摘 要

随着地球的全球化发展，世界的联系变得更加的紧密，世界变成了一个全球村，在这个全球化的进程中，船舶运输有着举足轻重的作用。随着航运的发展，海上出现越来越多的船舶，对海洋的污染情况也随之加剧，因此，在世界范围内，世界各国越来越重视船舶防污染措施的实行，并且专门制定了世界性的船舶防污染规定，加大了对船舶的监管力度。在船舶海洋污染中，船舶污油泄露造成的污染占据了极大的比重，对航洋的生态环境造成了严重破坏，因此国际上规定船舶必须装有油水分离器，将要排放到海洋中的污水进行油水分离，将污油与水分离开来，保障排放的污水中的含油量低于15PPM。因此，船舶对船舶油水分离器的性能有很大的要求。传统的油水分离器一般采用的是继电器触点接线模式，功能简单，连线复杂，操作困难，容易发生故障，并且查询故障原因繁琐，现在的船舶油水分离器一般采用PLC控制系统，具有简单易懂，操作方便，并且功能强大，可以轻松显示系统运行的状态，查询故障方便，自动化程度较高等优点。本篇论文就是介绍如何设计船舶油水分离器的PLC控制系统，本篇论文的目的是掌握选择PLC的硬件选择技巧，学会 PLC的软件设计，最终完成了船舶油水分离器的PLC控制系统设计。

关键词：海洋；船舶油水分离器；PLC；船舶

Abstract

Along with the globalization, the world becomes more closely and becomes a global village, the transportation of the ship plays an important role in the globalization. With the development of shipping, there are more and more ships in the sea, and the pollution of the sea is increasing. Therefore, in the world, more and more countries around the world pay more attention to the implementation of the ship pollution prevention measures, and specialized in the development of the world's marine pollution prevention regulations, increased supervision of the ship in marine pollution. In the marine pollution, the pollution caused by the leakage of the ship oil occupies a great proportion, which has caused serious damage to the ecological environment of the ship. Therefore, the international provisions of the ship must be equipped with oil-water separator, the sewage will be discharged into the sea oil and water separation after Oil and water was separated. the oil content of the discharged sewage is lower than 15PPM. Therefore, the performance of the ship oil water separator is very large. The traditional oil water separator generally uses the relay contact wiring mode, the function is simple, the connection is complex, the operation is difficult, the fault is easy to occur, and the inquiry fault reason is tedious. Now the ship oil-water separator general adoption of PLC control system, has the simple, convenient operation and powerful function can easily display system running state and fault query convenient, the automation degree is higher advantages. This paper is to introduce how to design the control system of PLC ship oil-water separator, the purpose of this paper is to grasp the selection of PLC hardware selection techniques, learn the software design of PLC, finally completed the design of the control system of PLC ship oil-water separator.

Key Words：sea; oil water separator; PLC; ship

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 PLC的国内外研究现状 2

1.3 可编程控制器的特点 2

1.4 本章小结 3

第2章 船舶油水分离器装置 4

2.1 船舶油水分离器的分离方法 4

2.2 油水分离器装置工作原理 5

2.2.1 油水分离器的部件介绍 5

2.2.2 油水分离器的三个流程 6

2.3 船舶油水分离器的管理 7

2.4 本章小结 8

第3章 船舶油水分离器的硬件设计 9

3.1 PLC系统的基本结构和船用PLC的常见类型 9

3.1.1 PLC的基本结构 9

3.1.2 PLC的工作原理 10

3.1.3 船用PLC的常见类型 11

3.2 PLC常用模块 11

3.2.1 CPU模块 12

3.2.2 扩展模块 13

3.3 船舶油水分离器PLC的硬件选择 13

3.3.1 船舶油水分离器 PLC控制系统系统功能要求 13

3.3.2 船舶油水分离器控制系统的硬件选择 14

3.4 本章小结 16

第4章 船舶油水分离器PLC的软件设计 17

4.1 编程语言原则 17

4.2 船舶油水分离器流程图 17

4.3 梯形图设计 18

4.4 模拟调试 23

4.4.1 软件模拟调试 23

4.4.2 现场调试 24

4.5 本章小结 24

第5章 总结与展望 25

5.1 总结 25

5.2 展望 25

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景

在地球上，海洋占据着71%的比例，它与我们的社会息息相关。海洋中有大量的自然资源，可以为我们提供充足的生活所需的各种资源；海洋有着完善的生态系统，它可以帮助我们调节全球气候，但是，随着社会的发展，人类在开发和利用海洋资源的同时也在很大程度地污染着海洋环境。现在这种污染越来越严重，已经对某些海洋区域造成了重大破坏，严重影响到了海洋生物的生存以及我们人类的健康，所以我们必须加大对海洋的保护力度。

船舶主要通过油类污染和废油类污染这两种途径对海洋环境进行污染。造成油类污染途径有很多，但是最主要原因的还是船舶在航行过程中由于船舶操作人员的操作不合理造成油类产品处置不符合国际规定而造成泄露或者船舶设备出现故障而引起的油类产品泄露。船舶管理人员对机舱舱底污水、油类压载污水、洗舱污水的处理不恰当造成排放到海洋中的污水含油量严重超出国际规定的标准排放污水含油量以及一些突发事故（比如遭遇海难）中引发的漏油事件是造成船舶油类污染的主要来源。船舶油水分离器能很好的解决油污水的超标排放问题，可以使舱底水在经过船舶油水分离器处理后达到排放标准，然后可以在规定的合法区域让处理过的舱底水排出舷外，可以有效的让船舶对油污水的处理能力得到提升，从而更好的维护海洋环境。油水分离器是船舶控制排放到舷外的污水中含油量必不可少的设备，它大大降低了船舶对海洋排放的含油量，减少了船舶在航行过程中对海洋造成油类污染破坏程度，它在船舶中有着重要的地位，并且是国际上检查污油排放的重点检查设备。在MARPOL73、78公约附则Ⅰ第9条规定:对于400总吨及以上的非油船和油船机器处所的舱底（不包括货油泵舱的舱底）的排放（但不得混有货油的残油），未经稀释的排出物含油量不超过15ppm^[1]；第16条规定：凡10000总吨及以上的任何船舶，应装有经主管机关批准的滤油设备和当排出物的含油量超过15ppm时能发出报警并自动停止含有混合物排放的装置^[2]。因此，在船舶航行时对船舶油水分离器的控制显得尤为重要，必须按照规范操作，减少操作失误的几率，严格控制排放污水的含油量。在过去，船舶油水分离器的传统连接电路通常采取物理继电器、接触器等器材进行连接而成，就会导致传统的继电-接触器控制系统接线工程巨大、可靠性表现差、容易发生事故、维修工作十分艰难等毛病，给船员的正常工作带来了极大不便。同时船舶油水分离器本身的工作状况变化较大，采用继电-接触器的船舶油水分离器控制系统则显得相对脆弱，对船舶的安全营运构成了潜在威胁。所以现在已很少采用，取而代之则是是采用PLC来控制。

1.2 PLC的国内外研究现状

PLC自从出现以来，经过几十年的发展，在世界范围内已经成为了重要的工业产业之一。在世界上的需求越来越多，销售总额不断创造新高，产品更新越来越快。当前世界上有上百家的厂家生产PLC，比较出名的有美国AB通用公司、莫迪康公司，日本的三菱、富士、松下电工等公司，德国的西门子，韩国的三星、LG等公司。