机舱监测报警系统的应用与分析

程金城

摘 要：伴随着时代的不断进步与发展，机舱各种仪表设备的功能也越来越复杂，对监测报警系统的要求也越来越高。随着船舶制造工艺的飞速发展，对于机舱监测报警系统的深入研究具有重大的现实意义。本文旨在设计一套基机舱监测报警系统，通过打印机功能将报警内容、报警时间直观的显示，方便了船员的维修管理工作;模块化设计思想，提高了报警系统的可拓展性，使船舶机舱检测与报警系统对运行状态的监测更加准确、可靠。

关键词：PLC;机舱监测系统;报警系统

在现代自动化船舶机舱中，所有船舶设备的运行状态、参数和故障状态都会被收集到控制室设置的屏幕上。机舱监测报警系统具有较高的精度，能够对机舱内驾驶员的各种状态进行监控，反映驾驶员在机舱内的运行情况。同时为了保证船舶的正常运行，必须对船舶机舱内运行状态进行实时监测。一旦发生故障，可以发出声音和视觉报警，同时将其记录到数据库中。机舱监测与报警系统可以定期自动地将运行状态和参数写入数据库，节省了大量的维护时间，改善了设备的工作状态，保证了设备的可靠性。在有自动要求的船舶上，机舱报警監控系统将报警扩展到W/H、公共场所、C/E舱和值班人员。总之，机舱报警监控系统是船舶自动化的重要组成部分。

1 机舱监测与报警系统的组成

船舶的机舱监测报警系统主要由三大部分组成：（1）分布在机舱各个监视地点的传感器;（2）系统的控制模块和监视表盘或者显示屏幕;（3）安装在驾驶台、公共场所、轮机长房间和其他场所的机舱延伸报警系统。

2 机舱监测与报警系统的功能

不同类型船舶在功能上表现出差别，同时在硬件、软件以及网络上也表现出一些不同。但基本都要求具备以下几个方面：

2.1 参数监测功能

当船舶正常运行时候通过显示屏以及各种表盘显示船舶当前运行状况供工作人员进行参考。状态显示通过各种警报、指示灯显示设备运行状态。一般来说，绿色灯光表示船舶在正常运行状态，红色灯光代表状态异常。

2.2 机舱监控报警系统故障警报

当船舶运行异常或者某一监测点参数达到报警限制且无闭锁，系统会发出警报，一般报警信号为声光报警，需要人员进行报警确认后并进行相关处理后才可消除。对于某些设备，可先进行备用机切换，使参数异常短时间内消失，此类称为短时报警。

2.3 机舱监控报警闭锁

船舶在不同运行状态下参数的参考值不同，因此有必要对于某些点进行报警闭锁，如船舶停泊时，船舶冷却系统、燃油系统等均会出现异常，但该状态下却无需发出报警信号，故需要对相关监测点进行报警闭锁。

2.4 机舱监控报警数据打印功能

监测报警系统可以对监测点参数进行打印记录，分为两种，一种是船舶根据系统时间定时进行数据打印，另一种根据需要如船舶运行发生异常时，系统自动将相关状态如报警时间，异常地点，报警内容进行打印。

2.5 机舱监测报警系统技术方案

本文选择使用EM231模拟量拓展模块，可选择电压单极性、双极性、电流三种。可由DIP开关的1、2、3选择模拟量输入范围。

3 系统控制部分硬件设计

3.1 伺服电机

伺服电机（Servo Motor）是速度可控、位置精度高，用于控制机械元件运转的发动机;是辅助马达执行间接变速的装置。在收到控制信号后能够较快的反应执行，作为执行元件，具有电机时间常数小、线性度高等特性，可以将电信号转化成电动轴的速度。在本设计中采用的是西门子交流伺服电机1FK7022-5AK21-1LH3。它负责机舱报警的启动。

3.2 机舱监测电机

机舱监测电机是负责报警的执行电机，当受到安全威胁信号时，监测电机通过接收到的指令信号进行报警。本课题电机采用JD5634型三相变频减速电机。该电机的优点是电机的成本低、方便调速、能耗低、维护方便并可以快速制动。

3.3 压力传感器

压力传感器（Pressure Transducer）是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用输出电信号的器件或装置，由压力敏感元件和信号处理单元组成。本课题选用三菱电梯的压力传感器DZK-SL01作为船舶厢内部压力传感器。按上述2.8T的质量计算，该传感器标定最大承载质量应为箱内承载13个质量80kg的人为标准，计算得设定1.04T为其传感器上限值。

4 试运行的结果和性能分析

经过一段时间的运行，结果是机舱报警系统的整体性能得到了改善，主要表现为以下几点：

（1）加工性能提高，可满足更高的加工要求。改造后走报警系统实现了精确控制。

（2）由于高可靠性和稳定性，减少了机舱报警系统的响应时间，提高了机舱报警系统稳定性。

（3）由于良好的人机交互功能，给机舱报警系统故障的查找和排除提供了方便，为以后的信息控制奠定了基础。

经过三个月的测试和运行，机舱报警系统运行正常、稳定、满足电气改造方案的设计要求，可以投入使用。机舱报警系统电气改造工作圆满完成，大大的提高了产能。

5 结论

船舶机舱内设备数量越来越多，种类也更加复杂多变，系统的变化也越来越频繁，对于研究机舱监测与报警系统也具有越来越显著的现实意义，因此本文基于PLC设计了一套船舶机舱监测与报警系统。

参考文献：

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