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1、7-5 阀门遥控及液舱遥测系统 DMU 7-5 阀门遥控及液舱遥测系统 7-5-1 系统概述 7-5-2 阀门遥控系统 7-5-3 液舱遥测系统 7-5-4 实例 7-5-5 管理要点 7-5-1 系统概述 阀门遥控系统用于监控以下系统的阀门状态： 船舶压载水 舱底水 货油装卸 液舱遥测系统用于监测包括原油船、成品油船、化 学品船： 各压载舱、淡水舱等液位 船舶吃水状态 监测舱内的温度、气体压力 液货密度、重量等 7-5-1 系统概述 1、阀门遥控系统 阀门遥控系统的阀门驱动方式 电动 液压（主要采用） 气动 电动方式，由于机舱环境潮湿、油船上的危险区域 等原因，一般不采用电动方式 气动方式，
2、结构简单、造价低，不污染环境，但是 驱动器体积大，有冲击性，难以控制开度，水分造 成气动元件锈蚀，一般也不采用 7-5-1 系统概述 2、液舱遥测系统 液舱遥测系统根据船舶液舱传感器采集到的电信号 ，进行测量 目前用于液位测量的方法主要有： 压力传感器式 雷达式 为了减少安装于液舱中传感器的数量，可以选用集 测量温度、压力以及液位等参数于一体的多功能传 感器构成完整的液舱遥测系统 7-5-2 阀门遥控系统 一、阀门遥控功能 a) 阀门遥控，包括泵浦的启停等 b) 阀门状态监测：开关状态，开度显示 c) 故障检测： 显示系统的各种数据信息和报警信息 自检硬件电路和各个输入输出设备，指示故障点，供
3、提供维护依 据 7-5-2 阀门遥控系统 组成： 液压泵站 电磁换向阀组 控制箱 液压执行机构 阀位指示器 二、阀门液压“集中”控制系统 图1 阀门液压集中控制系统组成示意图 7-5-2 阀门遥控系统 特点： 采用集中控制，所有阀门的开闭均由液压泵站提 供的液压油实现 无论几个阀门需要开闭，都需要启动液压泵 控制管路长而且复杂，容易漏泄，造成污染 如果泵站出现故障，整个系统将无法工作 对于离泵站较远的阀门，由于管路中存在较大的 压力损失，不利于阀门的开闭 二、阀门液压集中控制系统 7-5-2 阀门遥控系统 阀门遥控系统1、阀门液压集中控制系统液压原理 7-5-2 阀门遥控系统 气囊式蓄能器的作
4、用：与单向阀、压力继电器构成 保压回路，以补充系统的内泄漏，并且在液压泵出 现故障时作为应急油源。 当电磁阀两端电磁铁均断电，阀芯处在中位时，执 行机构两端油路无泄漏封闭，锁住阀门。 在阀位指示器上装有两个微动开关，全开或全闭时 ，摆动杆压合相应的微动开关，使电液控制箱上的 阀门状态指示灯亮 结合PLC技术、单片机技术以及工业组网技术实现遥 控机远程监控 二、阀门液压集中控制系统 7-5-2 阀门遥控系统 阀门电液分散控制系统是目前最为广泛应用 系统一般由上层控制设备(包括工控机、PLC、MIMIC 控制面板)、独立的电液驱动头、阀门等组成 电液驱动头将电机、液压泵、控制附件等集成在一 起，组
5、成小型的独立电液驱动头，装在每个遥控阀 门上 上层控制设备发出控制指令，控制电液驱动头中的 电机或者电磁阀，进而改变阀芯位置，达到阀门开 闭的目的 三、阀门电液“分散”控制系统 7-5-2 阀门遥控系统 电液驱动头模块组成： 动力模块：包括微型电机、微型径向柱塞泵、溢流阀、 单向阀、油箱 安全保护模块：包括压力开关以及安全阀组 液压执行机构：液压缸（往复运动）；齿轮和齿条的液 压缸（旋转运动）。设有快速接头，和手动液压泵相连 阀位指示模块：包括微动开关和电阻（电流）式阀位指 示器。微动开关装在开关阀上，用于在到位时停止油泵 ，阀位指示器指示阀门的开度。 三、阀门电液分散控制系统 7-5-2 阀
6、门遥控系统 阀门电液分散控制系统的优点 具有独立的各控制单元 a、单个损坏不影响其它控制单元 b、可靠性高 液压控制单元采用集成制造工艺 a、不存在管路 b、系统中油液较少 c、污染小 三、阀门电液分散控制系统 7-5-3 液舱遥测系统 1. 液舱遥测：监测液舱液位、温度、气体压力、液体 体积、重量、油液密度、船舶吃水 2. 实时+模拟计算：船舶各种装载状态下船舶吃水、 船体重心、船体稳心、排水量等各种稳性数据 3. 故障检测：系统运行后将循环运行自检程序 一方面，显示舱室内的各种数据信息和报警信息 另一方面，检测硬件电路和各个输入输出设备，定位故 障，提供维护依据 一、液舱遥测系统的功能 7
7、-5-3 液舱遥测系统 液位传感器所测得的液位是传感器垂线上的测量值Lm，而不 是舱内浮心垂线的液位Lfc（ Lfc船级社认可的用于计算的参考液位， 用于计算液货的容积和重量） 一般传感器都不能装在舱的中心位置，船舶在装卸时总是呈 现较大的纵横倾状态，必须通过修正把Lm换算成Lfc 二、液舱遥测系统的精度确定 横倾修正纵倾修正 7-5-3 液舱遥测系统 液位测量的精度取决于： 传感器的精度 前后左右吃水测量的测量精度 系统测得的数据允许存在偏差，经理论计算和实验 室测试，液舱遥测系统的典型精度为： 压力传感器式：（4mm+H/1000），H为上部传 感器至液面的距离（mm） 雷达式：5mm 温
8、度：0.5 二、液舱遥测系统的精度确定 7-5-3 液舱遥测系统 1. 信号处理单元 2. 操作单元 3. 显示器 4. 打印机 5. 数据库 6. 传感器 7. 通讯模块 三、液舱遥测系统组成原理 7-5-3 液舱遥测系统 1、信号处理单元 由不间断电源、接口板及控制器等构成，其硬件 和软件均为智能化模块设计，能与不同类型的传 感器接口连接，输出各种数字和模拟信号。控制 器一般采用工业用单片机或者PLC 主要功能是： 根据指令，依次扫描、采集每个舱的传感器信号 根据采得的信号对传感器标定自检，确保信号有效 传感器或电缆异常的报警，以确保系统的安全运行， 查找并定位故障 三、液舱遥测系统组成原
9、理 7-5-3 液舱遥测系统 2、操作单元 配备工业键盘、鼠标和显示器PC机， 基于Windows操作系统和TCP/IP局域网络协议 安装有液舱遥测系统监控软件，显示监测数据 与信号处理单元通讯，控制其运行 对信号编制表格、图像、打印 具备了网络功能，可联接其它终端或与全船自动 化系统连网 三、液舱遥测系统组成原理 7-5-3 液舱遥测系统 3、彩色显示器 显示器为高密度彩色显示器，用来显示所有的图 形、数据、报表和报警等 4、打印机 用来打印所需的数据、表格，尤其能打印各种配 载方案，装卸货报表，以便归档保存 5、历史数据库 存储历史状态数据、操作信息等，便于查询检索 三、液舱遥测系统组成原
10、理 7-5-3 液舱遥测系统 6、传感器 测量参数包括液位、吃水、温度、压力、油气等 根据测量参数以及测量区域不同，传感器的选型以及布 置都有所不同 大部分压载舱液位测量选择在舱底部安装一个压力传感 器；而船舶吃水测量传感器则有三种安装方式： （a）二点吃水测量 （b）三点吃水测量 （c）四点吃水测量 三、液舱遥测系统组成原理 7-5-3 液舱遥测系统 三、液舱遥测系统组成原理 传感器 二点吃水测量： 测两出艏、艉吃水并算出艏、艉倾 艏吃水传感器一般装载艏尖舱或隔离空舱或计程仪舱内。艉 吃水传感器一般装在机舱后部，也有装在泵舱内的 需在系统内安装一个倾斜仪以测出船的横倾 对于型宽较小的船，如2
11、万载重吨以下，较多采用 7-5-3 液舱遥测系统 三点吃水测量： 能测出艏、艉和左右吃水，并算出纵倾、横倾 艏吃水传感器安装在艏尖舱或隔离舱内、计程仪器舱内，后 二点吃水装在泵舱内 这类布置现在用得较少 三、液舱遥测系统组成原理 传感器 7-5-3 液舱遥测系统 四点吃水测量： 能分别测出艏、艉和左右吃水并单独算出纵倾和横倾 艏、艉吃水传感器的安装位置与二点吃水的一样。左右吃水 传感器分别安装在船中左右舷的压载舱内 2万载重吨以上的船舶几乎都采用这种布置方式 有了四点吃水测量，还能直接观察到船体的中拱或中垂现象 三、液舱遥测系统组成原理传感器 7-5-3 液舱遥测系统 液货舱传感器的形式选择
12、由于要监测舱内的液位、温度和气压，传感器的 布置选型稍微复杂 主要分类及布置方式包括： 压力传感器式 雷达式 三、液舱遥测系统组成原理传感器 7-5-3 液舱遥测系统 1）压力传感器方式 如图，该液舱内装有3个压力/温度传感器 ，经组合计算可测得舱内的液位、温度、气 压和密度 PT-100高精度温度传感器附装在压力传感 器内 顶部传感器装在液舱的顶部，测量舱内的 气压和气体温度。底部传感器测量舱内的液 位和温度 三、液舱遥测系统组成原理传感器 7-5-3 液舱遥测系统 高低位传感器优点（特点）： 能测量密度，并进一步自动计算装载重量，不须人工输入 密度，而且有些液货密度的温度系数很大，因此很难
13、得到 高精度的重量计算结果 对于当代多品种化学品船，绝对不允许货品混淆，有了实 际密度测量，即可在系统中设入密度报警。在装货时，一 旦实际密度超过设定密度的极限即给出报警，提醒当班人 员核查，以避免更严重的混装事故 三、液舱遥测系统组成原理传感器 7-5-3 液舱遥测系统 2）雷达方式 装在甲板上，若只需测量舱内的液位，安装 工作要比压力传感式的简单。 液货船还要在舱内安装温度、舱内气体压力 传感器 雷达测量器需远离侧壁肋骨等，以避免干扰 液位测量公式为： C 雷达波速；T 雷达波发出到返回的时间；H 总高 三、液舱遥测系统组成原理传感器 7-5-3 液舱遥测系统 三、液舱遥测系统组成原理传感
14、器 BM70系列雷达液位计 7-5-3 液舱遥测系统 雷达方式特点 (1) 一体化设计，无可动部件，不存在机械磨损，使用寿命长 (2)非接触式测量，不需要传输媒介，不受大气、舱内液体挥 发雾（如强化学品）、液体的密度、浓度等物理特性的影响 (3)几乎能用于所有液体的液位测量。介电常数大于1.5的非导 电介质(空气的介电常数为1.0)也能够保证足够的反射波，介 电常数越大，反射信号越强 (4)测量范围大，最大的测量范围可达035m，可用于高温、 高压的液位测量 三、液舱遥测系统组成原理传感器 7-5-3 液舱遥测系统 7、通讯模块 应具备网络通讯功能，可以联接多个终端 液货船可将燃油舱的信息传送
15、至机舱集中控制台，便 于轮机部门及时了解燃油舱燃油消耗情况 系统还可提供安装在甲板上的就地指示器以便装卸时 就地读出 驾驶室配置终端计算机，使当班驾驶员能在驾驶室直 接了解船的实时装载、吃水、稳性等各种状态 在当代最新开发应用的全船自动化系统中，可接 入到全船监控系统中，与全船自动化系统连网 三、液舱遥测系统组成原理 7-5-3 液舱遥测系统 液舱传感器安装示意图 四、传感器的安装 液舱传感器有多 种形式的安装方 式可供选则： l 舱内安装 l 舱外安装 l 舱顶部安装 l 侧边安装等 7-5-4 阀门遥控及液舱遥测系统实例 大连海事大学新造教学实习船采用目前先进的阀门 电液分散控制系统，阀门遥控及液舱遥测通过一套 系统实现 该系统主要由阀门电液驱动头及传感器单元、中间 控制模块PLC、监控机及MIMIC控制面板等三个部分 组成 “育鲲”船阀门遥控及液舱遥测系统 7-5-4 阀门遥控及液舱遥测系统实例 “育鲲”船阀门遥控及液舱遥测系统（分散控制系统） 7-5-4 阀门遥控及液舱遥测系统实例 “育鲲”船阀门遥控及液舱遥测系统 7-5-4 阀门遥控及液舱遥测系统实例 “育鲲”船阀门遥控及液
