一种用于货舱通风节能的控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于货舱通风节能的控制系统，属于船舶节能技术领域。

背景技术：

现有技术下，集装箱船舶是国际贸易的主要运输方式，特别是水果蔬鲜类的货物必须是通过冷藏集装箱进行输送，冷藏集装箱布置到船舶货舱里面就必须要进行机械通风。

但是，船舶货舱的机械通风功率在船舶电力功率上占比非常的大，是重要的电力耗能部分。但是，没有对这部分的电力消耗进行有效的管理控制，就会造成能源的浪费。所以，有效对这部分机械通风系统进行管理和控制，将可以为船舶节能起到非常重要的作用和效果。

因此，为解决上述背景问题，研发一种用于货舱通风节能的控制系统是社会所迫切需求的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种用于货舱通风节能的控制系统，它改变传统船舶恒定货舱通风运行台数和工作频率原理方法，达到减低能耗的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于货舱通风节能的控制系统，包括中央处理plc单元，所述中央处理plc单元通过hmi控制网线分别连接到船舶中央控制室的上位机hmi和船舶装载计算机；

所述中央处理plc单元还包括模拟量模块和风机控制模块，所述模拟量模块包括多个传感器，其中货舱温度传感器组件和货舱二氧化碳传感器设置在船舶货舱内，环境温度传感器设置在船舶货舱外；

所述风机控制模块连接到货舱通风风机组件。

所述货舱通风风机组件包括第一通风风机、第二通风风机、第三通风风机、第四通风风机、第五通风风机、第六通风风机、第七通风风机、第八通风风机和第九通风风机；

每个通风风机均在货舱匹配设置有通风风管并对应设置冷藏集装箱；上述冷藏集装箱的位置对应固定的位置坐标；所述的坐标位置信息和控制条件通过船舶装载计算机设置。

所述货舱通风风机组件通过线路和风机控制模块连接，且每条连接线路上均匹配设置有风机变频控制器，并对应通风区域的风机变频控制器进行频率控制。

所述货舱温度传感器组件包括第一货舱温度传感器、第二货舱温度传感器、第三货舱温度传感器、第四货舱温度传感器和第五货舱温度传感器；

每个货舱温度传感器均通过线路连接到中央处理plc单元的模拟量模块。

相比于现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的一种用于货舱通风节能的控制系统，在转载同等冷藏集装箱的情况下，采用区域装箱量初始法和温度恒定控制法配合，从而通过对机械风机的工作频率以及运行的台数进行控制，改变传统船舶恒定货舱通风运行台数和工作频率原理方法，达到减低能耗的目的。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于货舱通风节能的控制系统的系统结构示意图。

图2为本实用新型的一种用于货舱通风节能的控制系统的模拟量模块结构示意图。

图3为本实用新型的一种用于货舱通风节能的控制系统的风机控制模块结构示意图。

其中：1、中央处理plc单元；2、上位机hmi；3、船舶装载计算机；5、货舱二氧化碳传感器；8、环境温度传感器；

4.1、第一货舱温度传感器；4.2、第二货舱温度传感器；4.3、第三货舱温度传感器；4.4、第四货舱温度传感器；4.5、第五货舱温度传感器；

6.1、第一风机变频控制器；6.2、第二风机变频控制器；6.3、第三风机变频控制器；6.4、第四风机变频控制器；6.5、第五风机变频控制器；6.6、第六风机变频控制器；6.7、第七风机变频控制器；6.8、第八风机变频控制器；6.9、第九风机变频控制器；

7.1、第一通风风机；7.2、第二通风风机；7.3、第三通风风机；7.4、第四通风风机；7.5、第五通风风机；7.6、第六通风风机；7.7、第七通风风机；7.8、第八通风风机；7.9、第九通风风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：

如图1~3所示，一种用于货舱通风节能的控制系统，包括中央处理plc单元1，所述中央处理plc单元1通过hmi控制网线分别连接到船舶中央控制室的上位机hmi2和船舶装载计算机3；

所述中央处理plc单元1还包括模拟量模块1.1和风机控制模块1.2，所述模拟量模块1.1包括多个传感器，其中货舱温度传感器组件和货舱二氧化碳传感器5设置在船舶货舱内，环境温度传感器8设置在船舶货舱外；

所述风机控制模块1.2连接到货舱通风风机组件。

所述货舱通风风机组件包括第一通风风机7.1、第二通风风机7.2、第三通风风机7.3、第四通风风机7.4、第五通风风机7.5、第六通风风机7.6、第七通风风机7.7、第八通风风机7.8和第九通风风机7.9；

每个通风风机均在货舱匹配设置有通风风管，并对应设置冷藏集装箱,冷藏集装箱的位置对应固定的位置坐标；所述的坐标位置信息和控制条件通过船舶装载计算机3设置。

所述货舱通风风机组件和风机控制模块1.2通过线路连接，且每条连接线路上均匹配设置有风机变频控制器6。

在本实施例中，上述风机变频控制器包括第一风机变频控制器6.1、第二风机变频控制器6.2、第三风机变频控制器6.3、第四风机变频控制器6.4、第五风机变频控制器6.5、第六风机变频控制器6.6、第七风机变频控制器6.7、第八风机变频控制器6.8和第九风机变频控制器6.9；所述风机变频控制器与货舱通风风机相匹配，一一对应设置，并对应通风区域的风机变频控制器进行频率控制。

所述货舱温度传感器组件包括第一货舱温度传感器4.1、第二货舱温度传感器4.2、第三货舱温度传感器4.3、第四货舱温度传感器4.4和第五货舱温度传感器4.5；

每个货舱温度传感器均通过线路连接到中央处理plc单元1的模拟量模块1.1。

在本实施例中，本实用新型一种用于货舱通风节能的控制系统工作方法分为区域装箱量初始法和温度恒定控制法，其中区域装箱量初始法的控制方法如下：

在本用于货舱通风节能控制系统的中央处理plc单元1在任一港口装箱完毕后都会从船舶装载计算机3获取冷藏集装箱的装放位置，中央处理plc单元1接收最新的冷藏集装箱实际位置数据，并通过关键字0和1来识别时20'冷藏集装箱还是40'冷藏集装箱；

为区别上述问题，将执行两个分析判断：

判断一：货舱通风风机组件以及匹配设置的货舱通风风管，其对应的区域位置没有冷藏集装箱，中央处理plc单元1将不会自动启动对应区域的货舱通风风机组件7；

判断二：货舱通风风机组件以及匹配设置的货舱通风风管，其对应的区域位置有冷藏集装箱，中央处理plc单元1将根据冷箱的规格进行额定通风量的计算，并基于风机频率和通风量的线性关系，进行风机频率初始化设置，也就是通风量的初始化设置。

上述为本实用新型的区域装箱量初始法，它可以避免没有冷藏集装箱的区域风机启动，避免电能的无用损耗；另外又根据实际区域内的装箱量小于额定设计装箱量时，将风机频率调节到非额定工况来降低风机电能。

在本实施例中，温度恒定控制法的控制方法如下：

货舱内的通风状态最直接的触觉感官是体现在温度变化上，所以将货舱温度作为冷藏集装箱货物的安全目标进行控制是最为直观的方法，温度恒定控制法就是基于安装在货舱温度传感器组件的温度传感器和货舱外的环境温度传感器8对货舱内外温差情况，根据货舱内风机的布置，进行风机分组，也通过共同的一个传感器对多个组别的风机进行统一的控制，对货舱一个大区域通风和温度进行均衡控制，避免了因为货舱过大导致局部的通风不平衡，温度不均衡的问题发生，系统基于对货舱内温度设置的目标值对风机的变频器6的频率进行控制，形成完整的pid的闭环控制。

采用上述温度恒定控制法，在外界环境温度发生较大差异变化时，特别是在冬季航区过程中，系统的节能效果非常的显著；在夏季航区过程中，如果是冷藏集装箱数量小于额定装载数量时，节能的效果也非常的明确。

在本实施例中，为了冷藏水果蔬鲜类货物的安全，系统还在货舱内安装了货舱二氧化碳传感器5，用于对冷藏蔬菜、水果因为发酵作用释放的二氧化碳进行探测，当二氧化碳的浓度大于设定值过高时就将自动的发出报警警示信号并将风机变频频率提高，加大对货舱的送风量，从而降低货舱内的环境温度，减缓冷藏蔬菜、水果的发酵，为货物提供了安全保障。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。