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船舶液位測量與閥門遙控系統(tǒng)的應用

發(fā)布時間:2019-05-13  發(fā)布作者:

    【摘要】船舶液位測量和閥門遙控系統(tǒng)主要由下部數(shù)據(jù)采集模塊,PLC控制模塊和上位機組成。主機接口主要使用VisualBasic語言編寫。Lonworks現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線用于將信號采集模塊收集的所有模擬或數(shù)字信號轉換為可發(fā)送到主機的數(shù)字信號。通過RS485連接主機和PLC模塊,從PLC發(fā)送信號,在現(xiàn)場驅動電磁閥以改變船舶方向,改變介質(液壓油)的方向,并驅動閥門的轉向。閥門開關的目的是增加船舶自動化程度,以實現(xiàn)船舶油水交換。
1液艙閥門遙控系統(tǒng)簡介
    船舶液壓閥門遙控系統(tǒng)主要由中央集水系統(tǒng)(下稱中央集約系統(tǒng))和分散式電解系統(tǒng)(下稱分散化系統(tǒng))組成。集中型通常由三個組成部分組成:一個液壓泵站、一組電磁開關閥門和一個液壓油罐。液壓泵站作為一種能源運作。電磁交換閥門改變了應用中液壓元件的方向。
    分散式的類型是一種新的閥門控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)將電力、水泵、液壓裝置和控制裝置結合起來,形成一種獨立的小型電動液體裝置。
    每個液態(tài)閥門安裝的控制器,由電信號直接控制裝置驅動,其基本組成部分是一個電動流體控制器,其中包括一個功率模組、一個液壓應用模組、一個安全保護模組和一個閥門指示模組。動力包括小型電阻器、輻射微粒[1]。(相關推薦:耐磨熱電偶
2閥門遙控系統(tǒng)經(jīng)濟性分析
    在初步投入分析中,由于集中和分散的裝置控制部分的原則和結構接近,這兩種設備的較初控制部分基本相同,只考慮到水利部分的初始投入成本。
    根據(jù)一項市場調查,中央投入的初始成本約為10萬元人民幣,主要水利設備和水利設備的總價約為66萬元人民幣。每一個閥門流體控制器的國內零售價約為260歐元,相當于2139元人民幣,49個電動和液體控制器的總價格約為100000元人民幣,超過了66000美元的總價格。閥門電液控制器的生產(chǎn)成本很高,如果國內掌握或者引進分散型遙控系統(tǒng)的生產(chǎn)技術,國內生產(chǎn)的分散型系統(tǒng)的初次投入會低于集中型系統(tǒng)[2]。
3原理
    高性能傳感器用于將物理精度轉換為較新的4-20納秒信號,并根據(jù)A/D數(shù)據(jù)轉換模塊接收信號并發(fā)送到主機。每個船艙和下水道井中的水位通過人機交互界面被遠程監(jiān)控。通過RS485數(shù)據(jù)傳輸,由主機發(fā)送的控制命令發(fā)送到PLC,用于電磁控制閥,液壓閥是一種能夠滿足船舶的液壓和水目標的電磁控制閥[3]。
4相關技術介紹
(1)傳感器的選擇
    傳感器是一種測量設備,可以將測量值轉換成相應的具體物理數(shù)值。傳感器包括靈敏度、精確度、溫度以及可靠性等指標,此外,可以根據(jù)系數(shù)選擇高壓傳感器。以各種介質的電壓效應為基礎,通過外部力量在介質表面產(chǎn)生電荷,從而可以進行非電壓測量。壓載水和船舶燃料箱的轉速在05%~0125%之間。壓力計的優(yōu)點是能夠以非常敏感的帶寬、簡單的結構、操作可靠性和輕度尺度作出反應。
(2)Lonworks數(shù)據(jù)總線傳輸技術
    在控制系統(tǒng)中,Lonworks是一種聯(lián)合控制的網(wǎng)絡技術,網(wǎng)絡協(xié)議完全開放,通信不受媒體限制。Lonworks技術的一個基本產(chǎn)品是LonworksNeuron芯片,它是Lonworks技術的一個重要組成部分。Lontalk的通信包括其采購事務的標準,以確保具備強大的通信、控制、自我診斷和I/OLongWorks技術能力。該技術用于雙線信號采集和遠距離及寬度數(shù)據(jù)傳輸。Lon-works數(shù)據(jù)總線傳輸技術由路由器、Longworks協(xié)議、Long-Works轉發(fā)器和LongWorks網(wǎng)絡組成[4]。
 H ostBase 節(jié)點的結構框圖
    在可以通過LonTalk協(xié)議向輔助設備發(fā)送消息,更直觀的屏蔽雙絞線,根據(jù)需要隔離信號干擾等在人機界面上顯示實時測量數(shù)據(jù),實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的較終目標。
(3)A/D轉換技術(信號采集模塊)
    系統(tǒng)中使用的A/D轉換器不僅是一個穩(wěn)定的高速信號,而且也是一個CPU。其神經(jīng)芯片Toshiba3150是Lonworks通信系統(tǒng)的處理器,該處理器使用信號接收模塊接收傳感器信號并計算ECUC電子轉換。該模塊是模式化的,可在維護期間內直接替換,大大縮短了維護時間。此外,數(shù)據(jù)處理模塊必須符合LonTalk的報文規(guī)則,以確保數(shù)據(jù)的安全。每個采購模塊必須有自己的節(jié)點編號,即模塊地址。
(4)RS485傳輸技術
    RS485有助于各點之間的互連,消除了許多信號線。用戶可以建立自己的先進通信協(xié)議(如MODbus協(xié)議),以完成設備互連。這樣,車載設備可以引入數(shù)據(jù)處理終端,并且設備的所需測量被編程為MODBUS協(xié)議。測量點通過一對雙絞線傳輸?shù)搅硪粋系統(tǒng),大大節(jié)省了電纜,同時減少了與船舶其他系統(tǒng)連接的工作量。
(5)VB編程技術
    該系統(tǒng)以VB方案為基礎,該方案的優(yōu)點是易于使用,這使得有經(jīng)驗的程序員夠以自己的方式快速開發(fā)程序。VB程序可以很容易地連接到數(shù)據(jù)庫。VB使用GUI系統(tǒng),允許輕松構建應用程序,也可以選擇制定相當復雜的程序。
(6)PLC編程技術
    PLC是公司批準的一種產(chǎn)品,在市場上被認為是穩(wěn)定和具有成本效益的變成技術。PLC編程技術有一條可下載PLC的單一通信線路和一個非常方便的現(xiàn)場替換方案。,能夠自動處理和編程200個S7-200專用軟件35個模擬點,程序在16K以內。
5需求分析
該系統(tǒng)較重要的設計分為兩部分:
    (1)主機的VB編程。
    (2)PLC程序通過遠程閥門功能實現(xiàn)。
    為了建立一個良好的系統(tǒng),必須首先進行需求分析,以確保所設計的監(jiān)測系統(tǒng)符合用戶的需求。
    ①較基本的功能是能夠傳送關鍵數(shù)據(jù),例如需要對油箱進行檢測,以便機組人員進行遠距離監(jiān)測。②遠程閥門系統(tǒng)要求使用者離開閥門位置。控制的UL切換閥必須能夠切換到預定位置,必須在主計算機上準確顯示內部調節(jié)開關閥的位置反饋信息。根據(jù)船舶的設計,船上有一個傳感器,一個位于其位置的遙控閥和一個淡水入口/出口管。每艘船必須在主機上正確反映船舶的MIMIC圖。較重要的是該系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)不多,對長期業(yè)務而言是穩(wěn)定的。此外,該系統(tǒng)的警報點是準確的。
6結束語
    系統(tǒng)設計的核心是PLC程序的編寫和主機人機交互界面的編程。對于其他設備,成熟的產(chǎn)品可以直接進入市場,其好處如下:①代碼:整個系統(tǒng)的各種軟硬件都應符合相關的國際國內標準和技術標準后,才能進入市場。②開放性:收集的信號和命令可以發(fā)送到車載監(jiān)測和警報系統(tǒng)、VDR設備和其他系統(tǒng)。③進展:根據(jù)進口產(chǎn)品的模擬設計和使用概念,機組人員在系統(tǒng)使用和產(chǎn)品升級方面的需要增加,確保了系統(tǒng)技術先進。④可擴展性:軟件和硬件平臺具有出色的可擴展性,可以輕松升級和更新系統(tǒng)。⑤經(jīng)濟:產(chǎn)品獨立,可顯著降低設備維護和維修成本。
 
 
相關產(chǎn)品推薦:浮球液位開關

 

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