機艙監測報警系統的應用與分析

程金城

摘 要：伴隨著時代的不斷進步與發展，機艙各種儀表設備的功能也越來越復雜，對監測報警系統的要求也越來越高。隨著船舶制造工藝的飛速發展，對于機艙監測報警系統的深入研究具有重大的現實意義。本文旨在設計一套基機艙監測報警系統，通過打印機功能將報警內容、報警時間直觀的顯示，方便了船員的維修管理工作;模塊化設計思想，提高了報警系統的可拓展性，使船舶機艙檢測與報警系統對運行狀態的監測更加準確、可靠。

關鍵詞：PLC;機艙監測系統;報警系統

在現代自動化船舶機艙中，所有船舶設備的運行狀態、參數和故障狀態都會被收集到控制室設置的屏幕上。機艙監測報警系統具有較高的精度，能夠對機艙內駕駛員的各種狀態進行監控，反映駕駛員在機艙內的運行情況。同時為了保證船舶的正常運行，必須對船舶機艙內運行狀態進行實時監測。一旦發生故障，可以發出聲音和視覺報警，同時將其記錄到數據庫中。機艙監測與報警系統可以定期自動地將運行狀態和參數寫入數據庫，節省了大量的維護時間，改善了設備的工作狀態，保證了設備的可靠性。在有自動要求的船舶上，機艙報警監控系統將報警擴展到W/H、公共場所、C/E艙和值班人員?？傊?，機艙報警監控系統是船舶自動化的重要組成部分。

1 機艙監測與報警系統的組成

船舶的機艙監測報警系統主要由三大部分組成：（1）分布在機艙各個監視地點的傳感器;（2）系統的控制模塊和監視表盤或者顯示屏幕;（3）安裝在駕駛臺、公共場所、輪機長房間和其他場所的機艙延伸報警系統。

2 機艙監測與報警系統的功能

不同類型船舶在功能上表現出差別，同時在硬件、軟件以及網絡上也表現出一些不同。但基本都要求具備以下幾個方面：

2.1 參數監測功能

當船舶正常運行時候通過顯示屏以及各種表盤顯示船舶當前運行狀況供工作人員進行參考。狀態顯示通過各種警報、指示燈顯示設備運行狀態。一般來說，綠色燈光表示船舶在正常運行狀態，紅色燈光代表狀態異常。

2.2 機艙監控報警系統故障警報

當船舶運行異常或者某一監測點參數達到報警限制且無閉鎖，系統會發出警報，一般報警信號為聲光報警，需要人員進行報警確認后并進行相關處理后才可消除。對于某些設備，可先進行備用機切換，使參數異常短時間內消失，此類稱為短時報警。

2.3 機艙監控報警閉鎖

船舶在不同運行狀態下參數的參考值不同，因此有必要對于某些點進行報警閉鎖，如船舶停泊時，船舶冷卻系統、燃油系統等均會出現異常，但該狀態下卻無需發出報警信號，故需要對相關監測點進行報警閉鎖。

2.4 機艙監控報警數據打印功能

監測報警系統可以對監測點參數進行打印記錄，分為兩種，一種是船舶根據系統時間定時進行數據打印，另一種根據需要如船舶運行發生異常時，系統自動將相關狀態如報警時間，異常地點，報警內容進行打印。

2.5 機艙監測報警系統技術方案

本文選擇使用EM231模擬量拓展模塊，可選擇電壓單極性、雙極性、電流三種?？捎蒁IP開關的1、2、3選擇模擬量輸入范圍。

3 系統控制部分硬件設計

3.1 伺服電機

伺服電機（Servo Motor）是速度可控、位置精度高，用于控制機械元件運轉的發動機;是輔助馬達執行間接變速的裝置。在收到控制信號后能夠較快的反應執行，作為執行元件，具有電機時間常數小、線性度高等特性，可以將電信號轉化成電動軸的速度。在本設計中采用的是西門子交流伺服電機1FK7022-5AK21-1LH3。它負責機艙報警的啟動。

3.2 機艙監測電機

機艙監測電機是負責報警的執行電機，當受到安全威脅信號時，監測電機通過接收到的指令信號進行報警。本課題電機采用JD5634型三相變頻減速電機。該電機的優點是電機的成本低、方便調速、能耗低、維護方便并可以快速制動。

3.3 壓力傳感器

壓力傳感器（Pressure Transducer）是能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用輸出電信號的器件或裝置，由壓力敏感元件和信號處理單元組成。本課題選用三菱電梯的壓力傳感器DZK-SL01作為船舶廂內部壓力傳感器。按上述2.8T的質量計算，該傳感器標定最大承載質量應為箱內承載13個質量80kg的人為標準，計算得設定1.04T為其傳感器上限值。

4 試運行的結果和性能分析

經過一段時間的運行，結果是機艙報警系統的整體性能得到了改善，主要表現為以下幾點：

（1）加工性能提高，可滿足更高的加工要求。改造后走報警系統實現了精確控制。

（2）由于高可靠性和穩定性，減少了機艙報警系統的響應時間，提高了機艙報警系統穩定性。

（3）由于良好的人機交互功能，給機艙報警系統故障的查找和排除提供了方便，為以后的信息控制奠定了基礎。

經過三個月的測試和運行，機艙報警系統運行正常、穩定、滿足電氣改造方案的設計要求，可以投入使用。機艙報警系統電氣改造工作圓滿完成，大大的提高了產能。

5 結論

船舶機艙內設備數量越來越多，種類也更加復雜多變，系統的變化也越來越頻繁，對于研究機艙監測與報警系統也具有越來越顯著的現實意義，因此本文基于PLC設計了一套船舶機艙監測與報警系統。

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