一种机舱监测报警装置的制作方法

1.本实用新型涉及船舶机舱安全设施技术领域，尤其涉及一种机舱监测报警装置。


背景技术：

2.船舶机舱监测报警系统是船舶自动化系统的重要组成部分，轮机员能够通过该系统及时了解机舱中主、辅机等各种设备的运行状况，对船舶安全航行起很重要的作用。机舱监测报警经历了多个发展阶段，主从式集中型是目前较为常用的监测报警系统的一种方式，这种系统结构型式的机舱监测报警系统存在很多弊端，例如，模块扩展性差，通用型较差；模块故障时，需断电更换，不支持热插拔，智能化程度低，系统维护不方便；电源及通讯等部分，未考虑系统冗余设计；上位机发生重大故障时，各个模块无法单独工作，导致整个系统瘫痪，可靠性差；
3.机舱监测系统是保证安全营运的必要系统之一，该系统实时对机舱内设备工作状况进行监测，但是现有的监测系统对于一些细小的方面还存在着不足，现有的监测报警系统一般应对与机器运行的监测，而对于各个舱内情况的监测较少，如机舱内的设备状况的监测方面，就欠缺改进，而且监测系统对于服务工作人员缺少对应的开放的显示面板，没有显示面板的及时指示和信息存储，工作人员对于有问题的区域就无法及时的定位，这样不仅无法需要工作人员反复的走动观察，还可能错过对于一些事件及时的补救时间，导致不必要的损失。
4.随着计算机技术和工业总线的快速发展，船舶自动化系统集成度也越来越高。比如机舱监测报警系统、压载水系统、货控系统、阀门遥控系统，主机遥控系统等。用户已经不满足于对单一系统的独立控制，而是要求将众多子系统集成为一个面向全船的船舶综合自动化系统。纵观时下各大自动化厂家推出的船舶综合自动化系统，在技术方案中存在不少缺点：
5.1、在系统结构方面，没有很好的做到子系统的独立性，缺乏所谓的系统集成概念，从实现方式来看不是基于子系统集成综合系统，而是基于信号集成的综合系统。
6.2、在系统权限方面，没有一套完备的操作权限转移方案。主要存在两方面问题：一是完全不具备子系统间的操作权限转移，导致某些操作不能实现跨系统操作；二是跨系统控制功能不能实现灵活可配置，系统定制程度较高。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种机舱监测报警装置，达到了使多个子系统独立存在以及权限转移功能操作更便捷的目的，子系统的耦合度更低，系统集成度可以做的更高，在任意操作站位置即可通过获取操作权限实现对远程子系统的操作，够实现现场智能i/o模块实现本地报警和控制输出，即使现场总线通讯中断仍能保持工作。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种机舱监测报警装置，包括：
9.机舱监测报警装置，机舱监测报警装置包括多个子系统，所述机舱监测报警装置的各子系统独立存在，子系统的所有数据在自己内部的网络传输；
10.所述子系统基于分布式系统架构实现，所述子系统采用底层网络和上层网络两层网络结构；
11.所述机舱监测报警装置还包括综合系统，所述子系统对综合系统实现测控点显示报警、控制输出和参数设置。
12.进一步地，所述子系统包括io模块采集柜、网络转换模块、交换机、操作站pc和触摸屏显示面板。
13.进一步地，所述底层网络为连接分布式io模块采集柜和触摸屏显示面板的can总线，所述上层网络为以太网总线；
14.所述交换机完成底层网络和上层网络的信息交汇至操作站pc，所述操作站pc能够实现人机交互并进行强制操作。
15.进一步地，所述can总线和以太网总线的数据交互通过网络转换模块完成，实现数据的上传和下发。
16.进一步地，所述底层网络和上层网络的网络传输均采用双路冗余。
17.进一步地，所述综合系统包括机舱监测报警系统、压载水系统、货控系统、阀门遥控系统和推进系统，所述机舱监测报警系统用于监测压载水系统、货控系统、阀门遥控系统和推进系统的测点信息和报警状态。
18.进一步地，所述机舱监测报警系统能够远程应答货控系统的报警，所述机舱监测报警系统能够远程实现控制阀门遥控系统。
19.本实用新型提供了一种机舱监测报警装置，具备以下有益效果：
20.1、本实用新型的多个子系统独立存在使得系统粒度划分更明细，耦合度更低，系统集成度可以做的更高。
21.2、本实用新型的多个子系统权限转移功能使得用户操作更便捷，在任意操作站位置即可通过获取操作权限实现对远程子系统的操作。
22.3、本实用新型能够实现现场智能i/o模块实现本地报警和控制输出，即使现场总线通讯中断仍能保持工作。
23.4、本实用新型所提供的作为延伸报警单元的触摸屏显示面板，具备与i/o 模块同样现场总线(双can)接口，可以直接挂总线接入系统，进行测控点显示报警、控制输出和参数设置。
24.5、本实用新型可实现监控上位机一主多备，主机故障自动切换至其中一个备机担当主机，主备机具有数据同步功能，系统所有数据均存储于监控上位机，系统无需再设置专用计算机服务器。
25.6、本实用新型可实现延伸报警单元集成轮机员呼叫功能。
附图说明
26.图1为本实用新型子系统的系统原理图；
27.图2为本实用新型综合系统的系统原理图；
28.图3为本实用新型机舱监测报警系统的配置原理图；
29.图4为本实用新型机舱监测报警系统的电源配置原理图。
30.图中：1、子系统；2、综合系统；101、io模块采集柜；102、网络转换模块；103、交换机；104、操作站pc；105、触摸屏显示面板；201、机舱监测报警系统；202、压载水系统；203、货控系统；204、阀门遥控系统；205、推进系统。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.请参阅图1
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4，本实用新型提供了一种技术方案：一种机舱监测报警装置，包括：
33.机舱监测报警装置，机舱监测报警装置包括多个子系统1，机舱监测报警装置的各子系统独立存在，子系统的所有数据在自己内部的网络传输，机舱监测报警装置的集成方式，取代现有的以信号为单位的集成方式，通过对子系统的集成实现机舱监测报警装置；
34.子系统之间的操作权限转移方案和各子系统内部测点的分组类型，能够支撑各子系统之间远程交互界面同步的远程数据库访问方案；
35.子系统1基于分布式系统架构实现，子系统1采用底层网络和上层网络两层网络结构；
36.机舱监测报警装置还包括综合系统2，子系统1对综合系统2实现测控点显示报警、控制输出和参数设置。
37.所有子系统1基于分布式系统架构实现，采用两层网络结构，底层网络为连接分布式io模块采集柜101和触摸屏显示面板105的can总线，上层网络为以太网总线，为了保证系统网络的稳定可靠，所有网络传输均采用双路冗余。
38.can网层和以太网层的数据交互通过网络转换模块102完成，实现数据的上传和下发，在以太网层，多台操作站通过以太网组成局域网，这些操作站在同一时刻只有一台为主机，其它操作站自动为备机，主机除了与备机有完全一样的界面显示功能外，还兼具整个系统的数据服务器功能，也就是说所有备机的数据是从主机获取。
39.当系统主机出现故障时，系统会自动选择一台在线的备机切换为主机，保证系统的正常运行，对于一些第三方设备数据的接入，系统提供了两种常用的方式，一种是485总线，可直接通过网络转换进入到系统，另一种是以太网，这种协议必须要考虑网络安全，一般通过防火墙隔离或者设置路由设备虚拟主机实现数据接入。
40.机舱监测报警装置的实现是基于上述子系统做的一个集成，而非对子系统信号的集成。
41.子系统1包括io模块采集柜101、网络转换模块102、交换机103、操作站pc104和触摸屏显示面板105。
42.底层网络为连接分布式io模块采集柜101和触摸屏显示面板105的can 总线，上层网络为以太网总线；
43.交换机103完成底层网络和上层网络的信息交汇至操作站pc104，操作站 pc104能够实现人机交互并进行强制操作。
44.can总线和以太网总线的数据交互通过网络转换模块102完成，实现数据的上传和下发。
45.底层网络和上层网络的网络传输均采用双路冗余。
46.综合系统2包括机舱监测报警系统201、压载水系统202、货控系统203、阀门遥控系统204和推进系统205，机舱监测报警系统201用于监测压载水系统202、货控系统203、阀门遥控系统204和推进系统205的测点信息和报警状态。
47.机舱监测报警系统201能够远程应答货控系统203的报警，机舱监测报警系统201能够远程实现控制阀门遥控系统204。
48.综合系统2具备的功能如下：
49.1、每个子系统中能看到当前全部子系统的所有测点信息和报警状态。
50.2、每个子系统可以将自己操作站的操作权限转移给其他子系统中的有资格的获取权限的子系统。
51.3、每个子系统可以对测点进行编组，编组类型根据报警和操作两种类型可以分为报警组和设备组。每个组可以添加多个操作站操作的资格，持有该组操作权限的远程操作站具有和该组所在位置操作站一样的操作权限。
52.比如，货控系统的某个报警组设置了机舱监测报警系统远程应答资格，那么当货控系统将操作权限转移给机舱监测报警系统时，船员可以在机舱监测报警系统中远程应答货控系统的报警。
53.设备组是为了实现远程的控制输出，比如，要在机舱监测报警系统中实现对远程阀门遥控系统的控制，首先需要将阀门遥控系统的控制点编组为设备组，然后在该组设置中添加机舱监测报警系统操作资格，当机舱监测报警系统取得阀门遥控系统的操作权时，便可以在机舱监测报警系统中远程实现阀门控制。
54.需要注意的是，远程操作，并等同远程控制，所有的远程操作都是远程操作站将操作信号发送给本地操作站，控制依然由本地操作站完成。
55.数据同步方案，子系统操作站不存放其他子系统的数据库，一个子系统要显示其它子系统的数据，需要通过远程数据库访问和实时数据的获取来实现。远程数据库访问不仅仅包括自动化明细表信息，还包含远程系统hmi交互界面的配置信息。
56.请参阅图3，系统采用以太网和can网络相结合，运用高可靠软件结构框架，灵活组态，系统通过总线方式与外部单元交换处理数据，交换速率高，系统结构稳定，适用于不同类型的船舶监测报警和控制要求。
57.模块故障时，无需断电更换，支持热插拔，系统维护方便；电源及通讯等部分冗余设计，dcs分布式设计，上位机发生重大故障时，各个模块能单独工作，系统可靠性强；以确保船舶机舱设备的安全运行。
58.请参阅图4，机舱监测报警系统电源的基本配置由ups不间断电源和电源模块单元组成,输入电源为主备两路电源输入，当主电源断电后，应急电源投入使用；当主电源和应急电源同时断电时，ups不间断电源使监测报警系统正常工作30min以上，增加系统的可靠性。
59.本实用新型的多个子系统独立存在使得系统粒度划分更明细，耦合度更低，系统集成度可以做的更高。
60.本实用新型的多个子系统权限转移功能使得用户操作更便捷，在任意操作站位置即可通过获取操作权限实现对远程子系统的操作。
61.本实用新型能够实现现场智能i/o模块实现本地报警和控制输出，即使现场总线通讯中断仍能保持工作。
62.本实用新型所提供的作为延伸报警单元的触摸屏显示面板，具备与i/o 模块同样现场总线(双can)接口，可以直接挂总线接入系统，进行测控点显示报警、控制输出和参数设置。
63.本实用新型可实现监控上位机一主多备，主机故障自动切换至其中一个备机担当主机，主备机具有数据同步功能，系统所有数据均存储于监控上位机，系统无需再设置专用计算机服务器。
64.本实用新型可实现延伸报警单元集成轮机员呼叫功能。
65.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
66.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。