《电气工程及自动化-毕业设计-基于PLC的船舶机舱监控系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气工程及自动化-毕业设计-基于PLC的船舶机舱监控系统设计（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科毕业设计基于PLC的船舶机舱监控系统设计摘要船舶正常航彳丁过程中，船舶各种设备的工作状态和参数都在发生不断地变化，为了能实 时的准确的得到设备的运彳丁情况数据，使轮机值班员在集控室中就能对各个设备的运彳丁状况 进行可靠的掌握，就需要有一套实时可靠的机舱监控报警系统。船舶机舱自动监控系统是机 舱自动化的重要组成部分，其核心内容是对机舱设备运行状态参数和故障信息的采集和处理, 当设备的运行参数超过系统预先设定的门限值时，系统发出声光报警提醒有关人员，从而保 证了船舶的运行安全，提高了故障预防能力及缩短排查消除故障的时间。该系统的可靠性能 将直接影响到船舶航行的安全性能。早期的机舱自动化监控报警
2、系统主要是由继电器和半导体逻辑电路构成，己经不能适应 现阶段机舱自动化的要求，也不能满足国际海事组织及各船级社的规范要求。为了适应现代 造船机舱自动化的要求，智能微处理器控制（如PLC控制）逐步取代了继电器控制而成为船 舶机舱控制的重要内容，它使系统控制变得更加安全、迅速、可靠，另外，这种系统和船舶 计算机系统结合产生了船舶综合监控系统，使船舶机舱自动化进一步得到提高。本文介绍了一种基于可控编程控制器（PLC）的船舶机舱监控系统，采用三菱FX2N-64MR 作为主控制模块，运用FXGP/WIN-C进行了 PLC内部程序的开发，用梯形图语言编写通讯、监 控和报警程序，实现了实时数据的监控和处理，
3、使机舱监测报警系统的各项功能能够实现。 为实现船舶机舱的自动化、智能化管理提供了一种实用的解决方案。关键词：可控编程控制器（PLC）;机舱监控;报警;通讯AbstractIn the ordinary voyage, the ship equipment working situations and parameters are always changeable in every time, in order to get more real-time information and can control them in Engine Control Room, we need a rea
4、l time and reliably monitoring and alarm system. The engine room auto-monitoring system is an important part of engine room, whose main function was the collection and management of the operating parameters, equipment state and malfunction information of engine rooms9 equipment, when the operating p
5、arameters of equipment exceeds a pre-set limit, the system can give out sound and light alarm to remind the duty engineer, so as to ensure the safe navigation of the ship, improve malfunction prevention ability and shorten the time spent troubleshooting.The reliability of the system directly affects
6、 the safety of the ship sailing.The early engine room monitoring and alarming system is based on relay or semiconductor which is not fit with development of above system at the present stage and requirement of IMO and classification society. In order to adapt to this new requirement, Intelligent mic
7、roprocessor control (such as PLC control) takes over the relay control and become the main tache of automation, it makes the control and monitoring system more safe, prompt and credibility, In addition, the system combing with ship computer system produced shipping comprehensive monitoring system, w
8、hich makes the automation of the ship engine room develop a lot.The paper introduces a Ship Engine room monitoring and controlling system which is based on programmable logic controller (PLC). FX2N-64MR is taken as the main controlling model and FXGP/WIN-C is used to develop the PLC process , it is
9、introduced that the communicating, monitoring and alarming program based on the ladder diagram language, which is used to process the monitoring data in real-time to realize a series of function in the monitoring and alarming system. The design put forward a practical solution to realizing automatic
10、 and intelligentized processing of ship building room.Keywords: Programmable Logic Controller (PLC) ; Engine room monitoring ； Alarm ;communication刖 B 1第1章绪论21.1船舶机舱监测报警系统的发展21. 1. 1发展历史21. 1.2国内外产品21. 1.3网络技术21. 2本文主要工作3第2章 机舱监测报警系统总体结构设计42.1机舱监控系统简介42.2机舱监控系统原理42. 3机舱监控系统的功能与要求52. 3. 1系统的基本功能52. 3
11、. 2技术标准和规范相关要求62.4设计方案62. 4. 1系统技术规格72. 4.2监测点明细表编制82. 4. 3主控模块选择82.4.4系统网络通信82.5供电设计82. 5. 1 UPS 选型92. 5.2电缆的选型92.6数据采集92. 7灯板的设计102. 7. 1运行指示灯板102. 7. 2延伸报警灯板 102.8报警系统11第3章 机舱监控系统下位机PLC逻辑实现 123. 1三菱FX2N系列PLC及其扩展模块介绍 123. 1. 1 PLC 简介123. 1. 2 PLC的特点及发展趋势123. 1. 3 PLC的扫描工作过程133. 1. 4 FX2N-64MR 型 PL
12、C 介绍 143. 1. 5 PLC接口的扩展 163.1.6系统开关量和模拟量输入接口的扩展173. 1. 7硬件的实现173. 1. 8编程语言183. 2 PLC 程序193. 2. 1控制结构193. 2. 2信号采集和控制程序19第4章机舱监控系统人机界面的生成224. 1W1NCC 介绍224. 1. 1组态软件简述224. 1. 2 WinCC 概述 224. 2OPC 介绍224. 3FX系列与WINCC的通讯 22小结23致谢错误！未定义书签。参考文献24船舶机舱监控系统作为轮机自动化的一个重要内容，主要用于检测机舱内各种设备的运行 状态及其参数，当被测点发生故障，被测参数超
13、过限定范围时，系统发出声光报警信号，及 时将报警信号发送至值班轮机员的生活场所与驾驶室以及自动显示并记录下报警时间和报警 点，轮机人员也可选点显示监控。这就让管理者准确及时地做出决策，从而增加了船舶设备 和人员的安全系数，值班轮机员要了解机舱设备的运行状态及参数，只需在集控室中就能完 成工作，而不需要到机舱中实地巡察，这使得船舶轮机管理工作在减轻轮机员工作强度的同 时达到了更及时更准确更可靠的效果。低成本、高效益、无事故是机舱监控报警系统的目标，船舶系统自动化程度的不断提高 导致的系统结构复杂化以及船东非常关注减员增效这些情况迫使船舶设备的自动化程度、维 修性和可靠性提出了更高的要求，准确及时
14、的监控船舶设备工作状态的同时检查出潜在的故 障威胁成为现代船舶监控系统研究的重要课题。新世纪以来，德国西门子、挪威康士伯、丹麦约克等国际著名船电产品制造商均对船舶 机舱监控系统加强研究，现已有一些技术成果得到了实际应用。对比国外，国内造船工业经 过改革开放以来的研究和探索，得到了显著发展。现在，我国己经步入了世界造船大国的行 列。现代造船工程技术繁杂，其中拥有许多高尖技术，尽管我国造船工业发展迅速，但技术 水平与国际先进水平仍差距很大，尤其是高端技术。国内船用设备国产率甚至不足一半，自 动化设备主要来源于进口。因此，研发出先进实用的船舶机舱监控系统，将大幅度降低国内 船舶制造和运营成本，带来巨
15、大的经济和社会效益，在这方面进一步深入的研究具有深远的 意义。本文的意义在于，通过对各类船舶机舱监测报警系统的学习和研究以及对其发展的方向 的展望设计了一个功能完善、稳定性高、可靠性好，并能满足现阶段实船需求的系统，以便 对将来从事类似的船舶机舱监测报警系统的开发与优化提供方案和借鉴。第1章绪论1.1船舶机舱监测报警系统的发展1.1.1发展历史船舶机舱监测报警技术是随着控制理论、计算机技术、通信技术等发展而发展的，其功 能不断健全完善，可靠性也在不断提高，发展方向和特点是趋于模块化、智能化、网络化、 综合化。在度过了常规仪表监测阶段，以电、气动及中小规模集成电子模块组成的逻辑监控阶段, 以微机
16、为基础的集散型监控的三个主要阶段后，现阶段的主流是基于现场总线技术的机舱监 控系统同全船自动化系统联网监控的阶段。以PLC为代表的智能化模块在系统中的应用，使 现场总线分布式系统(FCS)和集散控制系统(DCS)得到了有机结合，船舶监控系统通过软件来 实现大量功能，采用总线技术实现通信，这样不仅节省了硬件需求，而且增加了可靠度，提 高了系统的性价比。通过近些年的发展，系统正从初级的状态监测功能向高级的综合性监测 发展，有些还将故障诊断、智能决策等人工智能融入到系统中，使监测报警系统技术有了新 的发展和突破。1. 1.2国内外产品在国内，机舱监测报警系统主要由各企事业单位、研究所和高等院校这三类相关组织或 机构
