基于催化电子协同技术法处理船舶压载水远程控制的自动化技术研究

2020-09-16高瑞侠

科学与信息化 2020年14期

高瑞侠

摘要：由催化电子协同产生的高氧化活性物质（CIO^-，·OH，H2O2）是现行最为高效的处理船舶压载水的技术之一，通过采用基于PLC的船舶压载水远程控制单元，实现了船员机舱监控，一键操作，完成压载水的压载和卸载全过程。

关键词：压载水;远程控制;自动化

前言

船舶压载水处理系统（BWMS）是为满足国际海事组织（IMO）对船舶压载水排放要求而研制的一种高技术船用环保设备，主要由过滤单元、处理单元（EUT单元）、监测（TRO单元）和控制单元等部分组成，用于去除船舶压载水中的细菌、病毒及休眠中的卵和藻类等，达到保护海洋环境的目的。

1催化电子协同技术法处理船舶压载水技术简介

由催化电子协同产生的高氧化活性物质（CIO^-，·OH，H2O2）是用于BWMs杀菌灭活的主要成分，催化剂在电子的作用下产生的物质与水中的盐度也有关系，当处理的海水盐度大于20时产生的主要物质是（CIO^-，H2Oz）当水的盐度小于20时产生的主要物质是（OH，CIO^-，H2O2），当水中的盐度小于3时产生的物质主要是（-OH，H2O2），这些高级氧化物质对水体中的细菌和藻类的细胞、RNA、DNA进行氧化作用，使其失活和死亡，从而达到灭菌灭藻效果。

2远程控制自动系统工作流程

远程控制自动系统负责整个BWMS的控制，包括各类监测传感信号的采集处理、报警信号的处理、系统启动和关闭顺序的自动控制，包含系统运行所必需的控制程序。远程控制自动系统面板可以显示BWMS的工作状态，包括各组成部分的工作状态，传感器实时检测到的数据。设备发生故障时控制单元可发出声光报警，自动切断电源停止系统工作。控制单元内部可存储和记录设备运行隋况，并能够按照正式的检查要求显示数据。

远程控制自动系统采集整个系统的各类监测传感信号，包括各个阀门的开闭状态，盐度计、流量计、EUT电源的电流值和电压值、TRO值等监测信号，以及船舶的航行数据。控制单元的电脑系统通过内置程序，根据采集到的各个参数，计算出电流值、电压值来调整系统的运行情况，直至达到最佳运行状态，这样，BWMS可以一直维持在最佳状态下进行运行。

远程控制自动系统还具有记录和存储功能，它可以记录和存储不少于24个月的运行数据，记录数据包括船的一般信息（船名、IMO号、BWMS制造商、型号、安装日期、TRC、处理方式）、运行参数（操作时间和模式、运行压载泵、经纬度、流速、盐度、温度、电压、电流等）、报警信息（阀门报警、设备故障报警、运行参数超范围报警等）。并具有报警输出接口，可以实现与机控室其他报警信号的融合，从而保证报警信息能够在机舱任何角落都可以被轻易地察觉到。

远程控制自动系统实现了“压载”、“卸载”和“旁通”操作，供电后，通过控制面板上的按钮进行操作，不需要人工干预，系统内会显示所有的参数和运行状态。

3调节和控制面板介绍

系统面包共计包含四个区域，包括：①监视控制区，②控制区，③功能区，④电源控制区。

3.1监视控制区

监视控制区可以显示BWMS的状态、传感器检测到的数据等内容，还可以让操作人员了解现在和过去BWMS的工作情况;借助于屏幕按钮，软键盘等输入方式，可灵活修改参数。主要包括以下几个界面：

管道（Pipe）界面主要用来描述当前设备运行的管路信息，在该界面能够直观地看到各个阀门的状态，可判断水流的通路和方向，监视系统的运行状况。此外，右上角信息栏中可显示系统的瞬时流量和总流量以及BWMS的运行累计时间。同时界面包含了GPS、温度、TRO等传感器的数值。如果系统出现故障，界面中会出现报警信息框。

日志（Log）界面有两种功能，Operation Log用来记录和显示系统日志，列表为事件产生的时间和日期，事件包括压载，卸载，紧急操作、旁通。Data Record用来记录和显示系统在运行过程中的监测参数，包括时间、TRO浓度、盐度、温度、流量、EUT电源输出的电流和电压参数。日志以RDB数据库文件格式保存在触摸屏MMC目录下。RDB为一种不可修改文件格式，不可修改和删除。日志的详细信息包含所進行的操作，包含该操作持续的时间，该操作时船舶所处的位置，该位置的水深，操作结束后的流量统计等。当系统运行出现异常时，报警界面将会提示目前的报警信息、统计报警数量、显示当前的报警内容和报警序号。相关人员应该立即查看故障位置并判断故障原因，如果故障可能威胁到人员和设备安全，应该立即采取相应措施。报警分为实时报警记录和历史报警记录，用户可根据自己的需要进行选择。

3.2控制区

包括三个按键，分别实现三种不同的功能。

Ballast：开启压载模式。通过按压此按钮来启用压载功能。

正常流程为：海底门——水泵——过滤器——EUT单元——压载舱。

De-ballast：开启卸载过程。通过按压此按钮来启用卸载功能。

正常流程为：压载舱——水泵——舷外。再次按压卸载按钮来结束卸载模式。

Bypass：启动紧急模式。当出现紧急状况，通过此按键可以紧急开启旁通管路阀门。

压载水将不通过BWMS，直接从旁通管路进入压载舱或者直接排舷外。

3.3功能区

功能区分为三个功能按钮，包括消音、远程本地切换和测试，其中测试按钮用来测试控制单元报警功能是否工作正常。保持此键按下状态三秒后，控制单元如果工作正常，会有声光报警，当松开此键，控制单元恢复到正常工作状态。

3.4供电控制区

该区域包括压载水系统内的声光报警Alarm、启动按钮Power on、停止按钮Power off、急停按钮Emergency Switch，按下此按钮后，系统自动打开旁通阀相关阀门，然后自动关闭压载相关阀门，EUT电源待机，压载水将不经过BWMS，直接进入压载舱。