專利名稱：船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，特別涉及一種適用于運(yùn)輸船舶的分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源緊缺以及各國對環(huán)境問題的日益重視，航運(yùn)業(yè)面臨各種新的法規(guī)的限制，不斷淘汰性能差的老齡船，向節(jié)能、環(huán)保、性能先進(jìn)的現(xiàn)代化船舶發(fā)展。為提高經(jīng)濟(jì)性，降低運(yùn)營成本，船舶配備的船員也越來越少，而船舶的自動化程度愈來愈高。機(jī)艙監(jiān)測和報警系統(tǒng)是船舶自動化的核心組成部分，它能使船員及時掌握了解機(jī)艙中的主、輔機(jī)等各種設(shè)備和各系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，對船舶的安全航運(yùn)起著重要的作用。機(jī)艙監(jiān)測和報警系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖I所示。目前常規(guī)的機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)過于集中，機(jī)艙監(jiān)控室采集柜集中采集信息，采集設(shè)備龐大，發(fā)熱量大，容易導(dǎo)致計算機(jī)故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓；電纜多而雜，維護(hù)檢修困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，解決常規(guī)船舶機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)因過于集中而帶來的種種問題。本實用新型的技術(shù)方案如下一種船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，由底層、中間層以及上層構(gòu)成；I)所述底層由分散于機(jī)艙各處的多個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站構(gòu)成，每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站具備獨立的采集和控制能力，具備通訊接口功能；各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站采用RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)接口與中間層進(jìn)行通信；2)所述中間層為通信層，中間層通過RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)接口與底層的各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站進(jìn)行銜接，將底層的各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站所采集的數(shù)據(jù)傳遞到上層；3)所述上層為信息管理、數(shù)據(jù)分析以及監(jiān)控操作層，包括服務(wù)器以及人機(jī)接口設(shè)備，為監(jiān)測管理人員提供實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并給出數(shù)據(jù)分析結(jié)果。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為所述底層的每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站包括分散于機(jī)艙各處的多個I/O卡件，所述多個I/O卡件與一個現(xiàn)場總線接口卡相連接。所述中層包括用于負(fù)責(zé)現(xiàn)場采集控制的DCS控制器以及I/O總線，所述底層的每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站通過其現(xiàn)場總線接口卡掛在所述I/o總線上。或者，所述中層包括局域網(wǎng)以及I/o網(wǎng)絡(luò)接口，所述底層的每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站通過其現(xiàn)場總線接口卡掛在所述局域網(wǎng)上或經(jīng)I/O網(wǎng)絡(luò)接口掛在所述局域網(wǎng)上。所述中間層還包括報警處理單元，所述中間層將報警信息送至所述報警處理單
J Li ο[0014]本實用新型的有益技術(shù)效果是本實用新型造價低，可用于中小型或者大型運(yùn)輸船舶機(jī)艙監(jiān)測報警控制，具備較好的可靠性、安全性、可維護(hù)性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面一、本實用新型采用網(wǎng)絡(luò)化、模塊化設(shè)計，在整個機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)的構(gòu)架內(nèi)，對于標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)及功能模塊設(shè)備可以隨意選用市場標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，并能夠任意組合。二、本實用新型可設(shè)置多崗位觸屏顯示，方便操作管理。三、本實用新型集監(jiān)測、報警、操縱及控制管理于一體，便于綜合管理和故障的預(yù)測、診斷和維護(hù)，并為維護(hù)保養(yǎng)提供持續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)資料。四、本實用新型便于擴(kuò)展遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面具體實施方式
部分的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

圖I是現(xiàn)有機(jī)艙監(jiān)測和報警系統(tǒng)的構(gòu)成圖。圖2是本實用新型第一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本實用新型第二種實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進(jìn)一步說明。本實用新型的船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)采用三層物理結(jié)構(gòu)，每層的具體功能如下底層由若干現(xiàn)場監(jiān)測采集分站構(gòu)成，每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站具備獨立的采集和控制能力，具備通訊接口功能。具體而言，現(xiàn)場監(jiān)測采集分站采用工業(yè)控制中廣泛使用的雙向、平衡的RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)接口，能夠以雙工方式通信，支持多點連接，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率快，可多站互聯(lián)，實現(xiàn)大范圍監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備自帶組態(tài)軟件，可靠性高，成本低廉。485總線雖然應(yīng)用非常廣泛，但容易出現(xiàn)故障，本實用新型采取如下改進(jìn)措施(a)數(shù)據(jù)線采用雙絞線，增設(shè)屏蔽線作為地線，并可靠的接地；(b)將485信號與電源完全隔離，從而消除共模電壓的影響；(c)在485通訊的開始端和結(jié)束端裝置120歐姆的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)，避免通信電纜中的信號反射，確保通訊可靠；(d)采用集線器星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；(e)使用帶電源的485轉(zhuǎn)換器、高負(fù)載485芯片、低波特率線材來提高485總線的負(fù)載能力。中間層為通信層，與底層的各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站通過485總線進(jìn)行通訊，將底層各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站采集的數(shù)據(jù)傳遞到上層，并將報警信息送至報警處理單元。上層為信息管理、數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控操作層，為監(jiān)測管理人員提供實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并給出數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可選擇進(jìn)行自動或人工控制。其組成包括主控服務(wù)器以及顯示器、打印機(jī)、觸摸屏、鍵盤等人機(jī)接口設(shè)備形成的操作站。如圖2所示，在本實用新型的第一個實施例中，包括管理層、監(jiān)控操作層和I/O測控層。其中管理層、監(jiān)控操作層為上層，I/o測控層為中間層。I/O測控層包括I/O總線以及掛在總線上的DCS (分散控制系統(tǒng))控制器，DCS控制器負(fù)責(zé)現(xiàn)場采集控制。底層包括若干個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站(圖2中每個橢圓即代表一個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站)，每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站包括用于分散采集機(jī)艙內(nèi)4-20mA設(shè)備、離散量等現(xiàn)場信號的各種I/O卡件，每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站中的所有I/O卡件通過一個現(xiàn)場總線接口卡掛在連接DCS控制器的I/O總線上，實現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息映射成原有I/O總線上相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，如基本測量值、報警值或設(shè)定值等，使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場總線來的信息就如同來自一個傳統(tǒng)的DCS設(shè)備卡一樣。這樣便實現(xiàn)了在I/O總線上的現(xiàn)場總線技術(shù)集成。該實施例方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，缺點是集成規(guī)模受到現(xiàn)場總線接口卡的限制，比較適合中小型非無人機(jī)艙的船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)。如圖3所示，在本實用新型的第二個實施例中，包括管理層、監(jiān)控操作層、LAN (局域網(wǎng))以及I/o網(wǎng)絡(luò)接口。其中管理層、監(jiān)控操作層為上層，LAN以及I/O網(wǎng)絡(luò)接口為中間層。底層包括若干個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站(圖3中每個橢圓即代表一個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站)，每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站包括用于分散采集機(jī)艙內(nèi)4-20mA設(shè)備、離散量等現(xiàn)場信號的各種I/O卡件，每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站中的所有I/O卡件通過一個現(xiàn)場總線接口卡掛在LAN上，或者通過I/O網(wǎng)絡(luò)接口掛在LAN上。現(xiàn)場總線控制執(zhí)行信息、測量以及現(xiàn)場儀表的控制功能均可在上層操作站進(jìn)行瀏覽并修改。該實施例方案的優(yōu)點是將上一個實施例中必須由DCS控制器完成的一些控制和計算功能，下放到I/o卡件的機(jī)艙現(xiàn)場儀表及設(shè)備實現(xiàn)，并且可以在上層操作站界面上得到相關(guān)的參數(shù)或數(shù)據(jù)信息。其另一個優(yōu)點是不需要對原有上層操作站進(jìn)行改動，對原有系統(tǒng)影響較小。比較適合大型自動化船舶程度高的機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，如無人機(jī)艙。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由底層、中間層以及上層構(gòu)成； 1)所述底層由分散于機(jī)艙各處的多個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站構(gòu)成，每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站具備獨立的采集和控制能力，具備通訊接口功能；各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站采用RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)接口與中間層進(jìn)行通信； 2)所述中間層為通信層，中間層通過RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)接口與底層的各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站進(jìn)行銜接，將底層的各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站所采集的數(shù)據(jù)傳遞到上層； 3)所述上層為信息管理、數(shù)據(jù)分析以及監(jiān)控操作層，包括服務(wù)器以及人機(jī)接口設(shè)備，為監(jiān)測管理人員提供實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并給出數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于所述底層的每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站包括分散于機(jī)艙各處的多個I/O卡件，所述多個I/O卡件與一個現(xiàn)場總線接口卡相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于所述中層包括用于負(fù)責(zé)現(xiàn)場采集控制的DCS控制器以及I/O總線，所述底層的每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站通過其現(xiàn)場總線接口卡掛在所述I/O總線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于所述中層包括局域網(wǎng)以及I/O網(wǎng)絡(luò)接口，所述底層的每個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站通過其現(xiàn)場總線接口卡掛在所述局域網(wǎng)上或經(jīng)I/O網(wǎng)絡(luò)接口掛在所述局域網(wǎng)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于所述中間層還包括報警處理單元，所述中間層將報警信息送至所述報警處理單元。
專利摘要本實用新型提供一種船用分布式機(jī)艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，由底層、中間層以及上層構(gòu)成；底層由分散于機(jī)艙各處的多個現(xiàn)場監(jiān)測采集分站構(gòu)成，各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站采用RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)接口與中間層進(jìn)行通信；中間層為通信層，將底層的各現(xiàn)場監(jiān)測采集分站所采集的數(shù)據(jù)傳遞到上層；上層為信息管理、數(shù)據(jù)分析以及監(jiān)控操作層，為監(jiān)測管理人員提供實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并給出數(shù)據(jù)分析結(jié)果。本實用新型造價低，可用于中小型或者大型運(yùn)輸船舶機(jī)艙監(jiān)測報警控制，具備較好的可靠性、安全性、可維護(hù)性。
文檔編號B63B45/00GK202795698SQ20122048222
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者曹曉明, 郭衛(wèi)杰, 王俊澤 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所