船舶机舱自动化监控系统研究
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船舶机舱自动化船舶机舱自动化是指利用先进的自动控制技术和设备,对船舶机舱内的各种系统进行自动化控制和监控的一种技术手段。
它通过集成各种传感器、执行器和控制器,实现对船舶机舱内的各种设备和系统的自动化操作和管理,提高船舶的安全性、可靠性和效率。
船舶机舱自动化系统通常包括以下几个方面的内容:1. 监测与控制系统:船舶机舱自动化系统通过安装各种传感器,对机舱内的温度、压力、流量、液位等参数进行实时监测,并通过控制器对机舱内的设备和系统进行自动控制。
例如,通过监测机舱内的温度和压力,自动调节冷却水的流量和温度,保证机舱内的设备正常运行。
2. 电力管理系统:船舶机舱自动化系统可以实现对船舶电力系统的自动控制和管理。
通过集成电力监测仪表和控制器,实现对电力负载的实时监测和自动调节,提高电力系统的效率和可靠性。
同时,还可以实现对电力系统的故障诊断和报警,及时采取措施进行修复,避免船舶停电和事故发生。
3. 液压系统:船舶机舱自动化系统可以实现对液压系统的自动控制和监控。
通过集成液压传感器和控制器,实现对液压系统的压力、流量和温度等参数的实时监测和自动调节。
例如,通过监测液压系统的压力和流量,自动调节液压泵的转速和液压阀的开度,保证液压系统的正常工作。
4. 燃油系统:船舶机舱自动化系统可以实现对燃油系统的自动控制和管理。
通过集成燃油传感器和控制器,实现对燃油的供应和消耗的实时监测和自动调节。
例如,通过监测燃油的液位和流量,自动控制燃油泵和燃油阀门的开关,保证燃油系统的正常供应和消耗。
5. 环境监测系统:船舶机舱自动化系统可以实现对机舱内环境的自动监测和控制。
通过安装各种环境传感器,实时监测机舱内的温度、湿度、气体浓度等参数,并通过控制器对机舱内的通风、空调和消防系统进行自动控制。
例如,当机舱内的温度超过设定值时,自动启动通风系统进行降温。
船舶机舱自动化系统的优势主要体现在以下几个方面:1. 提高安全性:船舶机舱自动化系统可以实时监测机舱内的各种参数,并根据设定的规则进行自动控制和报警。
基于无线网络的船舶机舱自动化监控系统摘要:为了提高船舶自动化水平和船舶监测系统的性能,船舶舱自动监测设计十分重要。
船舶机舱自动监测系统在船舶运行中发挥着重要作用,例如控制船舶推进系统中主机和辅助设备的运行状况;实时监控运行参数,出现异常时报警;使用各种光电和机械传感器监测船舶推进轴系统参数等。
通信网络模块在船舶机舱监控系统中发挥着重要作用。
通信网是监控系统控制单元与报警单元之间的信息传输渠道,通信网结合了扩展遥控单元和信息基站,使监控系统成为有效运行的系统。
关键词:无线网络;船舶机舱;自动化;监控系统引言在科学技术不断攀升的当下,关于“无人机舱”的概念早已出现,并经历了将近半个世纪的研究与发展。
时至今日,我国在船舶机舱自动化监控系统的研发上已取得了较为瞩目的成绩。
1自动化监控系统的发展20世纪50年代以来,船舶自动化,特别是电子技术的发展,引入了“船舶自动化”的概念,主要包括三个领域:机械自动化、导航和方位自动化。
但是,监测工具仅限于目前的电子技术水平,也面向通用仪器,机舱内只应用一个自动控制装置来实现某些船舶的自动化,如船舶主机、锅炉、压力、温度和液体调节。
个别设备尚未形成完整、集中控制、独立和独立的系统。
20世纪70年代初,数字计算机进入机器控制领域时,飞机监控系统中出现了典型的代表——CCS(计算机控制系统)。
该系统的一个典型特征是在一个集中控制的空间中集中监控和控制能耗和内阁系统,该空间具有强大、快速、小型或中型计算机。
该监测系统是如此渐进,以监测数百个参数,这些参数代替数十个模拟控制器,如温度、压力、粘度、速度等。
数据传输仍然通过AI和AO模拟信号进行,这些信号引用DI、DO、模拟0-5V或4-20mA电路。
整个系统中的数据采集设备成本高昂、复杂且成本高昂。
集中系统会导致可靠性问题,可能导致整个系统轻微故障或瘫痪,从而严重限制其发展。
1990年代以来,新建船舶利用网络微型监测系统,随着现场总线技术的不断发展和现场总线技术在技术控制的其他领域的成功应用而使用,现场总线技术已应用于船舶监控中,这是一种完全分布式的监控系统(也称为局部总线控制系统(FCS)),它将现场总线作为进一步限制监控功能的每个子系统的内部控制网络。
基于智能船舶的机舱智能化探究随着科技的不断进步和航运业的发展,智能船舶已经成为航运行业的一个趋势。
其中,机舱智能化是智能船舶的重要组成部分。
本文将探究基于智能船舶的机舱智能化。
一、智能船舶的发展背景近年来,全球航运业快速发展,成为全球贸易的重要推动力。
然而,航运业同时也面临着一些挑战,例如安全事故、能源消耗和环境污染等。
为了应对这些挑战,智能船舶的概念应运而生。
智能船舶是指在传统航运基础上,应用信息技术、人工智能等先进技术,实现自主导航、智能控制和全方位监测等功能的船舶。
智能船舶通过自动化、智能化和网络化的手段,提高了航运效率、降低了成本,并且减少了对人力资源的依赖。
二、机舱智能化的意义机舱是船舶的控制中心,负责船舶的动力、操纵和监测等任务。
传统的机舱操作需要船员进行大量的人工操作和监测,存在人为因素的干扰和误判的可能性。
而机舱智能化的引入,能够降低人为错误的发生概率,并且提高操作的效率和准确性。
机舱智能化在以下几个方面具有重要意义:1. 提高航运安全:智能化的监控系统能够实时监测船舶各个部位的状态,并且通过数据分析给出警报和建议。
这对船舶的安全性有着重要的作用,能够防止意外事故的发生。
2. 优化船舶运行效率:智能化的机舱系统能够自动调整船舶的动力系统,根据船舶的负载和海况等因素。
这不仅提高了船舶的运行效率,还降低了能源的消耗。
3. 减少人力成本:无人值守的机舱系统可以代替部分船员的工作,减少了对人力资源的需求。
这对航运企业来说是一项重要的节约成本的措施。
三、机舱智能化的实现方法实现机舱智能化需要利用现代信息技术和传感器技术,将传感器与智能控制系统相结合。
1. 传感器技术:传感器是实现机舱智能化的基础,通过各种传感器采集船舶不同部位的数据,例如温度、湿度、压力等。
这些数据可以提供给智能控制系统进行分析和处理。
2. 智能控制系统:智能控制系统利用数据分析和人工智能技术,对机舱进行自动控制和监测。
智能控制系统能够实现自主导航、动力调节、故障诊断等功能。
船舶机舱自动化船舶机舱自动化是指利用先进的控制系统和自动化技术,对船舶的机舱设备和系统进行智能化管理和控制的过程。
通过船舶机舱自动化系统,可以实现对船舶动力系统、电力系统、通风与空调系统、消防系统、液压系统等机舱设备的自动化控制和监测,提高船舶的运行效率、安全性和可靠性。
一、船舶机舱自动化的优势1. 提高运行效率:船舶机舱自动化系统能够实时监测和控制船舶的各项设备和系统,通过自动化调节和优化,提高船舶的运行效率,减少能源消耗和排放。
2. 提高安全性:船舶机舱自动化系统具备故障自诊断和报警功能,能够及时发现并处理设备故障,提高船舶的安全性和可靠性,减少事故发生的可能性。
3. 减轻人工负担:船舶机舱自动化系统能够自动化完成船舶机舱设备和系统的监测和控制,减轻船员的工作负担,提高工作效率。
4. 提高船舶的适航性:船舶机舱自动化系统能够对船舶的各项设备和系统进行实时监测和控制,及时发现并解决问题,确保船舶的适航性。
二、船舶机舱自动化的主要应用1. 动力系统自动化:船舶机舱自动化系统可以实现对主机、辅机、推进器等动力设备的自动化控制和监测,包括启停控制、负荷调节、故障诊断等功能。
2. 电力系统自动化:船舶机舱自动化系统能够对发机电组、配电系统等电力设备进行自动化控制和监测,包括电压、电流、频率等参数的调节和监测。
3. 通风与空调系统自动化:船舶机舱自动化系统可以实现对通风与空调系统的自动化控制和监测,包括温度、湿度、风速等参数的调节和监测。
4. 消防系统自动化:船舶机舱自动化系统能够实现对消防系统的自动化控制和监测,包括火灾报警、灭火装置控制等功能。
5. 液压系统自动化:船舶机舱自动化系统可以对液压系统进行自动化控制和监测,包括液压泵站、液压缸等设备的启停控制和压力监测。
三、船舶机舱自动化的发展趋势1. 智能化:未来船舶机舱自动化系统将更加智能化,通过人工智能和大数据分析等技术,实现对船舶设备和系统的自动化管理和优化。
船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术研究船舶机舱自动化监控系统是船舶重要的组成部分,在船舶运行过程中具有非常重要的作用。
然而,由于机舱自动化监控系统的复杂性和多样性,系统故障时难以及时准确地进行诊断和解决,严重影响船舶的正常运行。
因此,研究船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术对于保障船舶安全和提高工作效率具有重要意义。
一、技术原理船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术是利用现代先进的传感器和智能控制算法实现的。
传感器通过实时监测各个机舱设备的电气信号、精确测量参数等数据,上传到数据处理中心。
数据处理中心中的智能算法通过分析这些数据,结合海上航行的相关规定,可以对机舱设备是否故障或者发生异常的情况做出判断,并且对发现的故障或异常进行详细诊断。
二、技术应用船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术可以广泛应用于船舶运营过程中的各个环节。
例如,在船舶运行过程中,机舱设备可能会受到海况、设备本身等因素而发生故障,而故障自诊断技术可以在第一时间发现并诊断故障原因。
此外,该技术也可以应用于机舱设备的维护和保养,及时发现机舱设备中的故障点,并给出维修方案,更加有效地实现机舱设备的维护保养。
三、技术优势船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术具有以下优势:首先,技术智能化程度高,能够快速准确地判断机舱设备是否正常运行,有效避免因机舱设备故障而导致的安全事故和经济损失。
其次,该技术具有高可靠性和全面性,不仅能够检测所有机舱设备的电气信号和参数,而且还能够在不影响船舶运行的情况下及时发现故障点。
再次,技术使用成本低,易于推广和应用,更加有效地保障了船舶安全和经济效益。
综上所述,船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术具有广泛的应用前景和开发潜力。
在未来的发展中,该技术将会越来越成熟和完善,成为未来海洋交通运输领域中的重要技术手段。
因此,各相关行业应加大对该技术的研究和应用,积极推进船舶智能化建设,保障船舶的安全和可持续发展。
为了更加深入地了解和分析船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术的应用情况,下面列出一些相关数据供参考:1. 船舶机舱自动化监控系统故障自诊断技术的成本比传统检修方法节省50%左右。
基于单片机的船舶机舱环境监控系统设计与实现船舶机舱环境监控对提升船舶航行安全性、提高船舶自动化水平具有重要的意义。
本文基于STM32F103C8T6单片机设计了一套船舶机舱环境监控系统,实时采集船舶机舱的温度、湿度、烟雾参数,并集成报警功能。
实现船舶机舱环境的自动监控。
标签:船舶机舱;单片机;环境监控1 引言随着现代经济和社会的发展,信息化程度越来越高,智能化的监控系统应用越来越广泛。
其中基于单片机的监控系统广泛应用于工业、农业等各个领域。
目前我国在船舶自动化控制和机舱报警系统等方面具有较高的自动化水平,但在艙内环境监测、火灾预警等方面的自动化程度相对较低。
船舶机舱里有许多重要的设备,且布线错综复杂,温度过高,湿度过大等环境参数的变化会直接影响机舱设备的正常运行,甚至导致火灾事故的发生,影响人命财产的安全,实现舱室内环境自动监测、火灾实时预警对改善船舶机舱环境舒适度、提升船舶航行安全性、提高船舶自动化水平具有重要的意义。
随着科技的进步,为了提高船舶机舱的自动化水平,相关的组织机构相继开展了关于船舶机舱环境自动监控的研究与开发[1-3]。
本文在文献研究的基础上汲取优点,设计了一种基于单片机的船舶机舱环境监控系统,机舱的重要环境参数有烟雾、温度、湿度、震动、甲烷等,本系统以烟雾、温度和湿度参数监控展开设计,基于ZigBee技术,实现对船舶机舱环境参数的实时采集与监测,能实现设备的自动化设置,并支持多路信号输出,集成了报警功能。
从而达到加强船舶机舱安全性,提高机舱自动化水平的目的。
2 系统组成本系统用于船舶机舱环境,系统通过ZigBee实时采集船舶机舱温湿度以及烟雾信息,转换成数字量,并将数据通过RS485接口上传到数据监控中心进行处理并存入数据库,操作人员可以随时调用数据进行实时监控。
系统由信息采集及传输单元,数据存储单元以及信息管理与显示单元3部分组成。
a.数据采集及传输单元本系统的前端数据采集设备主要包含了船舶机舱的不同的传感器模块:烟雾传感器、温湿度传感器,配合ZigBee实现对机舱内部环境参数的实时监测。
船舶机舱自动化监控系统研究
摘要:随着造船业及市场需求的发展,船舶结构日趋复杂,功能不断增强,机
舱是船舶的心脏,集中了船舶的主要动力设备。
研究设计先进的机舱监控系统对
于推进机舱自动化的发展具有重要意义。
传统的机舱监控系统以中小型计算机集
中监控为主,难以实现远程控制,已不能适应造船业的迅猛发展。
我国已进入造
船大国行列,研究新型的船舶机舱监控系统对于提高船舶自动化水平,推动我国
船舶工业的迅速发展具有重要意义。
关键词:船舶机舱,自动化监控
引言
机舱监控系统提供了机舱管理的权限设定、机舱管理人员登录密码设定、数
据备份、初始化以及监控系统机舱日常管理的系统日志的生产和打印等功能。
机
舱监控信息系统根据机舱货品的实际信息以及机舱运行的实时信息,为货品的入
舱提供科学合理的储区和储位,从而提高监控系统机舱的整体运作效率。
一、船舶机舱自动化发展历程
1.随着陆用自动化技术的发展与进步,船舶自动化也取得了一定的突破。
自
上世纪50年代末起,在船舶上就开始广泛运用反馈控制理论,机舱内所有运行
参数也由此实现了控制的自动化,基于当时的电子技术,船舱集中监视与参数越
限报警系统也得到了开发与应用。
到了上世纪60年代,“无人机舱”开始得到运用,并且随着计算机技术的不断发展,该项技术得到了越来越广泛的应用,船舶机舱
自动化系统也由此得到了迅猛的发展。
2.基于网络技术的网络控制系统。
尽管分散型系统已经解决了集中型系统中
存在的诸多问题,然而受限于各个系统之间的独立性与分散性,系统之间的信息
通信无法实现,因此对于集中管理与控制的实现有着不利的影响。
虽然有将集中
监视系统设置在集控室,然而监视系统与各个分散系统之间的数据通信仍然无法
实现,仅仅是进行分散系统报警信号的接收,起到的作用也局限于监视警报,在
管理与控制上有所缺失。
在计算机通信技术不断发展的背景之下,到了上世纪80
年代末,网络型微机监控系统在新造船舶中开始得到运用。
这种系统采用的是多
微机分布式控制方法,尽管不同的设备与系统采用的微机控制依然具有独立性,
然而微机之间的数据通信已经实现,通过网络可以将各个分散系统连接到一起,
为集中管理与控制的实现提供了强有力的支持。
与集中型与分散型控制系统相比,网络监控方式同时继承了上述两者的优点,在目前以及未来船舶机舱自动化发展
中必然得到广泛的应用。
现阶段,国际上各主要生产厂商在船用控制系统的制造
中也开始广泛运用网络型控制系统。
二、船舶机舱自动化监控系统研究设计
船舶机舱监控系统的发展经历了集中监控系统、分布式监控系统及现场总线
网络型监控系统的发展阶段,自上世纪80年代末以来,有几种现场总线技术已
逐渐形成其影响并在一些特定的应用领域中显示了自己的优势,如LonWorks、Profibus、cAN总线等。
对于局域网体系结构来说,目前国内外应用较广泛的是以
太网,它的最大优点是检测故障容易,扩展或改变网络布局容易,安装、管理、
使用简单和成本低。
虽然双绞线抗干扰能力弱,因此在铺设双绞线时要与电力电
缆分开并采用屏蔽双绞线。
局域网通信协议采用统一的协议标准TCP/IP以太网
架构,这不仅确保了信息准确、快速、完整地传输,还可以极大地简化系统设计,网络设备、网络接口及软件开发环境都与主流市场相同,很容易达到资源共享的
目的,适合新造船舶的网络集成。
结合现场总线与以太网技术在相关领域的应用,通过现场总线和以太网双层网络搭建系统的网络架构,实现信息的本地采集、传
输及远程监控功能。
分散型系统可以有效地处理集中型系统存在的不足,但是,
因为各个系统中都具备一定的分散性质,每个系统之间都不可以进行数据交换,
所以,不能很好地实现对船舶机舱进行实时的管理和监控。
根据目前的情况来看,虽然船舶机舱监管依然设置了集中监控系统,但是由于各个系统不能进行及时的
数据交换,使得该系统只能对接受的数据进行报警,但不能对这些数据进行集中
管理和监控。
三、实时数据显示功能
1.监控系统机舱管理信息系统的出入舱管理模块主要是对机舱进行出入舱实
时监控和显示,以及相关的操作进行显示。
监控系统机舱中货品的入舱操作可以
分为货架前区的入舱、各加工区的入舱。
按照货品的不同的类别可以分为采购入舱、领用退回入舱以及生产产品入舱。
根据货品类型的不同的采购入舱、领用退
回入舱以及生产产品入舱的流程是一样的,入舱的时候根据货品的类型的不同,
在入舱的时候把货品类型选定好就可以。
货架前区的入舱一般是货品的类别是采购、领用退回的,这些货品一般在机舱的入舱口,仓管员接到纸质入舱单,使用
监控系统机舱管理信息系统生产入舱任务,监控系统机舱管理信息系统后台会根
据机舱储位以及货品的基本信息等对入舱任务进行储区和储位分配优化,然后把
优化的储区和储位信息通过通信接口传递给堆垛机控制系统,堆垛机控制系统接
收到入舱任务后控制堆垛机完成入舱任务。
2.控制系统运用了嵌入式电子技术的数字化传感器与数字化执行机构,与集
散型控制系统相比具有更强的先进性。
关于现场总线型控制系统的特点,具体包括:第一,基于对数字化传感器与执行机构的运用,该系统在硬件设备上更加简单,信号传递的可靠性更强;第二,与集散型控制系统相比,FCS将分层多级的
结构形式打破,并采用全分布式的串行双向的通信系统,并在现场进一步下放控
制功能;第三,采用的公开化、标准化设计方案,与DCS系统相比不再受到专用
通信网络的限制,根据统一的国际标准,实现不同厂家在设备生产中想同一个FCS系统的集成,同时在互换性与互操作性上具有更强的优势。
3.硬件积木化主要是应用松耦合的多微机进行结构分布,并应用标准化的模
式进行标准化设计,进而具有较强的可用性。
通常情况下,客户可以结合船舶实
际情况来合理选择应用的模板,并采用积木式的方式进行整合,进而保证设备的
灵活性。
软件的模块化设计和组态功能系统具备多种功能设备:控制设备,显示
设备,报表打印设备。
客户可以结合船舶实际的情况来来对这些功能设备进行随
意搭配,这样不仅可以实现控制功能,同时也有效提升了应用灵活性。
4.船舶机舱监控系统作为船舶自动化系统的重要组成部分,主要实现对船舶
机舱动力设备的运行状态及热工参数的监控,一旦设备故障或者运行参数越限自
动发出声光报警并进行报警信息打印,它还能定时的对有关设备的运行参数进行
打印制表。
系统将按标准化、模块化、系列化进行设计,采用现场总线和以太网
搭建双层网络架构:基于现场总线的机舱监控网络和基于以太网的上位机网络。
在机舱监控网络中,监控装置直接挂接在现场总线之上,实现对机舱重要设备的
监控,如对船舶主机、辅机、齿轮箱、锅炉等设备的滑油、燃油压力、冷却水压
力以及液位的监控。
上位机网络接收机舱监控网络上传的设备运行状况和热工参数,存储于服务器数据库中以备查询,并对报警信息进行实时显示、打印。
结束语:
在船舶机舱控制系统中应用自动化监控技术,不仅可以实现船舶机舱的运行安全,同时也能推动我国船舶行业更好发展。
但是根据目前的情况来看,在进行船舶机舱自动化控制时,总是会存在一定的故障,这些故障的出现严重阻碍了船舶自动化今后的发展。
因此。
需要采取有效的机舱自动化监控系统故障自诊断方法。
参考文献:
[1]喻方平.微型计算机在船舶中的应用.北京:电子工业出版社,2017
[2]缪学勤.现场总线现状与发展趋势.自动化仪表.2017,(1):22-28
[3]白广来.朱绍庐.现场总线技术与机舱自动化的研究.中国航海.2016,(43):74-77。