CN113241843B - 一种船舶发动机双电起动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶发动机双电起动控制系统，包括：第一电源模块、第二电源模块和双电源切换模块；第一电源模块包括第一蓄电池、充电发电机、第一起动电机、第一起动按钮、继电器、第一接触器、主控模块和转速检测模块；第二电源模块包括第二蓄电池、第二接触器、第二起动电机和第二起动按钮；双电源切换模块用于第一蓄电池和第二蓄电池的供电的切换。本发明的有益效果为：使停泊状态又无岸电或应急情况下，提供保证船舶安全所必需的负载供电，满足发动机运行要求，实现了船舶发动机在应急/停泊状态下实现双电起动控制，实现双电冗余设计，保证控制系统用电可靠性和稳定性，节省了船体布置空间和安全隐患及建设费用，也减轻了人员的劳动强度。

Description

一种船舶发动机双电起动控制系统

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种船舶发动机双电起动控制系统。

背景技术

船舶发动机作为主要的供电设备，其主要用途是作为主电源、备用电源，其发动机的工作原理是将化学能转化为电能的装置，通过配电板来进行控制及分配，为使船舶发电机组满足各种不同工况及用户需求下能连续、可靠、经济、合理地进行，供电是首要考虑的重要因素，例如多用途集装箱的船舶应用领域，根据船舶应用特性需要具备停泊、应急特性，即其停泊状态又无岸电供应时，需要向停泊船舶的用电负载供电，或在应急情况下，向保证船舶安全所必需的负载供电。目前为满足船舶发电机组能可靠的运行，配置气电互备起动系统较为普遍，由于布置气体装置及管路需占用很大的空间，不适用于小型多用途船舶。所以对于小型多用途船舶，停泊状态又无岸电的情况下，无法保证可靠的起动发动机，也会造成建设费用增加，增加人员的劳动强度及安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术存在的费用高、劳动强度大、存在安全隐患的问题，本发明提供了一种船舶发动机双电起动控制系统，其具有节省人力、减少费用、更加安全可靠等特点。

根据本发明的具体实施方式的一种船舶发动机双电起动控制系统，包括：第一电源模块、第二电源模块和双电源切换模块；

所述第一电源模块包括第一蓄电池、充电发电机、第一起动电机、第一起动按钮、继电器、第一接触器、主控模块和转速检测模块；

所述第一接触器的常开触点和所述第一起动电机串联后再与所述第一蓄电池并联；所述充电发电机和所述继电器的常开触点串联后再与所述第一蓄电池并联；所述第一起动按钮与所述继电器的常闭触点串联后再与所述第一接触器的线圈串联；

所述转速检测模块用于监测发动机的实时转速；所述主控模块和所述继电器的线圈串联用于基于所述实时转速和预设转速，控制所述继电器的线圈的通电，以实现发动机的起动；

所述第二电源模块包括第二蓄电池、第二接触器、第二起动电机和第二起动按钮；

所述第二接触器的常开触点和所述第二起动电机串联后再与所述第二蓄电池相并联连接；所述第二起动按钮与所述第二接触器的线圈相串联；

所述双电源切换模块用于所述第一蓄电池和所述第二蓄电池的供电的切换。

进一步地，所述第一电源模块还包括浮充电装置，所述浮充电装置用于发动机停机状态下为所述第一蓄电池充电。

进一步地，所述浮充电装置和所述继电器的常闭触点串联后再与所述第一蓄电池相并联连接。

进一步地，所述船舶发动机双电起动控制系统还包括第一电压检测模块，所述第一电压检测模块和所述第一蓄电池并联，用于检测供电电压，所述主控模块还用于基于所述第一电压检测模块发送的电压值驱动第一蜂鸣器进行相应的报警。

进一步地，所述船舶发动机双电起动控制系统还包括第二电压检测模块，所述第二电压检测模块用于检测所述第二蓄电池的电压，并在电压异常时驱动第二蜂鸣器报警。

本发明的有益效果为：通过采用船舶发动机双电起动控制系统，采用两个电源模块进行供电，并结合双电源切换模块使停泊状态又无岸电或应急情况下，提供保证船舶安全所必需的负载供电，满足发动机运行要求，实现了船舶发动机在应急/停泊状态下实现双电起动控制，运用电源双切换模块技术，实现双电冗余设计，保证控制系统用电可靠性和稳定性，节省了船体布置空间，减少安全隐患及建设费用，也减轻了人员的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提供的船舶发动机双电起动控制系统的电路原理图；

图2是根据一示例性实施例提供的船舶发动机双电起动控制系统的双电源切换模块的原理图；

图3是根据一示例性实施例提供的船舶发动机双电起动控制系统工作的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参照图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种船舶发动机双电起动控制系统，包括：第一电源模块、第二电源模块和双电源切换模块；

第一电源模块包括第一蓄电池即1#蓄电池、充电发电机G、第一起动电机M1、第一起动按钮SB1、继电器KA1、第一接触器KM1、主控模块PLC和转速检测模块DJ；

第一接触器KM1的常开触点和第一起动电机M1串联后再与第一蓄电池并联；充电发电机G和继电器KA1的常开触点串联后再与第一蓄电池并联；第一起动按钮SB1与继电器KA1的常闭触点串联后再与第一接触器KM1的线圈串联；

转速检测模块DJ用于监测发动机的实时转速；主控模块PLC和继电器KA1的线圈串联用于基于实时转速和预设转速，控制继电器的线圈的通电，以实现发动机的起动；

第二电源模块包括第二蓄电池即2#蓄电池、第二接触器KM2、第二起动电机M2和第二起动按钮SB2；

第二接触器KM2的常开触点和第二起动电机M2串联后再与第二蓄电池相并联连接；第二起动按钮SB2与第二接触器KM2的线圈相串联；

双电源切换模块用于第一蓄电池和第二蓄电池的供电的切换。

具体的，参照图1上半图所示的1#蓄电池输出电压可为船舶控制系统供电，1#蓄电池分别和充电发电机G以及第一起动电机M1并联，第一起动按钮SB1和继电器KA1的常闭触点串联后的电路再与第一接触器KM1的线圈串联，当船舶的发动机在停机状态下，操作第一起动按钮SB1，从而起动第一接触器KM1的线圈得电，进而使得第一接触器KM1的常开触点闭合，同时使起动信号进入主控模块PLC，同时充电发电机G和第一起动电机M1得电，进而起动船舶发动机。在具体实现时发动机的起动的指令，一般在14秒内起动成功，若是一次不成功则会发起第二次，若第二次仍起动不成功，则发启第三次，三次起动都不成功则输出三次起动失败报警并驱动第一蜂鸣器HA1得电进行报警，这里需要说明的是起动失败后的三次起动的起动方式为成熟设计，此处不再赘述，转速检测模块DJ将采集到的4ma至20ma的转速信号输入到PLC控制模块，PLC控制模块根据转速检测模块采集的转速数据，并与PLC控制模块预设的发动机设定阈值进行比较；若发动机转速小于等于预设阀值，则发动机起动成功，则PLC控制模块会起动继电器KA1线圈得电，继电器KA1常开触点闭合，充电发电机G得电，运行成功后由充电发电机G给1#蓄电池充电。

第一电源模块还包括浮充电装置，浮充电装置用于发动机停机状态下为所述第一蓄电池充电。浮充电装置和继电器的常闭触点串联后再与第一蓄电池相并联连接。参照图3所示的控制逻辑图，若发动机转速小于等于预设阀值，则发动机起动成功，则PLC控制模块会起动继电器KA1线圈得电，继电器KA1常开触点闭合，充电发电机G得电，运行成功后由充电发电机G给1#蓄电池充电从而自动切断浮充电装置给1#蓄电池充电；继电器KA1常闭触点断开，起动接触器KM1线圈得电，起动电机M断电。其中浮充电装置与继电器KA1常闭触点串联后与1#蓄电池并联，发动机停止的状态下，由浮充电装置为1#蓄电池充电为成熟技术，此处引用浮充电装置只为表述一种切换控制技术，此处不再赘述。

参照图1所示的下半图所示的第二电源模块的电路图，2#蓄电池输出电压为船舶控制系统供电，第二接触器KM2的常开端与第二起动电机M2串联后与2#蓄电池并联。第二起动按钮SB2与第二接触器KM2的常开触点串联；当发动机停机状态下，操作第二起动按钮SB2，第二接触器KM2的线圈得电，第二接触器KM2的常开触点闭合，第二起动电机M2得电起动发动机。

在本发明的一些具体实施例中，还包括第一电压检测模块，第一电压检测模块和第一蓄电池并联，用于检测供电电压，主控模块还用于基于第一电压检测模块发送的电压值驱动第一蜂鸣器进行相应的报警。

还包括第二电压检测模块，第二电压检测模块用于检测第二蓄电池的电压，并在电压异常时驱动第二蜂鸣器报警。

具体的，第一电压检测模块UBK检测直流供电1#蓄电池的电压的正常与否，该模块可以预设基准电压，当供电电压低于设定值后，向外输出报警信号UBK常开触点闭合至PLC控制模块，并驱动第一蜂鸣器HA1报警。

第二电压检测模块UJK检测直流供电2#蓄电池的电压的正常与否，该模块可以预设基准电压，当供电电压低于设定值后，向外输出报警信号，并驱动第二蜂鸣器HA2报警。

并且参照图2所示双电源切换模块，实现双电冗余设计，可实现两路直流电压自动切换，当1#蓄电池电压消失后，自动切换到2#蓄电池电压供电，无需先排除故障再重新起动发动机，应用此技术保证发动机供电系统的稳定性和可靠性，此图所指船舶控制系统为发动机控制系统，技术为大家熟悉技术，在此不再蹩述。

本发明上述实施例所提供的船舶发动机双电起动控制系统，基于PLC的应急/停泊船舶发动机双电起动控制系统，将电子控制技术应用到发动机控制技术中，使停泊状态又无岸电或应急情况下，提供保证船舶安全所必需的负载供电，使发动机按要求运行，实现了船舶发动机在应急/停泊状态下实现双电起动控制，配置蓄电池电压检测系统，提醒使用人员及时维护蓄电池，保证蓄电池电能充足及蓄电池寿命，并且运用电源双切换模块技术，实现双电冗余设计，保证控制系统用电可靠性和稳定性，节省了船体布置空间，减少安全隐患及建设费用，也减轻了人员的劳动强度。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种船舶发动机双电起动控制系统，其特征在于，包括：第一电源模块、第二电源模块和双电源切换模块；

所述第一电源模块包括第一蓄电池、充电发电机、第一起动电机、第一起动按钮、继电器、第一接触器、主控模块和转速检测模块；

所述第一接触器的常开触点和所述第一起动电机串联后再与所述第一蓄电池并联；所述充电发电机和所述继电器的常开触点串联后再与所述第一蓄电池并联；所述第一起动按钮与所述继电器的常闭触点串联后再与所述第一接触器的线圈串联；

所述转速检测模块用于监测发动机的实时转速；所述主控模块和所述继电器的线圈串联用于基于所述实时转速和预设转速，控制所述继电器的线圈的通电，以实现发动机的起动；

所述第二电源模块包括第二蓄电池、第二接触器、第二起动电机和第二起动按钮；

所述第二接触器的常开触点和所述第二起动电机串联后再与所述第二蓄电池相并联连接；所述第二起动按钮与所述第二接触器的线圈相串联；

所述双电源切换模块用于所述第一蓄电池和所述第二蓄电池的供电的切换。

2.根据权利要求1所述的船舶发动机双电起动控制系统，其特征在于，所述第一电源模块还包括浮充电装置，所述浮充电装置用于发动机停机状态下为所述第一蓄电池充电。

3.根据权利要求2所述的船舶发动机双电起动控制系统，其特征在于，所述浮充电装置和所述继电器的常闭触点串联后再与所述第一蓄电池相并联连接。

4.根据权利要求1所述的船舶发动机双电起动控制系统，其特征在于，还包括第一电压检测模块，所述第一电压检测模块和所述第一蓄电池并联，用于检测供电电压，所述主控模块还用于基于所述第一电压检测模块发送的电压值驱动第一蜂鸣器进行相应的报警。

5.根据权利要求1至4任一项所述的船舶发动机双电起动控制系统，其特征在于，还包括第二电压检测模块，所述第二电压检测模块用于检测所述第二蓄电池的电压，并在电压异常时驱动第二蜂鸣器报警。

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