本发明涉及一种船舶废气脱硝功能模拟仿真系统，属于船舶领域。
背景技术：
现有的船舶废气处理系统，对船舶废气中nox的去除多采用选择性催化还原（scr）的方式，该方式需要安装放置有催化剂的反应器，体积较大，另外还需注入定量的尿素溶液或氨水，存在投资和运营成本高、氨过量泄露到大气中造成污染、反应温度窗口较窄、催化剂中毒等问题。
目前船舶废气脱硝系统都采用自动化控制，通过上位机可以对船舶废气脱硝的整个过程进行监测，操作者只需要在上位机操作即可对整个系统进行控制，实现系统的自动化运行。
传统的船舶废气脱硝系统的调试往往需要启动船舶主机，费时费力费油，如果在实船调试，还必须在船舶航行的过程中进行调试，这无疑对系统调试造成极大的不便，也有一定的风险性。另外，由于船舶废气脱硝系统的调试必须要运行船舶主机，所以也给操作培训造成了极大的不便，因此设计开发一种船舶废气脱硝功能模拟仿真系统显得非常重要。
技术实现要素：
本发明的目的是建立一种船舶废气脱硝功能模拟仿真系统，该系统可以实现对船舶废气脱硝整个过程中的工况模拟，即可用于调试船舶废气脱硝系统，也可用于培训，使操作者及系统调试初学者对系统进行直观的学习和分析。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种船舶废气脱硝功能模拟仿真系统，其特征在于，包括触摸屏、plc、继电器、按钮开关和指示灯，用plc的开关量输入输出模块、继电器、plc的4-20ma输入输出模块模拟船舶废气脱硝设备的硬件信号，用plc的软件编程实现各种硬件信号之间的逻辑关系；针对不同的船舶废气脱硝设备，设计相应的仿真控制输出信号；
所模拟的船舶废气脱硝设备包括：尿素储罐液位计、尿素储罐温度传感器、尿素储罐出口阀、冲洗阀、尿素添加泵、尿素管路压力传感器、尿素管路流量传感器、尿素喷枪压缩空气阀、尿素喷枪压缩空气流量开关、通风管路压缩空气阀、通风管路压缩空气流量开关、吹灰管路压缩空气阀、吹灰管路压缩空气压力传感器、反应器入口压力传感器、反应器入口温度传感器、反应器压差传感器、反应器出口压力传感器、反应器出口温度传感器、氮氧化物浓度传感器、氧气浓度传感器、船舶废气脱硝系统出口阀、船舶废气脱硝系统入口阀、船舶废气脱硝系统旁通阀、mdt低速船舶主机通讯信号、wingd低速船舶主机通讯信号、中速船舶主机通讯信号、尿素溶液、压缩空气、混合器、反应器、船舶废气、冲洗水、伴热带，上述设备按照实际船舶废气脱硝设备的连接关系进行模拟。
本发明的优点是：
1、建立了一种船舶废气脱硝功能模拟仿真系统，实现了对船舶废气脱硝整个过程中的工况模拟，可通过修改模拟参数，调试船舶废气脱硝控制系统，确认船舶废气脱硝控制系统的响应是否正确，减少船舶废气脱硝控制系统的现场调试时间。
2、可以用于初学者的培训和学习，解决了传统培训工作难度大，费时费力等缺点，降低了船舶废气脱硝控制系统的培训成本。
3、由于船舶废气脱硝模拟仿真系统可以模拟现场实际设备的所有功能，可通过修改船舶废气脱硝模拟仿真系统的系统参数，模拟设备运行的不同状态，提高了培训人员对报警故障的解决能力，提高对培训人员的培训效果。
附图说明
图1是本发明的系统构成总图及与船舶废气脱硝控制系统之间的结构关系；
图2是本发明所模拟的船舶废气脱硝系统的整体结构示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本发明一种船舶废气脱硝功能模拟仿真系统，其特征在于，包括触摸屏、plc、继电器、按钮开关和指示灯，用plc的开关量输入输出模块、继电器、以及plc的4-20ma输入输出模块模拟船舶废气脱硝设备的硬件信号，用plc的软件编程实现各种硬件信号之间的逻辑关系；针对不同的船舶废气脱硝设备，设计相应的仿真控制输出信号；
所模拟的船舶废气脱硝设备包括：尿素储罐液位计1、尿素储罐温度传感器2、尿素储罐出口阀3、冲洗阀4、尿素添加泵5、尿素管路压力传感器6、尿素管路流量传感器7、尿素喷枪压缩空气阀8、尿素喷枪压缩空气流量开关9、通风管路压缩空气阀10、通风管路压缩空气流量开关11、吹灰管路压缩空气阀12、吹灰管路压缩空气压力传感器13、反应器入口压力传感器14、反应器入口温度传感器15、反应器压差传感器16、反应器出口压力传感器17、反应器出口温度传感器18、氮氧化物浓度传感器19、氧气浓度传感器20、船舶废气脱硝系统出口阀21、船舶废气脱硝系统入口阀22、船舶废气脱硝系统旁通阀23、mdt低速船舶主机通讯信号24、wingd低速船舶主机通讯信号25、中速船舶主机通讯信号26、尿素溶液27、压缩空气28、混合器29、反应器30、船舶废气31、冲洗水32、伴热带33，上述设备按照实际船舶废气脱硝设备的连接关系进行模拟。
船舶废气脱硝主要包括如下工况过程：
尿素添加过程：根据mdt低速船舶主机通讯信号24，或wingd低速船舶主机通讯信号25，或中速船舶主机通讯信号26，计算尿素添加量，然后尿素溶液27经由尿素储罐出口阀3和尿素添加泵5，同时压缩空气28经由尿素喷枪压缩空气阀8与尿素溶液27混合后注入混合器29，与船舶废气31混合后进入反应器30。
冲洗过程：根据mdt低速船舶主机通讯信号24，或wingd低速船舶主机通讯信号25，或中速船舶主机通讯信号26，然后冲洗水32经由冲洗阀和尿素添加泵5，同时压缩空气28经由尿素喷枪压缩空气阀8与冲洗水32混合后注入混合器29。
吹灰过程：根据mdt低速船舶主机通讯信号24，或wingd低速船舶主机通讯信号25，或中速船舶主机通讯信号26，然后压缩空气28经由吹灰管路压缩空气阀11进入反应器30。
通风过程：根据mdt低速船舶主机通讯信号24，或wingd低速船舶主机通讯信号25，或中速船舶主机通讯信号26，然后压缩空气28经由通风管路压缩空气阀10进入反应器30。
伴热过程：根据mdt低速船舶主机通讯信号24，或wingd低速船舶主机通讯信号25，或中速船舶主机通讯信号26，然后伴热带33供电，给反应器30加热。
船舶废气脱硝模拟仿真系统对于阀门类，包括：尿素储罐出口阀3、冲洗阀4、尿素喷枪压缩空气阀8、通风管路压缩空气阀10、吹灰管路压缩空气阀12、船舶废气脱硝系统出口阀21、船舶废气脱硝系统入口阀22、船舶废气脱硝系统旁通阀23，设置有6个参数，包括阀门打开命令、阀门关闭命令、阀门位置开反馈、阀门位置关反馈、阀门打开时间、阀门关闭时间。
船舶废气脱硝模拟仿真系统对于传感器类，包括尿素储罐液位计1、尿素储罐温度传感器2、尿素管路压力传感器6、尿素管路流量传感器7、吹灰管路压缩空气压力传感器13、反应器入口压力传感器14、反应器入口温度传感器15、反应器压差传感器16、反应器出口压力传感器17、反应器出口温度传感器18、氮氧化物浓度传感器19、氧气浓度传感器20，设置有5个参数，包括高高报警值、高报警值、低报警值、低低报警值、断线报警。
船舶废气脱硝模拟仿真系统对于通讯类，包括mdt低速船舶主机通讯信号24、wingd低速船舶主机通讯信号25、中速船舶主机通讯信号26，设置有断线报警。