船舶中央空调自动控制系统研究
船舶中央空调的组态与PLC监控系统设计
统 进 行 管理 监 视 与 控 制 ，如 数 据 采 集 、 存贮 、运 算 、过 程 监 控 、 远 程 控 制 ，并 根 据 现 场 状 况 ，做 出故 障 报 警 、 存 贮 历 史 数 据 与 提 供 数 据 查询 ，并
主控信号 流量 计 液位检测 消防信号 风机故障 水流故障 电 机过载 过滤 器 机组压力
行 安 全 保 护 ， 如 压 缩 机 工 作 压 力 不 正 常 、流 量 过
小 、超 压 保 护 等 。同 时 为 了满 足 学 生 实操 、培 训
手 动 ／自动 转 换
冷 媒 入 口 冷 媒 出 口 冷 却 入 口 冷 却 出 口 室外温 度
生 成 各 类报 表 和 自动 打 印等 。下 位 机 是 系统 的核
心 部 分 ，能 脱 离 上 位 机 独 立 运 行 。 由三 菱 Ｆ ｎ Ｘ２ 一
６ ＭＲ、Ｆ ｎ ３ ０ Ｘ０ 一Ａ模 拟 量 模 块 、ＲＳ ８ 、变 频 器 ； ４５ 智 能 仪 表 ；ＤＣ 等组 成 。通 过 编 程 实 现 中央 空调 Ｓ 系统 从 启 ／ 、手 动 ／ 停 自动 及 温 度 、流 量 、压 力 等 各 工 作 阶段 的 负 荷 控 制 。 同时 对 该 系统 的运 行 进
ＺＨＯＵ Ｍ ｉｇ ｚ ｅｎ ＹＥ Ｃｕ． ， Ｕ ａ ． ｈ ｎ ＺＨＡＮＧ ａ —ｍ ｉｇ ｎ ｈ ， ｉ ａｎ Ｌ Ｘｉｏ ｃ ｕ ， Ｓｈ ｏ ｎ
（ 广东交通职业技术学 院，广州 ５ ０ ０ ） １８ ０
摘
要 ：根 据海 船船员评估训ｌ 练及船舶建 造无人机舱 （ Ｕ Ｏ １ Ａ Ｔ 一 ）的规范要求 ， 在独 立的船舶中央空调 设 备的基础 上 ，应用计算 机控 制技术 并结合可 编程序 控制器 （ Ｃ） 、变 频器 、传感器 、智 ＰＬ
船用空调电气控制系统简介(1)
船用空调电气控制系统简介(1)船用空调电气控制系统简介船用空调电气控制系统是在船舶上安装的空调系统，它主要负责控制空调的运行、调节船舱温度和湿度等。
本文将从以下几个方面介绍船用空调电气控制系统的组成、功能、应用以及维护等方面：一、组成船用空调电气控制系统主要包括以下几个部分：1. 控制器：是空调系统的中枢部分，可以通过控制器实现空调系统的开关、温度调节、湿度控制等操作。
2. 传感器：用于感知船舱内的温度、湿度、空气质量等信息，传感器将这些信息传输给控制器，供其做出运行决策。
3. 电气元件：包括各种开关、继电器、电缆、插头等，是组成空调电气控制系统的基础。
4. 空调设备：指安装在船舱内的空调主机、风机盘管、风口等，也是船用空调电气控制系统的核心部分。
5. 通信线路：用于传输控制信号和数据，实现空调系统的信息交互和控制。
二、功能船用空调电气控制系统的主要功能包括以下几个方面：1. 温度控制：控制空调系统的温度，使船舱内的温度保持在船员舒适的范围之内。
2. 湿度控制：根据船舱内的湿度情况，通过调节空调系统的湿度控制器，让船舱内的湿度保持在适宜的范围内。
3. 空气循环：通过风机盘管、风口等设备，将舱内空气循环，保证舱内空气流通，减少二氧化碳的积累。
4. 空气净化：安装空气过滤器等设备，使进入船舱的空气经过净化处理，避免船舱内的异味和细菌繁殖。
5. 能源管理：通过控制器，对空调系统的能源进行管理，使其在保证船员舒适的前提下，尽可能地节约能源。
三、应用船舶上空调电气控制系统适用于各种类型的船舶，例如客船、货轮、油轮等。
尤其对于需要长期驻留在海上，航行条件严酷的船舶，空调电气控制系统的实用性日益显示出来。
四、维护船用空调电气控制系统是一个比较复杂的系统，需要进行定期维护和检修。
建议船舶管理员根据空调系统运行情况，制定相应的维护计划，每隔一段时间进行系统检查和保养，及时发现和解决问题。
总之，船用空调电气控制系统已经成为船舶上必不可少的设备之一。
集装箱船总体设计中的船舶自动化控制系统
集装箱船总体设计中的船舶自动化控制系统在集装箱船总体设计中，船舶自动化控制系统是一个至关重要的组成部分。
船舶自动化控制系统的设计和实施对于提高船舶的效率、安全性和可靠性都具有重要意义。
本文将从船舶自动化控制系统的定义、设计原则、关键技术和应用前景等方面进行探讨。
一、船舶自动化控制系统的定义船舶自动化控制系统是指利用先进的电子技术、计算机技术和自动控制技术，对船舶的各种设备和系统进行监控、管理和控制的系统。
它包括了船舶动力系统、船舶操纵系统、船舶货物处理系统等各个方面。
通过船舶自动化控制系统，船舶可以实现自动驾驶、自动泊靠、自动装卸货物等功能，大大提高了船舶的操作效率和安全性。
二、船舶自动化控制系统的设计原则1. 安全性原则：船舶自动化控制系统的设计首要考虑是船舶的安全。
系统必须具备可靠的故障检测与容错机制，确保在各种异常情况下能够及时进行应对和处理，保障船舶和船员的安全。
2. 稳定性原则：船舶在海上运行环境复杂，船舶自动化控制系统必须具备良好的稳定性，能够适应各种恶劣的海况和气象条件，保证船舶在不同情况下的稳定性和可靠性。
3. 高效性原则：船舶自动化控制系统的设计要考虑到提高船舶的操作效率和性能，减少人工干预，实现船舶的自动化运行，从而降低运营成本，提高竞争力。
4. 兼容性原则：船舶自动化控制系统的设计应该考虑到与其他系统的兼容性，能够与船舶的其他设备和系统进行有效的集成，实现信息的共享和资源的优化利用。
5. 可维护性原则：船舶自动化控制系统的设计要考虑到系统的可维护性和可升级性，能够方便地进行系统的维护和更新，保证系统的长期稳定运行。
三、船舶自动化控制系统的关键技术1. 传感器技术：传感器是船舶自动化控制系统的重要组成部分，通过传感器可以实现对船舶各个部位的监测和数据采集，为系统的控制和决策提供必要的信息支持。
2. 控制算法：控制算法是船舶自动化控制系统的核心，包括了船舶的自动导航、自动操纵、自动装卸货物等各种功能的控制算法，其设计的优劣直接影响着系统的性能和稳定性。
中小型船舶中央空调系统设计
49作者简介：马承华（1976-），男，助理工程师。
主要从事船舶轮机设计工作。
收稿日期：2017-07-13中小型船舶中央空调系统设计马承华（广州市顺海造船有限公司，广州 511440）摘 要：随着对环境保护和工作居住环境舒适度的重视，国际海事组织对中小型船舶的工作居住环境提出了高的要求。
为了满足市场需求和提高船舶工作居住环境的舒适度，现很多中小型船舶也开始采用间接式中央空调系统，并形成了一定的趋势。
本文通过对直接式和间接式中央空调系统的分析对比，以及采用这两种形式中央空调系统的实船工作情况，对中小型船舶中央空调系统设计和建造进行探讨，希望对业界有一定的指导借鉴意义。
关键词：船舶中央空调系统；噪声；制冷环境；节能；智能化中图分类号：U664.86 文献标识码：ADesign of Central Air Conditioning System for Small andMedium-sized ShipsMA Chenghua( Guangzhou Shunhai Shipyard Limited, Guangzhou 511440 )Abstract: With the development of the world, people's attention to the environmental protection and living and working environment’ comfort, although working conditions and environment in the vessels are bad, the IMO puts forward high requirements for the comfort of working and living environment in the small and medium-sized vessels and its standard also is gradually closed to the luxury passenger and Ro-Ro vessels. In order to meet the needs of the market and improve the living environment of vessels, a number of small and medium-sized ships have also started to adopt indirect central air-conditioning system and formed a certain trend.This paper introduces the direct and indirect central air conditioning systems for small and medium-sized ships and compares the working performances of them.Key words: Marine central air conditioning system; Noise; Air conditioning environment; Energy saving; Intelligence1 前言对于船舶来说，中央空调系统不仅能够为船员和旅客提供较为舒适的工作和生活环境，还能够确保船舶的各项设备正常运转。
某教学实习船节能型空调系统设计研究
模 糊 控 制 技 术 和 循环 水 泵 采 用 变 频 调 速 方 式 等 进 行 了综 合 设 计 研 究 ， 实 现 教 学 实 习 船 空 调 环 保 节 能 。 以 关键 词 ： 制冷压缩机 模糊控制 循环水泵 节能
中图 分类 号 ： Ｂ Ｔ ６
文 献标 识 码 ： Ａ
人， 有专业教室３ 、 功能学术厅 １ 、 设 间 多 间
空调舱室 ， 它在 整 个 空 调 系统 中 是 运 行 时 其 下 启动 ； 是 调 节 压缩 机 的制 冷 量 。 缩 机 间 最 长 的 设 备 ， 能 耗 约 占整 个 中 央 空 调 二 压 所以 这 一 环节 的 节 能具 有 ５ （） 个等 ， 调 系 统较 大 。 据 计 算 夏 季 工况 总 排 气 量 的 调 节 方 法 有 ： １顶 开 部 分 汽 缸 的 系统 能 耗 的 １ ％， 空 根 （） （ 用旁 通 经 济 意 义 。 学 实 习 船 采 用 变 频 组 合式 空 ３ 教 风量 为８ Ｏ Ｏ 制冷 压缩机 耗能 ｌ ３ ｋ ， ７ Ｏ ｍ ０ ０ ｗ 连 吸气 阀 片 ，２ 改变 压缩 机 的转 速 ； ） 空 除湿 、 加热 、 湿 、 加 除 同冷 媒 水 泵风 机在 内整 个 空 调 系 统 耗 能 在 阀 使 部 分 缸 的 排 气 旁 通 回 吸 气 腔 ， 种 方 调 箱 ， 气经 集 中处 理（ 这 ｌ ０ ｋ 左右 ， ２０Ｗ 此时 空 调 系统 占整 个 电 网能 法 用 于 顺 流 式 压 缩 机 ，４ 改变 附 加 余 隙容 尘 净 化 等 ） 送 到 相 应 舱 室 ， 室 采 用 顶 部 （） 输 舱 侧 保 耗 的 ７ ％， 使 在 冬 季 工 况 ， 调 系统 耗 能 积 的 大 小 。 开 汽 缸 吸 气 阀 片 的 调 节 方 法 直 布 布风 器送 风 。 面 回风 的 方 式 ， 证 舱 ５ 即 空 顶 空 根 占整 个 电 网能 耗 的５ ％以 上 ， ０ 因此 教 学 实 习 是一种广泛应 用的调 节方法 ， 国产 系 列 活 室 温 度场 的均 匀 。 调 箱 采 用变 频 风 机 ，
基于PLC 的船舶中央空调自控系统的设计与实现
基于PLC 的船舶中央空调自控系统的设计与实现谢献纲，王启祥，罗力渊(广东交通职业技术学院，广州510800)摘要:可编程逻辑控制器(PLC) 是以自动控制技术、微型计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代控制装置，目前它已被广泛应用于工业控制的各个领域. 本文介绍了PLC 在船舶中央空调机组中的具体应用，着重探讨了其控制系统的设计及其控制功能的实现.关键词: PLC; 船舶中央空调; 自动控制0 引言由于PLC 具有功能强大、使用可靠、维修简单等优点，因此在制冷空调冷水机组的电路控制设计中普遍被采用，并利用组态软件以取代传统的继电器控制. 本文以船舶中央空调为例，进行基于PLC 的自控系统的设计，经过实际应用系统稳定可靠，获得了令人满意的效果.1 冷水机组PLC 控制系统的构成冷水机组电路控制的程序为:启动时，依次开启冷却塔风机、冷却水泵、冷水泵和制冷压缩机;停机时，依次关闭制冷压缩机、冷水泵、冷却水泵和冷却塔风机.进行PLC 控制设计时，把电控系统分成四部分:冷水机组的启动控制系统、冷水机组的停机控制系统、冷水机组的恒温停机控制系统和冷水机组的故障停机控制系统.2 冷水机组PLC 控制系统的工作过程2. 1 冷水机组的启动控制1) 合上电源开关QF 后，黄色的电源指示灯亮，相序保护继电器XRJ 通电工作，使输入继电器X005的线圈得电，其动合触点闭合，电子温控器WJ 通电工作;2) 按下“启动”按钮1SB2，输入继电器X000 的线圈得电，其动合触点闭合，使辅助继电器M3 的动断触点、输入继电器X001-X004 和X006 以及输出继电器Y000 和Y006 的线圈得电，导致水塔电机TM 的交流接触器KM1 通电，输出继电器Y000 的动合触点闭合“自锁”，主电路水塔电机TM 工作，绿色的运行指示灯HLG1 亮，表示水塔电机工作.3) 在延时若干时间(在此电路中设置为3s) 后，定时器T200 的动合触点闭合，使辅助继电器M2 的动断触点、输出继电器Y000 闭合的动合触点以及输出继电器YO01 和Y007 的线圈得电，使得冷却水泵PM1 的交流接触器KM2 通电，而输出继电器YO01的动合触点闭合“自锁”，主电路冷却水泵PM1 工作，绿色的运行指示灯HLG2 亮，表示冷却水泵PM1 工作. 与此同时，定时器T201 得电工作，输出继电器Y001 在启动线路上的动合触点闭合，为下一步的工作做准备;4)在延时若干时间( 在此电路中设置为3s) 后，定时器T201 的动合触点闭合，使辅助继电器M1 的动断触点、输出继电器Y001 闭合的动合触点以及输出继电器Y002 和Y01O 的线圈得电，冷水泵PM2 的交流接触器KM3 通电并吸合，输出继电器Y002 的动合触点闭合“自锁”，主电路冷水泵PM2 工作，绿色的运行指示灯HLG3 亮，表示冷水泵PMZ 工作.5)冷却水泵PM1 和冷水泵PM2 起动后，在水流的作用下，冷却水控制器的常开触点SL1 及冷冻水控制器的常开触点SL2 闭合，使输入继电器X007 和X010 的线圈得电，触点闭合，为启动制冷压缩机CM做准备;6)在延时若干时间( 在此电路中设置为3 秒)后，定时器T202 的动合触点闭合，使辅助继电器M0的动断触点、输出继电器Y002 闭合的动合触点、输入继电器XO07 和X01O 闭合的动合触点以及输入继电器X011-X013 的动断触点的线圈得电，制冷压缩机CM 的交流接触器KM4 通电并吸合，输出继电器YO03 的动合触点闭合“自锁”，主电路制冷压缩机CM 工作，绿色的运行指示灯HLG4 亮，表示制冷压缩机CM 工作.2. 2 冷水机组的停机控制1)按下“停止”按钮2SB2，输入继电器X014 的线圈得电，其动合触点闭合，M0 的线圈得电，使串接在CM 的KM4 电路上的动断触点断开，输出继电器Y003 的线圈失电，KM4 断电，制冷压缩机停止工作，HLG4 熄灭. 与此同时，M0 的动合触点闭合“自锁”，T203 得电工作，串接在启动线路上各闭合的Y003 动合触点断开;2)在延时若干时间( 在此电路中设置为3s) 后，T203 的动合触点闭合，M1 的线圈得电，使串接在PM2 的KM3 电路上的动断触点断开，输出继电器Y002 的线圈、定时器T202 的线圈以及PM2 的KM3失电，PM2 停止工作，HLG3 熄灭.3)在延时若干时间( 在此电路中设置为3s) 后，M2 的线圈得电，使串接在PM1 的KM2 电路上的动断触点断开，使输出继电器Y001 的线圈、定时器T201的线圈失电，PM1 停止工作，HLG2 熄灭.4)在延时若干时间( 在此电路中设置为3s) 后，T205 的动合触点闭合，使M3 的线圈得电，串接在TM的KM1 电路上的动断触点断开，输出继电器Y000 的线圈、定时器T20O 的线圈、TM 的KM1 失电，TM 停止工作，HLG1 熄灭.2. 3 冷水机组的恒温停机控制当冷水机组的冷冻水水温达到温度控制器WJ的停机设定值时，WJ 的动合触点闭合，输入继电器X013 的线圈得电，使输出继电器Y003 的线圈、CM 的KM4 失电，导致CM 停止工作，绿色的运行指示灯HLG4 熄灭. 同时，动合触点X013 闭合，使得输出继电器Y012 的线圈得电，黄色的恒温指示灯HL Y 亮，表示水冷冷水机组处于恒温状态.4 结语PLC 的应用大大地提高了冷水机组电控系统的自动化水平和网络兼容性，使系统的使用和维护更加简便，并且克服了传统控制方案中许多致命弱点，达到了安全可靠运行和高效节能的目的. 因此，PLC值得在更多的制冷空调控制系统中推广应用.。
船舶自动化控制系统的设计与实现
船舶自动化控制系统的设计与实现在现代航海领域，船舶自动化控制系统的发展已经成为提高船舶运行效率、安全性和可靠性的关键因素。
船舶自动化控制系统能够实现对船舶各种设备和系统的自动监测、控制和管理，减轻船员的工作负担，优化船舶的性能，降低运营成本，并确保船舶在各种复杂的海况下能够稳定、安全地航行。
船舶自动化控制系统涵盖了多个方面，包括船舶动力系统、导航系统、通信系统、货物装卸系统等。
其设计和实现需要综合考虑船舶的类型、用途、航行环境以及相关的国际法规和标准。
在动力系统方面，自动化控制主要涉及到主机、辅机的运行控制和监测。
通过传感器采集主机和辅机的运行参数，如转速、油温、油压等，并将这些数据传输到中央控制系统。
中央控制系统根据预设的控制策略和算法，对动力系统进行实时调整和优化，以确保船舶在不同的负载和海况下都能够保持高效、稳定的动力输出。
例如，当船舶遭遇恶劣海况或重载时，控制系统会自动增加主机的输出功率，以维持船舶的航速；而在轻载或良好海况下，则会适当降低功率，以节省燃油消耗。
导航系统是船舶自动化控制系统的另一个重要组成部分。
现代船舶通常配备了卫星导航系统、雷达、电子海图等多种导航设备。
这些设备通过数据接口与中央控制系统相连，实现信息的共享和融合。
控制系统能够根据导航设备提供的信息，自动规划航线，并对船舶的航向、航速进行精确控制，避免船舶偏离航线或发生碰撞事故。
同时，导航系统还能够实时监测周围的船舶和障碍物，并及时发出警报，为船舶的安全航行提供保障。
通信系统在船舶自动化控制中也起着至关重要的作用。
船舶需要与岸基、其他船舶以及卫星进行通信，以获取气象、海况、港口等信息。
自动化控制系统能够实现通信设备的自动切换和优化，确保船舶在任何时候都能够保持畅通的通信。
例如，当船舶进入卫星覆盖区域时，控制系统会自动切换到卫星通信模式；而在靠近港口时，则会切换到岸基通信模式。
货物装卸系统的自动化控制能够提高货物装卸的效率和安全性。
某教学实习船节能型空调系统设计研究
某教学实习船节能型空调系统设计研究摘要:船舶空调系统是船舶的重要辅助设备之一,空调装置性能直接关系到船员和旅客的生活和工作环境。
智能、环保和节能型空调装置是未来船舶空调科学技术发展的必然趋势。
本文根据教学实习船空调系统特性,通过改善制冷压缩机变频调速性能,中央空调智能模糊控制技术和循环水泵采用变频调速方式等进行了综合设计研究,以实现教学实习船空调环保节能。
关键词:制冷压缩机模糊控制循环水泵节能船舶空调主要是为船舶工作人员提供舒适的工作和学习场所,但它需要消耗一定量的电能,远洋船舶空调系统耗电量约为总电站容量的20％左右。
上海海事大学教学实习船是一艘船长189.9m、型宽32.26m、型深15.76m的教学实习船;其额定载员198人,设有专业教室3间、多功能学术厅1间、阅览室1间、娱乐室1间、餐厅4间、驾驶台2个等,空调系统较大。
根据计算夏季工况总风量为87000m3制冷压缩机耗能1030kW,连同冷媒水泵风机在内整个空调系统耗能在1200kW左右,此时空调系统占整个电网能耗的75%,即使在冬季工况,空调系统耗能占整个电网能耗的50%以上,因此教学实习船空调系统的选型有效节能措施的使用尤其重要。
众所周知船舶中央空调系统有四大循环:(1)室内空气循环。
(2)冷媒水循环。
(3)制冷剂循环。
(4)系统冷却水循环。
由此可知,若能在四大循环上做节能工作,则每一循环所节省下来的效益也就愈大。
下面就中央空调系统的压缩机的节电、模糊控制和循环水泵变频节能技术进行分别介绍。
1 制冷压缩机制冷压缩机的耗电量约占整个船舶中央空调系统的60%左右。
在设计选型时,要比实际峰值热负载大20%左右,一般情况下实际峰值热负载在全年出现的频率是比较低的,全年平均热负载大约是峰值热负载的60%～70%,即只有制冷压缩机主机容量的50%～60%,因此只要制冷压缩机采取适当节能措施就能达到很好的节能效果下面就以最常用的活塞式和螺杆式压缩机为例进行说明。
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夏 平，等：船舶中央空调自动控制系统研究
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信号转换器
集中控制用电脑 局域网
终端电脑
液晶控制器
Hale Waihona Puke PLC 可编程控制器传感器
图 2 系统结构
1.3 控制系统硬件 1) 工控机：监控系统的主控计算机选用 IPC-510H 工控机，其优点是可靠性高，抗干扰能力强，可满
足控制系统在恶劣环境下不间断工作的要求。 2) 控制器组成见表 1。
【参 考 文 献】
[1] 由成良，刘万松. VAV技术在船舶空调领域应用可行性分析[J]. 船舶空调，2000, (1): 33-36. [2] 卢士勋. 制冷与空气调节技术[M]. 上海：上海科学普及出版社，1992. [3] 宁永生，王琪辉，张 英. 大型空调中央监控系统设计[J]. 暖通空调，2004, 34 (3): 59-61. [4] 张红军，贺建军. PLC在过程控制系统实验装置中的应用[J]. 可编程控制器与工厂自动化，2005 (6): 48-50. [5] 弭洪涛. PLC应用技术[M]. 北京：中国电力出版社，2004. [6] 姜世凯，吴成东，张丽丹. 变风量空调自动控制系统设计[J]. 低压电器，2008 (12): 8-12.
组成，工控机可以显示被监测对象的参数，控制指令也可由工控机下达。而且 PLC 可以接受监测参数的信号,输
出控制信号给执行机构，由执行机构动作，完成中央空调系统的自动控制。
关键词：船舶中央空调；自动控制；组态软件
中图分类号：U664.86
文献标识码：A
文章编号：2095-4069 (2012) 04-0029-04
NAVAL ARCHITECTURE AND OCEAN ENGINEERING 船舶与海洋工程 2012 年第 4 期（总第 92 期）
轮机与辅机
船舶中央空调自动控制系统研究
夏 平，阚安康，汤 伟，金雅婷
（上海海事大学，上海 201306）
摘要：针对船舶中央空调系统设计一种基于组态软件的自动控制系统，该系统由上位机(工控机)和下位机两部分
规格 PT1000 SPKT*R
数量 22 12 1
2 控制系统软件设计
2.1 程序设计 硬件组态后，在 STEP-7 的 SIMATIC Manager 下编写程序。由于系统的外部控制信号点数多，机构多，
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船舶与海洋工程 2012 年第 4 期
各个机构既有独立性，又有相关性，因此系统进行模块化程序设计，采用自然语言的梯形图编程，将每个 机构编写成功能块 FC 或功能块 FB，这样既增加了程序的可读性，又减少了工作量[5]。 2.2 实时数据库
表 1 控制器组成
序号 1 2 3 4 5
项目 PLC 控制器
显示器 室内温度传感器/变送器
开关电源 控制箱
规格 PCO3XS
PGD3
220/24V
数量 4 2 8 2 2
3) 室内温度传感器/变送器组成见表 2。 表 2 传感器/变送器组成
序号 1 2 3
项目 温度传感器 压力传感器 电磁式流量计
上位机软件采用组态王 6.5 软件编写，其具有丰富的设备驱动程序，灵活的组态方式和数据连接功能， 可以充分利用 Windows 图形编辑功能构成监控画面，人机界面设计简单，现场的状况能以动画的形式反映 在屏幕上，同时，操作人员的控制命令也可以迅速到达现场。
组态王与 S7-200PLC 之间支持多种通信方式，但其端口号与通信波特率须设置一致。组态王是通过对 逻辑设备名的管理实现对设备的管理，即具体 I/O 设备与逻辑设备名一一对应，组态王中的 I/O 变量与具 体 I/O 设备的数据交换是通过逻辑设备名来实现的，一个逻辑设备可与多个 I/O 变量对应。
图 1 中央空调系统
1.2 控制系统结构 整个集中控制系统分 4 个层次： 1) 中央控制计算机：装有 PLC（可编程逻辑控制器）的控制程序以及网络版组态软件，所有的控制
都在这里实现，是整个系统的中心； 2) 操作员站：36 个操作员站布置在多媒体室（即工作间），每个操作员站的电脑装有网络版组态软件，
1) 全自动操作功能。根据设定的状态参数，自动完成各种设备启停等操作； 2) 手动操作功能。根据设定的状态参数，手动完成各种设备启停等操作； 3) 系统各个基本参数和运行参数的监测。 中央空调系统自动监控的功能有：监测润滑油的压差和压缩机的高低压及对应的温度，当超过极限值 时报警，以保证压缩机正常工作；监测与记录冷水机组的冷凝压力与蒸发压力，使冷水机组正常工作；压 缩机的启停；冷冻水泵与冷却水泵的启停；冷冻水温度和流量参数的监控；冷却塔的启停；送风机与回风 机的启停；新风、回风与排风阀的开启度调节；新风比调节，在卫生条件允许的情况下，控制最低新风量，
can display the parameters of the objects being monitored and issue control instructions. The PLC can receive signals of
the monitored parameters and send out control signals to the actuators to realize the automatic control of the marine
central air-conditioning system.
Key words: marine central air-conditioning; automatic control; Kingview software
0 引言
船舶空调系统一般都采用固定风量的定风量系统，并且是按舱室热湿负荷最大时的总和确定送风量[1]。 对于区域舱室多，各舱室功能不一的船舱空调系统，采用变风量系统不仅能满足不同舱室负荷变化，及时 调节送入舱室的风量，满足人员的舒适性要求，还能达到节能的目的。随着计算机控制技术和信息技术的 快速发展，变风量空调系统在自动控制方面的优势备受关注。本文基于组态软件下研制的变风量空调自动 控制系统，不仅能够实现精确的自动控制，而且操作简单。
夏 平，等：船舶中央空调自动控制系统研究
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3 结语
该系统已成功应用于船舶中央空调实验室建设项目中，经过连续运行表明：系统设计合理、投入成本 较低、运行稳定、节能效果明显，既减轻了工作人员的劳动强度，又提高了自动化管理水平，具有较高的 实用和推广价值。由于考虑到后续的研究和教学，同时设计了两种空调机组同时并存，以便在不同的外界 环境条件下，进行两种空调机组的性能和能耗的实验与分析。
在操作过程中，通过如图 3 所示的监控窗口可得到各种检测参数，同时也可对被调对象的参数进行控 制。上位机发出命令后，通过动态数据库将信号输送给下位机 PLC，PLC 输出信号，驱动现场对应的执行 机构。在系统的运行过程中，各种检测参数都是实时动态地显示在上位机的屏幕上。
图 3 监控窗口
整个人机界面含有几个子窗口：系统运行窗口可以形象地显示出水冷或则风冷机组的基本系统架构，将 当前机组的运行的动态效果运行主机内的冷媒流动的方向以及监控主机运行时候的各个设备的运行状态和 参数实时地显示出来；趋势曲线窗口：实时曲线窗口显示多媒体教室内的温度和湿度实时变化趋势曲线，历 史趋势窗口显示出多媒体教室内的温度和湿度的历史变化趋势曲线；报警信息窗口：当系统运行出现异常状 态时，显示各个设备出现故障后的报警信息，用户可根据报警信息排除故障； 数据报表窗口：通过该窗口 可以查阅系统的实时数据报表，或根据条件查询生产历史数据报表，还可根据需要进行编辑打印。
系统中所有的控制点在组态王的数据字典中被定义，所有控制点的信息形成实时动态数据库，其为整 个系统数据处理的核心，可以使现场数据状况以动画反应在屏幕上，同时操作人员在计算机前发布的控制 命令也能迅速到达现场，并最终体现在现场设备的动作上。这种双向、动态的数据交换，是实时数据库联 系上位机与下位机的桥梁[6]。 2.3 人机界面设计
操作员站和中央控制计算机之间是通过外部 WAP 访问的方式进行通信； 3) PLC 和采集模块； 4) 各类传感器。 系统的工作原理：由传感器测量现场的环境变量，PLC 控制系统接受传感器输出的信号并按设定程序
进行运算，然后输出控制信号给执行机构，执行机构动作，从而实现中央空调的自动控制。同时，PLC 控 制系统与上位机监控系统进行通信，上位机与下位机的数据通信通过点对点接口 PPI(点到点协议)实现[4]， 监控参数在上位机监控系统显示出来。系统结构见图 2。
1 系统概况
1.1 控制系统组成和功能 中央空调系统含有水冷冷水机组系统和风冷热泵系统。两者最大的区别是冷却高温制冷剂的介质不
同。在夏季制冷工况下，可以运行其中一个系统；在冬季制热工况下，只能运行风冷热泵系统。中央空调 整个控制系统包括冷水机组控制系统、冷冻水控制系统、冷却水控制系统、新风机控制系统和空调箱控制 系统。中央空调的自动监控系统可进行下述操作：
Abstract: An automatic control system based on Kingview Software is designed for the marine central air-conditioning
system, which is composed by the upper computer (industrial personal computer—IPC) and the lower computer; the IPC
基金项目：上海市重点学科资助项目（J50603）；上海海事大学研究生创新基金资助项目（yc2009111）。 第一作者简介：夏 平，男，1988 年生。上海海事大学在读硕士研究生，研究方向为船舶空调。 收稿日期：2012-05-17
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船舶与海洋工程 2012 年第 4 期
最大限度地利用回风，来达到节能的目的。在进行全新风运行时，新风阀全开，空调系统的运转只是通风 换气；检测新风、回风与送风的温度和湿度，是以回风温度作为被调对象的温度控制参数，因为回风温 度能近似反映被调对象的平均状况；湿度的控制参数一般为送风湿度[2]。所有监控就是要保证空调区域 空气温度与湿度在设定范围内满足舒适性的要求，又能最大限度地实现节能。系统设计时，可根据工程 的实际情况，在上述监控点位的基础上增加或减少一些监控点位即可得到较为满意的效果[3]，中央空调 系统见图 1。