第10章 船舶机舱监视与报警系统1

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。
试灯
常开
常开
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。
• DC C20采用CAN（Controller Area Network）现场总线和以 太网（Ethernet）相结合的网络结构形式，系统的结构组 成及其布局如图1-3-1所示。
一、DC C20监视与报警系统的结构组成
（一）分布式处理单元（DPU） •DPU （ Distributed Processing Unit ）是采用模块化设 计、具有通信功能的智能化远程I/O单元，如图1-3-1中所 示的 RDi-32 、 RDo-16 、 RAi-16 、 RAo-8 、 RAi-10tc 和 RIOC4等。它们分布在机舱各处，一方面作为传感器和执行器 的 I/O 接口，直接与传感器和执行器相连，另一方面通过 CAN(Control Area Network) 总线与上层网络相连，从而 实现上层网络对机舱设备的监视和控制。连接 DPU 和上层
三、网关
DC C20是一个网络型监控系统，在不同网络类型及不同网段 之间需要有一个专门设施来转换网络之间不同的通信协议或 在不同数据格式之间进行数据翻译，这一设施称为网关。 系统网关（System Gateway，SGW）和CAN总线双处理器网 段控制器（dual Process Segment Controller，dPSC）。 SGW是CAN总线网和Ethernet网之间的网关，采用双冗余设 计，实现CAN与Ethernet两种网络之间的冗余连接，进而实 现DPU和ROS之间的双向信息传输。 dPSC就是用于扩展局部CAN总线的专门设备，它是一个双二 通道CAN网关，设有两个单独供电的处理器，每个处理器各 有两个CAN接口，两个处理器通过双口存储器共享信息。
四、报警的延伸 作用:把机舱的故障报警信号通过分组后传送到驾驶 室、公共场所、轮机长和值班轮机员处的延伸
报警箱，以实现分组延伸报警，并且还必须实
现失职报警和值班召唤报警。 值班选择装置 ：
第三节船舶机舱网络化监控系统 目前，船舶机舱监视与报警系统基本上都采用
计算机实现。根据计算机监控系统的结构特点， 船舶机舱监视与报警系统可分集中型系统、集 散型系统和全分布式系统。
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。 • 进入20世纪90年代后，在新造船舶中，越来越多地采用现 场总线作为各个子系统的内部控制网络，上层网络采用局 域网，形成全分布式的网络型监控系统。 • KONGSBERG公司的DataChief C20，K-Chief 500，AutoChief C20。
一、报警控制单元的组成原理及功能 二、用继电器组成的报警控制单元 三、用逻辑回路和运算放大器组成的报警控制单元 四、报警的延伸
一、报警控制单元的组成原理及功能 1．开关量报警控制单元 组成：输入回路、延时环节(长延时和短延时）、 逻辑判断环节 逻辑原理图 ：
报警内容： 1)、控制报警指示灯，快闪、慢闪、常亮和熄灭； 2)、启动公共报警； 3)、输出分组报警信号至延伸报警单元； 4)、起动报警记录打印机。
• 2．显示界面 • 显示界面是计算机监控系统重要的信息输出手段，DC C20 的软件系统在ROS上提供了丰富的显示界面，与OCP相配 合可以实现各种复杂的人机交互功能。ROS上的显示见面 大致包括以下几种类型： • （1）文本显示界面 • 文本显示界面用于输出报警信息和监视机舱设备运行的实 时状态或实时参数，分为钮
试验 常开
延时报警
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。
网络的CAN总线采用双冗余结构，即具有两套CAN总线，在 图1-3-1中分别标识为CAN Bus1和CAN Bus2。这两套CAN总 线总是互为热备份，当主用网络出现故障时，备用网络自 动切入工作，充分保证系统工作的可靠性。
一、DC C20监视与报警系统的结构组成
（二）远程操作站（ROS） ROS（Remote Operator Station）由PC机、操作控制面板 OCP（或普通PC机键盘）、鼠标、显示屏和打印机组成， PC机采用Windows NT或Windows XP操作系统。ROS通常 设置在集控室、驾驶室和甲板舱室。各ROS均配置双网卡， 形成双冗余的Ethernet网络。 集控室的2台ROS还兼有系统网关SGW（System Gate Way） 的功能，使得局域网中的各个ROS能够通过系统网关SGW与 CAN总线相连。通过SGW和CAN总线，ROS一方面可以接受 各个DPU单元送出的机舱现场信息，另一方面还能向DPU发 送操作指令、控制参数和程序包。
三、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。 四、功能：声光报警、参数显示、打印记录、报警延时、 报警闭锁、延伸报警、失职报警、值班召唤、 功能试验和自检等。
机舱监视报警系统组成
四、远程操作站ROS及DC C20的系统功能
ROS是DC C20系统的重要组成部分，一个ROS由主计算机 （MCU）、显示器（VDU）、打印机、操作控制面板（OCP） 或普通的PC键盘和鼠标。在系统的监视报警和控制过程中完 成以下任务： （1）和CAN网络中的数据采集或控制设备（即DPU）进行双 向数据通信，从DPU收集数据或向DPU传送指令、数据和程 序； （2）对报警信息进行监控和报警信息的确认功能； （3）向驾驶台和轮机员舱室提供延伸报警信息； （4）在CAN网络和Ethernet局域网之间起网关的作用。
二、分布式处理单元DPU
DPU主要特点： （l）所有DPU模块均采用统一的机械和电气设计。 （2）DPU具有参数储存功能，能够独立完成参数的监视、 报警和控制。 （3）DPU具有完备的通信功能，支持双冗余CAN高速多主通 信网络协议，具备CAN网络状态、容错管理功能。 （ 4）通过ROS，可将用于DPU硬件组态和编程所需的软件下 载到DPU中，并在ROS上对DPU单元进行遥控组态。 （ 5）所有的DPU单元均用24V DC电源供电，DPU单元的硬 件无需进行设置和调整，所有连接均可即插即用。DPU的电 源、通信、I/O通道连接都采用光电隔离。 （6）具有强大的自检功能（检查模块内部温度、存储器性 能以及CAN总线状态）。若DPU、过程总线、电缆或传感器 有故障，则会产生相应的报警信号。
二、分布式处理单元DPU
DPU是DC C20监视与报警系统和AC C20主机遥 控系统的基本组成单元，它是采用模块化设 计且具有通信功能的智能化远程I/O单元，所 有的监视和控制功能均由这些DPU单元进行 最终实施。DPU分布在机舱各处，可以直接 安装在机器设备上，也可以根据需要将若干 个DPU单元组装在一个控制箱内，并称之为 “数据获取单元（SAU）”。
长时报警和短时报警
2．模拟量报警控制单元 组成：测量回路、比较环节、延时环节和逻辑 判断环节 逻辑原理图：
测量环节：把传感器模拟信息转换成相应的电压信号，监测 传感器故障； 比较环节：故障报警鉴别； 延时环节和逻辑判断环节：与开关量报警单元功能相同。
二、用继电器组成的报警控制单元
以继电器为基本元件，组成报警电路。 以SMA一02型报警控制单元为例： 1．报警控制 报警控制电路 2．功能试验和闭锁报警
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 二、监测方法：根据其监视方式可分为连续监视式报警 系统和巡回监视式报警系统
二、分布式处理单元DPU
DC C20系统中常用的DPU模块： 1．模拟量输入模块（RAi-16）: 16通道模拟量输入 2．热电偶输入模块（RAi-10tc）: 10通道热电偶模拟量输入 3．模拟量输出模块（RAo-8）：8通道模拟量输出 4．开关量输入模块（RDi-32、RDi-32A）：32通道开关量 5．开关量输出模块（RDo-16）：16通道开关量输出 6．混合模块（RIO-C1、RIO-C2、RIO-C3、RIO-C4） RIO-C1 发电机组监测和控制； RIO-C2 8个开关量输入和输出； 泵和阀门控制 RIO-C3 发电机安全保护 7．dPSC、PSS和MSI：dual Process Segment Controller ， Process Segment Starcoupler， Multi Serial Interface 8．MEI、DGU、ESU和RPME：遥控系统和主机的接口单元、数 字调速器、安全保护单元和转速检测单元
四、远程操作站ROS及DC C20的系统功能
（一）人机交互接口 人机交互接口包括输入设备、打印输出和各种显示界面等。 •1．操作控制面板（OCP） •OCP是DC C20系统的主要输入设备，由按键、指示灯和轨迹 球等组成，如图所示。此外，在OCP的左下角还设有一个键 盘接口，以便需要时连接PC机标准键盘。