雨罩，具有防雨功能4.控制柜本身带有保护功能：4.1 短路保护：采用施耐德智能电源转换开关，当发生短路时自我保护不会将电源烧毁；4.2 电机过热：当电机运转过程中，出现发热时影响电机PTC 阻值，使其阻值越来越大，这时热敏电阻继电器通过其阻值变化来判断电机此时的温度，当检测到电机温度异常或时，停止低温泵输出并在文本显示器上出现相应提示，且对应循环泵故障指示灯亮。

重置按钮可以进行复位操作。

4.3 过载保护：通过热过载继电器保护限制电机工作电流，当电机电流大于额定值一定时间时，热过载继电器报警动作，并停止低温泵输出，在文本显示器上有相应提示，通过热过载继电器复位键进行复位；二、安装说明1.运输：柜体到达现场后，请用叉车或吊车平稳的将柜体运到柜体所需安装的基础台（槽钢或水泥台）上。

运输过程中，柜体不应受碰撞，以免骨架变形，或者薄面板碰凹，表面涂层受撞伤，影响外观。

2.安装：本控制柜属于落地式安装。

安装完毕后打开箱体，将电源引入，电机按照图纸连接，电磁阀控制由端子引出。

安装完毕后，要检查电机与控制柜的绝缘性，机械传动是否正常。

3.环境要求：3.1 现场环境温度应控制在-10°~50°这个范围内3.2 现场的防护等级要求为IP553.3 无导电尘埃和破坏绝缘介质的气体或蒸汽。

3.4 无剧烈震动或冲击3.5 良好通风环境4.当以上条件均符合后，接通电源，观察电机运转是否正常，转速方向，转速高低和转速大小等。

三、工作原理该电控柜由西门子S7-200作为主控制器。

《船舶电气及自动化（自动化部分）》课程教学大纲一、课程基本情况1．课程代码：2．课程类别：专业课程3．学时及学分总学时：52 理论学时：52 实践学时：04．适用专业及年级：轮机工程5．后续课程：轮机英语6．编订日期：2012年11月7．修订日期：2012年11月二、课程的性质与任务《船舶电气及自动化》课程是轮机工程专业的一门上岗必备的专业能课。

本课程的设置任务是使学生在掌握反馈控制系统的概念、组成、作用规律及执行机构。

船舶机舱辅助控制系统、蒸汽锅炉的自动控制、船舶主机遥控系统的组成、工作原理、执行机构。

船舶机舱检测与报警系统组成、工作原理、船舶火灾自动报警系统组成、工作原理。

为我们船舶综合系统的实习工作打下坚实的基础。

三、课程的教学目标使学生明白自动控制系统的组成和工作原理，自动控制系统如何实现自动控制与执行。

当自动控制系统出现问题我们能根据自己所学的知识和实践来一一判断排查并找出发生为题的原因，并且修复之使其能重新回到良好的状态。

根基系统各种系统的工作条件和状体做好日常的保养和维护工作。

增加系统及工作机构的寿命。

四、主要教学内容及教学要求第五章船舶反馈控制系统基础第一节反馈控制系统的基本概念建议2学时，主要教学内容：反馈控制系统的组成、反馈控制系统的传递方块图、反馈控制系统的工作过程、反馈控制系统的评价指标、教学要求：了解反馈控制系统的组成结构、工作原理，如何评价反馈控制系统性能的好坏。

第二节自动化仪表的基本知识建议2学时主要教学内容：自动仪表的主要品质指标、自动仪表的元部件及组成原理、教学要求：仪表各种误差的分析和判断、懂的气动仪表的主要元件及工作原理，明白气动仪表的各个环节的组成结构和工作原理、第三节调节器及其调节作用规律建议2学时主要教学内容：位式调节器、比例调节器、比例微分调节器、比例积分调节器、比例积分微分调节器。

教学要求：掌握各种调节器的组成机构、工作原理，如何对各种调节器进行正确调试、并使其工作在最佳工作状态。

冷却液温度控制系统原理随着科技的不断进步，冷却液温度控制系统在各个领域中得到了广泛的应用，尤其是在工业生产中。

冷却液温度控制系统能够有效地控制冷却液的温度，提高生产效率和产品质量。

本文将详细介绍冷却液温度控制系统的原理和工作方式。

冷却液温度控制系统主要由传感器、控制器和执行器三部分组成。

传感器负责检测冷却液的温度，控制器根据传感器的反馈信号进行判断和控制，执行器则负责根据控制信号调节冷却液的温度。

在冷却液温度控制系统中，传感器起到了关键的作用。

传感器能够将物理量转换成电信号，将冷却液的温度转化为控制系统能够识别的信号。

常见的传感器有热电偶和温度传感器等。

热电偶通过热电效应产生微弱的电压信号，温度传感器则通过温度敏感元件的电阻值变化来测量温度。

传感器将测得的温度信号传递给控制器。

控制器是冷却液温度控制系统的核心部分，负责对传感器反馈的信号进行处理和判断。

根据设定的温度值和实际测得的温度值，控制器通过比较判断冷却液的温度是否符合要求，并生成相应的控制信号。

控制器通常采用PID控制算法，即比例、积分、微分控制算法。

通过不断调整控制信号，控制器能够使冷却液的温度逐渐趋近于设定的温度值。

执行器是冷却液温度控制系统中的最后一环，负责根据控制信号来调节冷却液的温度。

执行器通常采用电动阀门或电磁阀等设备。

当控制信号发生变化时，执行器能够根据信号的大小和方向来控制阀门的开启程度，从而调节冷却液的流量和温度。

冷却液温度控制系统的工作原理可以总结为：传感器检测冷却液的温度，并将信号传递给控制器；控制器根据传感器的信号判断冷却液的温度是否符合要求，并生成相应的控制信号；执行器根据控制信号来调节冷却液的温度，使其逐渐趋近于设定的温度值。

通过不断的反馈和调节，冷却液温度控制系统能够稳定地控制冷却液的温度，确保生产过程中的稳定性和质量。

冷却液温度控制系统是一种重要的工业自动化控制系统，能够有效地控制冷却液的温度，提高生产效率和产品质量。