基于PLC的船舶机舱监控系统的应用研究

论文摘要

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,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。随着全世界船舶吨位的急剧增加,船舶作为水上交通工具,其特定环境决定了船舶的安全、节能、环保是船舶工业技术的追求目标,尤其是对于安全和节能,船舶机舱监控技术起到重要的保证作用。当前高水平的船用监控系统产品基本被国外公司垄断,国内也有很多公司和研究机构致力于船用监控系统产品的开发,但是实船应用和国外相比仍有差距,因此对船舶机舱监控系统技术的研究具有很重要的现实意义。本文是在对大连海事大学“育鲲”轮机舱监控系统、挪威Kongsberg公司相关产品的研究基础上,利用自动化机舱实验室项目的经验,阐述了应用于一条600吨海监船的设计开发过程。主要内容有：系统网络结构的设计、设备选型、部分硬件的开发、图纸的绘制（包括原理图和施工接线图）等,采用西门子S7-300作为主控制模块,运用STEP7进行了下位机PLC程序的开发。上位机采用了西门子公司配套使用的组态软件WinCC进行了上位机界面的开发,上位机界面功能全面,而且通过脚本程序实现了人声报警提示。同时本文还从实践应用的角度,讲述了用PLC针对这种小吨位船舶机舱监控系统开发的思路和工作重点。所开发的系统具备完整的监控功能,满足相关规范要求,实时性较好,能够应用于实船。该系统的的研究和设计对今后类似船舶的监控系统的设计有一定的指导和借鉴意义,并且为进一步研究相关技术打下基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景与意义
• 1.2 船舶机舱监测报警系统的发展
• 1.2.1 发展历史
• 1.2.2 网络技术
• 1.2.3 国内外产品
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 机舱监控系统总体结构设计
• 2.1 机舱监控系统的功能与要求
• 2.1.1 系统的基本功能
• 2.1.2 技术标准和规范相关要求
• 2.2 设计方案
• 2.2.1 系统技术规格
• 2.2.2 监测点表编制
• 2.2.3 主控模块选择
• 2.2.4 系统组网
• 第3章 机舱监控系统的设计
• 3.1 UPS选型
• 3.2 电缆的选型
• 3.3 供电设计
• 3.3.1 供电结构
• 3.3.2 变压器选型
• 3.4 采集站的设计
• 3.5 灯板的设计
• 3.5.1 运行指示灯板
• 3.5.2 延伸报警灯板的设计
• 3.5.3 报警灯板的设计
• 3.6 PLC模块接线设计
• 3.6.1 数字量输入模块
• 3.6.2 数字量输出模块
• 3.6.3 CP340通讯模块
• 第4章 机舱监控系统下位机PLC逻辑实现
• 4.1 西门子PLC介绍
• 4.1.1 PLC的概述
• 4.1.2 S7-300介绍
• 4.1.3 编程语言
• 4.2 硬件组态
• 4.3 PLC程序
• 4.3.1 控制结构
• 4.3.2 数据采集
• 4.3.3 数据处理
• 4.3.4 声光信号实现
• 第5章 机舱监控系统软件的设计
• 5.1 WINCC介绍
• 5.1.1 组态软件
• 5.1.2 WinCC功能概述
• 5.2 软件设计原则与步骤
• 5.3 监控界面的设计
• 5.4 报警功能的实现
• 5.4.1 报警状态分类
• 5.4.2 光信号控制
• 5.4.3 声信号控制
• 5.5 通讯连接
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录A 采集站内部布置
• 攻读硕士学位期间公开发表论文、获奖及参加科研项目情况
• 致谢
• 研究生履历