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船舶淡水监控管理系统研究*

2010-04-03张时农

船舶 2010年6期
关键词:淡水组态上位

林 锐 张时农 曾 勇

(中国舰船研究设计中心 武汉 430064)

船舶淡水监控管理系统研究*

林 锐 张时农 曾 勇

(中国舰船研究设计中心 武汉 430064)

船舶;淡水监控系统;工作原理;系统设计

对船舶淡水监控管理系统工作原理、设计等进行了分析和研究,通过船舶淡水监控管理系统提高了淡水系统的自动化水平,降低船员的劳动强度和改善工作环境,具有较强的实用价值。

张时农(1963.10-),男,汉族,湖北丹阳人,高级工程师,主要从事船舶辅助系统研究设计工作。

曾 勇(1964.06-),男,汉族,湖北武汉人,高级工程师,主要从事船舶辅助系统研究设计工作。

0 引 言

随着船舶大型化的发展和船员生活水平的不断提高,船舶淡水系统的功能由单一的储水、供水功能向复杂的多功能化发展。特别是在计算机技术、自动控制技术、传感器技术以及通信技术高速发展的今天,国内外大多数船舶淡水系统仍然采用全手动操作方式,所带来的操作时间长、工作强度大、通信联络困难等问题更加突出。因此随着船舶自动化程度和水平不断提高,迫切需要淡水系统实现自动化,满足日用淡水集中监测、控制和数据统计查询等现代化管理的需求。设计船舶淡水监控系统能极大地提高淡水系统智能化、信息化水平,对于改善大型船舶船员的工作环境,降低劳动强度,提高劳动效率都有十分重要的意义。

1 船舶淡水监控管理系统简介

船舶淡水监控管理系统采用先进的CAN总线技术、以太网技术以及传统的控制技术相结合,能实时监测各淡水舱的水量、监测用户使用流量、监测淡水注入情况以及监测系统主要遥控阀件工作状态等。还能对淡水系统的阀件进行远距离的遥控和自动控制,从而远程遥控和自动控制实现海补、岸补对不同淡水舱的淡水注入,造水对不同淡水舱的淡水注入,各淡水舱合理的消耗次序,淡水在淡水舱间的驳运、淡水舱消毒循环操作等功能。

2 工作原理

船舶淡水监控管理系统由一台装有淡水监控管理系统的工控机作为上位机,PLC作为下位机,外加现场设备,如:各种阀门、流量传感器、压力传感器、液位传感器、泵、淡水舱、阀门、控制电路等一起构成一个完整的淡水监控管理系统。

上位机和下位机之间通过以太网进行连接,下位机和远程I/O模块(现场设备)通过CAN总线进行连接。淡水监控管理系统原理图如图1所示,船舶淡水监控管理系统结构图如图2所示:

图1 船舶淡水监控管理系统原理图

图2 船舶淡水监控管理系统结构图

3 船舶淡水监控管理系统设计

3.1 上位机的设计

工控计算机是后台管理、资料的保存和人机交互的重要设备。通过人机界面,显示系统流程图和各设备工作状态、显示操控功能对话框和数据存储报表功能。

船舶淡水监控管理系统是使用优秀的西门子公司工控组态软件WinCC V6.0进行组态开发的。它基于Windows平台,可运行于MicrosoftWindows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。组态软件通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。设备驱动程序是DLL文件,包含符合各种设备通讯协议的处理程序,将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。

主要包括下列功能。

(1)显示功能:实现系统的人机界面,能以动画、数字、文本、棒图、曲线、表格等形式,实时船舶淡水监控系统的运行状态;

(2)报表功能:可生成各类报表并打印;

(3)诊断功能:PLC、传感器故障诊断;

(4)管理功能:可实现集中控制、远程控制、现场控制;

(5)报警功能:发生故障时,进行声光报警,同时进行记录,以便查询。

3.2 上位机和下位机之间的通信

上位机采用装有组态软件的工控计算机,下位机采用西门子S7-200系列的PLC,上位机和下位机之间通过以太网交换机组成上层以太网络。通过TCP/IP协议进行通信。

CAN总线由于具有良好的可靠性、实时性、抗干扰能力及检错能力,因此广泛地应用于船舶的远程控制系统中。现场采集的信号通过CAN总线输送给PLC,经PLC的CPU处理后通过网线传输给上位机,同样上位机发出的指令也是通过网线传输给PLC,PLC的CPU处理后通过CAN总线传给远程I/O模块控制现场设备的动作。

船员可直接从上位机的人机界面上了解现场泵、遥控阀件的各种工作状态、各淡水舱中淡水量的情况等。通过上位机的人机界面可直接对现场设备进行控制和操作;也可以通过上位机中预设置的模式进行自动控制。

4 结 语

目前,船舶淡水监控系统的样机已经顺利地完成各项功能和性能试验,能对各淡水设备进行集中监控,提高船舶淡水系统的自动化水平,降低船员的劳动强度并改善工作环境,具有很强的实用价值。

[1] 张均东,闫慧琦,余剑翔.基于CAN总线的船舶监控系统设计[J].测控技术,2003.5.

[2] 徐轶群,万隆君,杨国豪,蔡振雄.基于现场总线和组态软件的船舶设备监控与管理系统[J].中国修船,2004.3.

On Ship Freshwater Monitoring Systems

Lin Rui Zhang Shinong Zeng Yong

ship;fresh water monitoring system;work principle;system design

This paper analyses and studies the work principle and design of the ship freshwater monitoring system,which can enhance the automation of the freshwater system,reduce the workload and improve the work environment.

U 664.8

A

1001-9855(2010)06-0036-02

2010-06-17

林 锐(1978.07-),男,汉族,福建邵武人,硕士,工程师,主要从事船舶辅助系统研究设计工作。

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