基于PLC的船舶安全报警系统设计_蒋向东

基于PLC的船舶安全报警系统设计随着船舶的数量不断增加以及船舶行业的不断发展，船舶安全问题越来越被重视。

为了保障船舶的安全，需要设计一种基于PLC的船舶安全报警系统。

该系统可以在出现危险情况时及时报警，有效地保障船员和船上所有人员的安全。

PLC是Programmable Logic Controller（可编程逻辑控制器）的缩写，是一种用于工业控制系统的微处理器。

PLC能够处理各种复杂的输入和输出信号，并根据预先设定的逻辑程序进行控制。

因此，PLC非常适合用于设计船舶安全报警系统。

该报警系统的设计需要考虑以下因素：1.船舶的各个区域：不同的区域有不同的危险程度，需要设定不同的报警等级。

例如，机舱出现故障需要紧急停机，需要设置最高级别的警报。

而在船舶上，出现滞留的货物后无法脱离集装箱时，需要设置中等级别的报警。

在夜间航行时，需要设置所有区域的低级别报警。

2.传感器的安装：传感器是整个系统的核心。

利用传感器可以及时监测各个区域的状态，并根据预设的逻辑程序判断是否需要发出警报。

传感器需要安装在船舶的各个区域，例如引擎室、货仓、甲板等。

3.PLC程序编写：编写PLC程序是设计该系统的最重要的一步。

程序需要根据安全规则和船舶相关法规编写。

它需要排除错误信息，尽可能的减少警报遗漏或误报。

程序中需要定义的事件包括：船舶运行时出现的机械故障，电路故障以及所有危险事件。

4.报警设备的选择：报警设备应该是可靠性高、使用寿命长、网络连通性好、节能省电且能够快速获得电源的优质设备。

在设计时，需要考虑所有船员的操作方式，以确保设备的易用性和易维护性。

在设计船舶安全报警系统时，还需要考虑日常维护和修理，必须保证设备持久、稳定和便于维护。

该系统的成功运行需要与船舶的其他系统共同协作，例如船舶的电力系统和水系统，以及一般的通讯设备。

总之，基于PLC的船舶安全报警系统是保障船舶与船员安全的必要工具。

设计者需要明确系统的设计要求，并根据船舶的具体情况进行灵活的设计。

基于PLC和工控机的船舶电力系统故障诊断装置设计候云飞;施伟锋【摘要】为保证船舶的安全航行,故提高船舶电力系统的安全性和可靠性十分重要.文中设计了一套基于施耐德M340 PLC、XBTG7340触摸屏和工控机的电力系统故障诊断装置.该套故障诊断装置主要由施耐德M340 PLC、电力系统参数测量装置、XBTG7340触摸屏、工控机、NI数据采集仪、以太网等器件所组成,本诊断装置通过施耐德M340PLC、电力参数测量仪PM800、7个与互感器相连的模拟仪表和NI数据采集仪对船舶电力系统的参数进行相应的采集,将采集到的数据信息通过Modbus现场总线、工业以太网进行数据共享,实现对船舶电力系统装置的监视与检测,并将实时数据导入工控机matlab中进行故障程度与故障类别的判断.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2016(036)009【总页数】4页(P49-52)【关键词】PLC;触摸屏;船舶电力系统;故障诊断【作者】候云飞;施伟锋【作者单位】上海海事大学电气自动化系,上海201306;上海海事大学电气自动化系,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TM930船舶电力系统主要由电源装置、配电装置、电力网和负载四个部分组成，是船舶上电能产生、输送、分配和使用等网络和装置的总称。

因此，船舶电力系统是船舶的一个重要组成部分。

随着船舶向大型化、自动化方向发展，船舶电力系统容量不断增大，其在船舶中的重要性越来越高。

船舶电力系统通过实时监视装置并掌握其运行情况，在故障发生前可根据故障症状大致判断出故障类型，在故障发生时可通过蜂鸣报警器发出报警提示，有助于操作人员排除电力系统故障，尽最大可能地减少电力系统因故障所带来的影响和损失，并且能为船舶工作与管理人员提供故障所在及其原因，为今后从事船舶工作的人员提供合理的建议。

本文设计了一套基于施耐德M340 PLC、XBTGT7340触摸屏和工控机的船舶电力系统故障诊断装置。

开题报告-基于PLC的船舶机舱监控系统设计|开题报告电气工程及自动化基于PLC的船舶机舱监控系统设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着电子技术的革新以及组态和工控技术在工业中的迅猛发展，PLC、单片机和工控机的应用已经十分成熟，在工业控制等各方面成功的代替了以前的模拟、数字电路系统。

船舶机舱监控系统是船舶自动化系统中最重要的组成部分，主要由机舱监测报警系统、主机安全保护系统、主机遥控系统、电站监控系统, 以及泵、风机、辅锅炉自动控制等系统组成。

它主要用于检测机舱内一些主要设备，如主机、辅机及其它控制设备的运行状况、当工作状况出现故障时发出报警信号的检测系统。

由于船舱机舱内高温、高噪声甚至存有污染的恶劣环境，机舱监控系统通常安置在距离机舱较近，又易于观察到其中主要设备运行状态的监控室中，监视室与机舱一般隔离，从而减少机舱的高温、振动、潮湿、电磁干扰、腐蚀以及噪声等其它方面的干扰。

机舱工作人员可通过机舱监控系统在监视室内了解到机舱中主要设备的工作状态，从而即改善机舱工作人员工作环境，减轻了其劳动强度又能更准确了解到主要设备的实时工作状态。

船舶机舱监控系统是跟随着电子技术和控制理论的发展而发展的，到目前为止其发展大致分为四个阶段：1、以常规仪表监测阶段 20世纪60年代之前，工业控制自动化水平较低，那时以经典控制理论为主要控制理论，控制对象以单一。

那时的电子技术水平，也只有单项自动调节控制装置得以在机舱中应用，使用的监测工具多为常规仪表，监视报警系统的主要代表是触电继电器，尚未构成完整的集中控制系统，各个系统间相互独立，自成体系。

2、以电、气动及中小规模集成电子模块组成的逻辑监控阶段20世纪60年代中后期，随着电子技术的发展，晶体管集成元件可靠性能得以增加，出现了以电、气动及中小规模集成电子模块组成的逻辑控制为代表的机舱监视报警系统，即集中监视系统，这使主机、辅机和其它自动化设备的工作状态得到进一步监测，可靠性进一步提高。

题目：基于PLC的机舱监测与报警系统摘要伴随着时代的不断进步与发展，机舱各种仪表设备的功能也越来越复杂，对监测报警系统的要求也越来越高。

随着船舶制造工艺的飞速发展，对于机舱监测报警系统的深入研究具有重大的现实意义。

本文旨在设计一套基于PLC（Programmable logic controller）的机舱监测报警系统，采用西门子S7-200PLC作为控制器，结合梯形图和STL语言语言进行程序编辑，并由程序进行报警处理，运用了EM231拓展模块解决了隔离信息干扰的问题。

使用模拟量对监测点的运行状态实时检测，极大地提高了船员的工作效率。

通过打印机功能将报警内容、报警时间直观的显示，方便了船员的维修管理工作;模块化设计思想，提高了PLC的可拓展性,使船舶机舱检测与报警系统对运行状态的监测更加准确、可靠。

关键词：PLC,机舱监测系统，报警系统With the continuous progress and development of The Times, various instruments in the engine room are becoming more and more complex, and the requirements for monitoring and alarming are becoming higher and higher. With the rapid development of shipbuilding technology, the study and research of engine room monitoring and control system has a more crucial practical significance. This paper aims to design a set of engine room monitoring and alarm system based on PLC (Programmable logic controller). This system uses Siemens S7-200 PLC as the controller, combined the ladder diagram and the statement table language to carry on the program editing, using the program carries on the processing to the alarm. The EM231 extension module is used to solve the problem of isolating information interference. The use of simulation to real-time detection of the monitoring point operation state greatly improves the crew's work efficiency. Through the function of printer, the alarm content and alarm time are displayed intuitively, which facilitates the maintenance and management of crew members. The design of modular improves the expansibility of PLC; Programmed system procedures improve the stability of the control. It makes the ship engine room monitoring and alarm system more accurate and reliable.Key words: PLC,Engine room monitoring system, alarm system第一章绪论 (4)1.1 课题研究的背景与意义 (4)1.2 机舱监测与报警系统的国内外现状 (4)第二章S7-200PLC简介 (6)2.1西门子S7-200PLC组成 (6)2.2PLC扫描工作原理 (8)第三章监测报警系统控制程序设计 (9)3.1机舱监测与报警系统的组成 (9)3.2机舱监测与报警系统的功能 (9)3.3技术方案与措施 (10)第四章机舱监测与报警系统程序设计 (13)4.1 监测点信号采集与数据处理 (13)4.2 报警处理与打印 (14)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (23)附录 (24)第一章绪论1.1课题研究的背景与意义船舶作为一个不可或缺的交通工具，其安全运行对物流运输具有重要影响，船舶的控制管理系统直接决定着船舶的运行安全[1]。

PLC在船舶机舱监测报警系统中应用摘要：本文主要分析了PLC在船舶机舱监测报警系统中应用问题，介绍船舶机舱监测报警系统构建的基础上，重点探讨了系统数据采集方法以及软件实现过程，希望对于今后的船舶机舱监测报警系统的自动化发展具有一定帮助。

关键词：船舶机舱，监测报警，PLC，数据采集1引言船舶自动化中涉及到的船舶机舱监测报警系统则是重要一部分，在微型计算机发展飞速的背景下，在船舶机舱自动化方面的应用也越来越多，体现出更大的价值。

对于在集控室中的监测报警系统来说，其主要包括相应的设备的运行参数、运行状态以及相应的故障报警状态都能得以显示，这样在自动化的机舱中，轮机员能够更为有效进行分析和处理所出现的问题。

较短的开发周期、低廉价格、灵活组态以及简单的组成则是构成基于PLC 的船舶机舱监测报警系统的主要特点，在不同规模和类型下的的机舱报警系统能够充分利用PLC接口的灵活扩展特点，使得系统具有最低的冗余度。

另外，在船舱机舱综合监测报警系统中，相关的动力装置、辅机、主机的各种运行参数都应该进行有效的采集和处理，具体采集处理内容包括系统中的涉及到的转速、流量、液位、压力和温度等参数，能够实现实时报警和监测的综合功能，涉及到数量庞大的监测量以及较为复杂的不同控制要求。

利用PLC控制特点，此机舱监测报警系统能够有效处理相关的运行参数[1]。

其中，模拟量和开关量则是船舶机舱报警信息，系统中，充分利用三菱FX2N系列可编程控制器的特点，解决了相关的数据采集和处理技术的实时处理问题，研制相关的模拟量输入接口扩展电路板、开关量输入输出接口扩展电路板等，能够满足实际工况需要。

2 船舶机舱监测报警系统构建思考此船舶机舱监测报警系统则是由声光报警设备、模拟量输出接口电路、仪表显示设备、灯板、打印机、传感器、模拟量输入接口扩展电路、开关量输入输出接口扩展电路、上位机、PLC等组成。

在系统中，FX2N-4AD则是模拟量输入模块，而FX2N-48MT则是三菱FX2N中的基本功能模块，FX2N-4DA则是模拟量输出模块，在相应的串口通讯和RS-232技术下，模块FX2N-232-BD能够实现PLC与上位机的通讯功能，TCP／IP技术能够使得报警系统连接到上位机成为可能[2]。

《开题报告-基于PLC的船舶电站监测系统的设计》摘要：本文以船舶电站监测为研究对象，采用三菱PLC控制器中的FX2N系列与船舶电站相结合来实现自动化，着重设计了柴油机组自动起动和停机部分，完成了对船舶电站监测装置的部分软、硬件设计，提升了船舶电站的自动化程度，最终得到高度自动化、智能化、网络化的改进型船舶电站监测系统，这里我主要也是对船舶电站监测系统进行软件设计：设计了PLC控制船舶电站原动机自动起动和自动停机的程序开题报告电气工程及自动化基于PLC的船舶电站监测系统的设计一、主题叙述本课题在国内外研究发展的动态，说明选题意义 1.1本课题研究目的作为一个可移动的海上城市——船舶，它的很多设备都必须使用电能，所以在船舶上都必须配备有由发电装置、配电装置和用电装置组成系统，即船舶电力系统。

船用设备中随着船舶自动化程度的不断提高，需要用电来控制和驱动的地方也越来越多，故而自动化程度随着船舶电力系统的日益复杂、庞大，也变得越来越重要，现在的主要方向发展有：数字化、集成化、网络化、标准化以及智能化。

并且电站自动化程度在船舶电站供电可靠性和连续性质量指标中是一个十分重要的环节，对其进行设计研究具有很重要的现实意义和经济价值。

船舶电站自动化监测系统的主要目的是在提高运行经济性的基础上保证供电过程的安全、可靠，并尽可能的改善船舶上恶劣的工作环境。

因此要求能够实现以下功能：柴油机组自动起动、停机控制；重要负荷分级自动起动；发电机组状态控制；自动分级卸载；自动并车；自动调频调载；励磁调整及无功功率自动分配；电力系统及发电机组的自动巡回检测；重载询问；电力系统保护；电网；总体控制等。

本文以船舶电站监测为研究对象，采用三菱PLC控制器中的FX2N系列与船舶电站相结合来实现自动化，着重设计了柴油机组自动起动和停机部分，完成了对船舶电站监测装置的部分软、硬件设计，提升了船舶电站的自动化程度。

1.2课题的国内外研究状况在经济体全球化的发展过程中，船舶作为一种重要的交通工具承担着超过90%的国际贸易货运量，扮演着无可替代的角色。

开发研究基于PLC的船舶机舱监测报警系统设计郭家建（福建船政交通职业学院，福建福州350007）摘要：基于PLC的船舶机舱监测报警系统利用传感器采集数据，通过CAN总线通讯方式将数据传送到PLC O采用组态软件设计监测报警系统的人机交互界面。

PIMS与PLC通信，实现对船舶机舱设备的监测与报警。

系统运行稳定、可靠性高。

关键词:船舶;机舱;监测报警；PLC伴随全球经济的复苏，全球化贸易越来越密切,而船舶作为全球贸易中最重要的运输工具，其作用越来越大。

人们对船舶航行的安全也越来越重视，在船舶机舱中包括主柴油机、副柴油机、船舶锅炉等设备,对船舶的安全运行起决定性作用。

机舱监测报警系统能够对船舶机舱设备进行实时监控，当监控采集的数据参数不在正常指标之内时，产生声光报警，方便船员及时地发现问题,并解决问题。

从而确保船舶航行安全,同时也方便船员对机舱设备的管理，改善其工作环境小。

基于PLC的船舶机舱监测报警系统相比传统单元组合式船舶机舱监测报警系统具备以下优点:响应更及时、稳定性更好、准确性更高。

1船舶机舱监测报警系统的组成船舶机舱监测报警系统包含传感器、PLC、工控机等硬件设备。

利用传感器采集数据，采用CAN总线通讯方式将数据传递给PLC.PLC再传递给工控机。

在PLC及工控机上编写程序,对数据进行分析处理，以实现机舱监测报警的功能。

船舶机舱监测报警系统中，数据的采集、通讯是一个重要的部分,而系统程序的编写则是系统功能实现的关键。

监测报警系统中工控机是上位机，PLC是下位机。

上位机主要用于人机交互,下位机主要用于数据采集及系统控制。

2监测报警系统数据采集监测报警系统采用CAN总线技术和PLC技术进行数据的采集。

CAN总线是ISO国际标准化的串行通信协议，CAN 总线被广泛地应用于工业自动化、船舶等方面。

CAN总线技术相对于其他现场通信技术有如下优点:（1）易于实现。

可以采用多种介质进行传输，通信距离远,节点数上限为110个,很好地满足了船舶机舱需要采集大量数据的要求。

基于 PLC集成消防报警控制的舰船损管监控系统摘要：介绍了一种以 PLC为核心的船舶火灾报警综合监控系统。

控制显示单元，传感器，执行器，火灾探测报警控制电路。

火灾检测报警系统由火灾控制器、火灾探测器、消防执行设备、手动报警按钮等组成。

通过对已有技术缺陷的分析，本文介绍了一种以 PLC为核心的船舶损伤监测技术，通过对已有的船舶损伤检测控制器进行改进，从而实现对船舶损伤监测的提高控制水平、简化了监视层次、减少了作业位置、降低了设备的软件费用，并实现了对设备的标准化、可靠性要求，提高了系统的维修能力，使系统管理运行更加实时。

关键词：PLC模拟量、火灾报警系统、船舶损管监控一、基于PLC集成消防报警控制的舰船损管监控系统的背景技术船舶损管监控系统是保证船舶生命安全的一个关键环节，它的监测范围涵盖了船舶的生存性、持续发展的功能；消防、浸水、设备的运行状态等功能可以对收集到的船舶损伤进行统一的汇总及分析，并利用自动化的监控技术对其进行及时的报警及精确定位，通知人员进行及时的修复，从而保障了船舶的安全。

而PLC是一款带有单片机进行自动控制的可编程逻辑控制器，它可以实现逻辑控制、时序控制、算法操作、网络通信等多个方面，由于其扩展性、可靠性等优点，在各种控制系统中得到了广泛地使用。

现有的船舶损管监控设备都配备了检测和报警的控制器，并利用总线制回路来完成对船舶事故的检测和控制。

这样的设计，会导致设备类型、数量、接口和监控层级的增多，对整个系统的综合和最优配置产生不利影响。

此外，目前的火灾检测警报装置需要与外界的仪器相联系，无法根据实时调整、精确定位、故障诊断和检修等情况。

二、基于PLC集成消防报警控制的舰船损管监控系统的内容本文旨在为船舶损管监控中提供一套以 PLC为核心的综合火灾报警控制系统。

涉及一种基于 PLC的船舶火灾报警系统，其特点是：PLC控制器，通讯主机，PLC子系统，控制显示，传感器，执行器，火灾探测报警控制电路，还有延时报警、报警延伸、信息存储、主、备电自动切换等功能。

前言上世纪五十年代以来，船舶自动化技术经历了由轮机当班人员在机旁依照驾驶台指令操作的本地控制、采用机舱集控室的集中控制、机舱无人值班船舶到属于全自动化以节能为中心的网络型的发展过程。

也就是在这个发展形势下，主机遥控系统应运而生并发展迅速。

因为世界主要造船国家船级社已把主机遥控系统作为“无人机舱”规范中不可缺少的部分。

随着船舶自动化水平的不断提高，船舶主机遥控技术发展也很快，近几年下水的船舶主机遥控系统几乎全部采用微机控制，它的主要特点是采用微型计算机用软件编程的方法，代替了常规硬件电路的逻辑和数字运算功能。

而目前设计采用微机控制的遥控系统主要有两种方案：一是采用专用或通用工业控制微机，如西门子DIFA系列微机主机遥控系统，挪威康士伯的Auto chief系列微机主机遥控系统，国内有交通部上海船舶运输科学研究所研制的CY8800型微机主机遥控；另外是采用可编程序控制器，如西门子SIMOS RCS51型号PLC柴油主机遥控系统，但国内还没有推广应用的PLC主机遥控系统正式成熟产品。

因此，利用可编程序控制器为控制核心开发中速主机遥控系统，也具有广阔的市场应用前景。

可编程序控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)是在六十年代后期和七十年代初期问世的，是面向用户的电子计算机，能用来完成各种各样的复杂程度不同的工业控制功能，一度成为工业自动化领域的三大支柱。

PLC的主要特点和优势体现在：1.灵活性可编程控制器的出现，电气工程师不必为每套设备配置专用控制装置，硬件设备可以采用相同的可编程控制器，只编写不同应用软件即可，这样，能满足所控制生产流程频繁变化的要求。

而且，可以用一台可编程序控制器控制几台操作方式完全不同的设备。

可编程序控制器为原设计的改进和修订提供了极其方便的手段，大大缩短了更新时间。

2.成本低、可靠性高可编程序控制器提供的继电器触点、计时器、计数器、顺控器的数量与实际数量的继电器、计数器、顺控器相比要便宜的多。

基于PLC的船舶主机遥控系统设计与实现
张桂臣;任光
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】2007(29)4
【摘要】为了解决船舶主机无触点遥控系统出现的故障,分析了无触点主机遥控系统的特点,给出了其故障解决方案,设计并实现了基于S7-200PLC的主机遥控系
统.S7-200主机遥控系统具备自动停车、自动启动(重启动、重复启动)、自动换向、自动制动、应急操纵、速度PID自整定调节、死区控制、速度和负荷限制、安全
保护等功能,在工程船和远洋船上得到了成功应用.结果表明,应用S7-200PLC提高
了主机遥控系统的可靠性、快速性和稳定性.
【总页数】4页(P65-68)
【关键词】船舶;主机遥控;PLC;S7-200;自整定PID;PWM
【作者】张桂臣;任光
【作者单位】大连海事大学轮机工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U664.82
【相关文献】
1.基于PLC的船舶主机遥控系统辅车钟的设计 [J], 陈严
2.一种基于PLC的主机遥控系统设计 [J], 徐靖;陈建明;赵德华
3.基于PLC的船舶主机遥控系统设计 [J], 魏巳杰;温小飞
4.基于PLC的船舶主机遥控系统辅车钟设计 [J], 陈严;
5.基于PLC控制的船舶主机气动遥控系统设计 [J], 徐加伟
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船舶侧推器基于PLC的控制系统设计
顾辉
【期刊名称】《航海》
【年(卷),期】2011(000)003
【摘要】根据船舶侧推器的控制要求,在发电机、侧推器主开关、液压伺服系统、侧推器、集控室和驾驶台以及驾驶台侧翼控制台的硬件基础上,设计一套以PLC控制系统替代原有线路板和继电器的船舶侧推器控制系统.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】顾辉
【作者单位】中海工业立新船厂
【正文语种】中文
【相关文献】
1.全方位推进器与首侧推器综合作用对船舶操纵性能的影响
2.基于 PLC 的船艏侧推筒体封盖系统的控制设计
3.基于PLC技术的船舶艏侧推控制系统
4.基于PLC和MCGS的船舶侧推监控系统设计
5.船舶侧推器及其控制系统的研究与仿真
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