CN105510042B - 船用柴油机的测速与安保系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船用柴油机的测速与安保系统，用于对多个船用柴油机的检测信号进行监测；测速与安保系统包括主控制箱和远程操控箱；主控制箱包括主控模块和三态信号检测模块，检测信号接入到主控模块和三态信号检测模块，且主控模块与远程控制箱、三态检测模块和柴油机相连，用于处理和逻辑判断所述检测信号，并根据判断结果选择是否发出停车信号和报警信号；三态信号检测模块与主控模块和柴油机连接，用于检验检测信号的正常、断线和越限；远程控制箱与主控模块连接，用于实时报警、显示检测信号和报警的信息、查询报警的记录、设置报警阈值、控制测速与安保系统的自检与复位。本发明保证了船用柴油机的可靠性、动力性、安全性，降低了故障率。

Description

船用柴油机的测速与安保系统

技术领域

本发明涉及一种船用柴油机的辅助测试系统，特别是涉及一种用于出厂之前的船用柴油机的测速与安保系统。

背景技术

船舶是各种船只的总称，主要指的是依靠人力、风帆、发动机等动力，能在水上移动的交通工具。

船舶现在做为一种能航行或停泊于水域进行运输或作业的工具，按不同的使用要求而具有不同的技术技能、装备和结构型式，为此，船舶在国防、国名经济和海洋开发等方面都占据有十分重要的低位。

目前，大多数的船舶往往会使用船用柴油机作为船舶的动力之源，由于船用柴油机是船舶运行的基本保障，所以其也就成为了船舶安全航行的重要设备。但是，由于船舶是一种长年累月在水面航行的工具，往往运行时工作状况较为复杂，容易引起柴油机发生故障。一旦船用柴油机发生各种故障，轻则危及船舶用电器设备的安全和使用，重则更是会危及船舶和人员安全。

因此，船用柴油机在出厂前要进行一系列的测速与安保系统。传统的船用柴油机测速与安保系统通常使用的是多回路继电器控制系统，这种控制系统受环境的影响较大，在潮湿、盐雾等恶劣的工作环境下容易导致线路和元器件的老化，经常造成各继电器的误动作，影响系统检测的正常工作，降低了船用柴油机的测试精度。此外，当前的部分柴油机厂家大部分使用的是国外比较先进的检测系统，这些系统的集成度高，核心技术又都掌握在国外厂家手中，导致了后期维护费用昂贵，调整不方便。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种船用柴油机的测速与安保系统，用于解决现有技术中船用柴油机在出厂之前的各项安全性能检测的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种船用柴油机的测速与安保系统，用于对多个所述船用柴油机的检测信号进行监测；所述测速与安保系统包括主控制箱和远程操控箱；所述主控制箱包括主控模块和三态信号检测模块，所述检测信号接入到所述主控模块和所述三态信号检测模块，且所述主控模块与所述远程操控模块、所述三态检测模块和所述柴油机相连，用于处理所述检测信号，并对所述检测信号进行逻辑判断，根据判断结果选择是否发出停车信号和报警信号；所述三态信号检测模块与所述主控模块和所述柴油机连接，用于检验所述检测信号的正常、断线和越限；所述远程操控模块与所述主控模块连接，用于实时报警、显示所述检测信号和所述报警的信息、查询所述报警的记录、设置报警阈值、控制所述测速与安保系统的自检与复位。

可选地，所述主控模块与所述远程操控模块之间通过工业以太网连接。

可选地，所述远程操控模块包括工业触摸屏。

可选地，所述主控模块通过所述报警阈值对所述检测信号进行判断：所述检测信号超过所述报警阈值，则所述主控模块向所述柴油机发出停车信号，并通过所述远程操控模块报警；所述检测信号未超过所述报警阈值，则不采取任何操作。

可选地，所述主控模块发出的所述停车信号通过停车电磁阀再发送给所述柴油机。

可选地，所述三态信号检测模块是通过电流对所述检测信号的正常、断线和越限进行检验，并且，所述三态信号检测模块通过停车电磁阀与所述柴油机相连。

可选地，所述检测信号包括柴油机转速、轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力、轴承温度、推力块温度、油雾浓度、冷却水压力和燃油泄漏；并且，所述检测信号通过传感器和漏油监测装置进行采集的。

可选地，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、测速传感器和浓度传感器。

可选地，所述测速传感器用于测量所述柴油机的转速，包括第一测速传感器和第二测速传感器，所述第一测速传感器的探头圆心与所述柴油机主轴承上的齿轮的第一轮齿的中心点对齐；所述第二测速传感器的探头圆心与所述第一轮齿的相邻轮齿的近点边沿对齐。

可选地，所述第一测速传感器和所述第二测速传感器的探头与所述轮齿之间的垂直距离不大于4毫米。

如上所述，本发明的船用柴油机的测速与安保系统利用可编程逻辑控制器来进行逻辑判断与控制，并通过其高速脉冲输入接口来采集柴油机转速信号，配合工业触摸屏实现人机接口，应用工业以太网通信实现系统的数据传输。本发明不仅能够实现对出厂柴油机的转速等功能性测试，还能处理柴油机超速、轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力、轴承温度、推力块温度、油雾浓度、冷却水压力、燃油泄漏及其传感器断线等故障的检测与报警，并对系统进行保护。此外，系统还具有自检功能，为系统的正常工作提供有力的保障。本发明的船用柴油机的测速与安保系统保证了船用柴油机的可靠性、动力性、安全性，并大大降低柴油机的故障率，提高了柴油机的使用寿命，大幅降低设备使用成本，为推动船用设备国产化提供了一条可行、实用的途径。

附图说明

图1显示为本发明的实施例公开的一种船用柴油机的测速与安保系统的结构示意图。

图2显示为本发明的实施例公开的一种船用柴油机的测速与安保系统的测速传感器安装示意图。

图3显示为本发明的实施例公开的一种船用柴油机的测速与安保系统的主控制箱的结构示意图。

元件标号说明

100 船用柴油机的测速与安保系统

110 远程操控模块(工业触摸屏)

120 主控制箱

121 主控制模块

122 三态信号检测模块

123 电源模块

124 空气开关

125 隔离继电器组

126 端子排

200 柴油机

210 停车电磁阀

220 齿轮

221 第一轮齿

310 传感器

311 第一测速传感器

312 第二测速传感器

320 漏油监测装置

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1～图3，需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了解决传统船用柴油机测速与安保系统中存在的误动作多，检测精度不高，功能扩展不方便等问题，本实施例提供了一种船用柴油机的测速与安保系统100具体如图1所示，用于监测至少一个船用柴油机的检测信号，其中，检测信号包括柴油机转速、轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力、轴承温度、推力块温度、油雾浓度、冷却水压力和燃油泄漏，这些信号是由多个传感器310和漏油监测装置320所采集的。本实施例的一种船用柴油机的测速与安保系统100包括远程操控箱110和主控制箱120。其中，主控制箱120包括主控模块121和三态信号检测模块122。

远程操控箱110与主控模块121相连，在本实施例中，远程操控箱110采用工业触摸屏，使得本实施例的系统在操作起来更加方便和直观。并且，远程操控箱110上设置有蜂鸣器和多个报警灯；当发生报警时，蜂鸣器会被激活，声音示警；而报警灯是与多个检测信号一一对应的，即报警灯与检测点一一对应，哪一个检测点出现了报警，对应的报警灯就会被点亮。这也就意味着，本实施例的测速与安保系统即可以监测同一船用柴油机的检测信号的一个或多个，还可以监测多个船用柴油机的一个或多个检测信号。

主控模块121分别与柴油机200的停车电磁阀210、、漏油监测装置320、三态信号检测模块122、远程操控箱110和多个传感器310相连接。并且，主控模块121还可利用工业以太网与远程操控箱110进行连接。以实现较远距离的数据传输，使得本实施例的船用柴油机的测速与安保系统使用更加方便，数据交换速度更加快，故障率低。在本实施例中，主控模块121采用可编程逻辑控制器。

三态信号检测模块122与主控模块121、柴油机200的停车电磁阀210、漏油监测装置320和多个传感器110相连。

多个传感器310包括温度传感器、压力传感器、测速传感器和浓度传感器。其中，温度传感器用于采集轴承温度和推力块温度；压力传感器用于采集轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力和冷却水压力；浓度传感器用于采集油雾浓度；测速传感器用于采集柴油机的转速。漏油监测装置320用于监控柴油机的燃油泄漏情况。

在本实施例中，为了采集柴油机200的主轴承上的齿轮220的转速，测速传感器包括第一测速传感器311和第二测速传感器312，并且第一测速传感器311和第二测速传感器312安装位置如图2所示，第一测速传感器311的探头圆心与柴油机200的主轴承上的齿轮220上的第一轮齿221的中心点对齐，第一轮齿221可以是齿轮220上的任一轮齿；第二测速传感器312的探头圆心与第一轮齿221的相邻轮齿的近点边沿对齐。其中，近点边沿指的是距离第一轮齿221较近的边沿；与第一轮齿221相邻轮齿有2个，因此无论第二测速传感器312位于相邻轮齿的哪一个，第一测速传感器和311和第二测速传感器312之间的间距始终都是相同的。第一测速传感器311和第二测速传感器312安装在同一水平面上，并且，第一测速传感器311的探头与第一轮齿221的垂直距离不大于4毫米；第二测速传感器312的探头与其对应的轮齿的垂直距离也不大于4毫米。同时使用第一测速传感器311和第二测速传感器312可以判断出齿轮220的转向，即齿轮220是正向旋转还是反向旋转，并且测量出主轴承上的齿轮220上的轮齿的数量，最后根据轮齿的数量具体计算出柴油机200的转速。

在远程操控箱110，即工业触摸屏中，实时显示多个检测信号：经由传感器310和漏油监测装置320采集到的检测信号，上传至主控模块121进行处理，并通过工业以太网传送至工业触摸屏实时显示；并且，远程操控箱110的实时显示时是分开显示每一个检测点的检测信号。使用者通过工业触摸屏根据实际的使用情况设置报警阈值，报警阈值是针对每一路检测信号而预先设定的，并且每一路检测信号的报警阈值可以选择设定为是模拟量或开关量。使用者通过工业触摸屏对每一路检测信号的报警阈值为开关量或模拟量进行设置。在本实施例中，9路检测信号中，柴油机转速、轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力、轴承温度、推力块温度、油雾浓度和冷却水压力的报警阈值设置为模拟量，燃油泄漏的报警阈值设置为开关量。远程操控箱110还可实现声光报警，并同时查询报警的记录：根据报警阈值，主控模块121通过逻辑判断会发出报警信号，远程操控箱110接收到报警信号，会开启蜂鸣器，发出声音报警；同时，点亮相应的发生报警的检测点的报警灯。并且，通过远程操控箱110可以发出自检和复位指令，远程控制主控模块121对整个船用柴油机的测速与安保系统进行自检的复位操作。

主控模块121对漏油监测装置320和多个传感器310采集到的检测信号进行处理：将采集到的检测信号与远程操控箱110上设置的报警阈值进行逻辑判断：当检测信号没有超过相应的报警门限阈值时，则不采取任何操作；当检测信号超过相应的报警门限阈值时，即模拟量越限或开关量触发时，主控模块121发送停车信号给停车电磁阀210，停车电磁阀210通过切断油路使得柴油机200自动停机，与此同时，向远程操控箱110发出报警信号。即，对于柴油机转速、轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力、轴承温度、推力块温度、油雾浓度和冷却水压力这八路检测信号，只要判断出其中任意一路检测信号超过其对应的报警阈值模拟量，那么主控模块121就会发出报警信号和停车信号；对于燃油泄露，则逻辑判断其是否触发了燃油泄漏对应的报警阈值开关值，一旦触发，那么主控模块121就会发出报警信号和停车信号。并且，主控模块121还可以根据远程操控箱110的自检和复位指令对整个系统进行控制：当接收到自检指令时，主控模块121对整个测速与安保系统进行自身功能的完好度的检测与校对；复位指令主要是出现在发生了报警和柴油机停机时，当报警解除或可以忽略时，恢复整个测速与安保系统。

三态信号检测模块122对检测信号回路和停车电磁阀回路进行正常、断线和越限的检验。其中，检测信号回路指的是漏油监测装置320、、传感器310和主控模块121之间的回路；停车电磁阀回路指的是柴油机200、停车电磁阀210和主控模块121之间的回路。三态信号检测模块122内预存有正常情况、断线情况和越限情况的电流值范围，三态信号检测模块122通过检验检测信号回路和停车电磁阀回路的电流，判断停车检测信号回路和停车电磁阀回路的状态，如果出现断路或超限的情况，则会将该故障情况返回至主控模块121，并传送至远程操控箱110。

此外，如图3所示，本实施例的主控制箱120除了主控模块121和三态信号检测模块122外，还包括稳压电源模块123、空气开关124、隔离继电器组125和端子排126；空气开关124为220V的空气开关，用于为主控制箱120引入电源；稳压电源模块123是220V转24V的稳压电源模块，用于为主控模块121和三态信号检测模块122提供24V电源；隔离继电器组125是用于信号隔离，避免传感器或漏油监测装置短路引起主控制箱120内的线路烧毁；由于本实施例的检测信号包括9路，这样的话，引入主控制箱120的电线就比较多，所以设置了端子排126，以方便线路的连接，并且一旦发生故障，检查起来也比较方便。

综上所述，本发明的船用柴油机的测速与安保系统利用可编程逻辑控制器来进行逻辑判断与控制，并通过其高速脉冲输入接口来采集柴油机转速信号，配合工业触摸屏实现人机接口，应用工业以太网通信实现系统的数据传输。本发明不仅能够实现对出厂柴油机的转速等功能性测试，还能处理柴油机超速、轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力、轴承温度、推力块温度、油雾浓度、冷却水压力、燃油泄漏及其传感器断线等故障的检测与报警，并对系统进行保护。此外，系统还具有自检功能，为系统的正常工作提供有力的保障。本发明的船用柴油机的测速与安保系统保证了船用柴油机的可靠性、动力性、安全性，并大大降低柴油机的故障率，提高了柴油机的使用寿命，大幅降低设备使用成本，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，用于对多个所述船用柴油机的检测信号进行监测；所述测速与安保系统包括主控制箱和远程操控模块；

所述主控制箱包括主控模块和三态信号检测模块，所述检测信号接入到所述主控模块和所述三态信号检测模块，且所述主控模块与所述远程操控模块、所述三态信号检测模块相连，主控模块通过停车电磁阀和柴油机相连，用于处理所述检测信号，并对所述检测信号进行逻辑判断，根据判断结果选择是否发出停车信号和报警信号；所述三态信号检测模块和所述柴油机通过所述停车电磁阀连接，用于通过电流检验所述检测信号以及停车电磁阀回路的正常、断线和越限；其中，所述停车电磁阀回路是所述柴油机、所述主控模块和所述停车电磁阀组成的回路；

所述远程操控模块与所述主控模块连接，用于实时报警、显示所述检测信号和所述报警的信息、查询所述报警的记录、设置报警阈值、控制所述测速与安保系统的自检与复位。

2.根据权利要求1所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述主控模块与所述远程操控模块之间通过工业以太网连接。

3.根据权利要求1所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述远程操控模块包括工业触摸屏。

4.根据权利要求1所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述主控模块通过所述报警阈值对所述检测信号进行判断：所述检测信号超过所述报警阈值，则所述主控模块向所述柴油机发出停车信号，并通过所述远程操控模块报警；所述检测信号未超过所述报警阈值，则不采取任何操作。

5.根据权利要求4所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述主控模块发出的所述停车信号通过停车电磁阀再发送给所述柴油机。

6.根据权利要求1所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述检测信号包括柴油机转速、轴承润滑油压力、液压泵压力、滑油进口压力、轴承温度、推力块温度、油雾浓度、冷却水压力和燃油泄漏；并且，所述检测信号通过传感器和漏油监测装置进行采集。

7.根据权利要求6所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、测速传感器和浓度传感器。

8.根据权利要求7所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述测速传感器用于测量所述柴油机的转速，包括第一测速传感器和第二测速传感器，所述第一测速传感器的探头圆心与所述柴油机主轴承上的齿轮的第一轮齿的中心点对齐；所述第二测速传感器的探头圆心与所述第一轮齿的相邻轮齿的近点边沿对齐。

9.根据权利要求8所述的船用柴油机的测速与安保系统，其特征在于，所述第一测速传感器和所述第二测速传感器的探头与所述轮齿之间的垂直距离不大于4毫米。