2 500t起重船机舱监测报警系统

黄 兵

(江苏省船舶设计研究所有限公司,江苏镇江 212003)

0 引言

起重船主要用于港口船舶装卸,港口建设水工作业,船舶及石油平台建造,建桥工程,水下救捞,海洋工程及离岸工程大型构件物的起重吊装作业等。船舶机舱是船舶的心脏,船舶机舱内各个系统的可靠稳定工作是起重船正常作业的必要条件,为了使起重船可靠安全作业,起重船应设船舶机舱监测报警系统AMS(Alarm and Monitoring System)。船舶机舱监测报警系统AMS是现代船舶重要的系统,是实现机舱自动化以及船舶综合自动化必备的系统。机舱自动化可以减少机舱工作人员;可以减轻机舱人员的劳动强度,改善工作条件;可以提高船舶的安全性以及船舶运营经济性。作者在设计 2 500t起重船时按照机舱自动化的有关要求与自动化公司联合设计了机舱监测报警系统AMS。

1 2 500t起重船简介

2 500t起重船为钢质、非自航、非旋转、可变幅起重船,在船首设有起吊能力为 2 500t的单臂架桁架式起重机构,本船调遣航行区域为近海和内河航区,起吊作业为遮蔽海域、内河和港口水域。2 500t起重船为单臂架起重船,该船按《国内航行钢质海船建造规范》(2006)、《国内航行海船法定检验技术规则》(2004)及《船舶与海上设施起重设备规范》(2007)以及《起重机设计规范》等现行规范进行设计。本船机舱设4台800kW作业发电机,1台135kW停泊发电机,4台风机,4台压载泵、1台舱底泵、1台舱底驳运泵、1台消防泵及其他设备。移相变压器舱设 2台风机,2台燃油泵。制动电阻舱设有 2台风机。本船的主起升绞车、变幅绞车、定位绞车、系泊绞车、索具绞车均配西门子变频电机,所有变频电机由西门子变频器驱动。本船的起重变频调速控制系统采用西门子 S7-400系列可编程序控制器构建,操纵室设起重控制台及移船定位控制台,机舱监控室设机舱监控台及主配电板,底舱设有变频柜舱及制动电阻舱。

2 机舱监测报警系统构成

本船机舱监测报警系统应用了计算机网络技术及现场总线技术,结构采用分布式结构。机舱监测报警系统AMS主要采用服务器进行操作,服务器基于以太网通过冗余以太网相互连接在一起。2台AMS服务器可以互为备用,也可同时工作。2台AMS服务器同时工作时可以显示相同的监测内容也可以显示不同的监测内容。本系统由底层计算机网络及上层计算机网络组成。底层网络设 3只数据采集箱,其中 1号数据采集箱及 2号数据采集箱布置在机舱内,3号数据采集箱布置在机舱监控台内。3只数据采集箱及 2台监测报警系统AMS服务器通过底层网络交换机组成底层计算机网络。上层计算机网络设 1台操纵室工作站,7只延伸报警站。7只报警延伸站分别为轮机长卧室延伸报警站、大管室延伸报警站、餐厅延伸报警站、会议室延伸报警站、二管室延伸报警站、三管延伸报警站、轮机长会客厅延伸报警站。2台机舱监测报警系统AMS服务器及操纵室工作站以及 7只延伸报警站通过上层网络交换机构成上层计算机网络。2 500t起重船机 舱监测报警系统网络框图如图 1所示。

图1 2500t起重船机舱监测报警系统网络框图

3 机舱监测报警内容及其主要功能

3.1 机舱监测报警内容

本船的机舱监测报警按机舱自动化的有关章节要求设计,全船开关量及模拟量近 200个。机舱 1号数据采集箱主要采集 1号作业发电机组和2号作业发电机组的数据以及机组附近的燃油舱、清水舱液位;机舱2号数据采集箱主要采集 3号作业发电机组、4号作业发电机组的数据和停泊发电机组以及机组附近的燃油舱、清水舱液位;机舱3号数据采集箱主要采集机舱其他辅机的一些数据及变频柜舱的温度、柴油机的排气温度以及若干舱底水高位报警信息。

主配电板内的全自动电站通过Modbus485总线与机舱监测报警系统AMS连接将所有发电机的电压、电流、功率、频率等模拟量信号送入机舱监测报警系统AMS记录显示,可以将发电机过载、绝缘降低以及主开关故障等开关量信号送入机舱监测报警系统AMS记录显示;压载舱液位检测及阀门遥控系统计算机通过Moolbus485总线与机舱监测报警系统AMS连接将压载舱液位检测及阀门遥控系统的数据送入机舱监测报警系统AMS记录显示;机舱监测报警系统AMS服务器通过Moolbus485总线可将重要数据送航海数据记录仪VDR记录储存。

3.2 机舱监测报警主要功能

3.2.1 报警功能

通过AMS服务器以多种形式显示报警信息。

3.2.2 监视功能

通过延伸报警板监视所有监测通道的状态;

通过操纵室计算机工作站监视所有监测通道的状态;

通过操纵室计算机工作站以图形人机界面形式显示船舶四角吃水状态;

通过AMS服务器和操纵室计算机工作站进行压载舱及其他燃油舱清水舱的液位遥测。

3.2.3 自检功能

系统具有自检功能,可以检测系统的每一个模块,如出现故障,自动发出故障报警;如果AMS服务器发生故障,系统可切换到冗余备用的另一个AMS服务器。

3.2.4 延伸报警功能

本船的轮机长卧室、大管室、餐厅、会议室、二管室、三管室、轮机长会客厅分别设有延伸报警板,该报警板可将机舱报警信息延伸;

延伸报警板具有轮机员呼叫功能。

3.2.5 机舱AM S服务器功能

通过列表形式显示实时报警信息和历史报警信息;

通过mimic显示各个系统运行状态和液位遥测;向操纵室计算机工作站提供机舱AMS数据; AMS服务器作为标准计算机可以为机舱人员提供计算机服务。

3.2.6 报警记录功能

通过打印机记录报警信息,也可以打印历史报警信息。

机舱监测报警系统AMS服务器启动界面、实时报警界面、历史报警界面如图 2～图 4所示。

图2 启动界面

图3 实时报警界面

图4 历史报警界面