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關鍵字：組態軟件 紫金橋 船舶監控
一、概述
現代船舶設備系統的日趨高性能化、結構模塊化。船舶機艙監測系統在遠洋船舶中是一個必備的系統，其關系到遠洋船舶安全、可靠運行。它能準確可靠地監視機艙內各種動力設備的運行狀態及運行參數。運行設備發生故障時，能自動發出聲光報警信號并進行報警打印記錄。它還能定時地把有關運行參數進行打印制表。在自動化機艙中，設備的運行狀態、運行參數值及故障報警狀態都集中到控制室的監視屏上，輪機人員不必到機艙去巡視，就能在集中控制室內能了解到所有設備的運行狀態及其參數值，從而可以減輕輪機管理人員的勞動強度，改善工作條件，及時發現設備的運行故障，提高設備運行的可靠性。
為此，基于PLC控制的遠洋船舶機艙監測系統，紫金橋組態軟件為船舶機艙控制系統構建了一套監控系統。
二、系統介紹
遠洋船舶設備由主機系統、凈油機系統、油柜系統、空壓機系統、舵機系統、鍋爐系統、廢油焚化爐、發電機組、應急發電機系統以及泵等設備子系統組成，每一個設備都是24小時不間斷運行，例如主機，主機系統是船舶的心臟，必須保證主機在航行期間可靠、穩定運行。在此期間，監測系統要求時刻監測主機系統的轉速、冷卻水溫度、燃油進出口溫度、滑油進出口溫度以及主機排氣溫度等，這些參數涉及到4-20mA、600℃以上的溫度信號和600℃以下的溫度信號，信號種類繁多，增加了系統的復雜度。
 
各種類型的傳感器（開關量、4-20mA、PT100、熱電阻等）采集各類信號，并不停地將這些信號送入顯示單元（微機LCD），在顯示屏上顯示各個監測通道的當前值，一旦有監測發生越限情況，報警信號就被送入延伸報警控制單元、打印記錄單元及警報器控制單元，其中打印記錄單元可以即時打印發生報警的各參數值，警報器控制單元啟動集控室和機艙的揚聲器，以此提示輪機管理人員；同時，起動延伸報警裝置，并在公共場所、輪機長房間、值班輪機員房間等輸出聲光報警信號，在駕駛臺的報警監視屏上也有聲光提示信號輸出。
主電源和應急電源都具有自檢功能，在系統發生報警后，可以在集控室應答，消聲消閃。
三、硬件實現
該套監視系統包括對一臺14缸的主機、三臺發電機、一臺鍋爐、一套焚燒爐、兩套空壓機和一套舵機的主要工況參數顯示和參數檢測報警、及其它設備的運行狀態指示。系統共檢測118個模擬量，128個開關量。為此采用了S7-200CN PLC 226作為系統總控制器，并擴展7個16I/O的EM223 CN數字量模塊，模擬量采集模塊采用研華ADAM與PLC通過485總線通訊，監測上位機軟件采用紫金橋組態軟件RealinfoV-6.5，通過PPI方式組成一個網絡，實現對船舶機艙設備的實時監測。
 
本系統在監視與報警工作時，所有開關量模塊都通過西門子S7-200CN PLC擴展模塊EM223 CN采集輸入，三類模擬量4-20mA、600℃以上的溫度信號和600℃以下的溫度信號通過ADAM采集輸入，在通過485總線送入西門子S7-200CN PLC，在PLC中集中處理，然后送到上位機和其他設備，如指示燈，揚聲器等。 此外，外部按鈕可以發出指令通過西門子S7-200CN PLC發出控制命令，啟動、停止各類泵等相應的設備。
作為一個遠洋運行船舶必不可少的系統，其主要具備以下功能：
（1） 故障報警：當系統檢測到故障時，系統發出聲光報警，在應答后，系統停止聲音輸出，指示燈平光，消除報警后，指示燈滅。
（2） 參數顯示與報警的指示：在系統的軟件界面上可以查閱當前被監測的參數值，并以不同顏色顯示正常與否的參數。
（3） 打印記錄：系統接有一個報警記錄打印機，當產生報警時，系統同時啟動打印機，打印當前的報警，便于輪機管理人員查閱，與航海日志的記錄。
（4） 延時報警：當產生溫度或液位等報警時，系統延時幾秒后，輸出報警，避免誤報警。
（5） 閉鎖報警：該功能用于檢修系統時，能夠單個檢查。
（6） 延伸報警：系統可將報警信息延伸到各個輪機員的房間，將報警信息傳送給相關的輪機管理人員。
（7） 失職報警：當發生報警后，一段時間內沒有輪機人員去應答，系統就會產生全船報警，以提醒值班人員的失職。
（8） 功能試驗：系統具有自檢功能。
四、監測系統軟件實現
系統監測軟件采用以WINDOWS平臺，在紫金橋RealinfoV-6.5的開發環境下實現的。紫金橋RealinfoV-6.5具有可視化操作界面，豐富的圖庫、高度靈活的動畫連接，擁有全面的腳本與圖形動畫功能可以對畫面中的一部分進行保存，以便以后進行分析或打印變量導入導出功能，支持實時、歷史數據的分布式保存強大的腳本語言處理，全面支持畫面發布、實時數據發布、歷史數據發布以及數據庫數據的發布方便的配方處理，豐富的設備支持庫，支持常見的PLC設備、智能儀表、智能模塊的功能特點。
紫金橋組態軟件具有如下功能：
（1） 參數列表顯示，按序或分組顯示所有機艙參數條目。包括參數序號、名稱、當前值、單位、上限值、下限值以及報警狀態。 并可以翻屏連續顯示。
（2） 參數圖表顯示，以虛擬儀表形式顯示主/輔機有關參數。關于主機的排氣溫度、冷卻水溫度等；關于輔機的有發電機組有關的壓力和溫度等。
（3） 曲線顯示，將有關參數分實時和歷史曲線分別描述，其中實時曲線隨著時間的推移在界面上描繪出一條相應數值的曲線，而歷史曲線能讓操作員隨時可以查看某一參數過去2天內的參數變化情況，即可以復現其2天內的工況。
（4） 報警查詢功能是，當某一監測點發生越限報警時，系統自動彈出報警窗口，并能在該窗口中查詢到該監測點的相關情況。
（5） 用戶管理功能，本系統共設三類用戶，分別是系統管理員用戶、輪機長用戶和操作員用戶。其中系統管理員用戶是給機務老軌等公司管理級操作使用的，其操作權限為最大，可以設置輪機長用戶和操作員用戶，修改相關參數，如報警上下限；輪機長用戶是給船舶老軌操作使用，其操作權限為其次，也可修改相關參數；操作員用戶是給船舶一般的值班輪機員使用，其無法修改有關參數和設置用戶，權限最低。
五、結論
本系統在紫金橋RealinfoV-6.5軟件的監控下，可以看到實時數據，有實時報警功能為船舶遠洋保駕護航，并且可以在船舶停用的時候把一系列數據進行整理處理，通過數據檢查船舶的安全隱患。
本文設計的船舶機艙監測報警系統適用于各種遠洋船舶，經實際的運行表明，該系統性能穩定可靠，完全滿足遠洋船舶的要求，有較高的推廣價值。
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