船舶动力系统智能监测仪的制作方法

本实用新型涉及船舶运行状态监测技术领域，具体说涉及一种船舶动力系统智能监测仪。

背景技术：

随着智能船舶及无人驾驶技术的广泛应用，各类以实现船舶主要动力系统及其所属设备船岸一体化管理为目标的智能化管理系统应运而生。目前针对船舶动力系统的检测系统大多采用传感器直接采集船舶运行状态指标，并进行常规的显示和存储管理功能简单，在船舶运行过程中可参考性较低。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种能够实现船舶动力系统运行状态进行实时监测和显示的智能化设备，同时该设备可以通过系统采集的状态指标进行状态评估，并提供辅助决策支持，提高了船舶动力系统监测工作的可靠性和效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种船舶动力系统智能监测仪，其特征在于包括用于进行数据采集、存储及综合评估的数据处理单元，用于显示相关数据信息的显示模块、用于接收各类传感器数据及各类开关量数据的信号采集模块，用于输出模拟量控制信号及开关量控制信号的多路控制信号输出模块，用于实现外部通信息交互的通讯模块，以及存储模块；所述显示模块的输入端连接所述数据处理单元的显示输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述数据处理单元的信号采集端，所述多路控制信号输出模块的输入端连接所述数据处理单元的控制信号输出端，所述通讯模块采用全双工接口连接所述数据处理单元的通讯端口。

进一步地，所述输入模块的输入端连接标准键盘的键盘输入接口以及USB接口。

进一步地，所述通讯模块包括网线接入端口、通讯串口、总线串口以及无线通讯组件，以实现多种方式的外部通讯。

进一步地，所述信号采集模块的输入端连接分布于船舶动力系统的各传感器的输出端，以及分布于船舶动力系统的各开关量数据采集模块的输出端。

进一步地，所述多路控制信号输出模块包括用以输出模拟量控制信号的模拟量控制信号输出接口模块及用以输出开关量控制信号的开关量控制信号输出接口模块。

通过上述技术方案，本实用新型公开的船舶动力系统智能监测仪利用数据处理单元通过输入模块接收人工指令、通过信号采集模块接收于船舶动力系统的各传感器及各开关量的实时状态，分别进行存储和显示；同时通过通讯模块进行外部通讯，根据数据处理单元对人工指令、传感器及开关量实时状态及通讯信息的综合分析，通过多路控制信号输出模块输出控制命令，进一步指导工作人员对船舶动力系统进行维护和管理。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型数据处理单元功能框图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示：一种船舶动力系统智能监测仪，其特征在于包括用于进行数据采集、存储及综合评估的数据处理单元，用于显示相关数据信息的显示模块、用于接收各类传感器数据及各类开关量数据的信号采集模块，用于输出模拟量控制信号及开关量控制信号的多路控制信号输出模块，用于实现外部通信息交互的通讯模块，以及存储模块；所述显示模块的输入端连接所述数据处理单元的显示输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述数据处理单元的信号采集端，所述多路控制信号输出模块的输入端连接所述数据处理单元的控制信号输出端，所述通讯模块采用全双工接口连接所述数据处理单元的通讯端口。

其中，所述信号采集模块包括模拟量输入接口模块及开关量输入接口模块。具体的，多路传感器信号采集模块作为船舶动力系统智能监测仪与传感器进行信号交互的输入接口模块，其输入的信号类型有模拟量和开关量，模拟量为标准的电流信号，开关量为无源的信号，输入的信号包括船舶机械常规的参数信号，主要为温度、压力、流量、转速等。所述多路控制信号输出模块包括模拟量控制信号输出接口模块及开关量控制信号输出接口模块。具体的，多路控制信号输出模块是船舶动力系统智能监测仪控制信号的输出接口模块，输出信号的类型为模拟量和开关量，可以对船舶动力系统的设备实施控制操作。

数据处理单元是船舶动力系统智能监测仪的处理核心，其具体工作过程如下：

数据处理单元的信号采集端与信号采集模块的输出端连接，其功能是接收来自于信号采集模块的传感器信息以及开关量信息，接收的信息通过处理后被保存到存储单元并由显示模块显示的同时，通过数据处理单元进行处理。信号采集端与信号采集模块的输出端采用总线、串口或网络连接方式，各自具有独立的工作模式。

输入模块接收由键盘及USB接口输入的命令，将之发送至数据处理单元的输入接口，并通过显示模块实现相关输入信息的显示，同时输入的数据可以保持到存储单元，还可以改变相关模块的初始化数值；通过键盘输出接口接收外接键盘的输入操作，输入的信息可以改变系统的相关模块的设定值，改变系统的操作模式，还可以对存储单元的数据信息进行增删改操作，同时可以进行存储容量的管理等操作；通过USB接口导入系统初始化数据，并对系统执行初始化操作，还可以通过此接口输入系统更新文件，对系统实施更新操作。同时通过通讯模块接收岸基数据库控制中心的控制信息或操作信号，可以实现相应的远程遥控对应的设备的操作。

数据处理单元内部可预加载了多个动力系统状态评估模型，以作为船舶动力系统智能监测仪的控制、逻辑核心，实现对船舶动力系统的状态评估、辅助决策支持、维修提醒、报警信息提醒等，可选择具有逻辑判断功能的单片机或其他嵌入式设备。具体可实现以下功能：

①健康评估功能。根据输入模块或者通讯模块的传输的数据信息，选择适当的评估模型对接入的系统及其系统中的每个设备进行健康评估。具体的，根据各设备的运行状态给出对应的健康值，评估的结果以100制表示，健康值为90-100分时，代表系统设备的状态为优，表明系统设备运行良好；健康值为80-90分时，代表系统设备的状态为良，表明系统设备运行较好；健康值为70-80分时，代表系统设备的状态为中，轮机人员需注意观察设备的运行情况，及时安排设备的维护保养工作；健康值为70分以下时，代表系统设备的状态为差，系统设备不能够完成其功能，这时系统设备须停止运行并进行相关维修保养工作；

②辅助决策支持功能。数据处理单元可对接入的系统及其设备实施实时的决策支持，根据系统及其设备组成的基本情况、相互关系、功能特点，在收集和整理各类运行信息、轮机管理人员的工作信息、人员的培训信息、系统设备应急处置信息等相关需要的基础上，可实现对应于各类船舶系统及其设备的基础辅助决策支持；

③维修策略支持功能。数据处理单元对接入的系统及其设备实施维修评估和维修决策支持，提供对系统中的设备维修策略，包括维修的时间，维修的类型等，为轮机管理人员提供运维的支持信息。

船舶动力系统智能监测仪相关的计算结果、采集信息、输入、输出信息，在数据处理单元的存储单元中保存12个月，超过12个月的数据系统自动覆盖，即系统中一直保存最新的12个月数据信息。

输入模块包括用以连接标准键盘的键盘输入接口以及用于接收和导出相关系统数据的USB接口。具体的，键盘输入接口可以连接标准的键盘，实现信息的输入，通过此接口键盘能实现对系统参数的设定、设置的修改、信息的删除等。系统支持USB2.0数据输入，通过USB接口可实现系统的初始化、数据的备份、系统的升级更新等。

通讯模块作为提供有线或无线网络接口的中间模块，可以实现船舶动力系统智能监测仪的数据信息与岸基中心的信息实时交换，同时还支持不同的船舶动力系统智能监测仪间的数据通信和交换。具体的，安装于船舶动力系统智能监测仪的无线传输模块能够实现双向的网络通信，支持的接口包括有线网络接口和无线网络接口。将来自于数据处理单元的数据信息通过此接口连接到网络，并发送到远程的岸基数据中心；同时来自于岸基数据中心的数据信号可以通过此接口传给数据处理单元，可以实现远程的操作信息接入。

如图2所示为数据处理单元的功能模块图。本实用新型可以在健康评估、远程状态监测、远程专家决策支持等方面，借助嵌入数据处理单元中的具有智能化健康管理、远程健康状态监测、远程决策支持等功能模块，依据船舶动力系统及其所属设备的主要常规工作参数，能实时地对船舶动力系统及其所属设备的工作状态进行健康评估，并将结果及采集的工作参数以数字化或图形化的形式，在本地触摸显示屏上显示，实时地提醒轮机管理人员对船舶动力系统的维护和管理工作。同时，通过安装其中的双向通信模块，将动力系统相关的状态值和工作参数推送到远程，便于在远程实施的状态监测和性能分析，同时接收远程的专家决策支持信息，指导轮机管理人员在船舶上的维护管理工作，实现船舶主要动力系统及其所属设备船岸一体化的智能化管理。具体地，在健康评估方面，通过数据处理单元实现对船舶动力系统的状态评估、辅助决策支持、维修提醒、报警信息提醒等功能，相关的信息都推送到触摸显示屏上显示；远程状态监测和专家决策支持方面，通过网络通信模块将多路传感器信号采集模块采集的动力系统及其设备的工作参数，借助船岸通信通道，发送到岸基控制中心，可以借助分析和查询平台，实时地监测船上对应动力系统的运行状态，并组织专家通过本地或给予网络的客户端对动力系统及其所属设备的工作状态进行专业分析，并可以形成专家决策支持信息，通过船岸通信渠道，推送专家决策支持信息到船舶动力系统智能监测仪上，并适时地显示在本地的显示屏上，用于指导船上轮机管理人员的运维工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。