[實用新型]通用船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020596409.1
• 申請日: 2010-11-09
• 公開（公告）號: CN201955666U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞紅杰;胡佳文;劉玉良;單海校;陳庭勛;李剛;胡即明;李良兒;劉國平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江海洋學(xué)院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)，具體是一種用于船舶機艙自動監(jiān)測報警的嵌入式控制系統(tǒng)，屬于船舶電氣領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著改革的不斷深化，船舶工業(yè)和航運業(yè)迅速發(fā)展，船舶的監(jiān)測與報警系統(tǒng)也在不斷地更新，它用來監(jiān)測機艙中主機、輔機，貨艙及輔助設(shè)備的運行情況。一旦運行設(shè)備發(fā)生故障，系統(tǒng)便自動發(fā)出聲光報警，并通知輪機員進行相應(yīng)的處理，目前現(xiàn)有的監(jiān)測與報警系統(tǒng)均比較簡單，還不能擴展到整個船眾多的設(shè)備監(jiān)控，只是針對機艙等幾個重要部位進行監(jiān)控，而且現(xiàn)有的執(zhí)行硬件設(shè)備也還不夠完善，故障率相對較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種通用船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)。

本實用新型要解決的問題是現(xiàn)有船舶監(jiān)測報警技術(shù)不夠完善的不足。

為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

通用船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)，由延伸報警模塊、可選的監(jiān)控工作站、Ethernet雙冗余網(wǎng)絡(luò)、UPS、兩臺工控主機、打印機、報警燈柱、開關(guān)量輸出模塊、現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊構(gòu)成?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸出模塊通過現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)與兩臺工控主機相連接，可選的監(jiān)控工作站和延伸報警模塊通過Ethernet雙冗余網(wǎng)絡(luò)與兩臺工控主機相連接；該系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)可分為兩層：下層由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸出模塊和CAN雙總線冗余構(gòu)成的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)；上層由Ethernet雙冗余網(wǎng)絡(luò)、雙機熱備冗余的工控機和可選的監(jiān)控工作站、延伸報警模塊等組成，用于完成船舶設(shè)備的網(wǎng)上集成監(jiān)視與管理等功能?，F(xiàn)場現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊由開關(guān)量采集模塊、4~20mA電流信號采集模塊、PT100熱電阻信號采集模塊、熱電偶信號采集模塊構(gòu)成。

現(xiàn)場現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊采用完全獨立的兩組CAN總線接口，采用模塊化電路設(shè)計，通過CANOPEN協(xié)議與主機進行通訊，具有相同的電源結(jié)構(gòu)、相同的CPU電路、相同的CAN總線通訊接口；報警監(jiān)測系統(tǒng)集成CAN通訊功能，采用Atmega32單片機，通過CAN控制器將CAN收發(fā)器和CAN現(xiàn)場總線連接，并設(shè)有ESD和防雷擊電路；CAN控制器采用MCP2515，CAN收發(fā)器采用TJA1050；PT100熱電阻信號采集模塊采用了雙恒流源的測量電路；4~20mA電流信號采集模塊在電流回路里串入一個250歐姆的電阻，將電流信號轉(zhuǎn)換成1~5V的電壓信號，再把電壓信號送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器；開關(guān)量采集模塊采用光電隔離模式。

本實用新型設(shè)計了專門適用于船舶機艙這樣惡劣工況環(huán)境的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊，該模塊采用完全獨立的兩組CAN總線接口，可以方便地組成雙冗余CAN總線網(wǎng)絡(luò)。為了滿足系統(tǒng)監(jiān)測實時性的要求，在上層計算機網(wǎng)絡(luò)中大量應(yīng)用了Winsock網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。為了提高整個系統(tǒng)的可診斷性、可維護性等功能，軟硬件都按分布式設(shè)計。為了確保運行的可靠性，使用了雙網(wǎng)冗余、雙主機熱備冗余技術(shù)，一旦出現(xiàn)故障，主機能自動切換。采用密碼登錄、操作自動記錄，設(shè)備運行數(shù)據(jù)定時備份、不間斷電源自動監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)運行和命令執(zhí)行狀態(tài)實時顯示、故障分類處理、主要功能模塊獨立設(shè)計、數(shù)據(jù)隔離自動備存等機制，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性以及故障的可診斷性。

在集控室設(shè)有兩臺互為冗余的工控機，用于與下層現(xiàn)場設(shè)備信息交互，對機艙中的主機、發(fā)電機、輔鍋爐、電站等設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)視，同時完成與上層計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)保存等功能。一般情況下兩工控機同時運行，兩機同時運行時，其中一臺為主機，可具有監(jiān)測功能，另一臺為備機，只起數(shù)據(jù)復(fù)示作用。一旦當(dāng)前主機發(fā)生故障，則可自動觸發(fā)控制切換，備機變?yōu)橹鳈C，可以擁有監(jiān)測功能。工控機中的各應(yīng)用程序可在兩機間單獨主備切換實現(xiàn)冗余功能。

駕駛臺設(shè)有兩臺監(jiān)控機，互為冗余，與集控臺的工控機有同等的報警、顯示作用，但不負(fù)責(zé)與機艙現(xiàn)場模塊通訊或現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。其它場合如各駕駛員和輪機員房間一般都只設(shè)一臺監(jiān)示機或延伸報警模塊。延伸報警模塊可以查詢所有的報警信息以及系統(tǒng)運行參數(shù)，但消聲及應(yīng)答只對本機有效。

采用本實用新型提供的通用船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)，不但效果明顯而且價格便宜，其設(shè)計簡潔高效，制造簡單，使用方便，它的運用可以使船只的航行安全系數(shù)大大提高。

附圖說明

圖1?示出了本實用新型船舶通用監(jiān)測報警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖；

圖2示出了本實用新型船舶通用監(jiān)測報警系統(tǒng)開關(guān)量信號采集電路圖；

圖3示出了本實用新型船舶通用監(jiān)測報警系統(tǒng)4~20mA電流信號采集電路圖；

圖4示出了本實用新型船舶通用監(jiān)測報警系統(tǒng)PT100熱電阻信號采集電路圖；

圖5?示出了本實用新型船舶通用監(jiān)測報警系統(tǒng)熱電偶信號采集電路圖；