CN1391032A - 船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜 - Google Patents

Abstract

一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，作为连接柴油机和上级监控系统的中间单元，它包括柜体、置于柜体面板上的仪表显示单元、显示及报警单元、按钮操作单元，以及柜内的压力传感器及监测器单元、智能化监控处理单元、继电器单元。本发明不仅增加了电气仪表以及综合报警，加强了机旁部位的监测功能，还提供程序起动、逻辑控制停车及安全保护等功能，并作为监测系统的信号预处理装置，向上级监控系统传送柴油机运行参数，全面提高了现场监控柴油机的水平。

Description

船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜

本发明专利涉及一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜。

现有的船用柴油机主动力装置机旁监控柜配置在柴油机机旁，是一个介于柴油机及上级监控系统的中间单元，用于在柴油机机旁部位监控柴油机运行。该监控柜主要配备有在柴油机机旁现场监控柴油机运行所必须有的显示仪表，如转速表、压力表、温度表等，还配备有状态显示指示灯、如正车、倒车、空车等。该监控柜无法完成对柴油机的控制操作及安全保护，尤其对柴油机执行起动、停车、调速等功能，均还需要在柴油机上通过直接操作手轮等进行。

随着船用柴油机主动力装置监控系统的发展，特别是微机网络监控系统的大量使用，要求现场监控设备具有智能监控功能，并作为微机网络监控系统的一个重要组成部分。因此上述机旁监控柜，对柴油机的监测、控制操作、安全保护的功能已远远不能满足使用要求。

本发明的目的在于提供一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，它具有对柴油机的监测、控制操作、安全保护的功能，提高机旁部位的监控功能，从而提高柴油机运行的可靠性和安全性。

为了实现上述目的，本发明所提供的一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，作为连接柴油机和上级监控系统的中间单元，其特点是，它包括柜体、置于柜体面板上的仪表显示单元、显示及报警单元、按钮操作单元，以及柜内的压力传感器及监测器单元、智能化监控处理单元、继电器单元，其中：仪表显示单元，用于对柴油机的重要运行参数进行直接和间接显示；显示及报警单元，用于对柴油机运行的各种状态指示、报警，以及应急车令信号的传递；按钮操作单元，它包括起动、停车、液力耦合器充油、紧急停车以及螺距加、减按钮，输出对应于柴油机的控制信号，对柴油机进行程序起动、停车、液力耦合器充油、以及对螺距的加、减控制；智能化监控处理单元，与所述的显示及报警单元和按钮操作单元相连，用于：1)测量来自柴油机的运行参数，并进行状态显示和综合报警，还可以把柴油机运行的参数通过串行口送往上级监控系统；2)当柴油机发生严重故障时，自动执行安全保护指令，迫使柴油机停车；3)在机旁对柴油机进行程序操作，可接受上级监控系统的遥控指令控制柴油机运行；压力传感器及监测器单元，与所述的仪表显示单元和智能化监控处理单元相连，它包含压力传感器和压力监测器，可分别将来自柴油机的压力信号转换为电信号及开关量信号进行输出，并向所述的仪表显示单元输出测量参数和向所述的智能化监控处理单元输入测量参数；继电器单元，与所述的智能化监控处理单元相连，它包含若干个中、大功率继电器，它接收智能化监控处理单元的信号，控制各类电磁阀实现对柴油机的控制。

上述的船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，其中，智能化监控处理单元包括：压力模块，用于测量柴油机的油、水和空气压力参数；温度模块，用于测量柴油机排气温度及各种油、水和空气温度等参数；转速测量模块，用于测量柴油机转速；开关量模块，用于采集开关量信号，包括各种按钮指令信号，压力开关量信号、液位开关量信号和温度开关量信号；继电器输出模块，用于驱动终端控制元件，主要是控制柴油机运行的各种不同类型的电磁阀；电源模块，用于提供本单元运行所需的工作电源；中央处理模块，与上述各模块分别相连，它包括CPU、EPROM、RAM和两个差分长线串行接口(RS422)，用于控制本单元的运行、存放运行程序、与上级监控系统的通讯。

由于采用了上述的技术解决方案，使本发明船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜具有三大功能：一是监测功能，二是控制功能，三是安全保护功能。监测功能完成在现场操作柴油机时对柴油机运行的参数及状况进行显示，同时可将监测的柴油机运行参数向上级监控系统传送。控制功能是完成在现场对柴油机的控制，同时可执行上级监控系统下达的控制指令，对柴油机实施控制。安全保护功能是当柴油机发生严重故障时，可迫使柴油机自动停车。本发明既是一个独立的操纵工作单元，又是一个连接柴油机及上级监控系统的中间单元。在机旁操纵柴油机时，除了保留了现有必要的显示仪表外，还提供了一种具有上述功能的智能监控方式。因此，本发明增加了电气仪表以及综合报警，加强了机旁部位的监测功能，提供程序起动、逻辑控制停车及安全保护等功能，并作为信号预处理装置，向上级监控系统传送柴油机运行参数。本发明全面提高了现场监控柴油机的水平，并且电缆连线简单可靠。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的电路功能结构框图；

图2是图1中的智能化监控处理单元的电路功能结构框图。

如图1所示，本发明，即一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，连接柴油机和上级监控系统的中间单元，它包括柜体、置于柜体面板上的仪表显示单元1、显示及报警单元2、按钮操作单元4，以及柜内的压力传感器及监测器单元3、智能化监控处理单元5和继电器单元6。

仪表显示单元1，用于对柴油机的重要运行参数进行直接和间接显示；显示及报警单元2，用于对柴油机运行的各种状态指示、报警，以及应急车令信号的传递；按钮操作单元4，它包括起动、停车、液力耦合器充油、紧急停车以及螺距加、减按钮，输出对应于柴油机的控制信号，对柴油机进行程序起动、停车、液力耦合器充油、以及对螺距的加、减控制。

智能化监控处理单元5，与显示及报警单元2和按钮操作单元4相连，用于：1)测量来自柴油机的运行参数，并进行状态显示和综合报警，还可以把柴油机运行的参数通过串行口送往上级监控系统；2)当柴油机发生严重故障时，自动执行安全保护指令，迫使柴油机停车；3)在机旁对柴油机进行程序操作，可接受上级监控系统的遥控指令控制柴油机运行。如图2所示，它包括：压力模块52，用于测量柴油机的油、水和空气压力参数；温度模块51，用于测量柴油机排气温度及各种油、水和空气温度等参数；转速测量模块53，用于测量柴油机转速；开关量模块54，用于采集开关量信号，包括各种按钮指令信号，压力开关量信号、液位开关量信号和温度开关量信号；继电器输出模块55，用于驱动终端控制元件，主要是控制柴油机运行的各种不同类型的电磁阀；电源模块57，用于提供本单元运行所需的工作电源；中央处理模块56，与上述各模块分别相连，它包括CPU、EPROM、RAM和两个RS422串行通讯口，用于控制本单元的运行、存放运行程序、与上级监控系统的通讯。

压力传感器及监测器单元3，与仪表显示单元1和智能化监控处理单元5相连，它包含压力传感器和压力监测器，可分别将来自柴油机的压力信号转换为电信号及开关量信号进行输出，并向所述的仪表显示单元输出测量参数和向所述的智能化监控处理单元输入测量参数。

继电器单元6，与智能化监控处理单元5相连，它包含若干个中、大功率继电器，它接收智能化监控处理单元的信号，控制各类电磁阀实现对柴油机的控制。

本发明控制柴油机的工作原理为：

通过按压现场智能监控电子柜上的“起动”按钮，智能化监控处理单元5从开关量输入模块54采集到该信号后自动执行起动程序，首先判断是否满足柴油机起动联锁条件，如备车完毕、快速停车进气挡板阀未关闭等开关量信号，然后通过继电器输出模块55驱动继电器单元6去起动柴油机预供油泵，当通过压力模块52中的压力传感器监测到滑油压力大于0.02Mpa，继电器输出模块55驱动继电器单元6打开柴油机起动空气阀，3Mpa空气进入空气分配器，柴油机转速上升，转速测量模块53测量到柴油机转速上升至一定值时，柴油机燃油阀自动打开，柴油机转速继续上升，当柴油机转速达到一定值时，柴油机起动成功，通过继电器模块55输出，时间累积器开始工作。如果在起动过程中冷却水温度小于16℃时，则智能化监控处理单元5通过继电器输出模块55驱动继电器单元6自动起动冷起动压气机，显示及报警单元2上“冷起动开启”指示灯亮，这表明柴油机是进行冷起动。

通过按压现场智能监控电子柜上的“停车”按钮，智能化监控处理单元5自动执行停车程序。通过继电器输出模块55驱动继电器单元6接通停车电磁阀，并中断柴油机燃油供应回路，使柴油机停车。

智能化监控处理单元5通过压力、温度模块52、51自动监控柴油机运行参数，通过压力传感器及监测器单元3中的压力传感器监测到柴油机滑油压力过低、活塞冷却油压力过低、齿轮箱滑油压力过低，通过装在柴油机上的温度传感器监测到冷却水温度过高、滑油温度过高时，智能化监控处理单元5通过继电器输出模块55及继电器单元6自动执行停车程序，迫使柴油机停车，完成安全保护功能。

当智能化监控处理单元5通过开关量输入模块54监测到下列情况时：柴油机超速、灭火剂施放、应急停车指令等，智能化监控处理单元5自动执行应急停车程序，通过继电器单元6输出执行应急停车指令。

通过智能化监控处理单元5的转速测量模块53、压力、温度模块52、51、开关量输入模块54分别测量柴油机运行的转速、压力、温度、液位等信号，通过串行通讯接口可传送到上级监控系统进行显示、报警、打印记录。也可通过串行通讯接口接收遥控指令对柴油机进行控制。

综上所述，本发明提供的一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，是一种新型的智能化监控设备，能大大提高现场监控柴油机运行的水平。同时，作为监控系统的一个重要接口，对提高整个监控系统的监控层次具有重要意义。

Claims (2)

1.一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，作为连接柴油机和上级监控系统的中间单元，其特征在于，它包括柜体、置于柜体面板上的仪表显示单元、显示及报警单元、按钮操作单元，以及柜内的压力传感器及监测器单元、智能化监控处理单元、继电器单元，其中：

仪表显示单元，用于对柴油机的重要运行参数进行直接和间接显示；

显示及报警单元，用于对柴油机运行的各种状态指示、报警，以及应急车令信号的传递；

按钮操作单元，它包括起动、停车、液力耦合器充油、紧急停车以及螺距加、减按钮，输出对应于柴油机的控制信号，对柴油机进行程序起动、停车、液力耦合器充油、以及对螺距的加、减控制；

智能化监控处理单元，与所述的显示及报警单元和按钮操作单元相连，用于：1)测量来自柴油机的运行参数，并进行状态显示和综合报警，还可以把柴油机运行的参数通过串行口送往上级监控系统；2)当柴油机发生严重故障时，自动执行安全保护指令，迫使柴油机停车；3)在机旁对柴油机进行程序操作，可接受上级监控系统的遥控指令控制柴油机运行；

压力传感器及监测器单元，与所述的仪表显示单元和智能化监控处理单元相连，它包含压力传感器和压力监测器，可分别将来自柴油机的压力信号转换为电信号及开关量信号进行输出，并向所述的仪表显示单元输出测量参数和向所述的智能化监控处理单元输入测量参数；

继电器单元，与所述的智能化监控处理单元相连，它包含若干个中、大功率继电器，它接收智能化监控处理单元的信号，控制各类电磁阀实现对柴油机的控制。

2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机主动力装置现场智能监控电子柜，其特征在于：所述的智能化监控处理单元包括：

压力模块，用于测量柴油机的油、水和空气压力参数；

温度模块，用于测量柴油机排气温度及各种油、水和空气温度等参数；

转速测量模块，用于测量柴油机转速；

开关量模块，用于采集开关量信号，包括各种按钮指令信号，压力开关量信号、液位开关量信号和温度开关量信号；

继电器输出模块，用于驱动终端控制元件，主要是控制柴油机运行的各种不同类型的电磁阀；

电源模块，用于提供本单元运行所需的工作电源；

中央处理模块，与上述各模块分别相连，它包括CPU、EPROM、RAM和两个差分长线串行接口，用于控制本单元的运行、存放运行程序、与上级监控系统的通讯。

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