李锦乐
扬州中远海运重工有限公司，江苏 扬州 225200
摘要：文章主要是以BOG管路子系统为例子，分析和讲解了监控系统控制逻辑以及设计的方案，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：液化天然气；双燃料船；集装箱船；监控系统；加注系统
1船型参数
本文的研究对象是一艘LNG/柴油双燃料集装箱船的规划与建造设计承载能力约为20000集装箱。到期针对船舶内部结构规模大、复杂的特点，监控系统在储罐、机舱、驾驶室等方面实现地区控制系统需求采用分布式控制和总线技术。本文采用了一种燃油系统监控系统，研究了现行船舶结构设计规范。
2监控功能需求分析
本文设计的监控系统需要实现对现场设备的操作状态的有效监控，即收集，处理，分析，显示和记录设备的重要操作参数数据，有效地控制操作状态设备。由于对象的大规模，许多设备，长距离的数据传输，复杂的燃油系统，大量的近海需求，操作方便，系统的长时间运行，在故障或紧急情况下，有必要为奖励提供奖励工作人员并进行紧急响应，监控系统要求：1.监控燃油系统的重要参数，如罐内液位显示监控系统设备的实时参数和报警内容；2.支持传统控制系统中常用的通信协议；3.为保证监测值的自动控制装置的安全性，介绍了监测系统的结构和配置精心设计的应保证特殊情况下的自动控制系统，证明该系统能完全覆盖燃油系统的关键部分，并兼顾经济性和安全性的选择，才可以进一步的提高到了系统的整体稳定性。
3监控系统结构
双燃料集装箱船舶LNG燃料系统监测系统由具有高自动化程度的各种设备组成。据该地区，它可以分为四个方面：FGSS燃油箱和操作室面积，发动机室内，机房集中控制室和驾驶室。其控制系统结构主要分布在发动机室，发动机室集中控制室和驾驶室。按照子系统，可分为加油和燃油仓库系统，供气管系统，沼泽管道系统，通风系统，消防气体检测系统，燃气设备，机房集中控制室和驾驶室集中监控终端，按照实际需求，RS485总线直接用于发动机室和采集室之间的数据连接和传输，用于连接机房和采集室，燃气设备安全模块，可燃气体检测系统主机，发动机室空气侦察和防火模块，主机发电机，锅炉和收集室。RS485总线用于总线，这取决于RS485总线，标准协议取决于Modbustru。控制模块与安全模块之间的通信，远程I/O模块之间，CAN 2.0B标准协议和驾驶室采集模块之间的距离。如果波特率小于1米，驾驶室采集模块和驾驶室远程I/O模块之间的距离小于100米，因此只需要考虑两者之间的最大距离。当波特率设定为250 kB/s时，不需要考虑其他因素。在这种情况下，CAN总线的理论传输距离可以达到530米，这可以满足设计要求和系统通信距离要求。
4监控系统设计规范要求
燃油系统监控系统的安全性和可靠性应与新的或类似的常规燃油动力系统相同。应建立适当的仪器，使工作人员能够关闭或远程读取重要参数，从而达到设备管理的目的。应使用适当的通信设备将设备传输到各个监测终端，记录设备的运行情况，对LNG化学性质的特殊管理使其与传统燃料有很大区别。为此，带一个加油站和一个加油站。通过一个实例，描述了监控系统的安全设计过程。填充监测系统应设置在远离加油站的安全位置，以监控罐压力和燃油水平，并在此位置实现警报和自动截止。系统可以通过多传感器设备实时测量重要的安全参数，并在安全值范围内控制它们。填充和燃料箱系统的监控系统的设计应符合以下要求：1.燃料箱的气体相空间有直接读取压力计，燃料箱的最大和最小允许压力在压力表上指出。
驾驶室，中央控制站和船舶安全中心提供间接指示，在达到安全阀的设定压力之前，可以触发高压报警和低压警报；2.温度测量和说明设置了油箱底部、中间和设计的最高液位；3.液位由燃油液位测量装置测量坦克。坦克装置通常可以在燃料箱的设计压力和工作温度范围内工作，当燃油箱打开时，总是会获得液位读数每个人都在跑步油箱配有独立的高液位报警装置，独立于报警装置，另一个传感器自动启动截止阀，才可以有效的避免到了燃油加注管道中的液压过大，并防止油箱被加注。在递送之前，可以检查加油罐系统中的每个传感器的填充位置。付款后，高报警试验应在每次出发后满载，以将液位提升到闹钟。
5监控系统设计
PLC的控制系统有着体积小，可靠性强，抗干扰能力强，控制功能强以及特性技术相对成熟等的优势。因此，在安全监控系统的设计过程中S7-300系列PLC采用SIEMENS SMART700触摸屏作为控制器，SIEMENS SMART700触摸屏作为手动接口，SMART700与串行接口单词连接，总线与PLC通信，监控系统的设计主要包括计算机接口和PLC控制程序，是相对独立的监控仪器系统控制程序中的数据和警报通过公共汽车。那系统由控制器控制程序。程序显示当前系统工作状态，各子系统LED报警指示灯设置。如果这个未使用子系统，发生故障时必须控制控制系统，子系统指示灯将提供红色警报并设置子系统按钮。用户可进入子系统接口查看子系统参数和工作状态。
5.1加注系统故障及解决方案
当首先填充LNG罐时，LNG罐中没有液体燃料，安全系统将发出低电平警报。它处于正常状态，可以手动静音。结合实际的LNG燃料RE加载过程，分析了填充系统的可能失效和对策。结果表明，LNG填充过程中要监测的参数是LNG罐的压力和罐中的压力。异常液位包括高水平，高水平和低电平，控制终端需要实时显示LNG储罐液位时间，esd01、esd02、av01、av02、av03停堆操作单元的触发值达到设定值时，显示声光报警液位。此时，工作人员应立即停止加油，如果液位高，继续填充高电平，触发监控系统的声音和灯报警并启动紧急关闭设备。该系统以紧急方式切断ESD01和ESD02以停止加油。当加油系统的液体燃料水平低于设定值时，系统将停止运行，这意味着燃料将被耗尽。该系统应触发声音警报，以提醒员工加油转移或切换。在供油过程中如果LNG储罐内的压力大于设定值，则可能是由于管道堵塞造成的。如果不及时处理，会损坏油箱，造成燃油泄漏。此时，监控系统要求声光监控报警，提醒员工调查相关设备。
5.2加注燃料舱系统监控设计
填充系统的监控接口分为两部分：液位监测和压力状态监测。设置状态显示控制和参数显示控制，实时显示罐中的液位和压力信息;当液位和压力异常时，将LED指示器设置为报警;设置警报释放按钮以释放员工的可听和可视警报;同时，实现控制填充系统作为有效控制填充系统，设置相应的控制按钮以操作填充过程，并在必要时开始紧急截止。液位传感器将液位信号传给控制程序，由FC105转换为实际液位值，存储在MD08中，并通过计算机对设计信号进行判断逻辑。什么时候低于设定值时，上升沿检测无效触发。在同时，发送脉冲信号，并设置输出信号Q0.0，以及触发LED报警输出信号Q0.0和JCBJ开关，确保自锁，确保员工解除报警操作后，相应的报警装置关闭。
结束语
文章主要是依照当前行业的标准提出了双燃料集装箱船LNG燃料监控系统的设计方案，同时应用到PLC位其中的控制器，分析了系统在通过的过程中存在的问题，提出了可行性的解决方案。
参考文献
[1]陈海、丁宝喜、杨万博、杨恒兵. 大型双燃料集装箱船LNG船对船加注关键技术及安全管理[J]. 中国船检, 2020, No.248(12):41-45.
[2]潘兵兵、马军伟、饶建荣、陈健. LNG动力船供气系统调试方案研究[J]. 广东造船, 2020, v.39;No.173(04):94-96.