第10章 船舶機(jī)艙監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)1

第一節(jié)船舶機(jī)艙監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

機(jī)艙監(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)?？筛纳戚啓C(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)行故障，也是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)艙的基本條件。一、參數(shù)類(lèi)型：開(kāi)關(guān)量和模擬量

二、監(jiān)測(cè)方法：根據(jù)其監(jiān)視方式可分為連續(xù)監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng)和巡回監(jiān)視式報(bào)警系統(tǒng)三、組成：（1）分布在機(jī)艙各監(jiān)視點(diǎn)的傳感器；

（2）安裝在集中控制室內(nèi)的控制柜和監(jiān)儀表或監(jiān)視屏；

（3）安裝在駕駛臺(tái)、公共場(chǎng)所、輪機(jī)長(zhǎng)和輪機(jī)員居室的延伸報(bào)警箱。四、功能：聲光報(bào)警、參數(shù)顯示、打印記錄、報(bào)警延時(shí)、報(bào)警閉鎖、延伸報(bào)警、失職報(bào)警、值班召喚、功能試驗(yàn)和自檢等。系統(tǒng)圖機(jī)艙監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)組成監(jiān)測(cè)點(diǎn)報(bào)警處理流程返回第二節(jié)報(bào)警控制單元及報(bào)警的延伸

采用連續(xù)監(jiān)視方法的監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)中，每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均需要一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)視與報(bào)警控制單元，整個(gè)監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)是由各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的報(bào)警控制單元組合而成的，因此稱(chēng)為單元組合式監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)。

在單元組合式集中監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警控制單元是監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)的核心部分，由它來(lái)控制參數(shù)和故障報(bào)警。

一、報(bào)警控制單元的組成原理及功能二、用繼電器組成的報(bào)警控制單元三、用邏輯回路和運(yùn)算放大器組成的報(bào)警控制單元四、報(bào)警的延伸一、報(bào)警控制單元的組成原理及功能1．開(kāi)關(guān)量報(bào)警控制單元組成：輸入回路、延時(shí)環(huán)節(jié)(長(zhǎng)延時(shí)和短延時(shí)）、邏輯判斷環(huán)節(jié)邏輯原理圖：報(bào)警內(nèi)容：1)、控制報(bào)警指示燈，快閃、慢閃、常亮和熄滅；2)、啟動(dòng)公共報(bào)警；3)、輸出分組報(bào)警信號(hào)至延伸報(bào)警單元；4)、起動(dòng)報(bào)警記錄打印機(jī)。長(zhǎng)時(shí)報(bào)警和短時(shí)報(bào)警2．模擬量報(bào)警控制單元組成：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)邏輯原理圖：測(cè)量環(huán)節(jié)：把傳感器模擬信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，監(jiān)測(cè)傳感器故障；比較環(huán)節(jié)：故障報(bào)警鑒別；延時(shí)環(huán)節(jié)和邏輯判斷環(huán)節(jié)：與開(kāi)關(guān)量報(bào)警單元功能相同。二、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SMA一02型報(bào)警控制單元為例：1．報(bào)警控制報(bào)警控制電路2．功能試驗(yàn)和閉鎖報(bào)警閉鎖開(kāi)關(guān)延時(shí)報(bào)警消閃按鈕常開(kāi)常開(kāi)常開(kāi)試燈報(bào)警控制：1、正常情況，S閉合；2、設(shè)備故障，S斷開(kāi)，閉鎖開(kāi)關(guān)B斷開(kāi)，D3截止。報(bào)警燈L快閃；3、消聲消閃按鈕A，繼電器

J2斷電，快閃變常亮；4、故障排除，J1通電，L熄滅；5、短時(shí)故障報(bào)警，這時(shí)繼電器J1和J2均通電，L接通慢閃；先消聲，后消閃，L從慢閃成熄滅。功能試驗(yàn)和閉鎖報(bào)警：1、功能試驗(yàn)，按鈕T；2、設(shè)備停止工作，按閉鎖按鈕B。試驗(yàn)三、用集成電路組成的報(bào)警控制單元

以邏輯回路和運(yùn)算放大器為基本元件以WE－2型報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)為例

1.開(kāi)關(guān)量報(bào)警控制單元2.模擬量報(bào)警控制單元

報(bào)警延時(shí)時(shí)間1、S閉合，P點(diǎn)為“1”；2、S斷開(kāi)，P點(diǎn)為“0”；3、消聲消閃操作；4、故障排除，E點(diǎn)為0，I點(diǎn)保持低電平；5、功能試驗(yàn)，17低電平；6、報(bào)警閉鎖，10低電平。SR四、報(bào)警的延伸

作用:把機(jī)艙的故障報(bào)警信號(hào)通過(guò)分組后傳送到駕駛

室、公共場(chǎng)所、輪機(jī)長(zhǎng)和值班輪機(jī)員處的延伸

報(bào)警箱，以實(shí)現(xiàn)分組延伸報(bào)警，并且還必須實(shí)

現(xiàn)失職報(bào)警和值班召喚報(bào)警。值班選擇裝置：第三節(jié)船舶機(jī)艙網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)目前，船舶機(jī)艙監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)基本上都采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，船舶機(jī)艙監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)可分集中型系統(tǒng)、集散型系統(tǒng)和全分布式系統(tǒng)。第三節(jié)船舶機(jī)艙網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)集中型系統(tǒng)采用單臺(tái)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，可靠性較差，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，則整個(gè)系統(tǒng)完全癱瘓。集散型系統(tǒng)采用集中和分散相結(jié)合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將監(jiān)視任務(wù)合理地分散成由多臺(tái)微機(jī)進(jìn)行分別監(jiān)視的子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)與上層計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接，以便集中管理和信息共享。機(jī)旁和子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間需敷設(shè)大量的電纜；模擬信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸干擾嚴(yán)重。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，在新造船舶中，越來(lái)越多地采用現(xiàn)場(chǎng)總線作為各個(gè)子系統(tǒng)的內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)，上層網(wǎng)絡(luò)采用局域網(wǎng)，形成全分布式的網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)。KONGSBERG公司的DataChiefC20，K-Chief500，AutoChiefC20。DCC20采用CAN（ControllerAreaNetwork）現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)（Ethernet）相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及其布局如圖1-3-1所示。一、DCC20監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（一）分布式處理單元（DPU）DPU（DistributedProcessingUnit）是采用模塊化設(shè)計(jì)、具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元，如圖1-3-1中所示的RDi-32、RDo-16、RAi-16、RAo-8、RAi-10tc和RIO-C4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I/O接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，另一方面通過(guò)CAN(ControlAreaNetwork)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DPU和上層網(wǎng)絡(luò)的CAN總線采用雙冗余結(jié)構(gòu)，即具有兩套CAN總線，在圖1-3-1中分別標(biāo)識(shí)為CANBus1和CANBus2。這兩套CAN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，充分保證系統(tǒng)工作的可靠性。一、DCC20監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（二）遠(yuǎn)程操作站（ROS）ROS（RemoteOperatorStation）由PC機(jī)、操作控制面板OCP（或普通PC機(jī)鍵盤(pán)）、鼠標(biāo)、顯示屏和打印機(jī)組成，PC機(jī)采用WindowsNT或WindowsXP操作系統(tǒng)。ROS通常設(shè)置在集控室、駕駛室和甲板艙室。各ROS均配置雙網(wǎng)卡，形成雙冗余的Ethernet網(wǎng)絡(luò)。集控室的2臺(tái)ROS還兼有系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW（SystemGateWay）的功能，使得局域網(wǎng)中的各個(gè)ROS能夠通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW與CAN總線相連。通過(guò)SGW和CAN總線，ROS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DPU發(fā)送操作指令、控制參數(shù)和程序包。一、DCC20監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（三）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，DCC20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。駕駛室的延伸報(bào)警裝置稱(chēng)為WBU（WatchBridgeUnit），而艙室及公共場(chǎng)所的延伸報(bào)警裝置則稱(chēng)為WCU（WatchCabinUnit）。WBU和WCU通過(guò)CAN總線（在圖1-3-1中標(biāo)識(shí)為CANBus3）與ROS進(jìn)行通信連接，形成值班呼叫系統(tǒng)WCS（WatchCallingSystem）。（四）其他輔助設(shè)備系統(tǒng)中的其他輔助設(shè)備包括不間斷電源（UPS）、以太網(wǎng)集線器（HUB）、現(xiàn)場(chǎng)操作站（LocalOperatorStation，簡(jiǎn)稱(chēng)LOS）和便攜式操作站（MidiOperatorStation，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS）。二、分布式處理單元DPUDPU是DCC20監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)和ACC20主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本組成單元，它是采用模塊化設(shè)計(jì)且具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元，所有的監(jiān)視和控制功能均由這些DPU單元進(jìn)行最終實(shí)施。DPU分布在機(jī)艙各處，可以直接安裝在機(jī)器設(shè)備上，也可以根據(jù)需要將若干個(gè)DPU單元組裝在一個(gè)控制箱內(nèi)，并稱(chēng)之為“數(shù)據(jù)獲取單元（SAU）”。二、分布式處理單元DPUDPU主要特點(diǎn)：（l）所有DPU模塊均采用統(tǒng)一的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)。（2）DPU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。（3）DPU具有完備的通信功能，支持雙冗余CAN高速多主通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具備CAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、容錯(cuò)管理功能。（4）通過(guò)ROS，可將用于DPU硬件組態(tài)和編程所需的軟件下載到DPU中，并在ROS上對(duì)DPU單元進(jìn)行遙控組態(tài)。（5）所有的DPU單元均用24VDC電源供電，DPU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。DPU的電源、通信、I/O通道連接都采用光電隔離。

（6）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CAN總線狀態(tài)）。若DPU、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)。二、分布式處理單元DPUDCC20系統(tǒng)中常用的DPU模塊：1．模擬量輸入模塊（RAi-16）:16通道模擬量輸入2．熱電偶輸入模塊（RAi-10tc）:10通道熱電偶模擬量輸入3．模擬量輸出模塊（RAo-8）：8通道模擬量輸出4．開(kāi)關(guān)量輸入模塊（RDi-32、RDi-32A）：32通道開(kāi)關(guān)量5．開(kāi)關(guān)量輸出模塊（RDo-16）：16通道開(kāi)關(guān)量輸出6．混合模塊（RIO-C1、RIO-C2、RIO-C3、RIO-C4）RIO-C1發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)和控制；RIO-C28個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入和輸出；泵和閥門(mén)控制RIO-C3發(fā)電機(jī)安全保護(hù)7．dPSC、PSS和MSI：dualProcessSegmentController，ProcessSegmentStarcoupler，MultiSerialInterface8．MEI、DGU、ESU和RPME：遙控系統(tǒng)和主機(jī)的接口單元、數(shù)字調(diào)速器、安全保護(hù)單元和轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元三、網(wǎng)關(guān)DCC20是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)，在不同網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型及不同網(wǎng)段之間需要有一個(gè)專(zhuān)門(mén)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(chēng)為網(wǎng)關(guān)。系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)（SystemGateway，SGW）和CAN總線雙處理器網(wǎng)段控制器（dualProcessSegmentController，dPSC）。SGW是CAN總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，采用雙冗余設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)CAN與Ethernet兩種網(wǎng)絡(luò)之間的冗余連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)DPU和ROS之間的雙向信息傳輸。dPSC就是用于擴(kuò)展局部CAN總線的專(zhuān)門(mén)設(shè)備，它是一個(gè)雙二通道CAN網(wǎng)關(guān)，設(shè)有兩個(gè)單獨(dú)供電的處理器，每個(gè)處理器各有兩個(gè)CAN接口，兩個(gè)處理器通過(guò)雙口存儲(chǔ)器共享信息。四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能ROS是DCC20系統(tǒng)的重要組成部分，一個(gè)ROS由主計(jì)算機(jī)（MCU）、顯示器（VDU）、打印機(jī)、操作控制面板（OCP）或普通的PC鍵盤(pán)和鼠標(biāo)。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)：（1）和CAN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DPU收集數(shù)據(jù)或向DPU傳送指令、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；（3）向駕駛臺(tái)和輪機(jī)員艙室提供延伸報(bào)警信息；（4）在CAN網(wǎng)絡(luò)和Ethernet局域網(wǎng)之間起網(wǎng)關(guān)的作用。四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能（一）人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口包括輸入設(shè)備、打印輸出和各種顯示界面等。1．操作控制面板（OCP）OCP是DCC20系統(tǒng)的主要輸入設(shè)備，由按鍵、指示燈和軌跡球等組成，如圖所示。此外，在OCP的左下角還設(shè)有一個(gè)鍵盤(pán)接口，以便需要時(shí)連接PC機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)。按照功能的不同，OCP分為不同的功能區(qū)，圖示出了不同區(qū)域的功能劃分。分組報(bào)警區(qū)域用于在發(fā)生報(bào)警時(shí)進(jìn)行分組報(bào)警指示和報(bào)警確認(rèn)；值班功能按鈕區(qū)域用于值班狀態(tài)的指示、值班切換和值班呼叫；Mimic功能按鈕用于各種系統(tǒng)的Mimic模擬圖的顯示和操作；數(shù)字鍵區(qū)域用于在需要時(shí)輸入各種數(shù)值，并提供屏幕的翻頁(yè)和方向鍵功能；報(bào)警控制按鈕用于報(bào)警確認(rèn)、消音、報(bào)警匯總顯示（顯示當(dāng)前存在的所有報(bào)警）和歷史報(bào)警顯示（分頁(yè)顯示最后發(fā)生的2000個(gè)報(bào)警，每頁(yè)26個(gè)）；軌跡球和軌跡球按鍵相配合完成光標(biāo)移動(dòng)、光標(biāo)定位和相應(yīng)的操作功能；其他功能按鈕的具體功能依實(shí)際情況不同而異。2．顯示界面顯示界面是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)重要的信息輸出手段，DCC20的軟件系統(tǒng)在ROS上提供了豐富的顯示界面，與OCP相配合可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的人機(jī)交互功能。ROS上的顯示見(jiàn)面大致包括以下幾種類(lèi)型：（1）文本顯示界面文本顯示界面用于輸出報(bào)警信息和監(jiān)視機(jī)艙設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)或?qū)崟r(shí)參數(shù)，分為報(bào)警顯示窗口和監(jiān)視窗口。其中，報(bào)警顯示窗口具有三種類(lèi)型：①分組報(bào)警窗口，按分組類(lèi)型顯示當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)；②報(bào)警匯總窗口，顯示當(dāng)前存在的所有報(bào)警；③歷史報(bào)警窗口，分頁(yè)顯示最后發(fā)生的2000個(gè)報(bào)警，每頁(yè)26個(gè)。監(jiān)視窗口類(lèi)型包括：①分組顯示窗口，顯示同一報(bào)警組中所有測(cè)量點(diǎn)的狀態(tài)清單；②選點(diǎn)顯示窗口，顯示預(yù)先選定的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的狀態(tài)清單；③測(cè)量點(diǎn)屬性窗口，顯示某一測(cè)量點(diǎn)的詳細(xì)信息，如測(cè)量點(diǎn)名稱(chēng)，報(bào)警限等（在計(jì)算機(jī)編程時(shí)，通常用一被稱(chēng)為“標(biāo)簽（Tag）”的變量來(lái)保存測(cè)量點(diǎn)的屬性，因此測(cè)量點(diǎn)屬性也稱(chēng)為標(biāo)簽屬性）。（2）圖形顯示界面圖形顯示界面包括機(jī)艙主要系統(tǒng)的Mimic模擬窗口、柱狀圖窗口和設(shè)備狀態(tài)窗口等，主要包括：①管路系統(tǒng)Mimic窗口；②柱狀圖窗口，如各缸排煙溫度及其平均溫度柱狀圖窗口；③備用泵匯總顯示窗口；④控制器和閥位狀態(tài)匯總窗口；⑤參數(shù)曲線趨勢(shì)圖窗口；⑥電站管理窗口；⑦主配電板和發(fā)電機(jī)窗口。這些窗口實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的工作狀態(tài)，例如閥門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)、設(shè)備的起停狀態(tài)、液位或其他參數(shù)的高低等。圖形顯示界面具有可交互的性質(zhì)，即在圖形界面上可以對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行操作和控制。（3）訪問(wèn)控制界面為了安全考慮，系統(tǒng)可以通過(guò)訪問(wèn)密碼來(lái)設(shè)置對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制的權(quán)限，包括報(bào)警限修改在內(nèi)的參數(shù)調(diào)整以及對(duì)系統(tǒng)所進(jìn)行的其他所有操作均以事件記錄的形式進(jìn)行保存。3．打印設(shè)備ROS可以配置打印設(shè)備進(jìn)行必要的打印輸出。通過(guò)設(shè)置，打印設(shè)備可以按定時(shí)或者即時(shí)召喚的方式打印各種記錄。記錄內(nèi)容包括報(bào)警或者事件的名稱(chēng)以及報(bào)警或事件發(fā)生的具體時(shí)間等。對(duì)于報(bào)警信息，還包括報(bào)警消失的時(shí)間。（二）監(jiān)視與報(bào)警功能1．模擬量監(jiān)視和報(bào)警模擬量是指那些連續(xù)變化的量，例如溫度、壓力、液位和轉(zhuǎn)速等。在處理模擬量報(bào)警時(shí)，DCC20具有以下特點(diǎn)：（1）高限（High）報(bào)警（2）超高限（High-High）報(bào)警（3）低限（Low）報(bào)警（4）超低限（Low-Low）報(bào)警（5）線路故障報(bào)警（6）避免報(bào)警狀態(tài)的波動(dòng)四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能2．開(kāi)關(guān)量監(jiān)視和報(bào)警3．報(bào)警閉鎖4．接受其他系統(tǒng)的報(bào)警信息5．報(bào)警確認(rèn)6．柴油機(jī)排氣溫度監(jiān)視7．歷史參數(shù)曲線監(jiān)視8．油耗經(jīng)濟(jì)性監(jiān)視9．設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)監(jiān)視四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能（三）綜合控制功能1．泵的控制

泵組順序起動(dòng)

；主備用切換；失電自動(dòng)啟動(dòng)；啟動(dòng)禁止；報(bào)警功能四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能（三）綜合控制功能2.閥門(mén)遙控四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能（三）綜合控制功能3．PID過(guò)程反饋控制四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能（三）綜合控制功能4．輔助設(shè)備的控制（1）空壓機(jī)自動(dòng)控制（2）分油機(jī)自動(dòng)控制（3）輔鍋爐自動(dòng)控制5．電力管理系統(tǒng)DCC20的電力管理系統(tǒng)（PowerManagementSystem，PMS）涵蓋了電站自動(dòng)控制的所有功能，包括全船電力的生產(chǎn)、配送和安全保護(hù)等。四、遠(yuǎn)程操作站ROS及DCC20的系統(tǒng)功能（三）綜合控制功能5．電力管理系統(tǒng)五、K-Chief500監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)K-Chief500監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)是DCC20系統(tǒng)的升級(jí)產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)功能與DCC20基本相同，只是在操作面板和屏幕操作界面上作了改進(jìn)。K-Chief500的結(jié)構(gòu)組成K-Chief500主要由操作站（OperatorStation，OS）、便攜式操作站（MidiOperatorStation，MOS）、集控室操作面板（ControlRoomPanel，CRP）、值班呼叫系統(tǒng)（WatchCallingSystem，WCS）和分布式處理單元（DistributedProcessingUnits，DPU）等組成。五、K-Chief500監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)K-Chief500監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)是DCC20系統(tǒng)的升級(jí)產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)功能與DCC20基本相同，只是在操作面板和屏幕操作界面上作了改進(jìn)。K-Chief500的結(jié)構(gòu)組成K-Chief500主要由操作站（OperatorStation，OS）、便攜式操作站（MidiOperatorStation，MOS）、集控室操作面板（ControlRoomPanel，CRP）、值班呼叫系統(tǒng)（WatchCallingSystem，WCS）和分布式處理單元（DistributedProcessingUnits，DPU）等組成。五、K-Chief500監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)K-Chief500操作面板五、K-Chief500監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)K-Chief500主界面1．操作站（OS）K-Chief500的操作站（OS）在DCC20的ROS基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要體現(xiàn)在操作面板和操作界面方面。（1）操作面板K-Chief500的操作面板比DCC20在設(shè)計(jì)上更為簡(jiǎn)潔，省去了分組報(bào)警功能、值班功能和mimic圖形等大量的功能按鈕，而是把這些操作功能設(shè)計(jì)成顯示窗口的菜單健。在硬件上只保留了報(bào)警控制按鈕、操作權(quán)控制按鈕、數(shù)字/字母小鍵盤(pán)和軌跡球等基本部件。操作面板的結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中標(biāo)明了各個(gè)按鍵的名稱(chēng)和功能。（2）操作界面K-Chief500采用WindowsXP作為操作系統(tǒng)，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后將自動(dòng)進(jìn)入一個(gè)叫做瀏覽器（Navigator）的主界面。瀏覽器主要由各種軟件按鈕組成。針對(duì)不同的船舶，可以設(shè)置不同的按鈕數(shù)量和定義不同的按鈕功能。瀏覽器分為2個(gè)操作區(qū)域，左側(cè)區(qū)域?yàn)閳?bào)警瀏覽器，右側(cè)區(qū)域?yàn)閳D形顯示瀏覽器。在報(bào)警瀏覽器中，可對(duì)報(bào)警進(jìn)行分組操作和顯示。點(diǎn)擊每個(gè)分組按鈕即可顯示相應(yīng)分組的參數(shù)和報(bào)警狀態(tài)，例如，點(diǎn)擊“MEAUTOSHD”將顯示與主機(jī)自動(dòng)停車(chē)有關(guān)的各個(gè)參數(shù)名稱(chēng)、參數(shù)值、報(bào)警設(shè)定值和當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)等信息。圖中右側(cè)上方小按鈕為主按鈕組，下方大按鈕為二級(jí)按鈕組。在主按鈕組中，點(diǎn)擊“收藏夾（FAVORITES）”可進(jìn)行值班輪機(jī)員的個(gè)性顯示及其管理，點(diǎn)擊“列表查看（LISTVIEWS）”可以列表的形式查看監(jiān)視參數(shù)，點(diǎn)擊“顯示配置（CONFIGDISPLAYS）”可對(duì)各種顯示進(jìn)行自定義配置，進(jìn)入“服務(wù)（SERVICE）”菜單可顯示系統(tǒng)信息、說(shuō)明書(shū)查閱、背景亮度調(diào)節(jié)和報(bào)警測(cè)試等，進(jìn)入“值班（WCALLENGINE）”菜單可操作對(duì)值班呼叫系統(tǒng)，進(jìn)入“系統(tǒng)總覽（SYS.OVERVIEW）”可查看整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布局及網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)（若采用了ACC20主機(jī)遙控系統(tǒng)，則在這里還將顯示ACC20的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并可對(duì)主機(jī)遙控系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置），“主機(jī)總覽（MEOVERVIEW）”、“火警系統(tǒng)（FIRESYSTEM）”、“發(fā)電機(jī)總覽（A/EOVERVIEW）”、“燃滑油系統(tǒng)（FO&LOSYSTEM）”、“海淡水系統(tǒng)（SW/FWSYSTEM）”和“泵與風(fēng)機(jī)總覽（PUMP&FANOVERV）”等則以mimic圖的形式顯示相應(yīng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。二級(jí)按鈕組的內(nèi)容與當(dāng)前激活的主按鈕相對(duì)應(yīng)，若二級(jí)按鈕指向的目標(biāo)為列表或mimic圖，則該二級(jí)按鈕將以所指向的列表或mimic圖的縮略圖形式顯示。點(diǎn)擊任意一個(gè)二級(jí)按鈕，都將進(jìn)入相應(yīng)的顯示頁(yè)面，例如，點(diǎn)擊“ALARMSUMMARY”將顯示當(dāng)前報(bào)警的匯總列表。DPU的網(wǎng)絡(luò)連接及其與外部設(shè)備的連接一、DPU的網(wǎng)絡(luò)連接二、DPU與輸入輸出設(shè)備連接根據(jù)模塊種類(lèi)的不同，DPU與輸入輸出設(shè)備的連接也各不相同。但從總體來(lái)看，開(kāi)關(guān)量的輸入輸出和模擬量的輸入輸出占絕大多數(shù)。這里僅以開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入輸出模塊為例說(shuō)明DPU與外部輸入輸出設(shè)備的連接方法。（1）RDi-32和RDo-16與外部設(shè)備的連接RDi-32和RDo-16分別是ACC20系統(tǒng)中典型的開(kāi)關(guān)量輸入和輸出模塊，圖分別給出了RDi-32與輸入開(kāi)關(guān)的連接和RDo-16的開(kāi)關(guān)量輸出接線方法。RDi-32共有32個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入通道，每個(gè)通道對(duì)應(yīng)2個(gè)接線端子。端子編號(hào)為3位數(shù)，個(gè)位為端子號(hào)，十位和百位為通道號(hào)，如011和012為第1通道的1號(hào)和2號(hào)端子。這種端子編號(hào)規(guī)律適用于其他所有DPU模塊。RDo-16共有16個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出通道，均為繼電器觸點(diǎn)輸出，可對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制或輸出脈沖信號(hào)。每個(gè)通道對(duì)應(yīng)3個(gè)接線端，其中端子1和端子2之間為常開(kāi)（NormallyOpen，NO）觸點(diǎn)，端子1和端子3之間為常閉（NormallyClosed，NC）觸點(diǎn)。具體使用常開(kāi)觸點(diǎn)還是常閉觸點(diǎn)需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況確定。（2）RAi-16與傳感器的連接RAi-16是典型的模擬量輸入模塊，共有16個(gè)模擬量輸入通道和1個(gè)計(jì)數(shù)器輸入通道。圖僅給出了RAi-16模擬量輸入通道與外部傳感器連接方法。1個(gè)模擬量輸入通道包括4個(gè)接線端子，端子1可為外部傳感器或變送器提供工作電源，端子2和端子3用作測(cè)量輸入，端子4為信號(hào)地。通過(guò)在ROS上對(duì)不同的通道進(jìn)行軟件設(shè)置，每個(gè)通道都適用于輸入各種類(lèi)型的模擬量，但對(duì)于不同的輸入信號(hào)類(lèi)型，其連接方法不同。（3）RAo-8與外部設(shè)備的連接RAo-8模塊專(zhuān)門(mén)用在需要模擬量輸出的場(chǎng)合，其輸出類(lèi)型包括0~10VDC或2~10VDC的電壓信號(hào)和0~20mA或4~20mA的電流信號(hào)。RAo-8共有8個(gè)模擬量輸出通道，1個(gè)通道包括3個(gè)接線端子，其中端子1輸出電壓信號(hào)，端子2輸出電流信號(hào)，端子3為信號(hào)地。圖10-3-18中的通道3和通道5所示分別為電流輸出和電壓輸出直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的例子，通道1所示為經(jīng)過(guò)電壓隔離器進(jìn)行的電壓輸出，通道7和通道8為經(jīng)過(guò)隔離器的電流輸出。圖10-3-18RAo-8的外部連接六、DCC20監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的維護(hù)管理

DCC20是一個(gè)集監(jiān)視與報(bào)警和控制功能于一體的全微機(jī)式系統(tǒng)，不論是進(jìn)行日常的操作系統(tǒng)還是進(jìn)行管理維護(hù)，都需要有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，而且還要熟悉被控對(duì)象的控制原理。ROS的管理維護(hù)1、熟悉系統(tǒng)

ROS的軟件系統(tǒng)具有內(nèi)建的在線測(cè)試和程序自診斷功能，只要與ROS相連的內(nèi)部或外部設(shè)備出現(xiàn)故障，多數(shù)情況都可以在屏幕上顯示出故障代碼。因此，必須充分熟悉說(shuō)明書(shū)，以便在需要時(shí)能夠快速查閱故障代碼所對(duì)應(yīng)的可能出現(xiàn)故障原因及排除方法。2、定期進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，確定系統(tǒng)本身是否工作正常。測(cè)試方法如下：3、ROS的系統(tǒng)設(shè)置

ROS運(yùn)行的是WindowsNT或WindowsXP操作系統(tǒng)，為使系統(tǒng)能夠正常工作，要進(jìn)行各種系統(tǒng)設(shè)置，特別是網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)置。這需要比較專(zhuān)門(mén)的知識(shí)，但系統(tǒng)調(diào)試好之后，如果沒(méi)有進(jìn)行設(shè)備的更換和維修，除非系統(tǒng)崩潰，一般不需要進(jìn)行特別的操作。因此，為之防范于未然，必須對(duì)ROS軟件進(jìn)行必要的備份。4、ROS的停機(jī)操作某些時(shí)候，例如對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行電氣維護(hù)時(shí)，有必要對(duì)ROS進(jìn)行停機(jī)。為避免系統(tǒng)故障，說(shuō)明書(shū)規(guī)定了嚴(yán)格的停機(jī)操作步驟，因此停機(jī)操作必須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序進(jìn)行。DPU的管理維護(hù)當(dāng)DPU模塊出現(xiàn)異常時(shí)，在ROS屏幕上將出現(xiàn)模塊“通信錯(cuò)誤（Communicationerror）”報(bào)警，根據(jù)報(bào)警顯示信息可確定相應(yīng)模塊所在的物理位置。所有DPU模塊均設(shè)有5個(gè)狀態(tài)指示燈，根據(jù)指示燈的不同狀態(tài)組合可以分別采取模塊斷電重啟活從ROS對(duì)模塊進(jìn)行重新加載等措施，若故障依然存在，則應(yīng)考慮更換模塊。更換DPU模塊時(shí)需要考慮以下問(wèn)題：（1）按說(shuō)明書(shū)規(guī)定的步驟進(jìn)行，更換完畢要對(duì)新模塊進(jìn)行初始化設(shè)置。（2）一旦遇有某種原因?qū)е聝蓚€(gè)DPU的節(jié)點(diǎn)ID發(fā)生沖突時(shí)，將會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題。此時(shí)，應(yīng)首先把其中一個(gè)從CAN總線斷開(kāi)，對(duì)另一個(gè)進(jìn)行斷電復(fù)位。（3）若診斷結(jié)果顯示只是DPU模塊個(gè)別通道故障，則可考慮啟用同一模塊的空閑通道，而不必更換整個(gè)模塊。若果同一模塊的空閑通道不足，則還可以考慮采用其他模塊的空閑通道。但無(wú)論哪種情況，都需要對(duì)涉及的模塊進(jìn)行重新設(shè)置。第四節(jié)曲柄箱油霧濃度監(jiān)視報(bào)警器

在高溫時(shí)滑油會(huì)產(chǎn)生油氣，這些油氣在曲柄箱中與70℃左右的較冷空氣混合形成油霧，當(dāng)油霧濃度超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可能會(huì)引起曲柄箱的爆炸事故。曲柄箱油霧濃度監(jiān)視報(bào)警器的作用：檢測(cè)曲柄箱油霧濃度，濃度超標(biāo)時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)使主機(jī)自動(dòng)降速或停車(chē)。本節(jié)以目前在船上應(yīng)用較多的GravinerMark5和Mark6型油霧濃度監(jiān)視報(bào)警器為例，說(shuō)明其工作原理。

平均偏差報(bào)警光學(xué)系統(tǒng)故障采樣不正常選擇采樣點(diǎn)液晶顯示器GravinerMark5型油霧濃度監(jiān)視報(bào)警器以單片機(jī)作為監(jiān)視報(bào)警的核心部件。

第四節(jié)曲柄箱油霧濃度監(jiān)視報(bào)警器一、氣樣的采集與測(cè)量

二、測(cè)量電路

作用：通過(guò)測(cè)量單元對(duì)各缸曲柄箱氣樣的油霧濃

度進(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量輸入

單片機(jī)。

三、采樣電磁閥控制電路作用：其輸出使10個(gè)采樣電磁閥輪流通電動(dòng)作，

以使每個(gè)缸曲柄箱氣樣流經(jīng)測(cè)量室，并對(duì)

其油霧濃度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)要定時(shí)使清洗

空氣電磁閥通電，以便清洗測(cè)量單元。第四節(jié)曲柄箱油霧濃度監(jiān)視報(bào)警器光電池輸出電流大小與接收的光強(qiáng)成一定的函數(shù)關(guān)系測(cè)量部分由測(cè)量室、光源和光電池組成。光源接通電源以后將發(fā)射一束光強(qiáng)不變的平行光并照射在光電池上，當(dāng)流經(jīng)測(cè)量室的待測(cè)氣樣油霧濃度變化時(shí)，其氣樣的透光程度發(fā)生變化，即照射到光電池的光強(qiáng)也發(fā)生變化，光電池輸出的電流大小與接收到的光強(qiáng)成一定的函數(shù)關(guān)系，該電流信號(hào)經(jīng)電流/電壓轉(zhuǎn)換并經(jīng)變?cè)鲆娣糯蠛笏椭聊?shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器，把與油霧濃度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入單片機(jī)。單片機(jī)先把所測(cè)量到的各缸曲柄箱氣樣油霧濃度值加在一起除以缸數(shù)，得到一個(gè)平均濃度值并存入RAM中。以后每檢測(cè)一個(gè)缸的曲柄箱氣樣油霧濃度值，就與平均濃度相比較得到一個(gè)偏差濃度值，并用新的濃度值取代原先所檢測(cè)到的該缸氣樣的油霧濃度值，算出一個(gè)新的平均油霧濃度。這樣每檢測(cè)一個(gè)缸的曲柄箱氣樣，就能得到兩個(gè)值，即偏差濃度值和平均濃度值，單片機(jī)再把這兩個(gè)值與報(bào)警設(shè)定值相比較，不管平均濃度值達(dá)到平均濃度報(bào)警值，還是偏差濃度值達(dá)到偏差濃度報(bào)警值，都將在液晶顯