2 500t起重船機艙監測報警系統

黃 兵

(江蘇省船舶設計研究所有限公司,江蘇鎮江 212003)

0 引言

起重船主要用于港口船舶裝卸,港口建設水工作業,船舶及石油平臺建造,建橋工程,水下救撈,海洋工程及離岸工程大型構件物的起重吊裝作業等。船舶機艙是船舶的心臟,船舶機艙內各個系統的可靠穩定工作是起重船正常作業的必要條件,為了使起重船可靠安全作業,起重船應設船舶機艙監測報警系統AMS(Alarm and Monitoring System)。船舶機艙監測報警系統AMS是現代船舶重要的系統,是實現機艙自動化以及船舶綜合自動化必備的系統。機艙自動化可以減少機艙工作人員;可以減輕機艙人員的勞動強度,改善工作條件;可以提高船舶的安全性以及船舶運營經濟性。作者在設計 2 500t起重船時按照機艙自動化的有關要求與自動化公司聯合設計了機艙監測報警系統AMS。

1 2 500t起重船簡介

2 500t起重船為鋼質、非自航、非旋轉、可變幅起重船,在船首設有起吊能力為 2 500t的單臂架桁架式起重機構,本船調遣航行區域為近海和內河航區,起吊作業為遮蔽海域、內河和港口水域。2 500t起重船為單臂架起重船,該船按《國內航行鋼質海船建造規范》(2006)、《國內航行海船法定檢驗技術規則》(2004)及《船舶與海上設施起重設備規范》(2007)以及《起重機設計規范》等現行規范進行設計。本船機艙設4臺800kW作業發電機,1臺135kW停泊發電機,4臺風機,4臺壓載泵、1臺艙底泵、1臺艙底駁運泵、1臺消防泵及其他設備。移相變壓器艙設 2臺風機,2臺燃油泵。制動電阻艙設有 2臺風機。本船的主起升絞車、變幅絞車、定位絞車、系泊絞車、索具絞車均配西門子變頻電機,所有變頻電機由西門子變頻器驅動。本船的起重變頻調速控制系統采用西門子 S7-400系列可編程序控制器構建,操縱室設起重控制臺及移船定位控制臺,機艙監控室設機艙監控臺及主配電板,底艙設有變頻柜艙及制動電阻艙。

2 機艙監測報警系統構成

本船機艙監測報警系統應用了計算機網絡技術及現場總線技術,結構采用分布式結構。機艙監測報警系統AMS主要采用服務器進行操作,服務器基于以太網通過冗余以太網相互連接在一起。2臺AMS服務器可以互為備用,也可同時工作。2臺AMS服務器同時工作時可以顯示相同的監測內容也可以顯示不同的監測內容。本系統由底層計算機網絡及上層計算機網絡組成。底層網絡設 3只數據采集箱,其中 1號數據采集箱及 2號數據采集箱布置在機艙內,3號數據采集箱布置在機艙監控臺內。3只數據采集箱及 2臺監測報警系統AMS服務器通過底層網絡交換機組成底層計算機網絡。上層計算機網絡設 1臺操縱室工作站,7只延伸報警站。7只報警延伸站分別為輪機長臥室延伸報警站、大管室延伸報警站、餐廳延伸報警站、會議室延伸報警站、二管室延伸報警站、三管延伸報警站、輪機長會客廳延伸報警站。2臺機艙監測報警系統AMS服務器及操縱室工作站以及 7只延伸報警站通過上層網絡交換機構成上層計算機網絡。2 500t起重船機 艙監測報警系統網絡框圖如圖 1所示。

圖1 2500t起重船機艙監測報警系統網絡框圖

3 機艙監測報警內容及其主要功能

3.1 機艙監測報警內容

本船的機艙監測報警按機艙自動化的有關章節要求設計,全船開關量及模擬量近 200個。機艙 1號數據采集箱主要采集 1號作業發電機組和2號作業發電機組的數據以及機組附近的燃油艙、清水艙液位;機艙2號數據采集箱主要采集 3號作業發電機組、4號作業發電機組的數據和停泊發電機組以及機組附近的燃油艙、清水艙液位;機艙3號數據采集箱主要采集機艙其他輔機的一些數據及變頻柜艙的溫度、柴油機的排氣溫度以及若干艙底水高位報警信息。

主配電板內的全自動電站通過Modbus485總線與機艙監測報警系統AMS連接將所有發電機的電壓、電流、功率、頻率等模擬量信號送入機艙監測報警系統AMS記錄顯示,可以將發電機過載、絕緣降低以及主開關故障等開關量信號送入機艙監測報警系統AMS記錄顯示;壓載艙液位檢測及閥門遙控系統計算機通過Moolbus485總線與機艙監測報警系統AMS連接將壓載艙液位檢測及閥門遙控系統的數據送入機艙監測報警系統AMS記錄顯示;機艙監測報警系統AMS服務器通過Moolbus485總線可將重要數據送航海數據記錄儀VDR記錄儲存。

3.2 機艙監測報警主要功能

3.2.1 報警功能

通過AMS服務器以多種形式顯示報警信息。

3.2.2 監視功能

通過延伸報警板監視所有監測通道的狀態;

通過操縱室計算機工作站監視所有監測通道的狀態;

通過操縱室計算機工作站以圖形人機界面形式顯示船舶四角吃水狀態;

通過AMS服務器和操縱室計算機工作站進行壓載艙及其他燃油艙清水艙的液位遙測。

3.2.3 自檢功能

系統具有自檢功能,可以檢測系統的每一個模塊,如出現故障,自動發出故障報警;如果AMS服務器發生故障,系統可切換到冗余備用的另一個AMS服務器。

3.2.4 延伸報警功能

本船的輪機長臥室、大管室、餐廳、會議室、二管室、三管室、輪機長會客廳分別設有延伸報警板,該報警板可將機艙報警信息延伸;

延伸報警板具有輪機員呼叫功能。

3.2.5 機艙AM S服務器功能

通過列表形式顯示實時報警信息和歷史報警信息;

通過mimic顯示各個系統運行狀態和液位遙測;向操縱室計算機工作站提供機艙AMS數據; AMS服務器作為標準計算機可以為機艙人員提供計算機服務。

3.2.6 報警記錄功能

通過打印機記錄報警信息,也可以打印歷史報警信息。

機艙監測報警系統AMS服務器啟動界面、實時報警界面、歷史報警界面如圖 2～圖 4所示。

圖2 啟動界面

圖3 實時報警界面

圖4 歷史報警界面