CN111897279A - 一种船舶燃油自动调驳控制系统 - Google Patents

一种船舶燃油自动调驳控制系统 Download PDF

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沈诚
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    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/048Monitoring; Safety

Abstract

本发明公开了一种船舶燃油自动调驳控制系统,该控制系统可简化操作人员的操作流程;可调整船舶姿态的自动平衡;在燃油调驳时,只需发出目标指令,系统会自行发出开关阀门及控制燃油输送泵的指令;有效简化船员的操作流程,提高全船的自动化程度及安全性,同时保留了手动遥控功能、手动就地操作功能、就地显示功能等应急功能。

Description

一种船舶燃油自动调驳控制系统
技术领域
本发明涉及船舶燃油控制技术领域,具体为一种船舶燃油自动调驳控制系统。
背景技术
在船舶上都会设置多个燃油舱以及日用油舱来进行船舶燃油的日常供应,在使用时不同的燃油舱供给对象会不同,从而造成不同燃油舱内燃油量会存在差异,这种情况下就需要进行各个燃油舱之间的调驳来平衡供给需求。
目前船舶上的燃油调驳及日用油舱净化的工作都是人工操作为主,人工评判各个油舱内燃油量,认为判断需要调驳的燃油舱,手动打开各个管路阀门,实现调节,这种操作自动化程度低,操作流程繁琐,操作人员在控制台上根据调驳需要,手动操作遥控开关阀门、控制燃油输送泵等,极大的浪费了人力成本。
船用燃油自动调驳系统可简化操作人员的操作流程。在燃油调驳时,只需发出目标指令,系统会自行发出开关阀门及控制燃油输送泵的指令;
当船舶发生碰撞、搁浅等损伤事故后,船舶会破损进水并且发生横向倾斜和纵向倾差。横向倾斜将会降低船舶的大角稳性,严重时将在风浪下发生倾覆;纵向倾差同样会削弱船舶的浮性。或人工手动开关燃油舱阀门进行调驳时,人工疏忽忘记关闭阀造成船体失去平衡。为了提高船舶的浮性、稳性及安全性,必须迅速调整船舶的姿态,尽量使船舶处于正直漂浮状态。船舶的姿态调整主要通过压载舱调节,燃油自动调驳辅助。
船用燃油自动调驳系统可迅速有效调驳各油舱,从而保证船舶安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶燃油自动调驳控制系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:船用燃油自动调驳系统主要由控制台、阀门数据采集箱、液位采集箱、电液蝶阀、液位传感器、液位开关、燃油泵等组成。燃油系统管系采用双总管式。每个燃油舱设置两个遥控阀门分别与两个总管连接。两根总管间设有遥控隔离阀。
燃油调驳系统设有燃油驳运泵和总管连接,燃油驳运泵可将任意一个燃油舱的油输送到另一个燃油舱。
阀门数据采集柜通过工业以太网接收并执行来自控制台的电液蝶阀开/关控制指令,并将阀门的开关及故障状态信息通过工业以太网上传至控制台;泵控制箱通过船用电缆接收并执行来阀门数据采集箱的启/停泵控制指令,并将燃油输送泵的运行状态信号反馈给阀门数据采集柜,再通过工业以太网上传至控制台;同时阀门数据采集柜采集燃油舱液位传感器、高低位液位开关、燃油输送压力传感器信号,并通过工业以太网将采集信息传输给控制台用于阀门及泵的联锁和保护控制;油舱液位采集柜采集燃油舱、日用油舱的液位信号、船舶的纵横倾信号,将采集的数据进行技术处理在液位采集箱上通过显示屏显示各舱的液位,并通过工业以太网将数据传输给控制台。
其控制方法包括以下步骤:
(1)调驳分手动和自动两种模式
1、手动调驳
手动调驳时需进入手动操作画面,,选定阀进行人工操作;
2、自动调驳
自动调驳时需进入自动操作画面,只需选定驳入、驳出、燃油驳运泵,就可自动调驳,当驳出舱低位,或驳入舱高位,或纵横倾超过安全值,自动停止调驳;
A、首先,关闭总管至甲板注油口的手动阀门,确认相应燃油驳运泵的进出口油管上的截止阀打开;
B、然后在控制台操作画面上选择自动调驳,所有阀关闭,并自检测是否存在故障,如存在故障,计算机画面提示报警,同时无法进行自动调驳,无故障提示且满足自动调驳条件时,根据各油舱装载的情况,在燃油舱中设定燃油驳出/驳入油舱,发出自动调驳控制指令;
C、通过燃油调驳程序,自动启动燃油输送泵和驳入油舱的进油管和驳出油舱的出油管电液蝶阀及对应的总管上的电液蝶阀;
D、泵的启动和停止,管路上的阀门的打开和关闭的先后时间等功能是需要通过燃油调驳程序逻辑计算的,调驳至驳出的油舱低液位或驳入的油舱高液位信号时停止调驳,调驳结束后关闭相应的手动阀门。
优选的,在调驳过程中,对所有参数进行实时监控,包括以下步骤:
Figure 441174DEST_PATH_IMAGE001
.当任一驳入油舱的油位达到目标高油位80%时,发出高位指示信号,自动关闭该油舱注油管路上的电液蝶阀;
Figure 764839DEST_PATH_IMAGE002
.当任一驳入油舱的油位达到高高位85%时,发出信号强行关闭该油舱注油管路上的电液蝶阀。并发出高高位报警信号;
Figure 75734DEST_PATH_IMAGE003
.当任一驳出油舱的油位达到低油位15%时,发出低位指示信号,自动关闭该油舱的出油管路上的电液蝶阀;
d.当任一驳出油舱的油位达到低低油位10%时,发出信号强行关闭该油舱的出油管路上的电液蝶阀,并发出低低位报警信号;
e.当全部驳入油舱的油位达到目标高位80%时或全部驳出油舱的油位达到目标低位15%时,自动停止燃油输送泵并关闭相应的所有电液蝶阀,停止自动调驳;
f.当监测到燃油输泵故障,或泵进出口压力异常时停止自动调驳;
g.当船舶姿态发生重大变化,倾斜角度过大时停止输送对应的燃油舱,先调驳无侵害性的燃油舱,或停止自动调驳;
h.阀故障报警、油舱液位高报警、高高报警、低报警、低低报警都在计算机实时显示并实时存储。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明控制系统可简化操作人员的操作流程;可调整船舶姿态的自动平衡;在燃油调驳时,只需发出目标指令,系统会自行发出开关阀门及控制燃油输送泵的指令;有效简化船员的操作流程,提高全船的自动化程度及安全性,同时保留了手动遥控功能、手动就地操作功能、就地显示功能等应急功能。
附图说明
图1为本发明系统控制原理框图;
图2为本发明流程图。
图3操作画面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、 “下”、 “内”、 “外”“前端”、 “后端”、 “两端”、 “一端”、 “另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、 “连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种船舶燃油自动调驳控制系统包括控制台1、阀门数据采集柜2、油舱液位采集柜3、泵控制箱4、净化系统分油机组合单元5,所述控制台1通过通讯线分别连接阀门数据采集柜2、油舱液位采集柜3,所述阀门数据采集柜2分别连接电液式遥控阀6和电液式遥控阀7,所述泵控制箱4、净化系统分油机组合单元5分别连接阀门数据采集柜2,所述阀门数据采集柜2还连接泵进出口压力测量装置8,还包括燃油舱/日用油舱高低液位浮球开关9和燃油舱/日用油舱液位传感器10,所述燃油舱/日用油舱高低液位浮球开关9连接阀门数据采集柜2,所述燃油舱/日用油舱液位采集单元10连接油舱液位采集柜3;阀门数据采集柜2通过工业以太网接收并执行来自控制台的电液蝶阀开/关控制指令,并将阀门的开关及故障状态信息通过工业以太网上传至控制台;泵控制箱通过船用电缆接收并执行来阀门数据采集箱的启/停泵控制指令,并将燃油输送泵的运行状态信号反馈给阀门数据采集柜,再通过工业以太网上传至控制台;同时阀门数据采集柜采集燃油舱液位传感器、高低位液位开关、燃油输送压力传感器信号,并通过工业以太网将采集信息传输给控制台用于阀门及泵的联锁和保护控制;油舱液位采集柜采集燃油舱、日用油舱的液位信号、船舶的纵横倾信号,将采集的数据进行技术处理在液位采集箱上通过显示屏显示各舱的液位,并通过工业以太网将数据传输给控制台。
工作原理:本发明的控制方法包括以下步骤:
A、首先,关闭总管至甲板注油口的手动阀门,确认相应燃油驳运泵的进出口油管上的截止阀打开;
B、然后在控制台操作画面上选择自动调驳,所有阀关闭,并自检测是否存在故障,如存在故障,计算机画面提示报警,同时无法进行自动调驳,无故障提示且满足自动调驳条件时,根据各油舱装载的情况,在燃油舱中设定燃油驳出/驳入油舱,发出自动调驳控制指令;
C、通过燃油调驳程序,自动启动燃油输送泵和驳入油舱的进油管和驳出油舱的出油管电液蝶阀及对应的总管上的电液蝶阀;
D、泵的启动和停止,管路上的阀门的打开和关闭的先后时间等功能是需要通过燃油调驳程序逻辑计算的,调驳至驳出的油舱低液位或驳入的油舱高液位信号时停止调驳,调驳结束后关闭相应的手动阀门。
调驳操作前,在以下条件下,不允许开始自动调驳操作:
Figure 736523DEST_PATH_IMAGE001
.驳入舱高位指示或高高位报警;
Figure 957420DEST_PATH_IMAGE002
.驳出舱低位指示或低低位报警;
Figure 45462DEST_PATH_IMAGE003
.驳出油舱出口至驳入油舱进口管路上电液蝶阀故障;
Figure 719019DEST_PATH_IMAGE004
.正在进行燃油补给或净化且所选调驳管路与燃油补给、净化管路存在交叠(不能完全隔离)。
e.液位采集箱与控制台通讯故障或油舱液位监测异常。
本发明中,调驳过程中,对所有参数进行实时监控,包括以下步骤:
Figure 183499DEST_PATH_IMAGE001
.当任一驳入油舱的油位达到目标高油位80%时,发出高位指示信号,自动关闭该油舱注油管路上的电液蝶阀;
Figure 117957DEST_PATH_IMAGE002
.当任一驳入油舱的油位达到高高位85%时,发出信号强行关闭该油舱注油管路上的电液蝶阀。并发出高高位报警信号;
Figure 376900DEST_PATH_IMAGE003
.当任一驳出油舱的油位达到低油位15%时,发出低位指示信号,自动关闭该油舱的出油管路上的电液蝶阀;
d.当任一驳出油舱的油位达到低低油位10%时,发出信号强行关闭该油舱的出油管路上的电液蝶阀,并发出低低位报警信号;
e.当全部驳入油舱的油位达到目标高位80%时或全部驳出油舱的油位达到目标低位15%时,自动停止燃油输送泵并关闭相应的所有电液蝶阀,停止自动调驳;
f.当监测到燃油输泵故障,或泵进出口压力异常时停止自动调驳;
g.当船舶姿态发生重大变化,倾斜角度过大时停止输送对应的燃油舱,先调驳无侵害性的燃油舱,或停止自动调驳;
h.阀故障报警、油舱液位高报警、高高报警、低报警、低低报警都在计算机实时显示并实时存储。
本发明控制系统可简化操作人员的操作流程;可调整船舶姿态的自动平衡;在燃油调驳时,只需发出目标指令,系统会自行发出开关阀门及控制燃油输送泵的指令;有效简化船员的操作流程,提高全船的自动化程度及安全性,同时保留了手动遥控功能、手动就地操作功能、就地显示功能等应急功能。
本发明未详述之处,均为本领域技术人员的公知技术。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种船舶燃油自动调驳控制系统,其特征在于:包括控制台(1)、阀门数据采集柜(2)、油舱液位采集柜(3)、泵控制箱(4)、净化系统分油机组合单元(5),所述控制台(1)通过通讯线分别连接阀门数据采集柜(2)、油舱液位采集柜(3),所述阀门数据采集柜(2)分别连接电液式遥控阀(6)和电液式遥控阀(7),所述泵控制箱(4)、净化系统分油机组合单元(5)分别连接阀门数据采集柜(2),所述阀门数据采集柜(2)还连接泵进出口压力测量装置(8),还包括燃油舱/日用油舱高低液位浮球开关(9)和燃油舱/日用油舱液位传感器(10),所述燃油舱/日用油舱高低液位浮球开关(9)连接阀门数据采集柜(2),所述燃油舱/日用油舱液位采集单元(10)连接油舱液位采集柜(3);阀门数据采集柜(2)通过工业以太网接收并执行来自控制台的电液蝶阀开/关控制指令,并将阀门的开关及故障状态信息通过工业以太网上传至控制台;泵控制箱通过船用电缆接收并执行来阀门数据采集箱的启/停泵控制指令,并将燃油输送泵的运行状态信号反馈给阀门数据采集柜,再通过工业以太网上传至控制台;同时阀门数据采集柜采集燃油舱液位传感器、高低位液位开关、燃油输送压力传感器信号,并通过工业以太网将采集信息传输给控制台用于阀门及泵的联锁和保护控制;油舱液位采集柜采集燃油舱、日用油舱的液位信号、船舶的纵横倾信号,将采集的数据进行技术处理在液位采集箱上通过显示屏显示各舱的液位,并通过工业以太网将数据传输给控制台。
2.实现权利要求1所述的一种船舶燃油自动调驳控制系统的控制方法,其控制方法包括以下步骤:
(1)调驳分手动和自动两种模式
1、手动调驳
手动调驳时需进入手动操作画面,,选定阀进行人工操作;
2、自动调驳
自动调驳时需进入自动操作画面,只需选定驳入、驳出、燃油驳运泵,就可自动调驳,当驳出舱低位,或驳入舱高位,或纵横倾超过安全值,自动停止调驳;
A、首先,关闭总管至甲板注油口的手动阀门,确认相应燃油驳运泵的进出口油管上的截止阀打开;
B、然后在控制台操作画面上选择自动调驳,所有阀关闭,并自检测是否存在故障,如存在故障,计算机画面提示报警,同时无法进行自动调驳,无故障提示且满足自动调驳条件时,根据各油舱装载的情况,在燃油舱中设定燃油驳出/驳入油舱,发出自动调驳控制指令;
C、通过燃油调驳程序,自动启动燃油输送泵和驳入油舱的进油管和驳出油舱的出油管电液蝶阀及对应的总管上的电液蝶阀;
D、泵的启动和停止,管路上的阀门的打开和关闭的先后时间等功能是需要通过燃油调驳程序逻辑计算的,调驳至驳出的油舱低液位或驳入的油舱高液位信号时停止调驳,调驳结束后关闭相应的手动阀门。
3.根据权利要求2所述的一种船舶燃油自动调驳控制系统,其安全保护措施在于,调驳过程中对所有参数进行实时监控,包括以下步骤:
Figure 152539DEST_PATH_IMAGE001
.当任一驳入油舱的油位达到目标高油位80%时,发出高位指示信号,自动关闭该油舱注油管路上的电液蝶阀;
Figure 86997DEST_PATH_IMAGE002
.当任一驳入油舱的油位达到高高位85%时,发出信号强行关闭该油舱注油管路上的电液蝶阀,并发出高高位报警信号;
Figure 679695DEST_PATH_IMAGE003
.当任一驳出油舱的油位达到低油位15%时,发出低位指示信号,自动关闭该油舱的出油管路上的电液蝶阀;
d.当任一驳出油舱的油位达到低低油位10%时,发出信号强行关闭该油舱的出油管路上的电液蝶阀,并发出低低位报警信号;
e.当全部驳入油舱的油位达到目标高位80%时或全部驳出油舱的油位达到目标低位15%时,自动停止燃油输送泵并关闭相应的所有电液蝶阀,停止自动调驳;
f.当监测到燃油输泵故障,或泵进出口压力异常时停止自动调驳;
g.当船舶姿态发生重大变化,倾斜角度过大时停止输送对应的燃油舱,先调驳无侵害性的燃油舱,或停止自动调驳;
h.阀故障报警、油舱液位高报警、高高报警、低报警、低低报警都在计算机实时显示并实时存储。
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