图2 船舶含油污水处理系统
此系统中的污水暂存柜对污水有一定的粗分离作用，并经过第一级分离在油分浓度100×10_6以下经管路进入到第二级分离；但由于舱底水中存在各类杂质和各种形式的油分，在分离筒的工作负荷仍然很大，容易使油水分离设备损坏或失效。
油污水处理系统只对油分浓度进行监测是否达到排放要求，但没有监控油量瞬时排放率和总排放油量，不符合国际海事组织的要求。
启动舱底水分离系统，专用泵P2动作，将污水从舱底引入油水分离器，污水经过分离后经油分浓度计检测，达到排放标准时，电磁阀V2动作将污水经过流量计计量打出舷外，流量计记录排放的污水量并送监控中心，如果达不到排放要求，电磁阀V3受控，污水流回舱底的污水井，并发出声光报警[3J。监控系统通过与驾驶台的通信获得船位、船速、稳性、气象等信号。通过读入测量传感器测定的油分浓度信号、船速信号、流量信号经过计算机的计算和判断，自动控制油污水的排放。
3.2电气控制系统
电气控制系统主要包括操作面板、显示面板、电气控制柜等单元[7]。由于在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，根据设定的程序进行数据处理后，输出控制信号，因此系统的控制逻辑与时序就需要严格照检测信号的输入进行控制。 (1）操作面板。操作面板主要包括手动、自动、各类设备的启动按钮等。
(2）显示面板。显示面板由于要显示较多的数据，因此一般采用触摸屏或者人机界面。 (3）电气控制柜。电气控制柜是电气控制的核心设备，主要包括变频器、各类传感器的输入信号、PLC及其扩展模块等。
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3.3含油污水处理系统的工作原理
船舶污水处理系统的电气控制系统总框图如图3所示，PLC为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运
行、停止和调速控制。
图3电气控制系统框图
3.3.1工作过程
油水分离器工作过程简单，对运行速度要求较低，故选择性价比较高的的三菱PLC。系统以PLC为控制中心，对输入信号采集处理，输出控制信号。监控系统通过20个按键的专用键盘设定各种参数和监控命令，4行液晶显示器提供系统监控状态、操作情况及参数和时间日期的显示，面板式打印机进行各种情况的记录打印，出现越限时自动声、光报警。上述的信号通过RS-485传送到上位机的只读数据库中。
3.4 PLC选型以及PLC的I/O资源配置
根据船舶污水处理系统的电气控制系统的功能要求，以及其复杂程度，从经济性、可靠性等方面来考虑，本系统采用日本三菱公司生产的FXON-40MR型PLC，其输入点数24点，输出点数16点，整体式结构机型。因此除了PLC主机自带的I/O外，还需要扩展一定数量的I/O扩展模块。在此采用EM223输入/输出混合扩展模块。8点DC输入8点输出型。正好可以满足控制系统的I/O需求。
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在该系统中，还需要采集模拟量并利用模拟量控制的功能要求，因此需要在扩展一个模拟量输入输出扩展模块。为该PLC配置了模拟量输入输出模块EM235，该模块具有较高的分辨率和较强的输出驱动能力，可满足控制系统的功能要求。
3.4.1数字量输入输出部分
表3-1 数字输入输出量地址分配
3.4.2模拟量输入部分
由于需要采集一个溶氧仪所反馈的数据，因此扩展了一个模拟量输入输出模块，具体I/O分配，如下表3-2所示。
表3-2 模拟量输入地址分配
输入地址 AIW0 输入设备 油分浓度传感器 3.4.3 模拟量输出部分
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在此控制系统中需要将采集回来的模拟量进行数据处理，然后，通过模拟输出口对变频器进行控制，进行控制其他设备的运行，如下表3-3所示。
表3-3模拟量输出地址分配
输出地址 AQW0
输出设备 经PID运算输出 根据控制系统的功能要求，设计出船舶污水处理控制系统的硬件连线图如图5所示，此控制面板上的手动控制部分主要在调试系统时使用，调试完成后基本处于闲置状态。
舱底泵启动 舱底泵停止 油水分离器启动 油水分离器停止 一级分离筒油水 分界面触点 二级分离筒油水分
界面触点 油浓度<15ppm驳油泵启动按钮 故障复位按钮 故障消声按钮 维修周期复位 监控复位
X000 Y000 X001 Y001 X002 Y002 X003 Y003 X004 Y004 X005 Y005 X006 Y006 X007 Y007 X010 Y010 X011 Y011 X012 Y012 X013 Y013 COM Y014 Y015 Y016 Y017 COM 舱底泵电机 舱底泵工作指示灯 控制清水阀 清水阀指示灯 专用泵电机 专用泵工作指示 一级排油电磁阀 一级排油电磁阀灯 二级排油电磁阀 二级排油电磁阀灯 排水控制阀 回水控制阀 废油驳运泵电机 故障报警灯 蜂鸣器 维修周期指示灯
图5船舶含油污水处理系统PLC硬件接线图
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