摘要：随着改革开放的深化和加入，我国的内外贸易量大幅增长，因而作为外贸货物主要运输工具的船舶也得到飞速发展，船舶的大型化、自动化越来越被市场所需要。作为船舶自动化重要组成部分的船舶辅助机械自动控制系统也因采用高新技术获得新的生命力。本就对PLC技术的船舶辅助机械自动控制系统进行探讨和了解。
关键词：PLC技术，船舶辅助机械，自动控制系统
一、概述
船舶辅助机械是保证船舶正常航行的重要设备，它种类繁多，各有其工作特性，通过电子、电器组成了若干个自动控制系统。比如辅助锅炉的自动控制系统，船舶起货机的自动控制系统，各种泵的自动切换，制冷设备的自动控制等。这些设备的自动控制，许多船上都采用了传统的继电器、接触器自动控制。由于该控制方式所用器件多，体积大，耗能多，经常出故障，所以有必要采用新的控制技术来取代。
早期的可编程序控制器在功能上只能进行逻辑控制，替代以继电器、接触器为主的各种顺序控制。因此，称它为可编程序逻辑控制器，简称PLC。随着技术的发展，国外一些厂家采用微处理器叩作为中央处理单元，使其功能大大增强。它不仅具有逻辑运算功能，还具有算术运算、模拟量处理和通信联网等功能。PLC这一名称己不能准确反映它的特性。事实上，可编程序控制器是一种以微处理器为核心，带有指令存储器和输入输出接口，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。所以在设计新船时或对旧船进行技术改造时，应大力推广应用PLC技术。
二、PLC在船舶辅锅炉自动控制系统中的应用
总体要求达到锅炉水位是采用电极式双位控制锅炉汽压在低负荷时采用双位控制，正常负荷时采用压力比例调节器一电动比例操作器的比例控制火焰监视器采用光电池有危险水位、低风压、超压保护等安全保护装置自动控制系统失灵时可转为手动操作。在起动锅炉前，轮机员先要做一系列的准备工作。如合上电源总开关观察锅炉水位是否在危险低水位以下，若是，则要向锅炉补足水，否则锅炉不能起动让燃油系统的温度、压力自动控制系统投入工作把“自动一手动”转换开关转到“自动”位置等。做好这些工作以后，就可按锅炉起动按钮，燃烧时序控制系统投入工作；时序控制系统的功能如下：
（1）预扫风。预扫风就是在起动锅炉时先用空气吹除残留在炉膛内的油气，防止炉膛内集油过多而在点火时发生冷爆。预扫风的时间根据锅炉的结构形式不同而异，一般是一。给锅炉一个起动信号后，控制系统能自动起动油泵和风机。这时，燃油电磁阀是关闭的，不能供油，风门开得最大以大风量进行预扫风。
（2）点火。当整定的预扫风时间达到后，控制系统会自动关小风门以利于点火。点火变压器通电，点火电极产生电火花进行预点火时间为左右。然后打开燃油电磁阀进行供油点火。有些锅炉没有预点火，在点火变压器通电的同时，打开燃油电磁阀进行供油点火。
（3）负荷控制。点火成功后，维持一段时间低火燃烧，对锅炉进行预热，然后开大风门，关小回油阀，以大风量多喷油来增强炉膛内的燃烧强度，使锅炉进入正常燃烧的负荷控制阶段。负荷控制就是对锅炉蒸汽压力进行自动控制。
（4）安全保护。如果发生点火失败、风机失压、中间熄火、水位太低等现象，会自动停炉对锅炉进行安全保护。待故障排除后，按复位按钮才能重新起动锅炉。
三、PLC在船舶机舱监视系统中的应用
船舶机舱监视系统主要用来检测机舱内主要设备，如主机、辅机及其它控制设备的运行工况、工况参数越限时报警信号的检测处理。由于船舶机舱内高温、高噪声的恶劣环境，船舶机舱监视系统通常布置在距离机舱较近，又便于观察到主要设备运行状况的监视室内，一般监视室与机舱隔离以减少机舱噪声及其它方面的干扰。机舱工作人员可在机舱监视室内通过机舱监视系统，了解主要设备的运行状态，从而减轻了机舱工作人员的劳动强度。
船舶机舱监视系统根据船舶机舱自动化水平的高低，可分作不同的级别。下面就以某船舶机舱监视系统为例，阐述PLC机的使用可行性及使用效果。
该套监视系统包括对两台主机、两台发电机、一台消防柴油机的主要工况参数显示主机、辅机以及舵机等其它方面参数检测报警，及其它设备的运行状态指示。在报警信号处理方面，采用PLC机处理，PLC机接机舱开关量传感器采集到的信号，经过内部逻辑处理后，用输出触点去控制报警用指示灯、蜂鸣器或控制阀，提醒值班人员注意。该套船舶监视系统共处理了个报警信号，每个报警信号均采用断开报警方式。由于机的应用，系统内部继电器使用数量已减少到最低限度，而且设计周期、调试周期大大缩短，系统的可靠性大幅度提高。
PLC机控制原理见下图：
PLC是目前国内外采用的一门新技术、新装置，它与过去继电器控制线路相比，有无可比拟的优点。程序编制简单，调试方便。使用中基本不用维修，而且不会发生像继电器线路或其它控制线路通常出现的设计不合理、接触不良、虚焊、假焊等通病。设计、调试周期缩短，提高了工作效率。线路设计梯形图能够模拟试验，以检查线路设计是否正确合理。逻辑关系修改方便。只需修改软件，不必修改硬件线路。解决了因集成线路板，控制继电器应用时间较长后，插接件氧化，对电气信号的抑制及维修的不便利所带来的副作用。
高新技术的采用必定能够推动船舶机舱自动化水平的提高。机在机舱监视系统中的应用其经济效益和社会效益主要表现在以下几个方面：节约电能，降低了电气控制部分的能耗。提高了安全性，保证船舶机舱监视系统能够安全可靠地工作。降低了维修费用。由于工作寿命延长、可靠性提高，设备故障维修率下降。改善了船员的劳动条件，减轻了劳动强度。操作简便，便于学习掌握。价格较为合理便宜，一般用户均可承受。
结束语
随着自动化控制技术的发展，PLC机家族新成员逐渐增多，可靠的质量及完善的工艺，为PLC机的选用提供了更为广阔的市场。PLC机控制技术的推广与应用必将为船舶自动化发展做出贡献。总之，用PLC技术取代传统的继电器控制技术来实现船舶辅助机械的自动控制是大势所趋，可以预期在未来航行的船舶上，有越来越多的船舶采用PLC技术作为基本的控制技术，实现船舶控制系统的小型化、高可靠性和自动化，以减轻船员的劳动强度，提高船舶的营运效益。
参考文献：
[1]吴华彬，控制技术在工程船舶上的应用，水运工程，1996年第8期
[2]郭建明，的发展与港口电气自动化，水运科技信息，1995年第5期
[3]史际昌，船舶电气设备及系统，大连海事大学出版社，1998年9月
论文作者:王强,饶淦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：船舶论文; 机舱论文; 锅炉论文; 技术论文; 继电器论文; 自动控制系统论文; 监视系统论文; 《基层建设》2019年第13期论文;