论文船舶阀门遥控与液位遥测系统的设计和实现是关于液位遥测系统方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关液位遥测系统论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：本文以集装箱船压载系统为基础,从软件和硬件方面设计了基于MCGS组态软件和PLC的船舶阀门遥控与液位遥测系统.利用液位传感器和压力传感器实时采集四角吃水、压载舱液位和压载泵进出口压力值等信号,经过 PLC 处理后能够在上位机监控画面中显示,实现压载舱阀门和压载泵的控制.
关键词：PLC；阀门遥控；液位遥测
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.111
当代船舶工业中,控制船体的平衡是重要的课题.船舶在装卸货物时需对压载水进行调节,譬如船在裝货时,船体势必向装货的方向倾斜,这时候需将装货的舱室所对应的压载舱内的水排出；卸荷时,压载水注入与卸料舱相对应的压载舱内.现代船舶控制系统具有自动化、集成化、安全运行、稳定性好等优点.本文在PLC的基础上设计开发了阀门遥控及液位遥测系统.
1 系统硬件结构设计
阀门遥控和遥测系统分三层结构：电液阀的驱动头和传感器单元、控制模块,监测控制面板MIMIC.从控制系统的角度出发,对船舶各部分进行分散控制,并在控制室和监控平台上进行集中管理.系统结构如图1所示.
1.1 阀门电液驱动头及传感器单元
阀门开关的动力来源由液压油所提供,传动机构由液压泵、电机、控制附件等组成.由PLC采集的信号控制电磁阀的接通和断开,液压部分的集成油路能够避免管路连接不完整,它具有整体结构,维修方便等优点.每个阀门对应一个电液驱动头,所以各控制单元之间是独立的,互不影响,所以能够提高其可靠性.
该设计选用了压力式液位传感器,适用于各种压载船、燃油舱及船舶液货的液位测量.传感器把收集来的液位、船舶吃水、温度信号转换为5-20mA的基准电流作为PLC的输入信号.
1.2 中间控制模块
中间控制模块由8台西门子7S-200系列PLC及相应的扩展模块组成,其中1台连接以太网扩展模块.PLC主站通过交换机与监控机实现通信,PLC从站使用7台PLC,PLC的主站与从站间、PLC各从站间使用RS485接口进行连接.与PLC1-PLC5相连的数字量输入/输出模块,用来采集来自现场的阀门状态、泵的运行状态信号,数字量输出控制继电器对阀门进行遥控操作,对各舱的液位、温度、泵进出口的压力由模拟量输入模块进行采集；数字输入/输出模块连接PLC6和PLC7获得阀门的开关状态和MIMIC模拟面板上的启停控制信号,根据这些信号运行,其输出驱动阀门的开关,还控制MIMIC模拟面板上的泵操作的指示灯.
2 系统的软件设计与实现
2.1 监控软件的设计与实现
本设计通过人机界面实现模块化、分层化设计,能够动态显示液体在管道中的流动,利用鼠标或键盘可以打开和关闭阀门上的接口,完成泵的启动和停止,还可以监控阀门、水泵的实时状态,便于查找和分析故障.
2.2 PLC程序设计与实现
监控机与PLC主站之间采用以太网模块进行通信,PLC主站与PLC从站及PLC从站之间采用RS485串行通信接口.PLC自由口协议通信,并且对PLC特殊功能寄存器进行相应的设置,从而定义信息收发的开始和停止条件.
3 系统工作原理及功能
本设计中由PLC1-PLC5负责采集各阀门的开关状态、液舱的液位、温度等信号.PLC依次采集所有输入端子的状态,作为程序运行时的数据.PLC主站接收采集来的输入信号,并与监控机进行通信,把信息传送到监控机,从而使监控机对阀门、泵等状态进行监控.此外,PLC主站发送接收来的信息到PLC6和PLC7,根据接收到的信息进行相应的操作,输出控制MIMIC模拟屏指示灯,阀门和泵的状态也可以显示在MIMIC模拟屏上.阀门的远程控制可以在监视器和MIMIC模拟面板上执行,但不能同时进行.当阀门在MIMIC模拟面板远程操作时,相应的阀的控制信号由PLC6或PLC7收集,并发送到PLC主站,然后发送到相应的PLC1-PLC5从站,实现阀门的远程控制,从站状态反馈到监控机和MIMIC模拟控制面板.当监控机远程操作阀门时,控制信号通过鼠标利用以太网交换机发送到PLC主站,阀门的远程操作由MIMIC模拟面板完成.其工作原理如图2所示.
4 结语
该系统工作稳定,运行可靠,人机界面友好,是船舶实现远程监控的重要部分,能够体现船舶自动化的发展趋势.
参考文献：
[1]靳占光.多功能船舶阀门遥控系统微机系统控制方案[J].海洋技术,2014,23（03）：130-133.
[2]张兴彪.液舱阀门控制系统经济性和可靠性研究[M].大连：大连海事大学出版社,2004.
作者简介：秦富贞（1981-）,女,硕士,副教授,主要研究方向：电气控制.
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参考文献：
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