主机在线式汽缸压力分析系统探讨

龙红刚　陈伟

摘要：本文主要对主机在线式汽缸压力分析系统的几种配置的接口和软件需求作一些探讨，并指出不同配置之间的区别。

关键词：汽缸；压力测量；在线式；离线式

1.前言

近年来，与船舶智能化相关的信息化软件系统的配套业务发展迅猛，在这方面相对成熟的系统主要是通过收集、计算、分析船上系统和设备运行的数据进行航线规划，实现节能目标；通过检测全船运行状况，尤其是主机状况等，实现远程维修，对接全球服务网络建设等。其中，MAN公司开发的用于船舶主机检测的PMI Auto-tuning，在短短几年时间内已经获得不少的订单，它可根据工况对主机进行自动调节定时，提高工作效率。

本文以广州文冲船厂有限责任公司2 200TEU系列集装箱船采用MAN公司的主机在线汽缸压力分析系统（PMI ON LINE）为研究对象，对在造船规格书中经常出现的PMI OFF LINE/PMI ON LINE/Auto-running/CoCoS-EDS的配置和接口作一些探讨。

2.离线式主机燃烧压力分析系统（PMl OFF LINE）

离线式主机燃烧压力分析系统（PMI OFF LINE）是主机的一个标准配置，如果在技术协议书中没有特别的说明，主机厂家一般会提供离线式的主机燃烧压力分析系统。该系统组成：PMI电脑、数据变送器、打印机、接线盒、移动式PMI控制箱、一个燃烧压力变送器等。该系统只能用手工测量主机每个缸的压力，并手工输入电脑，如图1所示。

3.在线式主机燃烧压力分析系统（PMI ON LINE）

在线式主机燃烧压力分析系统（PMI ON LINE），实时采集主机气缸的燃烧压力、扫气压力、主机的转速和扭矩信号，通过电脑软件实时监测和分析主机的运行状况，并进行诊断和生成报表。该系统组成：两台PMI电脑、数据变送器、打印机、接线盒、移动式PMI控制箱、一个燃烧压力变送器，缸等，如图2所示。

4.CoCOS-EDS

CoCos为the Computer Controlled Surveillance system的缩写，是MAN主机控制系统的一个应用软件。为得到一个更方便、多功能和连续的诊断系统，主机的控制系统和PMI系统被推荐延伸到CoCoS-EDS系统产品。

CoCoS-EDS不是MAN的标准配置，而是一个可选项，它有助于对主机的性能评估和提供一个更详细的主机运行监控。如果船东要求主机控制系统具有CoCoS-EDS的功能，那么主机必须具有PMI ON LINE的功能。CoCoS-EDS和PMI系统连接接口，如图3所示。其主要功能是对主机主要数据的实时采集、监控、预测、诊断和生成报表。

5.主机燃烧压力自动调节系统（PMI Autotuning system）

数据收集单元通过传感器采集主机气缸的燃烧压力，并把燃烧的过程数据发送给CoCoS-EDS，PMI的程序运行在MOP-S电脑里，并记录、显示和分析。气缸的阀值压力通过网络发送给MOP-B和主机的控制单元。

PMI Auto-tuning system分为两个部分，每一部分都有他们自己的人机界面和服务器：

（1）OP-B包含于主机的控制系统的使用界面中，其中包括主机燃烧过程命令和控制，在这个页面中可以调节主机气缸的喷油时间和排气阀的关闭时间；

（2）MOP-S包含有PMI On-line和CoCoS-EDS的燃烧的过程记录、监控和分析的程序。这个页面的功能是监控和检查主机，包括气缸的燃烧过程监控和气缸阀值压力倾向的压力监控，如图4所示。

自动调节是建立在气缸燃烧压力在线监测的基础上，主机的控制系统连续监测气缸压力并和参考值作比较，这样控制系统可以调节燃油喷射和排气阀的时间以减少测量值和参考值的偏差。

自动调节系统可以确保主机一直运行在最希望的閥值压力，而且操作者只要点一下触摸屏的一个按钮，就可以自动调节平衡各气缸的压力。

经验表明，增加阀值压力1 bar，可以减少燃油消耗0-2～0.25 g/kW·h。

主机自动调节的优点：

（1）降低油耗；

（2）不需要根据不同的冷的和热的运行环境来调节主机；

（3）主机可以根据不同的燃油质量自动调节；

（4）可以降低船员的劳动强度；

（5）有助于降低机械和温度过载；

（6）提高运行效率；

（7）降低主机的运行成本，增加可靠型；

（8）减少CO2辐射和排放；

（9）不需要进坞就可以安装；

（10）可以减少人为控制的误差。

自动调节系统可根据工况对主机进行自动调节定时，提高工作效率，降低轮机员的劳动强度，把调节主机燃烧过程的任务交给主机控制系统，仅通过按一个按钮就能调节主机阀值压力。

6.小结

很多船东对EDSfidl version都会产生误解，他们常常混淆了CoCoS和PMI On-Line/Auto-Tuning。

EDS既不属于basic version，也不属于fifll version，而PMI On-line with Auto-Tuning能调节和平衡主机运行。值得注意的是PMI和CoCoS是两个不同的系统，它们组合在一起就是Cocos EDS，它能从PMI系统获得一些信息输入，像其它传感器的输入一样。

事实上，对船东来说，EDSflailversion是—个非常好的工具，它可以实时监测和分析主机的运行状况，进行诊断和生成报表，并可以把这些数据传输到船东办公室。