摘 要

本课题以大发6DE-8系列柴油机机带控制报警屏为研究对象，设计一套能够完成柴油机的控制、安全保护、监测及报警等功能为一体的系统。

本文具体分析了机带控制报警屏的功能需求，结合当今流行的模块化设计思想，对该系统划分成：主控制报警模块（MCAM）、安保模块（SM）、继电器模块（RM）和人机交互模块（HMI）。根据各模块的功能，确定了各模块的信号类型和数量，最后完成了机带控制报警屏的总体设计。

通过对柴油机起停逻辑、安保停车流程和报警流程进行分析，详细叙述了开关量和数字量报警的具体流程和报警条件，为后续编写相关程序打好了基础。

所设计的机带控制报警屏能够完成对柴油机的控制、安全保护、监测及报警等功能，满足了监控船舶柴油机安全运行时的技术要求。

关键字：监控报警，安保系统，柴油机

Abstract

In this dissertation, we mainly focus on the research of MCAS which is made of Dafa6DE-8 series of diesel engine, Designing a system including diesel controlling, safety protection, monitoring and alarming.

In this paper, the functional requirements of the MCAS are analyzed, and the system is divided intoMain Control Alarm Module (MCAM),Safety Module (SM), Relay Module (RM) and Human Machine Interaction (HMI). According to the function of each module, the signal type and quantity of each module are determined, and finally the overall design of the machine control alarm screen is completed.

Through the analysis of diesel engine start and stop logic, security stop process and alarm process, the detailed description of the switch and digital alarm specific flow and alarm conditions for the follow-up to prepare the relevant procedures to lay the foundation.

The designed MCAS can complete the control of diesel engine, safety protection, monitoring and alarm functions, to meet the technical requirements for monitoring the safe operation of marine diesel engines.

Key words ：Monitoring and alarm，Safety system，Diesel engine

目录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2国内外研究现状与发展趋势 2

1.2.1船舶柴油机控制报警系统的国内外研究现状 2

1.2.2柴油机监控技术的发展趋势 2

1.3 柴油机控制报警系统的研究意义 3

1.4本文研究主要内容 4

第2章 柴油机机带控制报警屏总体方案设计 5

2.1机带控制报警屏的总体概述 5

2.2机带控制报警屏系统功能和性能需求 5

2.2.1机带控制报警屏系统功能需求 5

2.2.2机带控制报警屏系统性能需求 5

2.3机带控制报警屏的总体方案概述 7

2.3.1主控制报警模块MCAM 7

2.3.2安保模块SM 14

2.3.3继电器模块RM 15

2.3.4人机交互模块HMI 19

2.4本章小结 21

第3章 控制和报警逻辑分析 22

3.1控制逻辑 22

3.1.1起动控制 22

3.1.2停车控制 24

3.2报警逻辑 29

3.2.1开关量报警 29

3.3.2 参数越限报警 34

3.3本章小结 42

第4章 总结与展望 43

4.1结论 43

4.2展望 43

参考文献 44

致谢 45

第1章 绪论

1.1引言

进入21世纪后，信息技术和微处理器的普及，推动了船舶自动化和智能化的发展^[1]。新时代对船舶自动化提出了更高的要求，但是目前我国船舶自动化水平有待于进一步提高，而且在管理和研究方面还需要吸收发达国家的经验。在这样的新形势下，只有准确地把握船舶自动化发展的新趋势，并不断加强对船舶自动化技术的科学研究，这样才能真正增强我国船舶自动化领域的综合实力^[2]。

船舶自动化技术的发展过程可以概述为三个阶段：单元装置自动化、机舱自动化和全船综合自动化^[3]。

（1）单元装置自动化时期

通过安装具有检测功能的仪表，实现单个设备自动化控制，船舶自动化技术发展进入单元装置自动化时期。测控仪表在船舶中使用，大幅改善了值班人员工作环境，但是此阶段的自动化技术具有封闭、孤立、无联通的明显缺点。单元装置自动化时期，自动化装置是孤立的系统，各测控仪表之间不能实现通讯，且测控仪表不能与外界系统高效交互。此时期的船舶自动化系统，多个环节依然需要值班人员进行手动操作，船舶自动化水平有待进一步提高。

（2）机舱自动化时期

为了进一步改善船舶值班人员的工作环境，对无人值班机舱技术提出了迫切的需求。上世纪中期由于微电子控制技术飞速进步，某些国家就开发出了集中监控系统，从此船舶自动化进入了机舱自动化时期。

机舱自动化主要包括：主机遥控，实现主机异地远距离控制；动力装置监测报警，当柴油机运行状态参数发生异常时能够发出报警信号；电站管理，向全船各种用电设备提供优质可靠的电力；故障预诊断，根据设备的各种状态信息预诊断将出现的故障。机舱自动化监控系统在机舱自动化装置中有着重要性和不可替代性的特点。由此船舶自动化技术的发展更上一层台阶。

（3）全船综合自动化时期

随着现代信息技术的迅速发展，尤其是在船舶上广泛应用计算机网络技术，逐步实现了船舶网络一体化和船岸信息共享，对主机、辅机、锅炉、压缩机等机舱设备进行多级全面的管理和监控。

船舶柴油机作为船舶运行的最重要动力，是一个很复杂的热力机械，通常在变工况、重载等条件非常恶劣的情况下运行的，其安全性和稳定性是保障船舶正常运行首要条件。船舶自动化系统的重要功能就是对船舶柴油机进行监测和控制，使其能够安全可靠的运行。一旦柴油机发生故障，船舶将会失去动力并失去控制，进而造成船舶事故，导致经济损失，危及人身安全。一份来自Swedish Club的资料显示：在整个船体和设备的索赔中，船舶主机索赔的次数占到了16.9%,索赔金额占比11.5%，主机发生故障极大的增加了船舶运营的经济成本^[4]。如果能在主机发生故障前期就可以根据其运行状态的异常事先排除故障，那么能够很大程度地减少船舶的经济损失。柴油机控制报警系统能够实现船舶柴油机安全可靠地运行，对柴油机运行状况进行实时监控，当出现故障时能够及时报警并进行相应的安全保护，比如减速或者停机等。