一種船用排油監控系統的製作方法
2023-05-05 22:00:41 2
本實用新型涉及到一種船用排油監控系統，滿足相關國際標準設計要求，並能利用船舶定位裝置記錄船舶位置，並將各種監控數據以電子方式存儲以備檢查，為PSC檢查提供了依據，從而減少了排放汙水的含油量、保護了海洋環境、節省了石油資源。
背景技術：
為防止含油汙水對海洋造成汙染，73/78防汙公約附則I對船舶含油汙水的排放作出了詳細嚴格的規定；2003年IMO也通過了MEPC.107(49)和MEPC.108(49)決議，對船舶的排油監控系統的設計提出了最新標準：船舶艙底水或汙水井等艙室的排放汙水需滿足含油量不超過15ppm；油船壓載水和洗艙水的排放須滿足排油速率不大於30升/海裡、排油總量不超過先前貨物的1/30000。
但是很多船員認為使用油水分離器、排油監控設備麻煩、操作複雜或者整個監控系統工作不穩定，容易出現故障，所以排放含油汙水時根本不經過監控系統，從而保持整個系統完好以備檢查。針對這種情況，有必要設計一種性能好、可靠性高、易於操作的排油監控系統控制設計單元。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種船用排油監控系統，主要解決目前監控設備操作複雜以及系統不穩定的技術問題。
本實用新型的技術方案是：一種船用排油監控系統，包括依次連接的排放泵、流量計、油份計和排弦外閥，排放泵、流量計、油份計和排弦外閥均與控制單元連接，控制單元還連接GPS定位系統、報警裝置和航速測量裝置。流量計、油份計和航速測量裝置的數據經模擬量採集模塊採集後傳遞給控制單元的CPU模塊，再經開關量輸入輸出模塊輸出控制排放閥、排弦外閥和報警裝置，控制單元的CPU模塊通過串口通訊模塊連接GPS定位系統、印表機和上位機，控制單元的CPU模塊還連接數據存儲模塊、實時時鐘模塊和人機互動模塊。
本實用新型的有益效果是：採用模塊化設計，滿足相關國際標準設計要求，並能利用船舶定位裝置記錄船舶位置，並將各種監控數據以電子方式存儲以備檢查。各模塊可按要求增加/減少擴展接口，從而獲得較高的性價比。
附圖說明
圖1為本實用新型結構連接框圖。
圖2為本實用新型系統控制框圖。
圖中：1-控制單元，2-排放泵，3-流量計，4-油份計，5-排弦外閥，6-報警裝置，7-GPS定位系統，8-航速測量裝置。
具體實施方式
參照圖1，一種船用排油監控系統，包括依次連接的排放泵2、流量計3、油份計4和排弦外閥5，排放泵2、流量計3、油份計4和排弦外閥5均與控制單元1連接，控制單元1還連接GPS定位系統7、報警裝置6和航速測量裝置8。參照圖2，流量計、油份計和航速測量裝置的數據經模擬量採集模塊採集後傳遞給控制單元的CPU模塊（8051單片機），再經開關量輸入輸出模塊輸出控制排放閥、排弦外閥和報警裝置，控制單元的CPU模塊通過串口通訊模塊連接GPS定位系統、印表機和上位機，控制單元的CPU模塊還連接數據存儲模塊、實時時鐘模塊和人機互動模塊。控制單元CPU模塊通過讀取油份濃度、船速、流量、船舶位置等信號，經過計算分析，自動控制含油汙水的排放，完成監控數據的顯示、存儲、列印及報警功能。
實時時鐘模塊：內置時鐘晶片DS1302，可以對年、月、周、日、時、分、秒進行計時，連續產生時間和日期信息，電路設計採用三線接口與CPU同步通信。
模擬量採集模塊：配置多路A/D轉換器，可將採集的油份濃度信號、流量信號、船速信號實時轉換成數位訊號，傳遞至CPU模塊。
開關量輸入輸出模塊：多路開關量輸入輸出，可採集排放泵啟停狀態、排舷外閥閥位狀態；可輸出啟停排放泵、切換排舷外閥閥位、聲光報警等控制信號。
人機互動模塊：帶有鍵盤晶片ZLG7289-A，可用於系統初始參數(油份計量程/流量計量程/航速量程、小於標準要求的油份限值/排油速度限值/排油總量限值等)設定；人工越控停泵、停止排舷外、查詢列印記錄等。通過液晶顯示器，可顯示的內容有：日期和時間、閥位狀態、泵狀態、航行速度、瞬時油份濃度、含油汙水排放速度、瞬時排油速度、排油總量、報警指示。
數據存儲模塊：多個信息寄存器，記錄監控期間的參數、排放開始時間、排放終止時間、報警開始與結束時間等，存儲參數超標記錄、參數修改記錄等。並且能以電子方式進行存儲，至少能夠保存三年，以備檢查。
串口通訊模塊：連接CPU模塊與GPS定位系統、印表機、上位機。可實現實時採集船舶位置(經度和緯度)至CPU模塊，從而確保未在公約所禁止的區域排放；實現與上位機的通訊，滿足上位機對含油汙水排放的監控功能。
CPU模塊：可對採集的數據進行分析計算，與人工設定的相關初始參數進行比較，作出決策（給出控制信號）。主要通過讀取油份濃度值(ppm)、含油汙水排放速度(m³/h)、船舶航行速度(kn)，然後計算瞬時排油速率和排油總量，當油份濃度、瞬時排油速率、排油總量這三項指標的任何一項超過規定指標時，停止排舷外，返回汙水艙，同時發出警報。模塊化設計的排油監控系統，便於系統標準化，方便使用維護，並可按要求增加/減少擴展接口，從而獲得較高的性價比。