[发明专利]船舶辅机软逻辑测控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶辅机测控系统，特别是一种含有软逻辑控制器的船舶辅机测控系统。

背景技术

当代大型船舶已基本实现机舱无从值班，机舱所配水泵、阀、风机等辅机及容器液位测控均可远程自动控制。现有技术的船舶辅机测控系统主要采用工控机或单片机、PLC作控制器。此类控制器各具有特色，基本上能够满足对机舱内所配辅机的监控，但是也存在一些不足。例如，工控机具有可靠性好、运算功能强大、配置灵活、显示界面友好等优点，不足之处是售价较高，不适宜在现场安置，各种现场设备的信号需通过屏蔽线连接工控机，增加安装成本；单片机的优点是价格便宜、体积小、适合机柜安装，不足之处是可靠性不够高、抗干扰能力较差、通讯能力不强、编程调试复杂；PLC的优点是价格适中、可靠性和抗干扰能力较高、体积小、编程方便，不足之处是通讯接口有限，运算功能不够强大，不能胜任复杂控制任务；PLC中的操作系统是专属的OS，从而导致兼容性差；运算能力差；模拟量成本高；组网困难；另外，对控制中常见的模拟信号需外加模拟量输入和输出才能胜任控制，当系统中所需模拟量较多时，PLC控制器的应用成本将大大增加。

另一方面，船舶在运行时，对辅机测控系统的可靠性有着比较高的要求，但现有技术的船舶辅机测控系统中的重要部件未采用冗余结构，一旦其中一个重要部件出现故障，均可能导致船舶辅机测控系统无法正常运转，因此，现有技术的船舶辅机测控系统的可靠性较差，影响船舶的正常运行。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种系统结构简单、造价低廉、运算能力强、测控准确、可靠性高的船舶辅机软逻辑测控系统，该系统采用嵌入式双核结构，它含有的上位机和下位机均自带CPU模块，既可独立运行也可进行联动。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

船舶辅机软逻辑测控系统，它采用三层结构，分别为监控层、控制层、执行层；所述监控层主体为上位机，控制层主体为下位机，执行层含有模拟量驱动设备、开关量驱动设备、开关量传感器、模拟量传感器和通讯电线；所述上位机安装在中央控制室，下位机安装在测控现场，上位机与下位机之间设有通讯电线；其改进之处在于：所述上位机采用商用嵌入式平板微型计算机；所述下位机含有软逻辑控制器和具有插拨结构的模拟量采集模块、开关量采集模块、开关量输出模块、模拟量输出模块以及配载电源；所述软逻辑控制器内设预置控制程序，后置的模拟量采集模块和开关量采集模块受控于软逻辑控制器，安装在所测设备上的模拟量传感器和开关量传感器直接与模拟量采集模块和开关量采集模块联通，软逻辑控制器的输出端连接开关量输出模块和模拟量输出模块；所述软逻辑控制器为基于嵌入式 CPU 板的软逻辑控制器；所述监控层采用双上位机冗余结构；所述控制层采用双下位机冗余结构；在执行层中，采用双模拟量传感器和双开关量传感器冗余结构；系统通讯采用环网冗余结构。

上述系统中的上位机装有组态监控软件(MCGS)。

上述系统中的上位机可以与多台下位机连接组成分布式控制系统。

上述系统中的下位机可按照实际系统要求灵活配置具有插拨结构的各种形式的输入输出模块；下位机是一种以软逻辑控制器为核心，辅以相应的模块组合而成。软逻辑控制器编程语言支持IEC61131-3所涵盖的五种语言，具有较强的抗干扰能力和较高的可靠性、软逻辑控制器还具有RS485、RS232、TP/IP等多种接口及通用的通讯协议，便于信号远传与第三方设备通讯。

上述系统中的上位机与下位机之间设有通讯电线可以是计算机总线，也可以是网络线；所述通讯电线为屏蔽双绞线。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1.    上位机采用商用嵌入式平板微型计算机，结构紧凑，具有强大的运算及处理能力，运行可靠，人机界面友好。

2.    上位机和下位机之间由通讯电线连接成系统，有线通讯干扰能力强。

3.    上位机和下位机自带CPU和独立运行软件系统，上位机可同时控制多台下位机，下位机也可完全脱离上位机在监控现场独立运行。

4.    以软逻辑控制器为核心的下位机，具有较强的运算能力和多项任务处理能力，与第三方通讯方便，人机界面友好。

5.    以软逻辑控制器为核心的下位机可根据不同的控制需求配置不同的信号采集控制模块，为用户节省硬件成本。

6.    软逻辑控制器为基于嵌入式 CPU 板的软逻辑控制器，结构紧凑。

7.    通讯电线采用屏蔽双绞线，成本低，布线连接方便，可靠性好。