一种渔船机舱监测和报警系统的制作方法

本实用新型涉及一种船舶机舱自动化领域，尤其涉及一种渔船机舱监测和报警系统。

背景技术：

船舶机舱监控系统是对机舱重要设备的运行状态和安全参数进行监测，并可以对设备进行控制，对值班人员和管理者声光提示，及时决策设备管理措施，保证设备系统或者人员安全的重要系统。该系统还可以对参数和状态进行记录、打印、实时显示等，给船舶轮机管理工作带来质的飞跃，减轻轮机员劳动强度，是实现无人机舱的必备系统。

集散控制系统（DCS）是一个以微型计算机为基础，将分散控制装置、通信设备和集中操作与信息化管理结合在一起的新型工业控制系统，它综合了计算机、通讯、显示和控制技术，基本思想是集中管理、集中操作、分散控制、分散危险。特别适合大规模生产过程和大型设备的管理、控制和操作。 随着可编程控制器（PLC）控制技术的不断发展，尤其是数据处理能力的日趋完善，将其应用于船舶机舱综合监测报警系统中，能满足船舶规范的要求，实现系统要求的各项功能。将 DCS 运用到船舶检测报警控制系统中，采用PLC控制技术和计算机网络技术提高船舶自动化的可靠性和安全性是大势所趋。浙江省是一个海洋大省，远洋渔船众多，由于渔船吨位相对较小自动化程度较低，而船舶运行工况恶劣，所以渔船事故常有发生。为了保障船舶的正常运行，必须对船舶机舱内各运行设备的工作状态进行实时监测，以确保机舱设备的正常运行。

技术实现要素：

为了克服以上的技术不足，本实用新型提供一种渔船机舱监测和报警系统。

本实用新型提供一种渔船机舱监测和报警系统，其包括主站以及若干个子站，所述主站与子站之间通信连接，所述主站为设置在渔船机舱内的工控机，所述子站包括数据采集处理单元、与所述数据采集处理单元连接的各种传感器以及用于发送检测数据的通信单元，所述工控机分别与显示单元以及警报器控制单元连接，所述工控机还通过延伸报警单元分别设置在渔船的各个位置。

所述警报器控制单元设有延时报警模块。

所述警报器控制单元分别与指示灯、蜂鸣器以及报警器连接。

所述警报器控制单元还设有消音按钮，所述消音按钮与所述警报器控制单元连接。

所述传感器包括压力传感器、液位传感器。

所述数据采集处理单元为西门子S7-300CN PLC。

所述数据采集处理单元与所述传感器之间设有模数转换单元。

所述数据采集处理单元为3个，且所述数据采集处理单元具有模拟量采集模块和开关量采集模块。

所述工控机设有数据存储单元，且所述工控机外接打印单元。

所述通信单元采用RS485通信方式。

本实用新型的有益效果：采用主站和子站的分布式分布，并采用延伸报警单元的设计，可以实现对渔船的各个位置的实时监控，并且通过延伸报警单元直接在渔船的各个重要地方进行报警，实现机舱无人值守。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图。

图2是本实用新型的监控系统框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图1所示，远洋渔船设备主要由主机系统、净油系统、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。如图1所示，监视报警控制单元包括主站和若干子站，打印记录由打印单元生成。

本实用新型提供一种渔船机舱监测和报警系统，其包括主站以及若干个子站，所述主站与子站之间通信连接，所述主站为设置在渔船机舱内的工控机，工控机采用可靠性高的工业控制计算机PC104，能克服船舶航行中恶劣的环境，计算机监控系统涉及要监控的所有模拟量和开关量，所述子站包括数据采集处理单元、与所述数据采集处理单元连接的各种传感器以及用于发送检测数据的通信单元，所述工控机分别与显示单元以及警报器控制单元连接，所述工控机还通过延伸报警单元分别设置在渔船的各个位置。

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），在显示单元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、打印单元及警报器控制单元，其中打印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，起动延伸报警单元，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。

所述警报器控制单元设有延时报警模块。

所述警报器控制单元分别与指示灯、蜂鸣器以及报警器连接。

所述警报器控制单元还设有消音按钮，所述消音按钮与所述警报器控制单元连接。

所述数据采集处理单元为西门子S7-300CN PLC，进行数据的采集和控制，主站以Windows操作系统的工控机，在组态网的开发环境下，使用LABVIEW 实现上位机监控显示。主站计算机具有数据采集、查询、显示和记录功能，子站和主站由用于数据交换的通讯设备连接，其具有以下特点：

1）实现船舶各部件的实时监控及故障报警功能。本系统可以实时监控船舶各部件的运行情况，将传感器采集到的信号集中在计算机中显示，当出现报警时，监控系统会显示报警信息，并输出控制信号，驱动外部通用报警或延伸报警。

2）故障排除检测功能。当出现故障报警时，监控台相应的指示灯不停闪烁，蜂鸣器发出报警声，当按下消音按钮后，报警声停止，指示灯由闪烁变为常亮，只有在故障排除后，报警指示灯才熄灭，达到故障排除检测的功能。

3）历史数据和报警信息的数据库记录以及对数据库的查询、打印功能。服务器可以控制数据库，每隔一段时间，将所有运行参数保存在数据库里，以备查询调用，并且实时打印报警信息。

所述传感器包括压力传感器、液位传感器。

所述数据采集处理单元与所述传感器之间设有模数转换单元。

所述数据采集处理单元为3个，且所述数据采集处理单元具有模拟量采集模块和开关量采集模块。

数据采集模块采用 SIEMENS 公司的PLC300模块，根据实际要求，本系统监控参数数量需要近 240 个开关量输入和近 25 个模拟量输入，因此分三个采集箱，扩展 8 个开关量采集模块，扩展 3 个模拟量采集模块。240个开关量输入信号直接接入数字量输入模块，通过传感器将信号读入 PLC 的输入映像区，所有的模拟量则通过模拟量采集模块，并在程序中调用模拟量采集库文件进行读取。1个模拟量采样数据占4个字节，8个开关量占一个字节，所以实际每个数据采样周期中所需要传输的数据量小于0.2kbps，也就是每秒钟的数据传输小于 0.5kbps，因此保证了较高的网络传输速度，进而保证了本系统对船舶运行状态的实时监控。

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S7-300CN PLC扩展模块EM226 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S7-300CN 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S7-300CN 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，便于误报警。

(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。

本系统主控制器采用了西门子S7-300CN PLC，其紧凑的结构，良好的扩展性能，强大的指令功能，利用485标准的通信口进行信息传送, 并自行设计相应接口而组成的船舶机舱巡回监测报警系统充分应用了该微型PLC的硬件资源，发挥了其软件优势。将 PLC 与通信网络连接起来，通过自由口通信协议，可以方便地开发出上位机和 PLC 通信应用软件，PLC 完成对现场开关量、模拟量输入/输出的监测控制处理，上位机实现对过程参数的监控，从而可以有效地提高控制系统的整体自动化程度。输入输出采用差动方式，提高了抗干扰能力，同时，主机和多台终端可以全部并联在一对双绞线上进行多机通讯，节省了传输线，所以本系统小但功能齐全，稳定性好。经测试运行表明基于PLC300的集散监控报警系统满足渔业船舶航行的各项性能指标，集实时性、稳定性、可操作性、安全性与经济性于一体，极大提高了机舱自动化水平，具有很广的运营前景。

实施例不应视为对本实用新型的限制，任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。