浅谈船舶机舱监视与报警系统
船舶机舱监控报警系统DPU设计及实现的开题报告
船舶机舱监控报警系统DPU设计及实现的开题报告一、选题背景及意义随着现代航运业的发展，船舶机舱监控报警系统越来越受到关注。
船舶机舱监控报警系统是利用现代计算机技术和通信技术，集成了各种传感器、仪表、报警器等设备，对船舶机舱内的各种参数进行监测和预警，保障船舶安全运行的关键系统。
在这个系统中，DPU(数据处理单元)是控制中心的核心部分之一，负责对从各种传感器收集的数据进行实时处理和分析，并作出相应的控制和报警响应。
因此，设计和实现一个高效可靠的DPU是船舶机舱监控报警系统中的重要问题。
本文将研究船舶机舱监控报警系统中的DPU设计及实现，研究其数据处理算法、通信协议、硬件结构及软件设计等方面的技术问题，为船舶机舱监控报警系统的研究和设计提供一定的参考依据。
二、研究内容本研究的主要内容如下：1.了解船舶机舱监控报警系统的原理和工作机制，研究其功能及运行环境要求。
2.对DPU的硬件结构进行设计和选择，包括控制器、存储器、接口等，确保性能和可靠性。
3.研究DPU的数据处理算法，包括数据采集、处理和分析，开发能实现实时处理、智能分析和预警功能的数据处理软件。
4.研究DPU的通信协议，包括与上位机和其他子系统的通信协议，确保系统之间的信息交互顺利进行。
5.通过实验验证DPU的性能和可靠性，对系统进行测试和仿真，确保系统的稳定性和准确性。
三、研究方法本研究的主要研究方法包括：1.文献调研：查阅相关领域的文献和资料，了解船舶机舱监控报警系统的发展现状和研究成果，确定研究方向和内容。
2.系统分析：对船舶机舱监控报警系统的原理和工作机制进行分析，确定DPU的功能和性能要求。
3.硬件设计：根据系统要求，设计DPU的硬件结构，选择适当的控制器、存储器、接口等。
4.软件设计：开发能实现实时处理、智能分析和预警功能的数据处理软件，实现与上位机和其他子系统的通信协议。
5.仿真测试：通过实验验证DPU的性能和可靠性，测试软、硬件系统的功能和交互性能。
浅谈船舶机舱监视与报警系统
浅谈船舶机舱监视与报警系统作者：杜兴来源：《科技创新导报》 2014年第22期杜兴(大连海安船舶与海洋工程技术服务公司辽宁大连 116001)摘要：该文主要介绍船舶机舱集中监视与报警系统的组成和功能，对系统各组成单元分类、信号采集到信号输出流程、模拟量和开关量的相互转换等进行了简单介绍。
关键词：机舱监视和报警系统开关量模拟量中图分类号：U665 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)08(a)-0069-021 监测报警系统的功能和组成1.1 监视报警系统的功能监测报警系统对全船重要电气和机械设备的运行参数和安全信息进行监测，及时发现设备运行故障，并进行故障报警，便于轮机管理人员及时排除故障。
对于不同的监视报警系统，由于其具体的组成和工作原理不同，在功能上也会存在一定的差异，但作为监视与报警系统一般都应该具备以下几种功能：(1)数据采集和转换。
(2)声光报警。
(3)参数与状态显示。
(4)打印报警记录。
(5)报警延时。
(6)延伸报警。
此外监视与报警系统还应有3min的失职报警、值班呼叫、自检、备用电源的自动投入等功能。
1.2 监视报警系统的组成一个完善的监视与报警系统由三大部分组成：(1)分布在机舱各监视点的传感器。
(2)安装在集中控制室内的控制柜和监视仪表或监视屏。
(3)安装在驾驶台、公共场所、轮机长和轮机员居室的延伸报警箱。
2 机舱监视与报警系统的分类介绍2.1 监视参数的分类机舱内需要监视的参数可分为两类：一类是开关量;另一类是模拟量。
开关量是指只有两个状态的量，这两个状态通常表现为开关的断开和闭合。
在船舶机舱中开关量可以反映设备的运行状态。
监视与报警系统能对这些开关量进行显示，需要报警的则发出声光报警。
就船舶机舱而言，开关量往往来自操作台工控制箱的按钮、转换开关、继电器或是来自现场设备的行程开关、液位开关等。
模拟量是指连续变化的量，例如温度、液位、压力和转速等参数。
监视与报警系统应能对这些模拟量进行实时显示，如果参数超过预定的范围，则应发出声光报警。
第10章 船舶机舱监视与报警系统1
报警控制电路 2．功能试验和闭锁报警
闭锁开关 消闪按钮 试验
延时报警
常开
试灯
常开
常开
报警控制： 1、正常情况，S闭合； 2、设备故障，S断开，闭锁 开关B断开，D3截止。 报警灯L快闪； 3、消声消闪按钮A，继电器
J2断电，快闪变常亮； 4、故障排除，J1通电，L熄灭； 5、短时故障报警，这时继电器 J1和J2均通电，L接通慢闪； 先消声，后消闪，L从慢闪成熄灭。
第三节 船舶机舱网络化监控系统
• 集中型系统采用单台计算机的结构形式，可靠性较差，一 旦计算机发生故障，则整个系统完全瘫痪。
• 集散型系统采用集中和分散相结合的系统结构，将监视任 务合理地分散成由多台微机进行分别监视的子系统，各个 子系统与上层计算机进行通信连接，以便集中管理和信息 共享。机旁和子系统计算机之间需敷设大量的电缆；模拟 信号长距离传输干扰严重。
第一节 船舶机舱监视与报警系统基础知识
机舱监视与报警系统是轮机自动化的一个重要内容，它的 作用是准确可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及其 参数，一旦运行设备发生故障，自动发出声、光报警信号。 可改善轮机管理人员的工作条件，减轻劳动强度，及时发现 设备的运行故障，也是实现无人机舱的基本条件。
一、参数类型 ：开关量和模拟量
功能试验和闭锁报警： 1、功能试验，按钮T； 2、设备停止工作，按闭锁按钮B。
三、用集成电路组成的报警控制单元
以逻辑回路和运算放大器为基本元件 以WE－2型报警监视系统为例 1.开关量报警控制单元
2.模拟量报警控制单元
报警延时时间
S
R
1、S闭合，P点为“1”； 2、S断开，P点为“0”； 3、消声消闪操作； 4、故障排除，E点为0，I点 保持 低电平； 5、功能试验，17低电平； 6、报警闭锁，10低电平。
机舱集中监控与报警系统课件
节能与环保
系统可实现对飞机能耗的实时监 控，为飞行员提供节能建议，降 低飞行成本，同时减少对环境的
影响。
系统在其他领域的应用
1 2
铁路交通
机舱集中监控与报警系统可应用于铁路机车，实 现对机车各项设备的实时监控与故障诊断，提高 铁路运营效率与安全性。
船舶航运
系统将船舶的机舱设备纳入监控范围，保障船舶 航行安全，降低船舶运营成本，提高航运效率。
打开电源、启动相关设备等。
初始化过程
02 阐述系统在启动后进行的初始化过程，如加载配置文
件、初始化传感器等。
系统自检
03
介绍系统的自检机制，包括对各个子系统的检测、对
传感器的校准等，以确保系统正常运行。
监控与数据采集
监控对象
说明系统需要监控的对象，如温度、压力、流量等关键参数。
数据采集方式
介绍系统如何采集数据，包括通过传感器实时采集、从历史数据库 中读取等。
故障诊断方法
观察法
通过观察系统运行状态、指示灯、报 警信息等，初步判断可能的故障类型 和位置。
仪器检测法
利用专业检测仪器对系统各个部件进 行检测，获取详细数据，进一步确定 故障原因。
替换法
对于疑似故障的部件，可以通过替换 相同型号的正常部件来进行验证，以 确定故障部位。
软件诊断法
通过运行故障诊断程序，对系统软件 进行检查和分析，找出可能的软件故 障。
组成结构
机舱集中监控与报警系统通常由传感器网络、数据采集与处理单元、报警控制 单元和人机界面等部分组成。
系统发展历程
01
早期系统
早期的机舱监控与报警系统通常采用独立的监控设备和报警装置，缺乏
统一的集中管理系统。
智能船舶机舱监测报警系统研究
S t a n d a r d T e c h n o l o g y/标准技术智能船舶机舱监测报警系统研究余国虎(中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064)摘要：智能监测报警系统能在运行过程中对船舶基层中各种传动设备的正常工作状态和各项管理参数进行实 时监控，它的智能化和远程化能最大程度地减轻船舶操作人员的工作强度，并且智能化的灵敏程度能精确监 测到各项系统出现的故障并作出自动报警，能使管理人员及时对其采取措施。
文章通过分析建立智能船舶机 舱监测报警系统的重要性，阐述了智能船舶机舱监测报警系统工作的基本原理，对智能船舶机舱监测报警系 统的总体结构设计、智能船舶机舱监测报警系统具体应用及智能船舶机舱监测报警系统主要显示模式及实现 方法进行了说明，最后对智能船舶机舱监测报警系统发展前景做出了展望。
关键词：船舶；智能监测；报警系统自古以来，水路就一直是重要的交通运输手段之 一。
在进入21世纪之后，随着电子商务和物流运输 的发展，海上运输也仍然是各个国家货物运输的主要 交通方式之一，船舶制造业也随之成为了世界各国快 速发展的新兴行业，为各国经济发展创收。
而在船舶 制造业当中，船舶内部所使用的机舱管理监控自动报 警系统作为船舶机舱管理自动化过程中的一项重要技 术内容，也是当前高校和船舶工程业主要关注的问题，这一技术已经成为了衡量船舶制造业是否先进的关键 因素。
而目前在我国船舶制造业当中，对于智能船舶 机舱监测报警系统的技术大多是引进国外先进技术，国内虽然也有一些自主研发的系统，但其硬件系统与 软件设施都不够健全，技术手段尚未成熟，因此有必 要对我国智能船舶机舱监测报警系统进行深入研究，根据目前存在的问题提出一些相应的解决办法，为我 国智能船舶机舱监测报警系统的自主研发作出贡献。
1建立智能船舶机舱监测报警系统的M要性首先，船舶机舱智能监测报警系统的建立可以在 船舶运行过程中对各种动力系统进行实时监控，当船 舶在作业过程中系统发生故障时，智能监测报警系统 会及时发出声、光等备种信号进行报警，并且会把发 生故障前的相关运行数据、系统状态进行备份保存，便于操作人员找到故障原因并及时快速地修复。
船舶报警系统
船舶报警系统的安装. 船舶报警系统船舶报警系统包括机舱检测报警，火灾检测报警，货舱检测报警。
其中机仓检测报警系统是通过采集主、副机的压力、温度、转速等参数通过主控制器进行转换成模拟或数字输出，如果输出值超出设定值，则产生声光报警信号，使值班人员及时处理不正常情况，让设备恢复正常状态。
货舱检测报警系统是通过检测货仓内的气体状况来输出信号。
火灾检测报警系统是通过测量传感器周围空间的温度或烟雾浓度来输出信号。
船舶机仓检测报警装置中报警信号通常分为开关量报警和模拟量报警。
开关量报警分为液位开关量、压力开关量、温度开关量、用电设备开关量、频率速度开关量等。
液位开关量传感器的安装前先检查传感器的好坏，方法是用万用表检测其通断状态，通过模拟开关量向主控制器送信号，判断传感器和控制箱的好坏。
温度开关量检测方法是先确定设定值，后桉设定值调整控制器的控制量。
压力开关量的检测应先查清报警设定值，然后依设定值调至报警值手泵向压力传感器加压，用万用表测量压力开关工作状态，并模拟压力开关向主控制器送信号，判断主控制器的好坏。
频率速度传感器主要检查频率信号转速装置是否动作，用万用表检测至设定值时是否动作。
各类传感器看下图:连杆浮球液位开关连杆浮球液位开关SL-PC 电缆浮球液位开关SL-3001金属浮球液位开关SL-3002 金属浮球液位开关SL-MH21塑料浮球液位开关SL-MH31塑料浮球液位开关SL-4501金属浮球液位开关SL-MH16侧装浮球液位开关SL-F侧装浮球液位开关UHZ-661磁性浮子液位计插入式磁性浮子液位计磁性浮子液位计流量开关光电液位开关金属电缆浮球液位开关静电容物位控制器SR 阻旋式料位开关R7-X 阻旋式料位开关模拟量报警分为压力和温度信号报警。
报警点检测和调试过程冲出现不同故障，应桉不同的故障现象检查排除，通常故障有短路、开路及接线方法错误，首先用万用表检查报警点的传感器阻值，通断情况。
然后测量连接电缆与配线之间是否正确，显示是否正常，逐级检查逐级记录，确定故障点后排除。
船舶机舱自动化
船舶机舱自动化船舶机舱自动化是指通过自动化技术和系统，对船舶机舱内部的各种设备、仪表和系统进行监控、控制和管理，以提高船舶的安全性、可靠性和效率。
船舶机舱自动化系统通常由以下几个方面的功能组成：监测、控制、报警和故障诊断。
1. 监测功能：船舶机舱自动化系统通过各种传感器和仪表，对船舶机舱内部的各种参数进行实时监测。
这些参数包括温度、压力、流量、液位、电压、电流等。
监测功能可以帮助船员实时了解机舱内部的状态，及时发现异常情况。
2. 控制功能：船舶机舱自动化系统可以根据监测到的参数，自动控制机舱内部的设备和系统。
例如，当发动机温度过高时，系统可以自动控制冷却系统启动，降低温度。
控制功能可以提高船舶的运行效率，减少人工干预的需求。
3. 报警功能：船舶机舱自动化系统可以根据预设的阈值，自动发出报警信号。
当机舱内部的参数超出正常范围时，系统会发出声音或光信号，提醒船员注意。
报警功能可以帮助船员及时发现并处理故障，防止事故发生。
4. 故障诊断功能：船舶机舱自动化系统可以通过分析监测到的参数数据，进行故障诊断。
系统可以自动判断设备或系统是否存在故障，并给出相应的诊断结果。
故障诊断功能可以帮助船员快速定位和修复故障，减少维修时间和成本。
船舶机舱自动化系统的设计和安装需要考虑以下几个方面的要求：1. 可靠性：船舶机舱自动化系统是船舶安全运行的重要组成部分，因此系统的可靠性是至关重要的。
系统应具备高可靠性，能够在恶劣的海洋环境下正常工作，并能够快速响应和处理各种异常情况。
2. 兼容性：船舶机舱自动化系统需要与船舶的其他系统进行集成，例如动力系统、导航系统等。
因此，系统应具备良好的兼容性，能够与其他系统进行数据交换和通信，实现信息共享和协同工作。
3. 可扩展性：船舶机舱自动化系统应具备良好的可扩展性，能够根据船舶的需求进行灵活调整和扩展。
系统应支持模块化设计，方便添加新的功能模块或替换老化的设备。
4. 易操作性：船舶机舱自动化系统应具备良好的易操作性，方便船员进行操作和管理。
基于实时数据的船舶智能监控与预警系统
基于实时数据的船舶智能监控与预警系统一、引言船舶作为一种古老而重要的交通运输工具，在国际贸易中起着至关重要的作用。
但是，船舶在海上运行时，受制于天气、海况、人为因素等多种因素，易发生事故，给运输业和人类生命财产带来极大的损失。
因此，研究如何通过技术手段来对船舶进行监控和预警成为了重要课题之一。
本篇文章将介绍一种基于实时数据的船舶智能监控与预警系统，它可通过收集、分析和处理大量的海洋数据，有效地评估船舶操纵风险，并在遇到危险情况时及时发出预警。
二、数据的获取和处理基于实时数据的船舶智能监控与预警系统主要通过以下两种手段来收集和处理数据：1.传感器数据采集传感器是一种可以检查、感知、测量和记录物理量和信号的设备。
通过安装不同种类的传感器，可以获取船舶周围的海洋数据，如海流、海浪、海温、湿度、气压、水深等，使船舶能够更准确地了解当前的海况。
2.人机交互数据除了通过传感器获取海洋数据外，船员的数据输入也对预警系统起关键作用。
在船长和船员输入数据时，必须提供正确、充足和准确的信息，以便系统能够做出相应的智能决策。
三、智能分析和预警机制收集的数据要处理和分析才能为船舶的智能监控和预警提供依据。
通过充分利用船舶上的传感器和分析工具，可以对收集到的数据进行实时处理和智能分析，判断船舶当前航向、速度、位置、载重等因素是否合适，从而预测船舶可能出现的危险情况。
当系统判断船舶处于危险时，就需要及时发出预警，以便避免更严重的安全事故。
预警可以通过声音、光线、震动等多种手段进行，通常是向船长和船员发出预警信号。
同时，预警过程也会通知相关部门和外部机构，以加强船舶安全业务的协同作用。
四、应用基于实时数据的船舶智能监控与预警系统广泛应用于船舶运营领域，例如货运船、客运船、军舰、渔船等。
在保证船舶安全的同时，这种预警系统也有助于提高船舶运营的效率和经济效益。
1.货运船对于货运船而言，该系统可覆盖从货物装载到卸载所需的整个运输过程。
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ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｒ ｏ ｍ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｏ ｕｔ ｐ ｕ ｔ ， ａ ｎ ｄ ｍａ ｋ ｅ ａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｕ ｔ ｕ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ａ ｎｄ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ．
４ 监 视 与报 警 系统 的微 机 控 制
４ ． １ ． １ 开 关 量 转换 成 模 拟 量 开 关 量 转 换 模 拟 量 是 由Ｄ／ Ａ转 换 器 来
Ｄ ／ Ａ转换 器的 性能 指 标 。 （ １ ） 分辨 率。 分辨率是指Ｄ ／ Ａ转 换 器 能
字量 的 二 进制 位 数 。 例如， 满量程为１ Ｏ Ｖ的
扫描 监 测 是 以 一 定 的 时 问间 隔 依 次 对 ８ 位Ｄ ＡＣ 芯片 的 分 辨 率位 ３ ９ ｍＶ 。 各个监视点的参 数和状 态进行扫描 ， 将监
１ ． ２ 监 视 报警 系统 的 组成
一
（ ２ ） 转换 精度。 如果不考虑Ｄ ／ Ａ转 换 的
Ｄ ＡＣ 转 换 精 度 就 是 分辨 率 的 大 小 ， 因 个 完 善 的监 视 与 报 警 系 统 由三 大 部 视 点信 息 逐 一 送 入 监 视 与 报 警 系统 进 行分 误 差 ， 要 获 得 高精 度 的 Ｄ ／ Ａ转 换 结 果 ， 首 先要 分组成： （ １ ） 分 布在 机 舱各 监 视 点的 传 感 器。 时处 理。 扫 描 监 测 方 法 可 采 用 常 规 的 集 成 此 ， （ ２ ） 安 装 在 集 中控 制 室 内的 控 制 柜 和监 视仪 ＡＣ 。 电路 和 微 型 计 算 机 来 实 现 。 目前 大 多 数 的 选 择 有足 够 高分 辨 率 的 Ｄ
连 续 监 测 是 指 机 舱 中的 所 有 监 测 点的 号 或 者 电信号 。
监 测 报 警 系 统 对 全 船 重 要 电气 和 机 械 法 。 时发现设备运行故障， 并进行故障报警， 便 参 数 并 行 的 送 入 监 视 与 报 警 系统 ， 并 对 所 于 轮 机 管 理 人 员及 时 排 除 故 障 。 对 于 不 同 有 的 监 测 点 的 状 态 及 参 数 进 行 连 续 监 测 。
摘 要 ： 该文 主要介 绍船舶机舱 集中 监视 与报警系 统的组成和功能， 对系 统各组成单元分类， 信号采集刘信号输出流程 、 模拟量和开关量的相 互转换等进行 了简单介 绍。
关键 词： 机舱 监视和报警系统 开关量 模拟量
中图分类号 ： Ｕ ６ ６ ５
文献标识码 ０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ８ （ ａ ） － ０ ０ ６ ９ — ０ ２
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｓ ｓ ａ ｇ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｃ ｈ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ
但 作为 监 视 与 报 警 系统 一 般 都 应 该 具 备 以 报警 信号 ， 测 量 结 果 和 报警 信 息送 至 公共 的 报警 。 （ ３ ） 参 数 与状 态 显 示 。 （ ４ ） 打 印 报 警 记 型 的 参 数 的 电路 制 成 一 块 电路 板 。采 用 这
下几 种 功 能 ： （ １ ） 数据采集和 转换 。 （ ２ ） 声 光 显 示 和报 警 电路 ， 但在 设 计上 通 常 将 多个 类 实 现 的。 录。 （ ５ ） 报警 延 时 。 （ ６ ） 延伸 报警 。
此 外 监 视 与报 警 系 统 还 应 有 ３ ａｉ ｒ ｎ 的 失职 报 警 、 值 班 呼 叫 、自检 、 备 用 电源 的 自 动投入等功能。 种 监 测 方 法 的监 视 与报 警 系统 ， 各 监 视 点
价较高。
取 决 于 输 入 数 之 间的 相 互影 响 较 小 ， 但所需硬件较多， 造 分 辨 的 最 小 输 出 模 拟 增 量 ，
！
Ｑ：
工 业 技 术
Ｓｃｉ ｅｎ ｃｅ ｅ ｎｄ Ｔｅｃｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｙ Ｉ ｎ ｎｏ ｖａｔ ｉ ｏ ｎ Ｈｅｒ ａ ｌ ｄ
浅 谈 船 舶机 舱 监 视 与报 警 系 统①
杜兴
（ 大连 海安船舶与海洋工程技术服务公司 辽 宁大连
１ １ ６ ０ ０ １ ）
的监 视 报 警 系统 ， 由于 其 具体 的组 成 和 工作 系 统 的 核 心 元 件 是 报 警 控 制 单 元 。 每 个 监 ４ ． １ 开 关 量信 号与 模 拟 量信 号 的相 互转 换
原理不同， 在 功能 上也 会 存 在一 定 的差 异 ，
测 点需 要 一 个 独 立 的 电 路 进 行 测 量 和 产 生
１ 监 测 报警 系统 的 功能 和 组 成
１ ． １ 监 视 报警 系统 的 功能
设备 的运行参 数和安 全信息进行监 测， 及
用 的监 视 方 法 无 非 有 两 类 ： 一 类 是 采 用 连 部 分， 它通 常 由各 种 各样 的测 量 传感 器和 信 续 的 监 测 方法 ； 另一 类 是 采 用扫 描 的 监 测 方 号 变 送 器 组 成 ， 变 送 器 的 作用 就 是 将 传 感 器采 集 的信 号 进 一 步 转 换 成 标 准 的 气压 信