一種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)，屬于氣體探測設備領域。目的在于克服現(xiàn)有技術不足，提供一種適用于船舶領域的氣體探測報警系統(tǒng)，采用冗余和網(wǎng)絡化設計，可實時監(jiān)測多種危險氣體并及時報警。本技術方案的要點是：由控制裝置、顯示裝置、危險氣體探測裝置、報警裝置、船舶綜合檢測系統(tǒng)等組成；各裝置通過通訊電纜相互連接構(gòu)成以太網(wǎng)。本實用新型可檢測多種可燃氣體及有毒氣體；可實時連續(xù)監(jiān)測船舶多個場所；可實現(xiàn)模塊化，配置靈活，便于系統(tǒng)擴展；可修改設定系統(tǒng)參數(shù)，顯示界面友好；可實現(xiàn)網(wǎng)絡化通訊，可作為子系統(tǒng)并入船舶綜合檢測系統(tǒng)，易于船舶綜合管理；采用冗余設計，安全可靠。
【專利說明】一種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)，屬于氣體探測設備領域。
【背景技術】
[0002]大型遠洋運輸船舶，特別是化學品船、油船、LNG船、LPG船等船舶，其運輸貨品的主要危險性有:易燃易爆性、毒害性、化學反應性、腐蝕性、污染性等。所以若發(fā)生泄漏、碰撞、火災、爆炸等事故，后果必然觸目驚心，對人身的傷害也無法估量，造成污染及損失會相當嚴重。
[0003]在船舶裝卸貨物與航行過程中，安全是一個至關重要的環(huán)節(jié)，危險氣體探測系統(tǒng)可以在發(fā)生危險之前，積極采取措施，從而降低危險發(fā)生率甚至完全排除危險。當危險氣體泄漏時，系統(tǒng)可以用蜂鳴器報警警示人們，并連接其他系統(tǒng)，當危險氣體的濃度達到一定數(shù)值時，將會自動開啟排風裝置，恢復正常的安全氣體環(huán)境。
[0004]現(xiàn)有船舶氣體探測報警系統(tǒng)大多采用取樣型氣體探測報警系統(tǒng)，通過泵吸法依次把每個船舶艙室現(xiàn)場的氣體經(jīng)過管道送到控制室氣體分析儀中，由氣體探測器檢測氣體濃度是否超過限值，因為只有一個氣體探測器，所以只能針對幾種氣體進行探測報警，且每次只能對一個艙室的氣體進行探測，面對船舶復雜多變的情況，無法靈活配置和實時連續(xù)監(jiān)測，實際應用中還有諸多問題。
[0005]因此，針對船舶貨品的特殊危險性，降低事故發(fā)生率甚至避免事故的發(fā)生，實現(xiàn)船舶貨品的安全運輸，改進現(xiàn)有的技術缺陷，實現(xiàn)氣體探測報警系統(tǒng)的安全性、可靠性和實時性，具有舉足輕重的作用。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種適用于船舶領域的氣體探測報警系統(tǒng)，采用冗余和網(wǎng)絡化設計，實時連續(xù)監(jiān)測多個船艙的氣體濃度，當氣體濃度值超過人工設置的報警限值時，發(fā)出聲光報警，提醒船員在船舶何處所的危險氣體超過標準，以便及時采取處理措施。
[0007]為達到以上目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]—種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)由控制裝置、顯示裝置、危險氣體探測裝置、報警裝置、船舶綜合檢測系統(tǒng)等組成；其特征是:各裝置之間相互通過通訊電纜連接形成以太網(wǎng)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化通訊，并作為子系統(tǒng)與船舶綜合檢測系統(tǒng)連接；
[0009]所述控制裝置包括兩個可編程邏輯控制器、數(shù)據(jù)輸入輸出單元、交換機；其特征是:采用兩個可編程邏輯控制器冗余設計，兩個可編程邏輯控制器、數(shù)據(jù)輸入輸出單元和交換機依次連接形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸路線都是暢通的，保障氣體探測報警系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；
[0010]所述可編程邏輯控制器包括微控制器、存儲器、電源、同步模塊和網(wǎng)絡模塊；其特征是:存儲器用來存儲數(shù)據(jù)輸入輸出單元送來的數(shù)據(jù)，微控制器依次對這些數(shù)據(jù)進行分析和邏輯判斷，兩個同步模塊保證系統(tǒng)能瞬間完成兩個微控制器的切換，可編程邏輯控制器通過網(wǎng)絡模塊實現(xiàn)網(wǎng)絡化通訊；使用雙微控制器、雙電源、雙網(wǎng)絡模塊和雙同步模塊進行冗余設計，保證無論是微控制器、電源或網(wǎng)絡模塊中哪一個出現(xiàn)故障，系統(tǒng)都能通過同步模塊在瞬間完成從微控制器主機到微控制器從機的切換，保證系統(tǒng)正常運行；
[0011]所述數(shù)據(jù)輸入輸出單元包括網(wǎng)絡模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、通訊接口模塊和信號隔離器；其特征是:模擬量輸入模塊用來采集模擬量電信號，開關量輸入模塊用來采集數(shù)字量電信號，可同時采集多個艙室的氣體探測器的電信號，實現(xiàn)了氣體探測報警系統(tǒng)對多個艙室的連續(xù)性探測；信號隔離器起到隔離和保護控制裝置的作用；開關量輸出模塊用來發(fā)送報警信號給報警裝置，分別是預報警、報警和高報警三種報警信號；經(jīng)過通訊接口單元發(fā)送氣體探測報警信息給船舶綜合檢測系統(tǒng)，當作船舶綜合檢測系統(tǒng)的子系統(tǒng)，便于船舶的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
[0012]所述危險氣體探測裝置包括可燃氣體探測器和有毒氣體探測器；布置在船舶可能出現(xiàn)危險氣體的各個區(qū)域，氣體探測器的數(shù)量由劃分危險區(qū)域艙室的需要來確定，氣體探測器種類根據(jù)探測艙室的氣體來選擇；
[0013]所述報警裝置包括聲光報警器和遠程報警單元，布置在貨控室、集控室、駕駛室等核心位置。
[0014]所述顯示裝置即為觸摸屏，顯示裝置實時顯示氣體濃度值，以及系統(tǒng)報警信息，并記錄相關數(shù)據(jù)；通過顯示裝置可直接對氣體探測報警系統(tǒng)的參數(shù)進行設置，顯示界面友好。
[0015]其連接關系是:危險氣體探測裝置與信號隔離器連接，信號隔離器分別與模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊連接，模擬量輸入模塊和開關量輸入模塊與網(wǎng)絡模塊連接，報警裝置與開關量輸出模塊連接，開關量輸出模塊和通訊接口模塊與網(wǎng)絡模塊連接，網(wǎng)絡模塊分別與一個可編程邏輯控制器和交換機連接；交換機分別與另一個可編程邏輯控制器和顯示裝置連接，兩個可編程邏輯控制器的同步模塊之間通過同步光纖連接，兩個可編程邏輯控制器的網(wǎng)絡模塊之間通過通訊電纜連接，通訊接口模塊與船舶綜合檢測系統(tǒng)連接。
[0016]由于采取以上技術方案，使本實用新型與已有技術相比具有如下優(yōu)點及效果:
[0017]1、可檢測多種可燃氣體及有毒氣體，采用冗余設計，安全可靠；
[0018]2、可實時連續(xù)監(jiān)測船舶多個場所；
[0019]3、可實現(xiàn)模塊化，配置靈活，便于系統(tǒng)擴展；
[0020]4、可修改設定系統(tǒng)參數(shù)，顯示界面友好；
[0021]5、可實現(xiàn)網(wǎng)絡化通訊，可作為子系統(tǒng)并入船舶綜合檢測系統(tǒng)，易于船舶綜合管理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0024]所述一種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)如圖1所示，由控制裝置1、顯示裝置2、危險氣體探測裝置3、報警裝置4、船舶綜合檢測系統(tǒng)22等組成；其特征是:各裝置之間相互通過通訊電纜連接形成以太網(wǎng)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化通訊，并作為子系統(tǒng)與船舶綜合檢測系統(tǒng)22連接;
[0025]所述控制裝置I如圖1所示，包括兩個可編程邏輯控制器5、數(shù)據(jù)輸入輸出單元12、交換機11 ;其特征是:采用兩個可編程邏輯控制器冗余設計，兩個可編程邏輯控制器5、數(shù)據(jù)輸入輸出單元12和交換機11依次連接形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸路線都是暢通的，保障氣體探測報警系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；
[0026]所述可編程邏輯控制器5如圖1所示，包括微控制器6、存儲器7、電源9、同步模塊8和網(wǎng)絡模塊10 ;其特征是:存儲器7用來存儲數(shù)據(jù)輸入輸出單元12送來的數(shù)據(jù)，微控制器6依次對這些數(shù)據(jù)進行分析和邏輯判斷，兩個同步模塊8保證系統(tǒng)能瞬間完成兩個微控制器6的切換，可編程邏輯控制器5通過網(wǎng)絡模塊10實現(xiàn)網(wǎng)絡化通訊；使用雙微控制器6、雙電源9、雙網(wǎng)絡模塊10和雙同步模塊8進行冗余設計，保證無論是微控制器6、電源9或網(wǎng)絡模塊10中哪一個出現(xiàn)故障，系統(tǒng)都能通過同步模塊8在瞬間完成從微控制器6主機到微控制器6從機的切換，保證系統(tǒng)正常運行；
[0027]所述數(shù)據(jù)輸入輸出單元12如圖1所示，包括網(wǎng)絡模塊10、模擬量輸入模塊13、開關量輸入模塊14、開關量輸出模塊17、通訊接口模塊16和信號隔離器15 ;其特征是:模擬量輸入模塊13用來采集模擬量電信號，開關量輸入模塊14用來采集數(shù)字量電信號，可同時采集多個艙室的氣體探測器的電信號，實現(xiàn)了氣體探測報警系統(tǒng)對多個艙室的連續(xù)性探測；信號隔離器15起到隔離和保護控制裝置I的作用；開關量輸出模塊17用來發(fā)送報警信號給報警裝置4，分別是預報警、報警和高報警三種報警信號；經(jīng)過通訊接口單元16發(fā)送氣體探測報警信息給船舶綜合檢測系統(tǒng)，當作船舶綜合檢測系統(tǒng)的子系統(tǒng)，便于船舶的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
[0028]所述危險氣體探測裝置3如圖1所示，包括可燃氣體探測器18和有毒氣體探測器19;布置在船舶可能出現(xiàn)危險氣體的各個區(qū)域，氣體探測器的數(shù)量由劃分危險區(qū)域艙室的需要來確定，氣體探測器種類根據(jù)探測艙室的氣體來選擇；
[0029]所述報警裝置4如圖1所示，包括聲光報警器20和遠程報警單元21，布置在貨控室、集控室、駕駛室等核心位置。
[0030]所述顯示裝置2如圖1所示，即為觸摸屏，顯示裝置實時顯示氣體濃度值，以及系統(tǒng)報警信息，并記錄相關數(shù)據(jù)；通過顯示裝置可直接對氣體探測報警系統(tǒng)的參數(shù)進行設置，顯示界面友好。
[0031]其連接關系是:危險氣體探測裝置3與信號隔離器15連接，信號隔離器15分別與模擬量輸入模塊13、開關量輸入模塊14連接，模擬量輸入模塊13和開關量輸入模塊14與網(wǎng)絡模塊10連接，報警裝置4與開關量輸出模塊17連接，開關量輸出模塊17和通訊接口模塊16與網(wǎng)絡模塊10連接，網(wǎng)絡模塊10分別與一個可編程邏輯控制器5和交換機11連接；交換機11分別與另一個可編程邏輯控制器5和顯示裝置2連接，兩個可編程邏輯控制器5的同步模塊8之間通過同步光纖連接，兩個可編程邏輯控制器5的網(wǎng)絡模塊10之間通過通訊電纜連接，通訊接口模塊16與船舶綜合檢測系統(tǒng)22連接。
[0032]所述一種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)的工作過程為:
[0033]1、根據(jù)船舶及運輸貨品的不同，通過顯示裝置2對氣體探測報警系統(tǒng)的參數(shù)進行相應設置。
[0034]2、危險氣體探測裝置3對艙室現(xiàn)場的氣體進行實時探測，將氣體濃度值轉(zhuǎn)化為標準電信號，通過電纜把電信號傳送給數(shù)據(jù)輸入輸出單元12，電信號經(jīng)過信號隔離器15后，如果來源是模擬量電信號，則通過模擬量輸入模塊13把此模擬量電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號輸入網(wǎng)絡模塊10 ;如果是數(shù)字量電信號，則通過開關量輸入模塊14采集、過濾處理后輸入到網(wǎng)絡模塊；數(shù)字信號通過網(wǎng)絡模塊10在冗余環(huán)網(wǎng)上發(fā)送給可編程邏輯控制器5進行處理；
[0035]3、可編程邏輯控制器5中，存儲器7用來存儲數(shù)據(jù)輸入輸出單元12送來的數(shù)據(jù)，微控制器6依次對這些數(shù)據(jù)進行分析和邏輯判斷，可編程邏輯控制器5把處理結(jié)果發(fā)送給顯示裝置2，顯示裝置2能夠?qū)崟r顯示濃度值和報警信息，并對數(shù)據(jù)進行記錄。
[0036]4、根據(jù)可編程邏輯控制器5的邏輯分析結(jié)果，通過開關量輸出模塊17發(fā)送報警信號給報警裝置4，聲光報警器20發(fā)出噪聲和燈光閃爍報警信號，經(jīng)過短暫延遲后，如果聲光報警信號沒有被人工消除，就會在船舶駕駛室、集控室和輪機長室等處所的遠程報警裝置21上發(fā)出蜂鳴和燈光報警信號。
[0037]5、可編程邏輯控制器5經(jīng)過通訊接口單元16發(fā)送氣體探測報警信息給船舶綜合檢測系統(tǒng)22，供船舶的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶危險氣體探測報警系統(tǒng)由控制裝置(I)、顯示裝置(2)、危險氣體探測裝置(3)、報警裝置(4)、船舶綜合檢測系統(tǒng)(22)組成；其特征是:各裝置之間相互通過通訊電纜連接形成以太網(wǎng)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化通訊，并作為子系統(tǒng)與船舶綜合檢測系統(tǒng)(22)連接；所述控制裝置(I)包括兩個可編程邏輯控制器(5)、數(shù)據(jù)輸入輸出單元(12)、交換機(11);所述可編程邏輯控制器(5)包括微控制器￠)、存儲器(7)、電源(9)、同步模塊(8)和網(wǎng)絡模塊(10);所述數(shù)據(jù)輸入輸出單元(12)包括網(wǎng)絡模塊(10)、模擬量輸入模塊(13)、開關量輸入模塊(14)、開關量輸出模塊(17)、通訊接口模塊(16)和信號隔離器(15);所述危險氣體探測裝置(3)包括可燃氣體探測器(18)和有毒氣體探測器(19);所述報警裝置(4)包括聲光報警器(20)和遠程報警單元(21);其連接關系是:危險氣體探測裝置(3)與信號隔離器(15)連接，信號隔離器(15)分別與模擬量輸入模塊(13)、開關量輸入模塊(14)連接，模擬量輸入模塊(13)和開關量輸入模塊(14)與網(wǎng)絡模塊(10)連接，報警裝置(4)與開關量輸出模塊(17)連接，開關量輸出模塊(17)和通訊接口模塊(16)與網(wǎng)絡模塊(10)連接，網(wǎng)絡模塊(10)分別與一個可編程邏輯控制器(5)和交換機(11)連接；交換機(11)分別與另一個可編程邏輯控制器(5)和顯示裝置(2)連接，兩個可編程邏輯控制器(5)的同步模塊(8)之間通過同步光纖連接，兩個可編程邏輯控制器(5)的網(wǎng)絡模塊(10)之間通過通訊電纜連接，通訊接口模塊(16)與船舶綜合檢測系統(tǒng)(22)連接。
【文檔編號】G05B19/042GK204203678SQ201420508345
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】王杰, 索雙武, 石俊令, 強兆新, 蘇佳 申請人:中船重工船舶設計研究中心有限公司