[实用新型]通用船舶监测报警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船舶监测报警系统，具体是一种用于船舶机舱自动监测报警的嵌入式控制系统，属于船舶电气领域。

背景技术

随着改革的不断深化，船舶工业和航运业迅速发展，船舶的监测与报警系统也在不断地更新，它用来监测机舱中主机、辅机，货舱及辅助设备的运行情况。一旦运行设备发生故障，系统便自动发出声光报警，并通知轮机员进行相应的处理，目前现有的监测与报警系统均比较简单，还不能扩展到整个船众多的设备监控，只是针对机舱等几个重要部位进行监控，而且现有的执行硬件设备也还不够完善，故障率相对较高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通用船舶监测报警系统。

本实用新型要解决的问题是现有船舶监测报警技术不够完善的不足。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案是：

通用船舶监测报警系统，由延伸报警模块、可选的监控工作站、Ethernet双冗余网络、UPS、两台工控主机、打印机、报警灯柱、开关量输出模块、现场网络和现场数据采集模块构成。UPS通过导线与两台工控主机的220v的供电接口相连接，打印机通过并口线与两台工控主机相连接；现场数据采集模块、开关量输出模块通过现场网络与两台工控主机相连接，可选的监控工作站和延伸报警模块通过Ethernet双冗余网络与两台工控主机相连接；该系统按结构可分为两层：下层由现场数据采集模块、开关量输出模块和CAN双总线冗余构成的现场网络；上层由Ethernet双冗余网络、双机热备冗余的工控机和可选的监控工作站、延伸报警模块等组成，用于完成船舶设备的网上集成监视与管理等功能。现场现场数据采集模块由开关量采集模块、4~20mA电流信号采集模块、PT100热电阻信号采集模块、热电偶信号采集模块构成。

现场数据采集模块采用完全独立的两组CAN总线接口，采用模块化电路设计，通过CANOPEN协议与主机进行通讯，具有相同的电源结构、相同的CPU电路、相同的CAN总线通讯接口；报警监测系统集成CAN通讯功能，采用Atmega32单片机，通过CAN控制器将CAN收发器和CAN现场总线连接，并设有ESD和防雷击电路；CAN控制器采用MCP2515，CAN收发器采用TJA1050；PT100热电阻信号采集模块采用了双恒流源的测量电路；4~20mA电流信号采集模块在电流回路里串入一个250欧姆的电阻，将电流信号转换成1~5V的电压信号，再把电压信号送到模数转换器；开关量采集模块采用光电隔离模式。

本实用新型设计了专门适用于船舶机舱这样恶劣工况环境的现场数据采集模块，该模块采用完全独立的两组CAN总线接口，可以方便地组成双冗余CAN总线网络。为了满足系统监测实时性的要求，在上层计算机网络中大量应用了Winsock网络通讯技术。为了提高整个系统的可诊断性、可维护性等功能，软硬件都按分布式设计。为了确保运行的可靠性，使用了双网冗余、双主机热备冗余技术，一旦出现故障，主机能自动切换。采用密码登录、操作自动记录，设备运行数据定时备份、不间断电源自动监控、网络运行和命令执行状态实时显示、故障分类处理、主要功能模块独立设计、数据隔离自动备存等机制，大大提高了系统运行的可靠性以及故障的可诊断性。

在集控室设有两台互为冗余的工控机，用于与下层现场设备信息交互，对机舱中的主机、发电机、辅锅炉、电站等设备进行数据采集和状态监视，同时完成与上层计算机的网络通讯、数据保存等功能。一般情况下两工控机同时运行，两机同时运行时，其中一台为主机，可具有监测功能，另一台为备机，只起数据复示作用。一旦当前主机发生故障，则可自动触发控制切换，备机变为主机，可以拥有监测功能。工控机中的各应用程序可在两机间单独主备切换实现冗余功能。

驾驶台设有两台监控机，互为冗余，与集控台的工控机有同等的报警、显示作用，但不负责与机舱现场模块通讯或现场数据采集。其它场合如各驾驶员和轮机员房间一般都只设一台监示机或延伸报警模块。延伸报警模块可以查询所有的报警信息以及系统运行参数，但消声及应答只对本机有效。

采用本实用新型提供的通用船舶监测报警系统，不但效果明显而且价格便宜，其设计简洁高效，制造简单，使用方便，它的运用可以使船只的航行安全系数大大提高。

附图说明

图1 示出了本实用新型船舶通用监测报警系统的总体结构图；

图2示出了本实用新型船舶通用监测报警系统开关量信号采集电路图；

图3示出了本实用新型船舶通用监测报警系统4~20mA电流信号采集电路图；