CN103646580A

CN103646580A - 一种船舶主机遥控模拟系统

Info

Publication number: CN103646580A
Application number: CN201310593002.1A
Authority: CN
Inventors: 刘雨
Original assignee: DALIAN HAILINK AUTOMATION Co Ltd
Current assignee: DALIAN HAILINK AUTOMATION Co Ltd
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明一种船舶主机遥控模拟系统的研制是基于西门子S7-200PLC，采用实船真实控制组件，利用变频器驱动电机来模拟船上的主机，驱动齿轮箱、带动螺旋桨，具有体积小、完全仿真、可方便模拟定距桨低速机、中速机和高速机的遥控模拟装置。该遥控模拟装置以AutoChiefC20主机遥控系统为模拟对象，实现了AutoChiefC20的主要功能。

Description

一种船舶主机遥控模拟系统

涉及一种船舶主机遥控模拟系统

本发明一种船舶主机遥控模拟系统的研制是基于西门子S7-200 PLC，采用实船真实控制组件，利用变频器驱动电机来模拟船上的主机，驱动齿轮箱、带动螺旋桨，具有体积小、完全仿真、可方便模拟定距桨低速机、中速机和高速机的遥控模拟装置。该遥控模拟装置以AutoChief C20主机遥控系统为模拟对象，实现了AutoChief C20的主要功能。

本发明一种船舶主机遥控模拟系统主要具有以下功能：

通过对车钟操纵手柄、调油手轮、控制面板、测速传感器、主机信号模拟箱、齿轮箱信号模拟箱等模拟量和数字量输入输出信号的处理、信号仪表的校正、基于BOP面板和STARTER软件对G120变频器参数的设置、基于 “Watch Window”软件的Configure和Service菜单对2301D电子调速器参数设置、基于WinCC flexible 2008软件对SMART 700触摸屏进行组态等，完成主机遥控模拟装置硬件信号处理和软件的调试。

本发明的技术方案如下：

主机模拟试验台包括驾驶台、机控台、本地控制台、S7-200 PLC、主机及齿轮箱信号模拟箱，Woodward 2301D电子调速器，G120变频器，三相异步电机和齿轮箱，用于模拟实船柴油主机遥控工作情况。

本发明一种船舶主机遥控模拟系统的工作原理是：

装置中的驾驶台包括主车钟、副车钟、应急车钟发送器、车钟操纵手柄、报警监控及越控面板、触摸屏、紧急停车按钮、显示仪表等组件。驾驶台主车钟和车钟操纵手柄组成手柄式车钟，用于指示本地车钟操纵手柄位置及跟踪其他操作部位的车钟手柄位置；驾驶台副车钟设计为按键式车钟，用于主机操作部位切换的申请和回令以及发送主机备车、完车和海上定速的指令；应急车钟发送器为按键式车钟，用于当主车钟故障时向集控台和机旁操作台发送主机操作命令，并设置有“传息”按钮和报警蜂鸣器；车钟操纵手柄用于传送车令信息及向主机遥控系统发送主机的各种操作命令，包括向齿轮箱换向电磁离合器发送动作指令；报警监控及越控面板用于监控超速、遥控故障、齿轮箱错向等状态，并设置有故障降速和故障停车的报警及其越控功能，在报警监控及越控面板上设计有报警蜂鸣器和“确认”、“取消”报警状态按键；触摸屏用于实现当前报警查询、历史报警查询、转速趋势图、控制方式选择、手柄参数设定等功能；紧急停车按钮用于实现在紧急情况下主机的应急停车；显示仪表用于显示主机转速、艉轴转速和船速等参数。

集控台设计和驾驶台类似，为单主机控制台，包括主车钟、副车钟、应急车钟接收器、车钟操纵手柄、报警监控及越控面板、触摸屏、紧急停车按钮、显示仪表等组件。用于当机旁操作台应急车钟接收器的操作位置地点选择开关打到“集控台”时，对驾驶台应急车钟发送器发送的指令进行回令；集控台显示仪表监测的参数较多，包括主机燃油、主机滑油、齿轮箱滑油、齿轮箱工作油等相应的温度和压力参数，以及主机转速、艉轴转速、主机冷却水温度和主机油门开度。

机旁操作台的功能组件设计齐全，包括主车钟、副车钟、应急车钟接收器、调油手轮、报警灯柱、触摸屏、控制单元、转换开关、显示仪表等组件。用于当操作部位选择为机旁操作台控制时，对齿轮箱正、倒车电磁离合器的离合状态进行控制，操车位置转换开关用于切换机旁和遥控操作部位的选择；显示仪表设计有主机滑油进口压力表、主机滑油进口温度表、主机转速表和主机油门开度表。

主机模拟试验台包括主机、齿轮箱信号模拟箱，Woodward 2301D电子调速器，G120变频器，三相异步电机和齿轮箱等部分，用于模拟实船柴油主机工作情况。

STARTER PC软件用于西门子部分传动装置的现场调试。能够实现在线监控、修改装置参数，故障检测和复位，以及跟踪记录等强大调试功能。G120通过PC连接组件和一条RS232电缆可以直接连接到PC的COM接口，以实现串口通讯。调试时要配置的主要单元是控制模块、功率单元和电机参数。本系统用STARTER软件调试控制单元为CU240E和功率模块为PM240的G120变频器

本系统针对船舶主机遥控系统用WinCC flexible 2008为SMART 700触摸屏组态的部分软件功能，实现了监控、报警和参数设定等功能。触摸屏用于设置手柄参数、备车条件、监控主机和齿轮箱各参数值、绘制主机转速和船速趋势图等。组态的触摸屏界面主要有主监控界面、操纵手柄、参数设定、模拟信号箱、报警查询、历史报警、备车条件、转速趋势图等。上述各界面中调用的变量都定义在项目树->通讯->变量中，设置为外部变量，并指定与SMART 700相连的PLC，这些变量代表PLC中的内存位置，变量的可用数据类型及其在PLC内存中的地址均取决于PLC的类型。在项目树->通讯->连接中，安装通讯驱动程序为SIMATIC S7 200，在线方式选择为“开”，设置SMART 700接口为IF1 B，波特率为187.5kbps。如此，通过西门子PPI协议即可实现SMART 700与S7-200相互间的数据访问。

本发明的优点和有益效果是：

（1）可作为主机遥控系统培训平台提供给学员进行相关训练，训练学员实际操作能力，可反复对主机特殊工况和突发事故的处理进行训练，让学员在较短的时间内积累全面的操作经验。

（2）基于PLC控制技术设计的左主机遥控系统，可作为新型轮机模拟器的主机遥控部分使用。

（3）可为船舶柴油主机推进控制算法的研究提供一个有效的平台，对加速先进控制理论在船舶控制领域的应用具有重要意义。

Claims

1.一种船舶主机遥控模拟系统包含以下几个部分：主机模拟试验台包括驾驶台、机控台、本地控制台、S7-200 PLC、主机及齿轮箱信号模拟箱，Woodward 2301D电子调速器，G120变频器，三相异步电机和齿轮箱，用于模拟实船柴油主机遥控工作情况；装置中的驾驶台包括主车钟、副车钟、应急车钟发送器、车钟操纵手柄、报警监控及越控面板、触摸屏、紧急停车按钮、显示仪表等组件；驾驶台主车钟和车钟操纵手柄组成手柄式车钟，用于指示本地车钟操纵手柄位置及跟踪其他操作部位的车钟手柄位置；驾驶台副车钟设计为按键式车钟，用于主机操作部位切换的申请和回令以及发送主机备车、完车和海上定速的指令；应急车钟发送器为按键式车钟，用于当主车钟故障时向集控台和机旁操作台发送主机操作命令，并设置有“传息”按钮和报警蜂鸣器；车钟操纵手柄用于传送车令信息及向主机遥控系统发送主机的各种操作命令，包括向齿轮箱换向电磁离合器发送动作指令；报警监控及越控面板用于监控超速、遥控故障、齿轮箱错向等状态，并设置有故障降速和故障停车的报警及其越控功能，在报警监控及越控面板上设计有报警蜂鸣器和“确认”、“取消”报警状态按键；触摸屏用于实现当前报警查询、历史报警查询、转速趋势图、控制方式选择、手柄参数设定等功能；紧急停车按钮用于实现在紧急情况下主机的应急停车；显示仪表用于显示主机转速、艉轴转速和船速等参数；集控台设计和驾驶台类似，为单主机控制台，包括主车钟、副车钟、应急车钟接收器、车钟操纵手柄、报警监控及越控面板、触摸屏、紧急停车按钮、显示仪表等组件；用于当机旁操作台应急车钟接收器的操作位置地点选择开关打到“集控台”时，对驾驶台应急车钟发送器发送的指令进行回令；集控台显示仪表监测的参数较多，包括主机燃油、主机滑油、齿轮箱滑油、齿轮箱工作油等相应的温度和压力参数，以及主机转速、艉轴转速、主机冷却水温度和主机油门开度；机旁操作台的功能组件设计齐全，包括主车钟、副车钟、应急车钟接收器、调油手轮、报警灯柱、触摸屏、控制单元、转换开关、显示仪表等组件；用于当操作部位选择为机旁操作台控制时，对齿轮箱正、倒车电磁离合器的离合状态进行控制，操车位置转换开关用于切换机旁和遥控操作部位的选择；显示仪表设计有主机滑油进口压力表、主机滑油进口温度表、主机转速表和主机油门开度表；主机模拟试验台包括主机、齿轮箱信号模拟箱，Woodward 2301D电子调速器，G120变频器，三相异步电机和齿轮箱等部分，用于模拟实船柴油主机工作情况。