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第十章机舱监视与报警系统第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识第二节单元组合式监视与报警系统第三节网络型监视与报警系统第四节曲轴箱油雾浓度监视报警系统第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识机舱监视与报警系统是轮机自动化的一个重要内容，它的功能是准确可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及其参数，一旦运行设备发生故障，自动发出声、光报警信号。根据自动化程度的不同，有些系统还具有报警记录打印，参数和状态的定时或召唤打印以及参数的分组显示等功能。对于无人值班机舱，集中监视与报警系统还能把报警信号延伸到驾驶台、公共场所、轮机长房间和值班轮机员的住所。机舱集中监视与报警系统不仅可以改善轮机管理人员的工作条件，减轻劳动强度，及时发现设备的运行故障，而且也是实现无人机舱的基本条件第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识一、参数类型在机舱中需要监视的参数可分两类：一类是开关量，另一类是模拟量。A.所谓开关量，是指只有两个状态的量。这两个状态通常表现为开关的断开和闭合，而开关的形式可以是机械开关或继电器触点。在船舶机舱中，开关量可以反映设备的运行状态。监视报警系统能对这些开关量进行显示，需要报警的则发出声光报警。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识B.模拟量是指连续变化的量，例如温度、液位、压力和转速等参数均为模拟量。监视报警系统应能对这些模拟量进行实时显示，如果参数超过预定的范围，则应发出越限声光报警。越限报警分为两种情况，有些参数是不允许超过某一上限值的，当超过这一上限值时发出的报警称为上限报警；另为一些参数则不允许低于某一下限值，当低于这一下限值时发出的报警称为下限报警。通常，温度参数的报警为上限报警，压力参数的报警为下限报警，而液位参数的报警则既有上限报警也有下限报警。应当指出的是，对于有些设备，其运行参数虽然为模拟量，但并不是把这些模拟量直接送入监视报警系统，而是通过压力继电器、温度继电器或液位开关等转换为开关量信号再送至监视报警系统。对于这类参数，监视报警系统将以开关量的形式进行处理第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识二、监测方法一类是采用连续监测方法，另一类是采用扫描监测方法。1．连续监测连续监测是指机舱中所有监测点的参数并行地送入监视报警系统，同时对所有监测点的状态及参数进行连续监测。系统中的核心单元是报警控制单元，它由各种测量和报警控制电路组合而成。每个监测点需要一个独立的电路进行测量和产生报警信号，测量结果和报警信息送至公共的显示和报警电路，但在设计上通常将多个同类型参数的电路制作成一块电路板。连续监测的方法由于每个监测点采用单独的电路，因此各监视点之间的相互影响较小，当某一监视点通道发生故障时，不会影响其他通道的工作，监视点的数量增减在原则上也不受限制。但所需硬件较多，造价较高。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识2．扫描监测扫描监测也称为巡回监测，这种方法是以一定的时间间隔依次对各个监测点的参数和状态进行扫描，将监测点信息逐一送入监视报警系统进行分时处理。因此无论监视点有多少，仅需要一个测量和报警控制单元。巡回监测方法可通过常规集成电路和微型计算机来实现，但由于微机具有采样速度快、检测精度高、体积小、数据处理功能强大、显示手段先进等优点，大多数船舶均采用基于微机技术的监视报警系统。此外，计算机网络技术的成熟应用已经使得监视报警系统朝着分布式网络结构的方向发展。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识三、监视报警系统的组成与功能一个完善的监视与报警系统由三大部分组成：（1）分布在机舱各监视点的传感器；（2）安装在集中控制室内的控制柜和监视仪表或监视屏；（3）安装在驾驶台、公共场所、轮机长和轮机员居室的延伸报警箱。机舱监视与报警系统的组成图10-1-1机舱监视与报警系统的组成延伸报警消闪轮机长主电源应急电源延伸报警控制单元警报器控制单元报警器传感器生活区试验试灯闭锁大管轮二管轮三管轮公共场所驾驶台消音监视报警控制单元驾驶台集控室机舱显示单元打印记录第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识三、监视报警系统的组成与功能不同的监视报警系统，但原则上都应该具有以下几个方面的功能：1．声光报警：声光报警是监视报警系统最根本的功能，只要监测点的状态发生异常或者出现参数越限，系统就应该发出声光报警，以便问题得到及时处理。大多数导致报警发生的原因均无法在报警发生之后自行消失，只有进行了相应的处理才能使状态恢复正常，这类报警称为常规报警或长时报警。对于某些具有主/备切换功能的设备，当主用设备出现故障并发出报警时，备用将自动运行，往往由于运行参数恢复正常而在短时间内自动消失，这类报警称为短时报警。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识在正常运行期间，监视与报警系统不会发出报警指示和声响报警。当被监视点发生异常时，若该监视点未被闭锁，则系统立即发出声响报警，同时相应的报警指示灯（或屏幕文本字块）快速闪烁，指示报警内容。报警发生后，要求值班人员按消音按钮进行消音和报警确认。报警确认后，报警指示灯由闪烁转为平光（或者闪烁文本转为高亮）。当监视点状态或参数恢复正常时，报警指示消失，即报警灯熄灭（或者高亮消失）。当出现短时报警时，系统也会立即发出声光报警，但往往由于监测状态在短时间内自动恢复正常，报警指示将由”快闪”转为“慢闪”，但声响报警还将继续，直到按下消音按钮。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识报警处理流程报警指示快闪，启动报警声响、分组报警及故障打印报警指示慢闪，启动报警解除打印(短时报警)撤销报警指示和分组报警(恢复正常)报警消失？有报警？已闭锁？确认？YNYNY+无报警声响和报警指示报警指示平光启动故障排除打印确认？故障消失？YNYN(正常状态)(常规报警)NY(报警状态)N图10-1-2监测点报警处理流程图第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识2．参数与状态显示参数显示是指通过模拟仪表、数字仪表或者计算机屏幕对所有监测点的运行参数进行显示，即模拟量显示。状态显示指的是反映设备运行状态的开关量显示，通常采用绿色指示灯（灯泡或发光二极管）表示系统或设备的正常运行，红色灯指示灯表示报警状态。3．打印记录打印记录一般有参数打印和报警打印两种。参数打印又分为定时制表打印和召唤打印，定时制表打印是打印机以设定的时间间隔自动将机舱内需要记录的全部参数打印制表。召唤打印是随时打印当时的工况参数，可对监测点参数进行全点或选点打印。报警打印是只要有报警发生，系统就会把报警名称、报警内容和报警时间进行自动打印输出。而在报警解除时，则自动打印报警解除时间。许多监视报警系统的软件功能还具有“事件”记录和打印功能。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识4．报警延时在报警装置中，一般均设有延时报警环节，以免发生误报警。根据所监视的参数不同，其延时时间有长延时和短延时之分。例如在监视液位时，可采用2～30s的长延时报警，在延时时间之内越限不报警。另外，在运行期间，某些监测开关的状态会由于环境干扰的原因而发生瞬间变化，例如船舶在激烈振动时，某些压力系统的压力波动容易使报警开关发生抖动。为避免误报警，可采用延时0.5s的短延时。5．报警闭锁闭锁报警就是根据动力设备不同的工作状态，封锁一些不必要的监视点报警。例如，船舶在停港期间，由于主机处于停车状态，主机的冷却系统、燃油系统、滑油系统等均停止工作，与这些系统相关的参数都会出现异常。因此，有必要对与这些系统有关的监视点进行报警闭锁。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识6．延伸报警延伸报警功能是为无人值班机舱设置的。在无人值班的情况下，必须将机舱故障报警信号分组后传送到驾驶台、公共场所、轮机长及值班轮机员住所的延伸报警箱。延伸报警通常是按故障的严重程度来分组，可把全部监视点的报警信息分为四组：主机故障自动停车报警；主机故障自动降速报警；重要故障报警；一般故障报警。7．失职报警：在无人值班的情况下，监视与报警系统在发出故障报警的同时，还会触发3min计时程序。若值班轮机员未能在3min内及时到达集中控制室完成确认操作，即使已在延伸报警箱上进行过确认，仍将被认为是一种失职行为，报警系统就使所有延伸报警箱发出声光报警信号。报警系统发出失职报警后，只能在集中控制室进行消声，复位3min计时器后才能撤消失职报警。第一节船舶机舱监测与报警系统基础知识8．值班呼叫值班呼叫功能主要用于轮机员交接班时进行信号联络。9．测试功能在集中控制室的操纵台上，一般都设有试灯按钮和功能测试按钮。10．自检功能监视报警系统正常工作的前提是系统本身没有故障。为了确保监视报警系统本身的工作可靠性，对诸如输入通道、电源电压和保险丝等重要环节，应具有自动监测功能。出现异常时，系统将自动发出相应的系统故障报警。11．备用电源的自动投入：要使监视系统在全船失电的情况下能正常工作，就必须配备相应的备用电源。在主电源失压或欠压时，系统能自动启用备用电源，实现不间断供电。第二节单元组合式监视与报警系统采用连续监视方法的监视与报警系统中，每一个监测点均需要一个独立的监视与报警控制单元，整个监视与报警系统是由各个检测点的报警控制单元组合而成的，因此称为单元组合式监视与报警系统。由传感器所检测的每个监视点的状态和参数值相对独立地送到集中控制室，监视与报警系统连续不断地对每个监视点的工作状态进行单独处理。单元组合式监视与报警系统往往由多块印刷电路板组成。当监视点所对应的设备发生故障或运行参数越限时，监视与报警控制单元应能提供故障报警信号。报警信号一般送至一个公共的报警控制电路，发出声光报警，同时还应送至打印设备进行故障打印。除了发出公共报警信号外，电路板上的相应监视点还应有报警指示灯指示报警内容。对于模拟量监视点，一般还设有参数显示按钮，按下显示按钮后，相应监视点的测量值能送至公共显示仪表进行参数显示。第二节单元组合式监视与报警系统公共显示仪表往往具有多个量程，当送入不同类型的参数测量值时，应根据参数性质选择正确的量程范围进行读数。有些监视与报警系统还具有延伸报警功能，可将报警信号延伸送至驾驶台、公共场所、轮机长及值班轮机员住所。报警控制单元有开关量报控制单元和模拟量报警控制单元，这两种控制单元的工作原理基本相同，只是越限报警值的调整方法不同。对于开关量报警控制单元，它输入的信号是开关状态，一般由温度开关、压力开关、液位开关等传感器来检测，越限报警值的调整往往是在传感器上，通过调整其幅差来实现。而对于模拟量报警控制单元，其输入量是运行参数的模拟量，越限报警值一般通过印刷电路板上的电位器进行调整。第二节单元组合式监视与报警系统一、报警控制单元的组成原理及功能1．开关量报警控制单元开关量报警控制单元是由输入回路、延时环节和逻辑判断环节所组成的开关量传感器输入回路延时逻辑判断闭锁消音闪光试灯故障灯蜂鸣器分组报警报警打印试验图10-2-1开关量报警控制单元的逻辑组成框图第二节单元组合式监视与报警系统输入回路用于接收开关量传感器送来输入信息（即触点是闭合还是断开），并且在输入异常时发出报警信号；同时还可接受“试验”信号，当输入试验信号时同样输出报警信号，以模拟监视点的故障信号。延时环节用于对报警信号产生适当的延时，实现延时报警功能，以避免误报警。逻辑判断环节用来完成逻辑运算、状态记忆和报警控制。报警内容通常包括：（1）控制报警指示灯，使之快速闪、慢闪、平光或熄灭；（2）启动公共报警系统，向集控室和机舱发出声光报警；（3）输出分组报警信号至延伸报警单元，进行归类分组后控制延伸报警箱实现分组报警；（4）启动报警记录打印机，记录故障发生时间和报警内容。逻辑判断环节除了接收报警信号外，还接收闭锁、消闪、闪光和试灯信号。第二节单元组合式监视与报警系统根据持续时间的长短，报警可分为长时报警和短时报警。长时报警是指报警长时间存在，而短时报警则是指发生报警后，短时间内外部输入信号恢复正常，报警自行消失。在发生报警时值班轮机员首先应按“确认”按钮，以消除声响。然后按“消闪”按钮，若是长时报警，则逻辑判断环节将使报警指示灯从快