紫金桥组态软件在船舶机舱监测系统中应用

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一、概述
现代船舶设备系统的日趋高性能化、结构模块化。船舶机舱监测系统在远洋船舶中是一个必备的系统，其关系到远洋船舶安全、可靠运行。它能准确可靠地监视机舱内各种动力设备的运行状态及运行参数。运行设备发生故障时，能自动发出声光报警信号并进行报警打印记录。它还能定时地把有关运行参数进行打印制表。在自动化机舱中，设备的运行状态、运行参数值及故障报警状态都集中到控制室的监视屏上，轮机人员不必到机舱去巡视，就能在集中控制室内能了解到所有设备的运行状态及其参数值，从而可以减轻轮机管理人员的劳动强度，改善工作条件，及时发现设备的运行故障，提高设备运行的可靠性。
为此，基于PLC控制的远洋船舶机舱监测系统，紫金桥组态软件为船舶机舱控制系统构建了一套监控系统。
二、系统介绍
远洋船舶设备由主机系统、净油机系统、油柜系统、空压机系统、舵机系统、锅炉系统、废油焚化炉、发电机组、应急发电机系统以及泵等设备子系统组成，每一个设备都是24小时不间断运行，例如主机，主机系统是船舶的心脏，必须保证主机在航行期间可靠、稳定运行。在此期间，监测系统要求时刻监测主机系统的转速、冷却水温度、燃油进出口温度、滑油进出口温度以及主机排气温度等，这些参数涉及到4-20mA、600℃以上的温度信号和600℃以下的温度信号，信号种类繁多，增加了系统的复杂度。

各种类型的传感器（开关量、4-20mA、PT100、热电阻等）采集各类信号，并不停地将这些信号送入显示单元（微机LCD），在显示屏上显示各个监测通道的当前值，一旦有监测发生越限情况，报警信号就被送入延伸报警控制单元、打印记录单元及警报器控制单元，其中打印记录单元可以即时打印发生报警的各参数值，警报器控制单元启动集控室和机舱的扬声器，以此提示轮机管理人员；同时，起动延伸报警装置，并在公共场所、轮机长房间、值班轮机员房间等输出声光报警信号，在驾驶台的报警监视屏上也有声光提示信号输出。
主电源和应急电源都具有自检功能，在系统发生报警后，可以在集控室应答，消声消闪。
三、硬件实现
该套监视系统包括对一台14缸的主机、三台发电机、一台锅炉、一套焚烧炉、两套空压机和一套舵机的主要工况参数显示和参数检测报警、及其它设备的运行状态指示。系统共检测118个模拟量，128个开关量。为此采用了S7-200CN PLC 226作为系统总控制器，并扩展7个16I/O的EM223 CN数字量模块，模拟量采集模块采用研华ADAM与PLC通过485总线通讯，监测上位机软件采用紫金桥组态软件RealinfoV-6.5，通过PPI方式组成一个网络，实现对船舶机舱设备的实时监测。

本系统在监视与报警工作时，所有开关量模块都通过西门子S7-200CN PLC扩展模块EM223 CN采集输入，三类模拟量4-20mA、600℃以上的温度信号和600℃以下的温度信号通过ADAM采集输入，在通过485总线送入西门子S7-200CN PLC，在PLC中集中处理，然后送到上位机和其他设备，如指示灯，扬声器等。 此外，外部按钮可以发出指令通过西门子S7-200CN PLC发出控制命令，启动、停止各类泵等相应的设备。
作为一个远洋运行船舶必不可少的系统，其主要具备以下功能：
（1） 故障报警：当系统检测到故障时，系统发出声光报警，在应答后，系统停止声音输出，指示灯平光，消除报警后，指示灯灭。
（2） 参数显示与报警的指示：在系统的软件界面上可以查阅当前被监测的参数值，并以不同颜色显示正常与否的参数。
（3） 打印记录：系统接有一个报警记录打印机，当产生报警时，系统同时启动打印机，打印当前的报警，便于轮机管理人员查阅，与航海日志的记录。
（4） 延时报警：当产生温度或液位等报警时，系统延时几秒后，输出报警，避免误报警。
（5） 闭锁报警：该功能用于检修系统时，能够单个检查。
（6） 延伸报警：系统可将报警信息延伸到各个轮机员的房间，将报警信息传送给相关的轮机管理人员。
（7） 失职报警：当发生报警后，一段时间内没有轮机人员去应答，系统就会产生全船报警，以提醒值班人员的失职。
（8） 功能试验：系统具有自检功能。
四、监测系统软件实现
系统监测软件采用以WINDOWS平台，在紫金桥RealinfoV-6.5的开发环境下实现的。紫金桥RealinfoV-6.5具有可视化操作界面，丰富的图库、高度灵活的动画连接，拥有全面的脚本与图形动画功能可以对画面中的一部分进行保存，以便以后进行分析或打印变量导入导出功能，支持实时、历史数据的分布式保存强大的脚本语言处理，全面支持画面发布、实时数据发布、历史数据发布以及数据库数据的发布方便的配方处理，丰富的设备支持库，支持常见的PLC设备、智能仪表、智能模块的功能特点。
紫金桥组态软件具有如下功能：
（1） 参数列表显示，按序或分组显示所有机舱参数条目。包括参数序号、名称、当前值、单位、上限值、下限值以及报警状态。 并可以翻屏连续显示。
（2） 参数图表显示，以虚拟仪表形式显示主/辅机有关参数。关于主机的排气温度、冷却水温度等；关于辅机的有发电机组有关的压力和温度等。
（3） 曲线显示，将有关参数分实时和历史曲线分别描述，其中实时曲线随着时间的推移在界面上描绘出一条相应数值的曲线，而历史曲线能让操作员随时可以查看某一参数过去2天内的参数变化情况，即可以复现其2天内的工况。
（4） 报警查询功能是，当某一监测点发生越限报警时，系统自动弹出报警窗口，并能在该窗口中查询到该监测点的相关情况。
（5） 用户管理功能，本系统共设三类用户，分别是系统管理员用户、轮机长用户和操作员用户。其中系统管理员用户是给机务老轨等公司管理级操作使用的，其操作权限为最大，可以设置轮机长用户和操作员用户，修改相关参数，如报警上下限；轮机长用户是给船舶老轨操作使用，其操作权限为其次，也可修改相关参数；操作员用户是给船舶一般的值班轮机员使用，其无法修改有关参数和设置用户，权限最低。
五、结论
本系统在紫金桥RealinfoV-6.5软件的监控下，可以看到实时数据，有实时报警功能为船舶远洋保驾护航，并且可以在船舶停用的时候把一系列数据进行整理处理，通过数据检查船舶的安全隐患。
本文设计的船舶机舱监测报警系统适用于各种远洋船舶，经实际的运行表明，该系统性能稳定可靠，完全满足远洋船舶的要求，有较高的推广价值。