船舶液位测量与阀门遥控系统的应用
发布时间：2019-05-13 发布作者：
【摘要】船舶液位测量和阀门遥控系统主要由下部数据采集模块，PLC控制模块和上位机组成。主机接口主要使用VisualBasic语言编写。Lonworks现场数据总线用于将信号采集模块收集的所有模拟或数字信号转换为可发送到主机的数字信号。通过RS485连接主机和PLC模块，从PLC发送信号，在现场驱动电磁阀以改变船舶方向，改变介质（液压油）的方向，并驱动阀门的转向。阀门开关的目的是增加船舶自动化程度，以实现船舶油水交换。
1液舱阀门遥控系统简介
船舶液压阀门遥控系统主要由中央集水系统（下称中央集约系统）和分散式电解系统（下称分散化系统）组成。集中型通常由三个组成部分组成：一个液压泵站、一组电磁开关阀门和一个液压油罐。液压泵站作为一种能源运作。电磁交换阀门改变了应用中液压元件的方向。
分散式的类型是一种新的阀门控制系统。该系统将电力、水泵、液压装置和控制装置结合起来，形成一种独立的小型电动液体装置。
每个液态阀门安装的控制器，由电信号直接控制装置驱动，其基本组成部分是一个电动流体控制器，其中包括一个功率模组、一个液压应用模组、一个安全保护模组和一个阀门指示模组。动力包括小型电阻器、辐射微粒[1]。（相关推荐：
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2阀门遥控系统经济性分析
在初步投入分析中，由于集中和分散的装置控制部分的原则和结构接近，这两种设备的较初控制部分基本相同，只考虑到水利部分的初始投入成本。
根据一项市场调查，中央投入的初始成本约为10万元人民币，主要水利设备和水利设备的总价约为66万元人民币。每一个阀门流体控制器的国内零售价约为260欧元，相当于2139元人民币，49个电动和液体控制器的总价格约为100000元人民币，超过了66000美元的总价格。阀门电液控制器的生产成本很高，如果国内掌握或者引进分散型遥控系统的生产技术，国内生产的分散型系统的初次投入会低于集中型系统[2]。
3原理
高性能传感器用于将物理精度转换为较新的4-20纳秒信号，并根据A/D数据转换模块接收信号并发送到主机。每个船舱和下水道井中的水位通过人机交互界面被远程监控。通过RS485数据传输，由主机发送的控制命令发送到PLC，用于电磁控制阀，液压阀是一种能够满足船舶的液压和水目标的电磁控制阀[3]。
4相关技术介绍
（1）传感器的选择
传感器是一种测量设备，可以将测量值转换成相应的具体物理数值。传感器包括灵敏度、精确度、温度以及可靠性等指标，此外，可以根据系数选择高压传感器。以各种介质的电压效应为基础，通过外部力量在介质表面产生电荷，从而可以进行非电压测量。压载水和船舶燃料箱的转速在05%~0125%之间。压力计的优点是能够以非常敏感的带宽、简单的结构、操作可靠性和轻度尺度作出反应。
（2）Lonworks数据总线传输技术
在控制系统中，Lonworks是一种联合控制的网络技术，网络协议完全开放，通信不受媒体限制。Lonworks技术的一个基本产品是LonworksNeuron芯片，它是Lonworks技术的一个重要组成部分。Lontalk的通信包括其采购事务的标准，以确保具备强大的通信、控制、自我诊断和I/OLongWorks技术能力。该技术用于双线信号采集和远距离及宽度数据传输。Lon-works数据总线传输技术由路由器、Longworks协议、Long-Works转发器和LongWorks网络组成[4]。
在可以通过LonTalk协议向辅助设备发送消息，更直观的屏蔽双绞线，根据需要隔离信号干扰等在人机界面上显示实时测量数据，实现系统稳定工作的较终目标。
（3）A/D转换技术（信号采集模块）
系统中使用的A/D转换器不仅是一个稳定的高速信号，而且也是一个CPU。其神经芯片Toshiba3150是Lonworks通信系统的处理器，该处理器使用信号接收模块接收传感器信号并计算ECUC电子转换。该模块是模式化的，可在维护期间内直接替换，大大缩短了维护时间。此外，数据处理模块必须符合LonTalk的报文规则，以确保数据的安全。每个采购模块必须有自己的节点编号，即模块地址。
（4）RS485传输技术
RS485有助于各点之间的互连，消除了许多信号线。用户可以建立自己的先进通信协议（如MODbus协议），以完成设备互连。这样，车载设备可以引入数据处理终端，并且设备的所需测量被编程为MODBUS协议。测量点通过一对双绞线传输到另一个系统，大大节省了电缆，同时减少了与船舶其他系统连接的工作量。
（5）VB编程技术
该系统以VB方案为基础，该方案的优点是易于使用，这使得有经验的程序员够以自己的方式快速开发程序。VB程序可以很容易地连接到数据库。VB使用GUI系统，允许轻松构建应用程序，也可以选择制定相当复杂的程序。
（6）PLC编程技术
PLC是公司批准的一种产品，在市场上被认为是稳定和具有成本效益的变成技术。PLC编程技术有一条可下载PLC的单一通信线路和一个非常方便的现场替换方案。，能够自动处理和编程200个S7-200专用软件35个模拟点，程序在16K以内。
5需求分析
该系统较重要的设计分为两部分：
（1）主机的VB编程。
（2）PLC程序通过远程阀门功能实现。
为了建立一个良好的系统，必须首先进行需求分析，以确保所设计的监测系统符合用户的需求。
①较基本的功能是能够传送关键数据，例如需要对油箱进行检测，以便机组人员进行远距离监测。②远程阀门系统要求使用者离开阀门位置。控制的UL切换阀必须能够切换到预定位置，必须在主计算机上准确显示内部调节开关阀的位置反馈信息。根据船舶的设计，船上有一个传感器，一个位于其位置的遥控阀和一个淡水入口/出口管。每艘船必须在主机上正确反映船舶的MIMIC图。较重要的是该系统接收的数据不多，对长期业务而言是稳定的。此外，该系统的警报点是准确的。
6结束语
系统设计的核心是PLC程序的编写和主机人机交互界面的编程。对于其他设备，成熟的产品可以直接进入市场，其好处如下：①代码：整个系统的各种软硬件都应符合相关的国际国内标准和技术标准后，才能进入市场。②开放性：收集的信号和命令可以发送到车载监测和警报系统、VDR设备和其他系统。③进展：根据进口产品的模拟设计和使用概念，机组人员在系统使用和产品升级方面的需要增加，确保了系统技术先进。④可扩展性：软件和硬件平台具有出色的可扩展性，可以轻松升级和更新系统。⑤经济：产品独立，可显着降低设备维护和维修成本。
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