機(jī)艙監(jiān)視與報(bào)警

1、第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 機(jī)艙集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)是輪機(jī)自動(dòng)化的一個(gè)重機(jī)艙集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)是輪機(jī)自動(dòng)化的一個(gè)重要內(nèi)容，它的作用是準(zhǔn)確可靠地監(jiān)測(cè)機(jī)艙內(nèi)各種動(dòng)力要內(nèi)容，它的作用是準(zhǔn)確可靠地監(jiān)測(cè)機(jī)艙內(nèi)各種動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及其參數(shù)，一旦運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及其參數(shù)，一旦運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障，自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。它可以改善輪機(jī)管理人員自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。它可以改善輪機(jī)管理人員的工作條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行故的工作條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行故障，而且也是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)艙的基本條件。障，而且也是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)艙的基本條件。 一、監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的功能：一、監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的功能

2、： 故障報(bào)警、參數(shù)顯示、打印記錄、報(bào)警回差、故障報(bào)警、參數(shù)顯示、打印記錄、報(bào)警回差、延時(shí)報(bào)警、閉鎖報(bào)警、延伸警報(bào)、失職報(bào)警、值班延時(shí)報(bào)警、閉鎖報(bào)警、延伸警報(bào)、失職報(bào)警、值班報(bào)警、試燈、功能試驗(yàn)和自檢等。報(bào)警、試燈、功能試驗(yàn)和自檢等。 二、監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的種類二、監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的種類 1、連續(xù)監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng)、連續(xù)監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng) 主要是指單元組合式集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)主要是指單元組合式集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng) 2、巡回監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng)、巡回監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng)（掃描監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng)）（掃描監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng)） 主要是指微機(jī)控制型監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)主要是指微機(jī)控制型監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng) 第二節(jié)第二節(jié) 常用的傳感器常用的傳感器傳感器

3、的功能：傳感器的功能： 將機(jī)艙中各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)轉(zhuǎn)換成將機(jī)艙中各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)轉(zhuǎn)換成便于報(bào)警裝置處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。便于報(bào)警裝置處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。一、溫度傳感器一、溫度傳感器二、壓力傳感器二、壓力傳感器三、液位傳感器三、液位傳感器四、流量傳感器四、流量傳感器 五、轉(zhuǎn)速傳感器五、轉(zhuǎn)速傳感器一、溫度傳感器一、溫度傳感器 常用的溫度傳感器有熱電阻式、熱電偶式及熱敏常用的溫度傳感器有熱電阻式、熱電偶式及熱敏電阻式三種。電阻式三種。 1熱電阻式溫度傳感器熱電阻式溫度傳感器 2熱電偶式溫度傳感器熱電偶式溫度傳感器 1、熱電阻式溫度傳感器、熱電阻式溫度傳感器 組成：組成： 銅絲或鉑絲雙線并繞在絕緣

4、骨架上，然后銅絲或鉑絲雙線并繞在絕緣骨架上，然后 插入護(hù)套內(nèi)而制成插入護(hù)套內(nèi)而制成,熱電阻和測(cè)量電橋組成。熱電阻和測(cè)量電橋組成。 原理：原理： 熱電阻的電阻值隨溫度的增加而增大。熱電阻的電阻值隨溫度的增加而增大。 測(cè)溫范圍測(cè)溫范圍 ：銅熱電阻銅熱電阻 50150 鉑熱電阻鉑熱電阻 120800 可測(cè)量冷卻水溫度可測(cè)量冷卻水溫度,軸承溫度軸承溫度,滑油溫度。滑油溫度。 接線方法：接線方法：三線制連接法，可消除環(huán)境溫度的影響，三線制連接法，可消除環(huán)境溫度的影響， 克服測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度?？朔y(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。 Uab=Ua-Ub2熱電偶式溫度傳感器熱電偶式溫度傳感器 組成：組成：兩種不同

5、的金屬導(dǎo)體把其端點(diǎn)焊接在一起，并兩種不同的金屬導(dǎo)體把其端點(diǎn)焊接在一起，并 插入護(hù)套制成的。焊接端稱為熱端，與導(dǎo)線連插入護(hù)套制成的。焊接端稱為熱端，與導(dǎo)線連 接端稱為冷端。接端稱為冷端。 熱端插入需要測(cè)溫的測(cè)量點(diǎn)，熱端插入需要測(cè)溫的測(cè)量點(diǎn)， 冷端置于室溫中冷端置于室溫中 。串接一個(gè)冷端溫度補(bǔ)償電橋。串接一個(gè)冷端溫度補(bǔ)償電橋。原理：原理：兩種不同的金屬導(dǎo)體把其端點(diǎn)焊接在一起。若兩種不同的金屬導(dǎo)體把其端點(diǎn)焊接在一起。若 熱、冷兩端溫度不同，則在熱電偶回路中產(chǎn)生熱、冷兩端溫度不同，則在熱電偶回路中產(chǎn)生 熱電勢(shì)熱電勢(shì)e，e隨熱、冷兩端溫度差增加而增大。隨熱、冷兩端溫度差增加而增大。測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：適

6、用于檢測(cè)高溫，可測(cè)量主機(jī)排煙溫度。適用于檢測(cè)高溫，可測(cè)量主機(jī)排煙溫度。 1300 1800 冷端溫度補(bǔ)償原理：冷端溫度補(bǔ)償原理：采用冷端溫度補(bǔ)償電橋法，可消采用冷端溫度補(bǔ)償電橋法，可消除環(huán)境溫度的影響，克服測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。除環(huán)境溫度的影響，克服測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。 U0=e-Uba二、壓力傳感器二、壓力傳感器 1 1電阻式壓力傳感器電阻式壓力傳感器組成：組成：彈簧管、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電位器及測(cè)量電橋。彈簧管、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電位器及測(cè)量電橋。 工作原理：工作原理：當(dāng)所測(cè)量的壓力變化時(shí)，通過(guò)彈簧管和位移傳當(dāng)所測(cè)量的壓力變化時(shí)，通過(guò)彈簧管和位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使滑針繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，改變兩個(gè)相鄰橋臂的電阻值，使動(dòng)

7、機(jī)構(gòu)使滑針繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，改變兩個(gè)相鄰橋臂的電阻值，使測(cè)量電橋輸出的電壓信號(hào)測(cè)量電橋輸出的電壓信號(hào)UabUab與輸入的壓力變化成比例。與輸入的壓力變化成比例。 2 2金屬應(yīng)變片式壓力傳感器金屬應(yīng)變片式壓力傳感器 組成：組成：用銅鎳或鎳鉻等金屬絲繞制成柵狀，用粘結(jié)劑貼用銅鎳或鎳鉻等金屬絲繞制成柵狀，用粘結(jié)劑貼在基板上，兩端焊接鍍銀或鍍錫銅線作為引出線。在基板上，兩端焊接鍍銀或鍍錫銅線作為引出線。 工作原理：工作原理：當(dāng)測(cè)量壓力增大時(shí)，應(yīng)變片要彎曲變形，柵當(dāng)測(cè)量壓力增大時(shí)，應(yīng)變片要彎曲變形，柵狀金屬絲被拉長(zhǎng)，使其電阻值增大。狀金屬絲被拉長(zhǎng)，使其電阻值增大。三、液位傳感器三、液位傳感器 1、變浮力式液位傳

8、感器、變浮力式液位傳感器 組成：組成：浮筒、平衡力彈簧和差動(dòng)變壓器浮筒、平衡力彈簧和差動(dòng)變壓器 工作原理：工作原理：根據(jù)根據(jù)浮筒被液體浸沒(méi)的體積浮筒被液體浸沒(méi)的體積所產(chǎn)生的浮力隨著所產(chǎn)生的浮力隨著液位升高而增大。液位升高而增大。浮筒的位移變化就直接帶動(dòng)差壓變壓器浮筒的位移變化就直接帶動(dòng)差壓變壓器的鐵心使它上移，從而使差動(dòng)變壓器的交流輸出電壓的鐵心使它上移，從而使差動(dòng)變壓器的交流輸出電壓隨液隨液位升高而按比例得到增大。位升高而按比例得到增大。 UE UOUT 差動(dòng)變壓器 平衡彈簧 浮筒+推桿 2 2、 吹氣式液位傳感器吹氣式液位傳感器 組成：組成：過(guò)濾減壓閥過(guò)濾減壓閥1 1、節(jié)流閥、節(jié)流閥2 2

9、、導(dǎo)管、導(dǎo)管3 3、平衡氣室、平衡氣室4 4及差壓及差壓變送器變送器5 5等元件。等元件。 工作原理：工作原理：液位變化時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)的壓力也隨之變化，經(jīng)變液位變化時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)的壓力也隨之變化，經(jīng)變送器輸出的氣壓信號(hào)就與液位高度成比例。送器輸出的氣壓信號(hào)就與液位高度成比例。 四、流量傳感器四、流量傳感器 1 1容積式流量傳感器容積式流量傳感器 組成：組成：檢測(cè)齒輪檢測(cè)齒輪1 1、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸2 2、永久磁鐵、永久磁鐵3 3和干簧繼電器和干簧繼電器4 4等。等。 工作原理：工作原理：通過(guò)的流量越大，齒輪轉(zhuǎn)速越快。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)通過(guò)的流量越大，齒輪轉(zhuǎn)速越快。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)軸上端的永久磁鐵驅(qū)動(dòng)干簧繼電器使其觸點(diǎn)閉合

10、和斷開，軸上端的永久磁鐵驅(qū)動(dòng)干簧繼電器使其觸點(diǎn)閉合和斷開，從而輸出反映流量大小的不同頻率的電脈沖信號(hào)。從而輸出反映流量大小的不同頻率的電脈沖信號(hào)。 2 2電磁式流量傳感器電磁式流量傳感器 組成：組成：一對(duì)磁極、一對(duì)電極和檢測(cè)放大電路。一對(duì)磁極、一對(duì)電極和檢測(cè)放大電路。 工作原理：工作原理：導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中垂直于磁通方向流動(dòng)時(shí)，切導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中垂直于磁通方向流動(dòng)時(shí)，切割磁力線，于是在兩個(gè)電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其電勢(shì)的大割磁力線，于是在兩個(gè)電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其電勢(shì)的大小與液體的體積流量成比例，感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)放大后輸出。小與液體的體積流量成比例，感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)放大后輸出。 轉(zhuǎn)速傳感器主要用來(lái)檢測(cè)主機(jī)的轉(zhuǎn)速

11、和轉(zhuǎn)速傳感器主要用來(lái)檢測(cè)主機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向、發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。常用的轉(zhuǎn)速傳轉(zhuǎn)向、發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。常用的轉(zhuǎn)速傳感器有測(cè)速發(fā)電機(jī)和磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器感器有測(cè)速發(fā)電機(jī)和磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器。 1測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī) 2磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器 五、轉(zhuǎn)速傳感器五、轉(zhuǎn)速傳感器 1 1測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī) 原理原理 ：利用導(dǎo)體切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)與轉(zhuǎn)利用導(dǎo)體切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)與轉(zhuǎn) 速成比例的原理，把轉(zhuǎn)速變換成相應(yīng)的感應(yīng)速成比例的原理，把轉(zhuǎn)速變換成相應(yīng)的感應(yīng) 電勢(shì)。測(cè)速發(fā)電機(jī)有直流和交流兩種形式。電勢(shì)。測(cè)速發(fā)電機(jī)有直流和交流兩種形式。 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)：直流測(cè)速發(fā)電機(jī)：U =

12、kn，k為比例系數(shù)。為比例系數(shù)。U的大的大 小反映了主機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，小反映了主機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，U的極性反映了主的極性反映了主 機(jī)的轉(zhuǎn)向。機(jī)的轉(zhuǎn)向。 交流測(cè)速發(fā)電機(jī)：交流測(cè)速發(fā)電機(jī)：需對(duì)交變電壓進(jìn)行相敏整流和濾波，需對(duì)交變電壓進(jìn)行相敏整流和濾波， 變成直流電壓信號(hào)。作為控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速反饋?zhàn)兂芍绷麟妷盒盘?hào)。作為控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速反饋 和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號(hào)，因不能使用負(fù)電壓的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號(hào)，因不能使用負(fù)電壓的轉(zhuǎn)速 信號(hào)，故必須經(jīng)過(guò)整流把倒車負(fù)極性電壓信號(hào)轉(zhuǎn)信號(hào)，故必須經(jīng)過(guò)整流把倒車負(fù)極性電壓信號(hào)轉(zhuǎn) 換成正極性電壓信號(hào)。換成正極性電壓信號(hào)。 2 2磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器磁脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器 組成：組成：

13、磁頭、脈沖整形放大電路、頻率磁頭、脈沖整形放大電路、頻率電壓轉(zhuǎn)電壓轉(zhuǎn)換電路及濾波電路等部件。換電路及濾波電路等部件。 原理：原理：飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒頂和齒谷交替經(jīng)過(guò)，引起飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒頂和齒谷交替經(jīng)過(guò)，引起線圈內(nèi)的磁通交替變化，使線圈感應(yīng)出一系列脈線圈內(nèi)的磁通交替變化，使線圈感應(yīng)出一系列脈沖信號(hào)。脈沖頻率沖信號(hào)。脈沖頻率f f取決于齒數(shù)取決于齒數(shù)Z Z和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n n， 即即f = Zn /60f = Zn /60（HzHz） 信號(hào)處理：信號(hào)處理：轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)整形放大電路及頻率轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)整形放大電路及頻率電壓轉(zhuǎn)換電路，使電壓轉(zhuǎn)換電路，使UnUn。 轉(zhuǎn)向信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)向信號(hào)通過(guò)D D觸發(fā)器檢測(cè)。觸發(fā)

14、器檢測(cè)。第三節(jié)第三節(jié) 單元組合式監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)單元組合式監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng) 一、系統(tǒng)的組成一、系統(tǒng)的組成 單元組合式集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)是由單元組合式集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)是由 各種報(bào)警傳感器、報(bào)警控制單元、警報(bào)器各種報(bào)警傳感器、報(bào)警控制單元、警報(bào)器 控制單元、閃光源、自檢單元、顯示單元、控制單元、閃光源、自檢單元、顯示單元、 打印記錄單元、延伸報(bào)警控制單元、失職打印記錄單元、延伸報(bào)警控制單元、失職 報(bào)警控制單元、延伸報(bào)警箱、主電源和應(yīng)報(bào)警控制單元、延伸報(bào)警箱、主電源和應(yīng) 急電源組成。急電源組成。二、報(bào)警控制單元二、報(bào)警控制單元 集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警控制單元集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警控制單元是系統(tǒng)

15、的核心單元，由它來(lái)控制故障報(bào)警。是系統(tǒng)的核心單元，由它來(lái)控制故障報(bào)警。1開關(guān)量報(bào)警控制單元開關(guān)量報(bào)警控制單元 組成：組成：輸入回路、延時(shí)環(huán)節(jié)、邏輯判斷環(huán)節(jié)輸入回路、延時(shí)環(huán)節(jié)、邏輯判斷環(huán)節(jié) 2模擬量報(bào)警控制單元模擬量報(bào)警控制單元 組成：組成：測(cè)量回路、比較環(huán)節(jié)、延時(shí)環(huán)節(jié)和邏輯測(cè)量回路、比較環(huán)節(jié)、延時(shí)環(huán)節(jié)和邏輯 判斷環(huán)節(jié)判斷環(huán)節(jié) 三、用繼電器組成的報(bào)警控制單元三、用繼電器組成的報(bào)警控制單元 以繼電器為基本元件，組成報(bào)警電路。以繼電器為基本元件，組成報(bào)警電路。以以SMA一一02型報(bào)警控制單元為例：型報(bào)警控制單元為例： 1報(bào)警控制報(bào)警控制 2功能試驗(yàn)和閉鎖報(bào)警功能試驗(yàn)和閉鎖報(bào)警 1、報(bào)警控制、報(bào)警控制

16、 在設(shè)備正常情況下，開關(guān)量傳感在設(shè)備正常情況下，開關(guān)量傳感器的觸點(diǎn)器的觸點(diǎn)S處于閉合狀態(tài)。在未按功處于閉合狀態(tài)。在未按功能試驗(yàn)按紐時(shí)觸點(diǎn)能試驗(yàn)按紐時(shí)觸點(diǎn)T閉合。于是繼電閉合。于是繼電器器J1通電，繼電器通電，繼電器J2斷電。斷電。 當(dāng)運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，傳感器當(dāng)運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，傳感器的觸點(diǎn)的觸點(diǎn)S斷開，延時(shí)后，使繼電器斷開，延時(shí)后，使繼電器J1斷電，繼電器斷電，繼電器J2通電，發(fā)出聲光報(bào)警，通電，發(fā)出聲光報(bào)警，指示燈快閃。指示燈快閃。 當(dāng)輪機(jī)員應(yīng)答后，當(dāng)輪機(jī)員應(yīng)答后， 使繼電器使繼電器J2斷斷電，聲響停止，指示燈常亮。電，聲響停止，指示燈常亮。 當(dāng)故障排除后，觸點(diǎn)當(dāng)故障排除后，觸點(diǎn)S又閉合

17、，使又閉合，使繼電器繼電器J1通電，繼電器通電，繼電器J2斷電。指斷電。指示燈熄滅。示燈熄滅。 當(dāng)出現(xiàn)短時(shí)故障時(shí)，使繼電器當(dāng)出現(xiàn)短時(shí)故障時(shí)，使繼電器J1和和J2均通電。指示燈從快閃變?yōu)槁?。指示燈從快閃變?yōu)槁W，輪機(jī)員應(yīng)答后，繼電器閃，輪機(jī)員應(yīng)答后，繼電器J2斷電斷電聲響停止，指示燈熄滅。聲響停止，指示燈熄滅。2、功能試驗(yàn)和閉鎖報(bào)警、功能試驗(yàn)和閉鎖報(bào)警四、用邏輯回路和運(yùn)算放大器組成的報(bào)警控制單元四、用邏輯回路和運(yùn)算放大器組成的報(bào)警控制單元 -邏輯回路和運(yùn)算放大器為基本元件，以邏輯回路和運(yùn)算放大器為基本元件，以WEWE2 2型報(bào)警監(jiān)視型報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)為例系統(tǒng)為例 第四節(jié)第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視與報(bào)警

18、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)DATACHIEF C20DATACHIEF C20一、一、DC C20系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 DC C20采用采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)（現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)（Ethernet）相結(jié)合）相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。 硬件組成包括：硬件組成包括： 網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)關(guān)、485通訊接口、通訊接口、遠(yuǎn)程遙控操作站、延伸報(bào)警裝置、值班呼叫系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控操作站、延伸報(bào)警裝置、值班呼叫系統(tǒng)WCS 、分布式處理單元、分布式處理單元、CAN總線節(jié)點(diǎn)總線節(jié)點(diǎn) 。 1、分布式處理單元、分布式處理單元DPU DPU是采用模塊化設(shè)計(jì)、具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程是采用模塊

19、化設(shè)計(jì)、具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元，如圖所示的單元，如圖所示的RDi32、RDo16、RAi16、RAo8、RAi10tc和和C4等。它們分布在機(jī)艙各處，一方面作為傳感等。它們分布在機(jī)艙各處，一方面作為傳感器和執(zhí)行器的器和執(zhí)行器的I/O接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，另一接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，另一方面通過(guò)方面通過(guò)CAN總線與上層網(wǎng)絡(luò)相連，從而實(shí)現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)對(duì)總線與上層網(wǎng)絡(luò)相連，從而實(shí)現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)艙設(shè)備的監(jiān)視和控制。連接機(jī)艙設(shè)備的監(jiān)視和控制。連接DPU和上層網(wǎng)絡(luò)的和上層網(wǎng)絡(luò)的CAN總線總線采用雙冗余結(jié)構(gòu)，即具有兩套采用雙冗余結(jié)構(gòu)，即具有兩套CAN總線，分別標(biāo)識(shí)為總線，分別標(biāo)識(shí)為

20、CAN Bus 1和和CAN Bus 2。這兩套。這兩套CAN總線總是互為熱備份，當(dāng)總線總是互為熱備份，當(dāng)主用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，備用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切入工作，充分保證主用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，備用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切入工作，充分保證系統(tǒng)工作的可靠性。系統(tǒng)工作的可靠性。 2、遠(yuǎn)程操作站（遙控操作站）、遠(yuǎn)程操作站（遙控操作站）ROS3-3-1 ROS 的的整整體體圖圖 圖圖3-3-1 ROS的整體圖的整體圖 ROS由由PC機(jī)、操作員控制面板機(jī)、操作員控制面板OCP（或普通（或普通PC機(jī)鍵機(jī)鍵盤）、鼠標(biāo)、顯示屏和打印機(jī)組成，盤）、鼠標(biāo)、顯示屏和打印機(jī)組成，PC機(jī)采用機(jī)采用Windows NT操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)。ROS通常設(shè)置

21、在集控室、駕駛室和甲板艙通常設(shè)置在集控室、駕駛室和甲板艙室，常見的配置是集控室室，常見的配置是集控室2臺(tái)，駕駛室和輪機(jī)長(zhǎng)房間各臺(tái)，駕駛室和輪機(jī)長(zhǎng)房間各1臺(tái)，臺(tái)，其他艙室是否設(shè)置可根據(jù)需要而定。其中，集控室的其他艙室是否設(shè)置可根據(jù)需要而定。其中，集控室的2臺(tái)臺(tái)是必備的，其他場(chǎng)所為可選安裝。各是必備的，其他場(chǎng)所為可選安裝。各ROS均配置雙網(wǎng)卡，均配置雙網(wǎng)卡，形成雙冗余的形成雙冗余的Ethernet網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。 集控室的集控室的2臺(tái)臺(tái)ROS還兼有系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)還兼有系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW的功能，使得的功能，使得局域網(wǎng)中的各個(gè)局域網(wǎng)中的各個(gè)ROS能夠通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)能夠通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW與與CAN總線總線相連。通過(guò)相連

22、。通過(guò)SGW和和CAN總線，總線，ROS一方面可以接受各個(gè)一方面可以接受各個(gè)DPU單元送出的機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)信息，另一方面還能向單元送出的機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)信息，另一方面還能向DPU發(fā)送發(fā)送操作指令、控制參數(shù)和程序包。操作指令、控制參數(shù)和程序包。 3、值班呼叫系統(tǒng)、值班呼叫系統(tǒng)WCS 按照無(wú)人機(jī)艙的基本設(shè)計(jì)原則，按照無(wú)人機(jī)艙的基本設(shè)計(jì)原則，DC C20系統(tǒng)在系統(tǒng)在駕駛室和輪機(jī)員艙室及公共場(chǎng)所設(shè)有延伸報(bào)警裝置。駕駛室和輪機(jī)員艙室及公共場(chǎng)所設(shè)有延伸報(bào)警裝置。駕駛室的延伸報(bào)警裝置稱為駕駛室的延伸報(bào)警裝置稱為WBU，而艙室及公共場(chǎng)，而艙室及公共場(chǎng)所的延伸報(bào)警裝置則稱為所的延伸報(bào)警裝置則稱為WCU。WBU和和WCU通過(guò)通

23、過(guò)CAN總線與總線與ROS進(jìn)行通信連接，形成值班呼叫系統(tǒng)進(jìn)行通信連接，形成值班呼叫系統(tǒng)WCS。4、其他輔助設(shè)備、其他輔助設(shè)備 其他輔助設(shè)備包括不間斷電源（其他輔助設(shè)備包括不間斷電源（UPS）、局域網(wǎng)集線）、局域網(wǎng)集線器（器（HUB）、現(xiàn)場(chǎng)操作站（）、現(xiàn)場(chǎng)操作站（LOS）和便攜式操作站（）和便攜式操作站（MOS）。）。 LOS用于在機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各個(gè)用于在機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各個(gè)DPU模塊進(jìn)行操作，在模塊進(jìn)行操作，在LOS面板上可以選擇和訪問(wèn)掛在同一面板上可以選擇和訪問(wèn)掛在同一CAN總線上的任意總線上的任意DPU，例如查看例如查看DPU中的過(guò)程變量、對(duì)所轄設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)操作、參數(shù)中的過(guò)程變量、對(duì)所轄設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)操作

24、、參數(shù)調(diào)整和模塊自檢操作等。調(diào)整和模塊自檢操作等。 MOS是一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的移動(dòng)式操作站，通過(guò)是一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的移動(dòng)式操作站，通過(guò)MOS面板可面板可以方便地實(shí)現(xiàn)各種操作站功能，可用作以方便地實(shí)現(xiàn)各種操作站功能，可用作LOS、ROS或駕駛臺(tái)或駕駛臺(tái)值班監(jiān)視系統(tǒng)的顯示單元。值班監(jiān)視系統(tǒng)的顯示單元。 現(xiàn)場(chǎng)操作站（現(xiàn)場(chǎng)操作站（LOS）二、分布式處理單元二、分布式處理單元DPU 分布式處理系統(tǒng)包含：分布式處理單元、機(jī)旁分布式處理系統(tǒng)包含：分布式處理單元、機(jī)旁現(xiàn)場(chǎng)操現(xiàn)場(chǎng)操作站、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)式調(diào)試工具、作站、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)式調(diào)試工具、CAN總線總線。 分布式處理單元分布式處理單元DPU以單片機(jī)作為微處理器，采

25、用單電以單片機(jī)作為微處理器，采用單電路板結(jié)構(gòu)。路板結(jié)構(gòu)。DPU一方面作為傳感器和執(zhí)行器的接口，直接與一方面作為傳感器和執(zhí)行器的接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，對(duì)來(lái)自模擬量或開關(guān)量傳感器的信號(hào)傳感器和執(zhí)行器相連，對(duì)來(lái)自模擬量或開關(guān)量傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理和監(jiān)視報(bào)警，或向不同設(shè)備輸出模擬量和開關(guān)量控進(jìn)行處理和監(jiān)視報(bào)警，或向不同設(shè)備輸出模擬量和開關(guān)量控制信號(hào)。制信號(hào)。 另一方面，另一方面，DPU通過(guò)雙芯屏蔽電纜或雙絞線等連接到雙通過(guò)雙芯屏蔽電纜或雙絞線等連接到雙冗余的冗余的CAN總線上，實(shí)現(xiàn)總線上，實(shí)現(xiàn)DPU單元之間的互聯(lián)以及單元之間的互聯(lián)以及DPU單元單元與與ROS和和LOS之間的數(shù)據(jù)通信。之間的數(shù)

26、據(jù)通信。 ROS通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能對(duì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能對(duì)DPU的工作狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，并可通的工作狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向各個(gè)過(guò)網(wǎng)絡(luò)向各個(gè)DPU下載相應(yīng)的軟件和參數(shù)，使得不同的下載相應(yīng)的軟件和參數(shù)，使得不同的DPU具有相應(yīng)的不同功能。具有相應(yīng)的不同功能。 按照數(shù)據(jù)輸入輸出類型的不同，按照數(shù)據(jù)輸入輸出類型的不同，DPU模塊也分為不同模塊也分為不同的類型，主要有模擬量輸入模塊、熱電偶輸入模塊、模擬的類型，主要有模擬量輸入模塊、熱電偶輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊以及輸入量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊以及輸入輸出混合模塊等。輸出混合模塊等。 1、模擬量輸入模塊（、模擬量

27、輸入模塊（RAi-16） 2、熱電偶輸入模塊（、熱電偶輸入模塊（RAi-10tc） 3、模擬量輸出模塊（、模擬量輸出模塊（RAo-8） 4、開關(guān)量輸入模塊（、開關(guān)量輸入模塊（RDi-32、RDi-32A） 5、開關(guān)量輸出模塊（、開關(guān)量輸出模塊（RDo-16） 6、混合模塊（、混合模塊（RIO-C1、RIO-C2） 盡管不同盡管不同DPUDPU的輸入輸出類型及其功能不同，的輸入輸出類型及其功能不同，但它們都有共同的特點(diǎn)，主要特點(diǎn)如下：但它們都有共同的特點(diǎn)，主要特點(diǎn)如下：（l l）DPUDPU具有參數(shù)儲(chǔ)存功能，能夠獨(dú)立完成參數(shù)的具有參數(shù)儲(chǔ)存功能，能夠獨(dú)立完成參數(shù)的監(jiān)視、報(bào)警和控制。當(dāng)監(jiān)視、報(bào)警和控

28、制。當(dāng)ROSROS出故障時(shí)，出故障時(shí)，DPUDPU的工作的工作不受影響。不受影響。（2 2）DPUDPU具有完備的通信功能，支持雙冗余具有完備的通信功能，支持雙冗余CANCAN高高速多主通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具備速多主通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具備CANCAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、容錯(cuò)管網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、容錯(cuò)管理功能。理功能。DPUDPU單元之間通過(guò)冗余的單元之間通過(guò)冗余的CANCAN總線進(jìn)行通總線進(jìn)行通信。信。DPUDPU還配備一個(gè)還配備一個(gè)RS-422RS-422或或RS-485RS-485串行接口，以串行接口，以便和其它外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。便和其它外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 （3 3）通過(guò)遙控操作站）通過(guò)遙控操作站ROSROS，

29、可將用于，可將用于DPUDPU硬件組態(tài)和編程所硬件組態(tài)和編程所需的軟件下載到需的軟件下載到DPUDPU中，并在中，并在ROSROS上對(duì)上對(duì)DPUDPU單元進(jìn)行遙控組單元進(jìn)行遙控組態(tài)。在更換態(tài)。在更換DPUDPU后，需要給新單元下載參數(shù)。在遙控操作后，需要給新單元下載參數(shù)。在遙控操作站站ROSROS和現(xiàn)場(chǎng)操作站和現(xiàn)場(chǎng)操作站LOSLOS上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DPUDPU的監(jiān)視、控制的監(jiān)視、控制和參數(shù)調(diào)整。和參數(shù)調(diào)整。 （4 4）所有的）所有的DPUDPU單元均用單元均用24V DC24V DC電源供電，電源供電，DPUDPU單元的硬件單元的硬件無(wú)需進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，所有連接均可即插即用。無(wú)需進(jìn)

30、行設(shè)置和調(diào)整，所有連接均可即插即用。DPUDPU的電的電源、通信、源、通信、I/OI/O通道連接都采用光電隔離。通道連接都采用光電隔離。（5 5）DPUDPU單元帶有單元帶有LEDLED顯示（顯示（WatchdogWatchdog、RunningRunning、Gen. Gen. Inf.Inf.、Initialized moduleInitialized module、Power polarity)Power polarity)，并具有，并具有強(qiáng)大的自檢功能（檢查模塊內(nèi)部溫度、存儲(chǔ)器性能以及強(qiáng)大的自檢功能（檢查模塊內(nèi)部溫度、存儲(chǔ)器性能以及CANCAN總線狀態(tài)）。若總線狀態(tài)）。若DPUDPU、

31、過(guò)程總線、電纜或傳感器有故障，、過(guò)程總線、電纜或傳感器有故障，則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。 三、網(wǎng)關(guān)三、網(wǎng)關(guān) DC C20是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)，在不同網(wǎng)絡(luò)類型及不同是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)，在不同網(wǎng)絡(luò)類型及不同網(wǎng)段之間需要有一個(gè)專門設(shè)施來(lái)轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之間不同的通信協(xié)網(wǎng)段之間需要有一個(gè)專門設(shè)施來(lái)轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之間不同的通信協(xié)議或在不同數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)行數(shù)據(jù)翻譯，這一設(shè)施稱為網(wǎng)關(guān)。議或在不同數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)行數(shù)據(jù)翻譯，這一設(shè)施稱為網(wǎng)關(guān)。 1、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)（、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)（SGW） SGW是是CAN總線網(wǎng)和總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，采用雙冗網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，采用雙冗余設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)余設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)CAN與

32、與Ethernet兩種網(wǎng)絡(luò)之間的冗余連接，進(jìn)兩種網(wǎng)絡(luò)之間的冗余連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)DPU和和ROS之間的雙向信息傳輸。之間的雙向信息傳輸。 2、雙處理網(wǎng)段控制器、雙處理網(wǎng)段控制器dPSC CAN網(wǎng)絡(luò)最多能支持網(wǎng)絡(luò)最多能支持110個(gè)節(jié)點(diǎn)，即在個(gè)節(jié)點(diǎn)，即在CAN總線上最多能總線上最多能掛接掛接110個(gè)個(gè)DPU模塊。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大，或者出于某種特殊需模塊。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大，或者出于某種特殊需要時(shí)，往往需要對(duì)要時(shí)，往往需要對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，即把網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，即把CAN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成上下兩層，上層一般叫做全局上下兩層，上層一般叫做全局CAN總線，下層則稱作局部總線，下層則稱作局部CAN總線?？偩€

33、。 dPSCdPSC的主要任務(wù)是：的主要任務(wù)是：（1 1）處理來(lái)自于）處理來(lái)自于Local CAN BusLocal CAN Bus的信息并將其送往的信息并將其送往Global CAN BusGlobal CAN Bus，進(jìn)而通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGWSGW供供ROSROS使使用；用； （2 2）管理由系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)）管理由系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGWSGW或或ROSROS發(fā)送到發(fā)送到Local CAN Local CAN BusBus的指令、參數(shù)和程序。的指令、參數(shù)和程序。 四、遠(yuǎn)程操作站四、遠(yuǎn)程操作站ROS及系統(tǒng)功能及系統(tǒng)功能 ROS是是DC C20系統(tǒng)的重要組成部分，一個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分，一個(gè)ROS由由主計(jì)算機(jī)（主計(jì)算機(jī)（MCU）、顯示器（）、顯示器（VDU）、打印機(jī)、操作）、打印機(jī)、操作控制面板（控制面板（OCP）或普通的）或普通的PC鍵盤和鼠標(biāo)。鍵盤和鼠標(biāo)。在系統(tǒng)的在系統(tǒng)的監(jiān)視報(bào)警和控制過(guò)程中完成以下任務(wù)：監(jiān)視報(bào)警和控制過(guò)程中完成以下任務(wù)：（1）和）和CAN網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集或控制設(shè)備（即網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集或控制設(shè)備（即DPU）進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，從進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，從DPU收集數(shù)據(jù)或向收集數(shù)據(jù)或向DPU傳送指令、傳送指令、數(shù)據(jù)和程序；數(shù)據(jù)和程序；（2）對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警信息的確認(rèn)功能