一种船用柴油机SCR控制系统技术方案

一种船用柴油机SCR控制系统，采用西门子S7‑300PLC作为控制器，包括初始化功能模块、主循环功能模块和循环中断功能模块，初始化功能模块存放系统启动前所初始化的参数，主循环功能模块包括机旁控制模块、集控室控制模块、报警故障处理模块和停机处理模块，机旁控制模块在机旁实现手动控制废气进口阀和旁通阀以及控制尿素的喷射量，集控室控制模块在集控室实现手动与自动控制的切换，控制尿素的喷射，报警故障处理模块对高出上限或低于下限的模拟量进行报警，停机处理模块在报警后执行停机指令，循环中断功能模块包括将采样值变换为原量纲的工程值并储存的模拟量处理模块和实现不同模式下监控画面的动态显示的上位计算机监控画面动态化模块。本发明专利技术根据主机不同的工况调整尿素喷射量，使柴油机尾气中NOx含量满足TIER III要求。

A marine diesel engine SCR control system

Diesel engine SCR control system of a ship, adopts SIEMENS S7 300PLC as the controller, including initialization module, function module and the main loop cycle interrupt function module, parameter initialization module storage system before the start of the initialization, main loop function modules include control module, control module, fault alarm stop processing module and processing module, control module manual injection quantity control of exhaust valve and bypass valve and control of urea in machine, control room switch control module in the control room to realize manual and automatic control, urea injection control, fault alarm processing module of high analog upper or lower the lower limit of the alarm and shutdown processing module executes stop instruction after the alarm, cyclic interrupt function module includes the value of sampling for the original dimensional industrial transformation An analog quantity processing module stored in a computer program and a dynamic monitoring module of an upper computer monitoring screen to realize the dynamic display of a monitoring screen in different modes. According to the condition of adjusting the urea host of different amount of injection, the TIER III to meet the requirements of the content of NOx in diesel engine exhaust.

【技术实现步骤摘要】
一种船用柴油机SCR控制系统
本专利技术涉及大功率柴油机增压器后SCR系统的控制，具体涉及一种船用柴油机SCR控制系统，属于柴油机

技术介绍
船用柴油机SCR控制系统主要完成对SCR系统中尿素喷射系统的控制。PLC(可编程逻辑控制器)广泛应用于自动控制系统，主要领域有：开关量逻辑控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理、联网通信等。西门子(siemens)PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选择，用户能灵活的进行系统配置，组成不同功能、不同规模的自动化系统，有较强的带负载能力，可以直接驱动电磁阀和接触器。西门子PLC功能强、性价比高、可靠性高、抗干扰能力强、维修方便、开发周期短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种船用柴油机SCR控制系统，采用西门子S7-300PLC作为控制器，自动控制尿素喷射系统，根据主机不同的工况，调整尿素喷射量，使柴油机尾气中NOx含量满足TIERIII要求。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案如下：一种船用柴油机SCR控制系统，包括有：初始化功能模块，存放系统启动前所要求系统初始化的参数，在系统上电时执行一次，将其中存放的参数值设置为指定值；主循环功能模块，包括机旁控制模块、集控室控制模块、报警故障处理模块和停机处理模块，其中：所述机旁控制模块在机旁实现手动控制废气进口阀和旁通阀，手动控制尿素的喷射量，包括手动控制子模块，该手动控制子模块包括阀控制模块和尿素喷射量控制模块，所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到相应的开度，所述尿素喷射量控制模块控制计量泵喷射相应的尿素量；所述集控室控制模块在集控室实现手动与自动控制的切换，控制尿素的喷射，包括手动控制模块和自动控制模块，所述手动控制模块处理人机界面发送来的打开/关闭指令和阀开度指令，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述自动控制模块包括TierII模块、准备TierIII模块和TierIII模块，所述TierII模块处理来自人机界面的请求指令，使显示设备达到TierII要求的状态，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述准备TierIII模块处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到准备TierIII要求的状态，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述TierIII模块处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到TierIII要求的状态，并读取尿素喷射量信号；所述报警故障处理模块把超过报警限的数值设置为相应的上限和下限的标志位，对高出上限或低于下限的模拟量进行报警；所述停机处理模块在模拟量超出报警限后执行停机指令，使所述废气进口阀和旁通阀达到安全位置并停止尿素喷射；循环中断功能模块，包括模拟量处理模块和上位计算机监控画面动态化模块，其中：所述模拟量处理模块将通过数字滤波得到的采样值变换为原量纲的工程值，并储存变换后的数据；所述上位计算机监控画面动态化模块实现不同模式下监控画面的动态显示。进一步地，所述的手动控制子模块处理来自触摸屏的操作指令，并且将阀开度指令发送给所述阀控制模块，将尿素喷射量指令发送给所述尿素喷射量控制模块。进一步地，所述的TierIII模块包括尿素开环喷射量子模块和尿素喷射量子模块，所述尿素喷射量子模块根据当前主机负荷读取负荷-尿素喷射量曲线并确定当前所需要的尿素量，所述尿素开环喷射量子模块计算出尿素喷射量信号。进一步地，所述的报警故障处理模块采用声光报警模式，当产生故障时报警灯闪烁，蜂鸣器鸣响；当按下报警响应按钮后，报警灯常亮，蜂鸣器关闭；故障消除后报警灯熄灭。进一步地，所述的SCR控制系统采用西门子S7-300PLC作为控制器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、所述SCR控制系统采用了模块化的程序结构，将程序分解成为若干子功能模块，这不仅便于程序的理解和编程，而且便于实现程序的功能扩展及故障的查找排除。2、采用西门子S7-300PLC作为控制器，具有功能强、性价比高、可靠性高、抗干扰能力强、维修方便、开发周期短等优点。3、实现了随着主机负荷的变化自动改变尿素的喷射量，从而减少了废气中NOx含量，满足了TierIII排放法规的要求。附图说明图1是本专利技术的结构原理示意图。具体实施方式本专利技术针对于大功率低速柴油机增压器后SCR系统进行设计，其控制SCR系统的起动和停止、模式选择、尿素手动/自动喷射、废气进口阀和旁通阀的自动/手动打开和关闭、报警及故障诊断等功能。所述船用柴油机SCR控制系统采用西门子S7-300系列PLC和万可(Wago)PLC，触摸屏采用西门子TP1200精智面板，上位计算机采用西门子工控机，控制器和触摸屏采用PortalV12软件编程，上位机监控采用WinccV7.0组态软件；体现了西门子全集成自动化的理念。S7-300系列PLC可以实现SCR系统主要的控制功能，万可PLC用于NOx传感器的CAN总线通信。下面结合附图和具体的实施例来对本专利技术作进一步的详细说明，但不能因此而限制本专利技术的保护范围。请参阅图1，图示船用柴油机SCR控制系统采用西门子S7-300PLC作为控制器，包括有初始化功能模块OB100、主循环功能模块OB1和循环中断功能模块OB35。分别说明如下：1、初始化功能模块OB100初始化功能模块OB100存放系统启动前所要求系统初始化的参数，在系统上电时执行一次，将其中存放的参数值设置为指定值。2、主循环功能模块OB1主循环功能模块0B1中存放主要的控制功能，包括四个功能模块：集控室控制功能模块、机旁控制功能模块、报警故障处理模块FC10和停机处理模块功能模块FC11。集控室控制模块分为手动控制模块FC3和自动控制模块FC2。集控室控制模块的功能为在集控室手动或自动控制废气进口阀、旁通阀，实现手动/自动控制的切换，控制尿素的喷射。手动控制模块FC3包括阀控制模块，手动控制模块FC3处理人机界面发送来的打开/关闭指令和阀开度指令，并发送给阀控制模块，阀控制模块控制废气进口阀、旁通阀使其达到指定的开度。自动控制模块FC2包括TierII模块FC7、准备TierIII模块FC8、TierIII模块FC9三个功能模块。TierII模块FC7处理来自人机界面的请求指令，使显示设备达到TierII要求的状态，并发送信号给阀控制模块，阀控制模块控制废气进口阀、旁通阀使其达到指定的开度；准备TierIII模块FC8处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到准备TierIII要求的状态，并发送信号给阀控制模块，阀控制模块控制废气进口阀、旁通阀使其达到指定的开度；TierIII模块FC9处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到TierIII要求的状态，包括尿素开环喷射量子模块FC5和尿素喷射量子模块FC6，TierIII模块FC9读取尿素开环喷射量子模块FC5所计算出的尿素喷射量信号，尿素喷射量子模块FC6根据当前主机负荷读取负荷-尿素喷射量曲线，确定当前所需要的尿素量。机旁控制模块的功能为在机旁手动控制废气进口阀、旁通阀，手动控制尿素喷射量，包括手动控制子模块FC4。手动控制子模块FC4包括阀控制模块和尿素喷射量控制模块，手动控制子模块FC4处理来自触摸屏的操作指令，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用柴油机SCR控制系统，其特征在于：包括有：初始化功能模块，存放系统启动前所要求系统初始化的参数，在系统上电时执行一次，将其中存放的参数值设置为指定值；主循环功能模块，包括机旁控制模块、集控室控制模块、报警故障处理模块和停机处理模块，其中：所述机旁控制模块在机旁实现手动控制废气进口阀和旁通阀，手动控制尿素的喷射量，包括手动控制子模块，该手动控制子模块包括阀控制模块和尿素喷射量控制模块，所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到相应的开度，所述尿素喷射量控制模块控制计量泵喷射相应的尿素量；所述集控室控制模块在集控室实现手动与自动控制的切换，控制尿素的喷射，包括手动控制模块和自动控制模块，所述手动控制模块处理人机界面发送来的打开/关闭指令和阀开度指令，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述自动控制模块包括TierII模块、准备TierIII模块和TierIII模块，所述TierII模块处理来自人机界面的请求指令，使显示设备达到TierII要求的状态，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述准备TierIII模块处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到准备TierIII要求的状态，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述TierIII模块处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到TierIII要求的状态，并读取尿素喷射量信号；所述报警故障处理模块把超过报警限的数值设置为相应的上限和下限的标志位，对高出上限或低于下限的模拟量进行报警；所述停机处理模块在模拟量超出报警限后执行停机指令，使所述废气进口阀和旁通阀达到安全位置并停止尿素喷射；循环中断功能模块，包括模拟量处理模块和上位计算机监控画面动态化模块，其中：所述模拟量处理模块将通过数字滤波得到的采样值变换为原量纲的工程值，并储存变换后的数据；所述上位计算机监控画面动态化模块实现不同模式下监控画面的动态显示。...

【技术特征摘要】
1.一种船用柴油机SCR控制系统，其特征在于：包括有：初始化功能模块，存放系统启动前所要求系统初始化的参数，在系统上电时执行一次，将其中存放的参数值设置为指定值；主循环功能模块，包括机旁控制模块、集控室控制模块、报警故障处理模块和停机处理模块，其中：所述机旁控制模块在机旁实现手动控制废气进口阀和旁通阀，手动控制尿素的喷射量，包括手动控制子模块，该手动控制子模块包括阀控制模块和尿素喷射量控制模块，所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到相应的开度，所述尿素喷射量控制模块控制计量泵喷射相应的尿素量；所述集控室控制模块在集控室实现手动与自动控制的切换，控制尿素的喷射，包括手动控制模块和自动控制模块，所述手动控制模块处理人机界面发送来的打开/关闭指令和阀开度指令，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述自动控制模块包括TierII模块、准备TierIII模块和TierIII模块，所述TierII模块处理来自人机界面的请求指令，使显示设备达到TierII要求的状态，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述准备TierIII模块处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到准备TierIII要求的状态，并通过所述阀控制模块控制废气进口阀和旁通阀达到指定的开度，所述TierIII模块处理来自人机界面的请求指令，使相关设备达到TierIII要求的状态，并读取尿素喷射量信号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄帅，黄丹清，柯少卿，
申请(专利权)人：沪东重机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31