1. 研究目的与意义（文献综述）

机舱是船舶的心脏，集中了船舶大部分的重要设备。船舶机舱自动监控系统的主要要求就是对机舱中各种设备的工作状态和运行参数进行实施监控，还可以对部分设备进行控制。当设备运行发生故障时，该系统会自动发出声光报警信号并进行报警打印记录，而且故障的状态会显示在集控室和各个延伸报警面板的监视屏上，这样工作人员只要在集控室里就能了解机舱所有设备的运行参数和报警状态。但是从当前船舶的现状看，我国在船舶机舱自动监控系统的开发方面与顶尖水平还有一定的差距。与国外著名厂家的研发产品相比，存在着功能少，稳定性低，界面不够友好和可靠性不高等缺点。所以说，加强对船舶机舱自动监测报警系统的研究具有非常重要的意义。它的应用不仅可以有效的改善轮机管理人员的工作条件，减轻轮机员的工作强度，还能给船舶轮机管理工作带来质的飞跃。回顾其发展历史，最初的船舶机舱自动监控报警系统主要是由继电器和半导体逻辑电路组成，现在已经不适合机舱自动化的发展要求。为了适应现代自动化机舱的要求，plc控制逐渐取代继电接触器控制，成为了船舶机舱控制的主要环节，针对温度，压力，流量，浓度等一些具体的测量指标来模拟对机舱中各个设备的监测，使得控制系统更加安全，迅速，可靠。进入21世纪后，随着世界经济飞速的发展，船舶运输有了更重要的地位和作用。海运行业进入了一个高速发展的繁荣时期，但与此同时也迎来了一些的问题和要求。近年来，随着stcw78/95公约以及国际海洋防污染公约的逐步实施，各国纷纷出台相应的区域性或地方性法规，禁止不合格的船舶进入其限制性区域。无人机舱已经成为了新造船的常规要求，而船舶机舱自动监控系统就是实现无人机舱的核心，是机舱中最重要的检测设备，是保证整艘船舶设备及人员安全的重要系统之一。

我们可以发现船舶机舱监控系统是跟随着电子技术和控制理论的发展而发展的， 到目前为止其发展大致分为四个阶段： 1、 以常规仪表监测阶段 20 世纪 60 年代之前， 工业控制自动化水平较低， 那时以经典控制理论为主要控制理论， 控制对象以单一。 那时的电子技术水平， 也只有单项自动调节控制装置得以在机舱中应用， 使用的监测工具多为常规仪表， 监视报警系统的主要代表是触电继电器， 尚未构成完整的集中控制系统， 各个系统间相互独立， 自成体系。 2、 以电、 气动及中小规模集成电子模块组成的逻辑监控阶段 20 世纪 60 年代中后期， 随着电子技术的发展， 晶体管集成元件可靠性能得以增加， 出现了 以电、 气动及中小规模集成电子模块组成的逻辑控制为代表的机舱 监视报警系统， 即集中监视系统， 这使主机、 辅机和其它自动化设备的工作状态得到进一步监测， 可靠性进一步提高。 那时的监控系统主要使用模拟式仪表。 但随着工艺的日益复杂和生产规模的扩大， 从技术以及经济性等方面， 这类监控系统仍存在许多不足。3、 以微机为基础的集散型监控阶段 20 世纪 70 年代至 80 年代， 随着先进控制系统如集散控制系统（简称 dcs）以及其它各种现代控制理论的出现和发展完善， 先进控制手段也相应产生。 另外电子计算机的设计、 制造与应用的技术逐渐成熟， 许多国家都制造出了 安装有计算机的更高自动化程度的船舶。 出现了 微机集中监测系统、 分散监控系统和集散型微机网络监测系统。 其中集散型微机网络监测系统又称网络型微机监控系统，采用高一级的微机系统组成中央单元， 以多个独立微机系统组成分站， 两者通过网络联结。 该系统拥有集中型和分散型的优点， 避免了 它们的缺点， 也是目前用于机舱集中监测中最多的结构形式。4、 基于现场总线技术的机舱监控系统同全船自动化系统联网监控的阶段 20世纪90年代以来， 出现了基于现场总线技术的新型控制系统， 又称现场总线式全分布式系统（fcs）， 并已实现了网络化结构。 这是控制技术、 计算机技术、 通信技术的集合体现， 它拥有全数字化、 具有开发性和互操作性等的特点。它的出现为分布式控制系统各节点之间能够实时、 可靠的数据传输提供了强有力的支持。 船舶机舱分布式总线监控系统首先由加拿大海军研发并应用于驱逐舰、潜艇等， 以总线为核心， 将所有控制台中的微机联网， 共享相关数据。 该系统对资源的动态具有重构能力， 便于向接入总线系统的控制台提供冗余措施， 其系统结构采用了总线挂接方式。

21世纪以来， 各研究机构纷纷加强研究该系统， 德国西门子公司、 丹麦约克公司、 挪威诺康公司等国际著名的船电产品制造商目前已有较成熟的技术和相配套的产品， 并将其实际应用于各类船舶。 展望未来， 船舶自动化技术将进一步向全船综合自动化层次发展。 船舶综合自动化， 是集机舱自动化、 机械自动化、 航行自动化、 装载自动化等于一体的多功能综合系统， 是船舶自动化的进一步发展目标。 而船舶综合监控系统的自动化水平是衡量当前船舶先进程度的一个重要标志。 我国也在这方面进行研究， 中国船舶重工集团公司 “船舶电站成套设备研制” 项目的科研攻关是我国首次自主研制的船舶自动化电站成套装置， 该项目成功地解决了我国船舶电站系统成套设备研制中的诸多关键的问 题。 从60年代之前的单个船舶装置自动化到60年中期出现的“无人机舱” ， 从70年代之后的电子计算机在驾驶、 机舱和装载等各方面的全盘控制应用， 到8o年代、90年代网络型控制系统在船舶机舱自动化中的广泛应用， 世界各国对船舶自动化技术的研究不断深入。 这其中， 为了能快速有效地处理突发故障， 对机舱设备状态的监控和故障的诊断系统成为近年来特别研究的课题。 我国同世界先进的造船国家相比， 这方面有很大的差距。 目前我国国产机舱监控系统的代表产品为cy8800网络型机舱监控系统， 然而， 我国现有的大部分船舶机舱监控系统基本仍处于各系统单独监控的状态， 各监控系统之间不能进行实时的、 有效地数据传输， 这就要求了更多的控制设备的成本以及监控人员更多的专业要求及工作强度。 国内目前所造的许多船舶的集中控制装置和系统主要应船东的要求购自国外。为了缩小这些差距， 船舶机舱监控系统的研究具有了更大的意义。开发性价比更高的船舶机舱监控系统， 将大幅度降低生产和运营成本从而带来极大地经济效益和社会效益， 加强这方面的技术研究具有强烈的要求和意义。 随着船舶自动化程度的不断提高， 现代的船舶系统日趋高性能化和结构复杂化， 以及船东日益关注减员增效的情况， 船舶设备的自动化程度、 可靠性和维修性提出了更高的要求。 准确而实时地掌握船舶系统的工作状态以及预测、 诊断存在和潜在的故障成为了现代船舶管理的研究的重要内容和课题。 船舶机舱监控系统应能承受船上遭遇到的环境温度、 潮湿变化、 电源波动、电磁干扰、 振动、 噪声以及腐蚀等工作条件， 而且为了便于维修和更换， 其硬件应由可替换的模块构成， 且尽可能标准化和组件化， 另外为减少备用件的数量，应尽量减少使用不同的模块。 基于以上几点考虑， 将抗干扰性能好、 可靠性高、实时性好的plc技术应用于船舶的机舱监控系统， 实现对机舱设备多种运行状态参数的现场数据采集、 变换、 传输和监控。 plc 机是专门用于工程现场的自动控制装置， 它在具体设计与制造时既考虑了硬件抗干扰措施， 也有高效的软件保护措施， 使用plc的输入通道采集外部所有报警信号和控制信号， 再利用plc编程以软件的形式实现需要的逻辑和报警功能， 能够更好的实现船舶机舱的监控。

2. 研究的基本内容与方案

研究设计的基本内容：

1.分析船舶机舱监控系统功能。

2.掌握船舶机舱监控系统基本原理和设计方法。

3. 研究计划与安排

（1）1-3周查阅文献阶段，与指导老师会面，了解要研究的课题，查阅有关国内外文献，撰写文献综述报告以及开题报告。

（2）4-6周理论知识的储备阶段，深入学习plc控制的专业技术与理论，选择有关系统部件的型号，同时完成外文文献的翻译工作。

（3）7-13周为设计阶段，用fameview进行具体的设计计算与模拟，完成基于plc的船舶机舱自动监测系统的基本设计，完成硬件电路和软件程序的基本设计，准备在第9周接受中期检查。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 张厂，基于plc的船舶机舱监控系统的应用研究，大连海事大学

2. 陈娟，船舶机舱监控系统关键技术研究，南京航空航天大学，2012

3. 龙彪，船舶机舱监控系统的设计与实现，东南大学，2011