專利名稱：一種基于can總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及船舶系統(tǒng)，尤其是基于CAN總線的檢測報警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，船舶系統(tǒng)一般包括(1)模擬儀表控制系統(tǒng)；(2)集中式數(shù)字控制系 統(tǒng)；(3)集散控制系統(tǒng)。其缺點是(1)早期監(jiān)測報警系統(tǒng)各部連接，采用多芯電纜直接連接 信號用電纜傳送，各種電信號損失大，易受干擾； (2)傳送電纜多，提高安裝成本和維護費 用，提高系統(tǒng)造價，還降低了系統(tǒng)的可靠性，也給系統(tǒng)維護帶來不便；(3)系統(tǒng)封閉，不具有 開放性；(4)不具有互可操作性與互聯(lián)性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警 系統(tǒng)，系統(tǒng)具有可靠性、開放性、可操作性與互聯(lián)性，提高系統(tǒng)通信抗干擾能力、數(shù)據(jù)交換處 理能力，大大縮短了報警系統(tǒng)的延時。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是一種基于CAN總線的船舶機艙 監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括報警系統(tǒng)、船舶管理層、船舶現(xiàn)場系統(tǒng)，船舶管理層包括集控室、駕駛 室、輪機長室、大管輪室、二管輪室，船舶現(xiàn)場系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào) 系統(tǒng)、電站；船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，主 機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別設(shè)有CAN總線模塊，所述的各個CAN總線模 塊分別與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接；所述CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有 冗余主機、冗余從機，冗余主機和冗余從機中設(shè)有CAN總線接口，該CAN總線接口與CAN-BUS 現(xiàn)場總線連接，冗余主機和冗余從機分別通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與集控室、駕駛室、輪機長室、大 管輪室、二管輪室連接通信；所述報警系統(tǒng)與冗余主機和冗余從機連接。利用CAN總線模塊采集主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站中一些比較 重要的參數(shù)(如電壓、電流、水壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度等)，然后通過CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)傳 輸?shù)饺哂嘀鳈C中，主機采用標準工業(yè)IPC機實現(xiàn)，再由冗余主機對數(shù)據(jù)進行集中處理，最后 通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到集控室，并在集控室的監(jiān)視裝置中完成顯示、報警、操作等 人機接口功能。其中，秘數(shù)據(jù)信息可以儲存在冗余主機中，以便以后對數(shù)據(jù)進行翻查。作為改進，設(shè)有PLC控制器，所述PLC控制器通過RS232接口轉(zhuǎn)CAN接口與CAN-BUS 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接，輸入、輸出端分別與主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站連 接。被采集的數(shù)據(jù)經(jīng)冗余主機進行分析后，發(fā)出控制命令，使PLC控制器對被控對象發(fā)出動 作命令，完成自動化操作。作為改進，所述集控室主要包括冗余主客戶端、冗余從客戶端，冗余主客戶端通過 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余主機連接通信，冗余從客戶端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余從機連接通信。冗 余客戶端提供一個人機操作界面，將從船舶現(xiàn)場系統(tǒng)采集回來的數(shù)據(jù)集中顯示，方便操作 人員進行分析、管理、預(yù)測、防護。[0008]作為改進，所述CAN總線模塊集成有數(shù)字量CAN模塊、模擬量CAN模塊。數(shù)字量CAN模塊用于采集開關(guān)量信息，模擬量CAN模塊用于采集模擬量信息。作為改進，所述冗余主機、冗余從機上均連接有打印設(shè)備。利用打印設(shè)備，可以輸 出各類專家報表，報警信息，方便船員查閱。作為改進，主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別對應(yīng)設(shè)有攝像頭，所 述攝像頭與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接。集控室通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò) 訪問攝像頭，并對船舶現(xiàn)場系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是船舶管理層、CAN-BUS總線網(wǎng)絡(luò)層、船舶現(xiàn)場總線層三層機構(gòu)的系統(tǒng)具有可靠性、 開放性、可操作性與互聯(lián)性，提高系統(tǒng)通信抗干擾能力、數(shù)據(jù)交換處理能力；基于CAN總線 的機艙監(jiān)控與報警系統(tǒng)，采用先進技術(shù)與標準，使底層的設(shè)備具有數(shù)字通信能力，連接成現(xiàn) 場總線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各部件間的數(shù)據(jù)傳送與信息交換，構(gòu)成了監(jiān)控與報警系統(tǒng)。

圖1為本實用新型系統(tǒng)拓撲圖。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括報警系統(tǒng)、船舶管 理層、船舶現(xiàn)場系統(tǒng)。船舶管理層包括集控室、駕駛室1、輪機長室2、大管輪室3、二管輪室 4。船舶現(xiàn)場系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站13。船舶管理 層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)16和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)17，主機系統(tǒng)10、輔 助鍋爐系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站13分別設(shè)有CAN總線模塊15，所述的各個CAN總線 模塊15分別與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)16連接。所述CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)16與TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)17之間設(shè)有冗余主機7、冗余從機8，冗余主機7和冗余從機8中設(shè)有CAN總線接口 (未標示)，該CAN總線接口與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)16連接，冗余主機7和冗余從機8分 別通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)17與集控室連接通信，通過路由器9分接到駕駛室1、輪機長室2、大管 輪室3、二管輪室4。所述報警系統(tǒng)與冗余主機7和冗余從機8連接。利用CAN總線模塊15采集主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站 13中一些比較重要的參數(shù)，然后通過CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)16傳輸?shù)饺哂嘀鳈C7中，再由 冗余主機7對數(shù)據(jù)進行集中處理，最后通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)17將數(shù)據(jù)發(fā)送到集控室，并在集控 室的監(jiān)視裝置中反映。其中，秘數(shù)據(jù)信息可以儲存在冗余主機7中，以便以后對數(shù)據(jù)進行翻 查。PLC控制器14采用三菱PLC模塊，所述PLC控制器14通過RS232接口轉(zhuǎn)CAN接 口與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)16連接，輸入、輸出端分別與主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中 央空調(diào)系統(tǒng)12、電站13連接。被采集的數(shù)據(jù)經(jīng)冗余主機7進行分析后，發(fā)出控制命令，使 PLC控制器14對被控對象發(fā)出動作命令，完成自動化操作；同時，也可以通過人員進行手動 控制。集控室主要包括冗余主客戶端5、冗余從客戶端6，冗余主客戶端5通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)17與冗余主機7連接通信，冗余從客戶端6通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)17與冗余從機8連接通 信。冗余客戶端提供一個人機操作界面，將從船舶現(xiàn)場系統(tǒng)采集回來的數(shù)據(jù)集中顯示，方便 操作人員進行分析、管理、預(yù)測、防護。由于船艙內(nèi)部復(fù)雜，有各種各樣的物理量，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、粘度、流量、水中含 油量、油霧濃度、濕度、有功功率、頻率、相位以及各種的開關(guān)量。CAN總線模塊集成有數(shù)字 量CAN模塊、模擬量CAN模塊，數(shù)字量CAN模塊用于采集開關(guān)量信息，模擬量CAN模塊用于 采集模擬量信息。冗余主機7、冗余從機8上均連接有打印設(shè)備。利用打印設(shè)備(未標示)，可以輸 出各類專家報表，報警信息，方便船員查閱。主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站13分別對應(yīng)設(shè)有攝像頭，所 述攝像頭與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)16連接。集控室通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)17、CAN-BUS現(xiàn)場總 線網(wǎng)絡(luò)16訪問攝像頭，并對船舶現(xiàn)場系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。在自動化機艙中，設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)以及故障報警等狀態(tài)全部集中在集 控室的監(jiān)視屏上，輪機管理員無需到機艙巡視，就能了解機艙設(shè)備情況，這樣可減少船員的 勞動強度，改善工作條件，并及時發(fā)現(xiàn)故障。同時還能為公司的管理層自動生成各種報表， 科學管理提供決策。根據(jù)機艙監(jiān)控過程比較復(fù)雜，對系統(tǒng)的安全性和容錯性要求比較高的特點，由力 控軟件組成，設(shè)計了上位機單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng)，設(shè)置兩臺冗余機作為控制上位機，正常情況 一臺控制，一臺備用；備用機實時讀取控制機的相關(guān)信息，保持程序、數(shù)據(jù)狀態(tài)等和控制機 保持一致；在控制機故障時，備用機實時切換到控制狀態(tài)，此時備用機變?yōu)榭刂茩C，控制機 恢復(fù)后作為備用機，主從熱備機切換時間最小可以為2秒，確保系統(tǒng)安全運行。采用CAN現(xiàn)場總線控制技術(shù)，組態(tài)化軟件設(shè)計，方便實用，通過運行測試表明，該系統(tǒng)運行可靠、穩(wěn)定，使用簡單，維護管理方便，成本合理，可擴展性強，易于實現(xiàn)對分布式 控制系統(tǒng)進行集中監(jiān)測與管理。
權(quán)利要求一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括報警系統(tǒng)、船舶管理層、船舶現(xiàn)場系統(tǒng)，船舶管理層包括集控室、駕駛室、輪機長室、大管輪室、二管輪室，船舶現(xiàn)場系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站等；其特征在于船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別設(shè)有CAN總線模塊，所述的各個CAN總線模塊分別與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接；所述CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有冗余主機、冗余從機，冗余主機和冗余從機中設(shè)有CAN總線接口，該CAN總線接口與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接，冗余主機和冗余從機分別通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與集控室、駕駛室、輪機長室、大管輪室、二管輪室連接通信；所述報警系統(tǒng)與冗余主機和冗余從機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于 設(shè)有PLC控制器，所述PLC控制器通過RS232接口轉(zhuǎn)CAN接口與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連 接，輸入端、輸出端分別與主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于 所述集控室主要包括冗余主客戶端、冗余從客戶端，冗余主客戶端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余 主機連接通信，冗余從客戶端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余從機連接通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于 所述CAN總線模塊集成有數(shù)字量CAN模塊、模擬量CAN模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于 所述冗余主機、冗余從機上均連接有打印設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于CAN總線的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于 主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別對應(yīng)設(shè)有攝像頭，所述攝像頭與CAN-BUS 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接。
專利摘要船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別設(shè)有CAN總線模塊，各個CAN總線模塊分別與CAN-BUS總線網(wǎng)絡(luò)連接；CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有帶CAN總線接口的冗余主機、冗余從機，該CAN總線接口與CAN-BUS總線連接，冗余主機和冗余從機分別通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與船舶管理層各個艙室通信；所述報警系統(tǒng)與冗余主機和冗余從機連接。系統(tǒng)具有可靠性、開放性、可操作性與互聯(lián)性，提高系統(tǒng)通信抗干擾能力、數(shù)據(jù)交換處理能力，大大縮短了報警系統(tǒng)的延時。
文檔編號G05B19/048GK201576199SQ20092026352
公開日2010年9月8日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者何放平, 劉維健, 盧曉春, 葉翠安, 吳晶, 周名偵 申請人:廣東交通職業(yè)技術(shù)學院