提要：本文根据旧船机舱监测报警系统存在的缺点，提出了利用西门子S7-200可编程逻辑控制器(PLC)作为数据采集和处理单元，利用西门子新型工业触摸屏MP377作为监控单元，采用Microsoft Visual Studio 2008 .NET语言平台开发轮机长房间延伸监测报警工作站，实现了对旧船机舱监测报警系统的改造方案。

　　关键词：机舱 PLC 监测 报警

　　一、概述

　　上世纪八十年代建造的船舶的机舱监测报警系统多采用单元组合式电路板结构。该系统一般是接受来自于安装在机舱的传感器的开关量信息进行极限声光报警，主要存在的缺陷有：只能实现开关量报警，即越限报警，不能实时查看当前监测点的精确数据;监测点少，监控存在盲点，不安全，且很多设备依靠仪表监测，需要值班人员不停地来回巡视，加大工作人员的劳动强度; 该报警系统多数电路板元件老化，缺少配备件支持，出现故障就难以修复，监控系统逐渐失去监控作用;由于继电器精确度不高，报警值难以调整，日常使用中，经常出现误报警或不报警，造成严重安全隐患。

　　二、机舱智能化监测报警系统改造方案

　　为了提高机舱监测报警系统的可靠性、准确性、方便性和灵活性，使得值班人员容易操作，便于掌握机舱设备的当前状况，以采取必要的措施降低故障报警率，提高设备寿命，同时考虑到机舱监测报警系统便于维护和保养，可靠性高，操作方便，维修简单等特点，有必要对以上旧船的机舱监测报警系统根据现代科技发展的状况和最新船舶机舱监测系统所应用的技术特点进行改造，具体的改造方案如下：

　　1.将原系统中的开关量报警改造成模拟量报警，同时根据机舱值班方便性的要求适当增加监测点的数量;

　　2.为了提高硬件的可靠性，我们选用西门子的可编程序控制器(PLC)作为这些模拟量和开关量的信号输入和处理设备。由于PLC抗震动、噪声和高温能力较强，性能稳定，可以安装在机舱现场合适的位置，这样可以大大减少传感器的连接线长度，减少故障的发生。

　　3.为便于值班人员在集控室进行监控和操作，特选用西门子新型工业触摸屏MP377(15”)作集控室监控界面。

　　4.同时还将监测报警系统延伸到轮机长房间，在轮机长房间安装一台电脑工作站，除了具备与集控室相同的监测功能外，还提供报警事件打印、轮机日志打印、数据记录保存等功能。系统总体结构布置图如图所示：

　　三、机舱智能化监测报警系统改造的技术要求

　　1.数据采集系统硬件及通信

　　数据处理单元采用西门子S7-200可编程逻辑控制器(PLC)作为数据采集和处理单元，CPU型号为224XP，该型号CPU带有两个编程口，可以适合多个PLC进行通信以及和上位机电脑进行通信。由于改造系统的模拟量测点数目比较多，建议选用相同的两套PLC工作，两套PLC之间的通信选用了PPI通讯，这也是S7-200系列PLC的默认通用通信方式，通信速率为19.2kb/s。

　　2.触摸屏硬件及通信

　　集控室的监控界面建议采用西门子公司的MP 377 15” Touch触摸屏，这是西门子公司一款新型的工业触摸屏，自带Windows CE操作系统，工作性能稳定可靠，符合工业环境使用标准。触摸屏的监控界面通过专用组态软件“WinCC flexible 2008”进行组态编程。集控室触摸屏和机舱PLC之间的通信只需通过一根两芯的通信电缆进行连接，这样可以极大减少连接线数目，提高系统可靠性。触摸屏利用接收PLC来的信号，实现了对机舱左、右主机和三台发电机的温度、压力、转速等参数的定点显示、巡回显示以及传感器故障、超限报警显示和开关量报警显示等。触摸屏和PLC以及轮机长房间延伸监测报警系统连接示意图如下图所示。

3.延伸监测报警系统硬件及通信

　　为便于轮机长实时监测机舱各系统的工作状况，建议在轮机长房间增加一台台式PC机，将机舱监测报警系统所有测点的实时数据和报警延伸到轮机长房间。在这台电脑上的Windows XP操作系统上，采用Visual Studio.NET编程技术制作了监控界面。该工作站上的操作功能将更加丰富，除了实时监控各测点以外，还有报警记录打印、轮机日志打印，历史趋势显示、数据实时保存，以及丰富的图形界面功能等。

　　通过对旧船机舱监测报警系统的改造可以在船舶上实现了PLC和工业触摸屏相结合的监控技术，其优点是测量准确，所需要的信号连接线少，通信效率高且质量可靠，同时轮机长房间延伸监测报警工作站的应用弥补了以往只有报警看不到详细信息的缺陷，提高了船舶运行管理质量。

　　参考文献：

　　[1] SIEMENS SIMATIC S7–200 可编程序控制器系统手册 2008年10月

　　[2] SIEMENS STEP 7 Micro/WIN V4.0手册 2005年10月

　　[3] 赵晓玲 可编程序控制器原理及应用 大连海事大学出版社2004年12月

　　[4] 孙旭清 轮机自动化 大连海事大学出版社 2005年2月