CN202795698U - 船用分布式机舱监测报警*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种船用分布式机舱监测报警***，由底层、中间层以及上层构成；底层由分散于机舱各处的多个现场监测采集分站构成，各现场监测采集分站采用RS-485总线标准接口与中间层进行通信；中间层为通信层，将底层的各现场监测采集分站所采集的数据传递到上层；上层为信息管理、数据分析以及监控操作层，为监测管理人员提供实时的监测数据，并给出数据分析结果。本实用新型造价低，可用于中小型或者大型运输船舶机舱监测报警控制，具备较好的可靠性、安全性、可维护性。

Description

船用分布式机舱监测报警***

技术领域

本实用新型涉及机舱监测报警***，特别涉及一种适用于运输船舶的分布式机舱监测报警***。

背景技术

随着能源紧缺以及各国对环境问题的日益重视，航运业面临各种新的法规的限制，不断淘汰性能差的老龄船，向节能、环保、性能先进的现代化船舶发展。为提高经济性，降低运营成本，船舶配备的船员也越来越少，而船舶的自动化程度愈来愈高。机舱监测和报警***是船舶自动化的核心组成部分，它能使船员及时掌握了解机舱中的主、辅机等各种设备和各***的运行状况，对船舶的安全航运起着重要的作用。机舱监测和报警***的基本构成如图1所示。

目前常规的机舱监测报警***过于集中，机舱监控室采集柜集中采集信息，采集设备庞大，发热量大，容易导致计算机故障而导致整个***瘫痪；电缆多而杂，维护检修困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种船用分布式机舱监测报警***，解决常规船舶机舱监测报警***因过于集中而带来的种种问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种船用分布式机舱监测报警***，由底层、中间层以及上层构成；

1）所述底层由分散于机舱各处的多个现场监测采集分站构成，每个现场监测采集分站具备独立的采集和控制能力，具备通讯接口功能；各现场监测采集分站采用RS-485总线标准接口与中间层进行通信；

2）所述中间层为通信层，中间层通过RS-485总线标准接口与底层的各现场监测采集分站进行衔接，将底层的各现场监测采集分站所采集的数据传递到上层；

3）所述上层为信息管理、数据分析以及监控操作层，包括服务器以及人机接口设备，为监测管理人员提供实时的监测数据，并给出数据分析结果。

其进一步的技术方案为：

所述底层的每个现场监测采集分站包括分散于机舱各处的多个I/O卡件，所述多个I/O卡件与一个现场总线接口卡相连接。

所述中层包括用于负责现场采集控制的DCS控制器以及I/O总线，所述底层的每个现场监测采集分站通过其现场总线接口卡挂在所述I/O总线上。或者，所述中层包括局域网以及I/O网络接口，所述底层的每个现场监测采集分站通过其现场总线接口卡挂在所述局域网上或经I/O网络接口挂在所述局域网上。

所述中间层还包括报警处理单元，所述中间层将报警信息送至所述报警处理单元。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型造价低，可用于中小型或者大型运输船舶机舱监测报警控制，具备较好的可靠性、安全性、可维护性，主要表现在以下几个方面：

一、本实用新型采用网络化、模块化设计，在整个机舱监测报警***的构架内，对于标准化的网络及功能模块设备可以随意选用市场标准化设备，并能够任意组合。

二、本实用新型可设置多岗位触屏显示，方便操作管理。

三、本实用新型集监测、报警、操纵及控制管理于一体，便于综合管理和故障的预测、诊断和维护，并为维护保养提供持续的监测数据资料。

四、本实用新型便于扩展远程监控功能。

本实用新型附加的方面和优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是现有机舱监测和报警***的构成图。

图2是本实用新型第一种实施例的结构框图。

图3是本实用新型第二种实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本实用新型的船用分布式机舱监测报警***采用三层物理结构，每层的具体功能如下：

底层：由若干现场监测采集分站构成，每个现场监测采集分站具备独立的采集和控制能力，具备通讯接口功能。具体而言，现场监测采集分站采用工业控制中广泛使用的双向、平衡的RS-485总线标准接口，能够以双工方式通信，支持多点连接，传输距离远，传输速率快，可多站互联，实现大范围监测控制网络，设备自带组态软件，可靠性高，成本低廉。485总线虽然应用非常广泛，但容易出现故障，本实用新型采取如下改进措施：（a）数据线采用双绞线，增设屏蔽线作为地线，并可靠的接地；（b）将485信号与电源完全隔离，从而消除共模电压的影响；（c）在485通讯的开始端和结束端装置120欧姆的终端电阻，使电缆的阻抗连续，避免通信电缆中的信号反射，确保通讯可靠；（d）采用集线器星型拓扑结构；（e）使用带电源的485转换器、高负载485芯片、低波特率线材来提高485总线的负载能力。

中间层：为通信层，与底层的各现场监测采集分站通过485总线进行通讯，将底层各现场监测采集分站采集的数据传递到上层，并将报警信息送至报警处理单元。

上层：为信息管理、数据分析和监控操作层，为监测管理人员提供实时的监测数据，并给出数据分析结果，可选择进行自动或人工控制。其组成包括主控服务器以及显示器、打印机、触摸屏、键盘等人机接口设备形成的操作站。

如图2所示，在本实用新型的第一个实施例中，包括管理层、监控操作层和I/O测控层。其中管理层、监控操作层为上层，I/O测控层为中间层。I/O测控层包括I/O总线以及挂在总线上的DCS（分散控制***）控制器，DCS控制器负责现场采集控制。底层包括若干个现场监测采集分站（图2中每个椭圆即代表一个现场监测采集分站），每个现场监测采集分站包括用于分散采集机舱内4-20mA设备、离散量等现场信号的各种I/O卡件，每个现场监测采集分站中的所有I/O卡件通过一个现场总线接口卡挂在连接DCS控制器的I/O总线上，实现现场总线***中的数据信息映射成原有I/O总线上相对应的数据信息，如基本测量值、报警值或设定值等，使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。这样便实现了在I/O总线上的现场总线技术集成。

该实施例方案的优点是结构比较简单，缺点是集成规模受到现场总线接口卡的限制，比较适合中小型非无人机舱的船舶监测报警***。

如图3所示，在本实用新型的第二个实施例中，包括管理层、监控操作层、LAN（局域网）以及I/O网络接口。其中管理层、监控操作层为上层，LAN以及I/O网络接口为中间层。底层包括若干个现场监测采集分站（图3中每个椭圆即代表一个现场监测采集分站），每个现场监测采集分站包括用于分散采集机舱内4-20mA设备、离散量等现场信号的各种I/O卡件，每个现场监测采集分站中的所有I/O卡件通过一个现场总线接口卡挂在LAN上，或者通过I/O网络接口挂在LAN上。现场总线控制执行信息、测量以及现场仪表的控制功能均可在上层操作站进行浏览并修改。

该实施例方案的优点是将上一个实施例中必须由DCS控制器完成的一些控制和计算功能，下放到I/O卡件的机舱现场仪表及设备实现，并且可以在上层操作站界面上得到相关的参数或数据信息。其另一个优点是不需要对原有上层操作站进行改动，对原有***影响较小。比较适合大型自动化船舶程度高的机舱监测报警***，如无人机舱。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种船用分布式机舱监测报警***，其特征在于：***由底层、中间层以及上层构成；

1）所述底层由分散于机舱各处的多个现场监测采集分站构成，每个现场监测采集分站具备独立的采集和控制能力，具备通讯接口功能；各现场监测采集分站采用RS-485总线标准接口与中间层进行通信；

2）所述中间层为通信层，中间层通过RS-485总线标准接口与底层的各现场监测采集分站进行衔接，将底层的各现场监测采集分站所采集的数据传递到上层；

3）所述上层为信息管理、数据分析以及监控操作层，包括服务器以及人机接口设备，为监测管理人员提供实时的监测数据，并给出数据分析结果。

2.根据权利要求1所述船用分布式机舱监测报警***，其特征在于：所述底层的每个现场监测采集分站包括分散于机舱各处的多个I/O卡件，所述多个I/O卡件与一个现场总线接口卡相连接。

3.根据权利要求2所述船用分布式机舱监测报警***，其特征在于：所述中层包括用于负责现场采集控制的DCS控制器以及I/O总线，所述底层的每个现场监测采集分站通过其现场总线接口卡挂在所述I/O总线上。

4.根据权利要求2所述船用分布式机舱监测报警***，其特征在于：所述中层包括局域网以及I/O网络接口，所述底层的每个现场监测采集分站通过其现场总线接口卡挂在所述局域网上或经I/O网络接口挂在所述局域网上。

5.根据权利要求1所述船用分布式机舱监测报警***，其特征在于：所述中间层还包括报警处理单元，所述中间层将报警信息送至所述报警处理单元。

Images