一种船舶危险气体探测报警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种船舶危险气体探测报警系统，属于气体探测设备领域。目的在于克服现有技术不足，提供一种适用于船舶领域的气体探测报警系统，采用冗余和网络化设计，可实时监测多种危险气体并及时报警。本技术方案的要点是：由控制装置、显示装置、危险气体探测装置、报警装置、船舶综合检测系统等组成；各装置通过通讯电缆相互连接构成以太网。本实用新型可检测多种可燃气体及有毒气体；可实时连续监测船舶多个场所；可实现模块化，配置灵活，便于系统扩展；可修改设定系统参数，显示界面友好；可实现网络化通讯，可作为子系统并入船舶综合检测系统，易于船舶综合管理；采用冗余设计，安全可靠。
【专利说明】一种船舶危险气体探测报警系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种船舶危险气体探测报警系统，属于气体探测设备领域。
【背景技术】
[0002]大型远洋运输船舶，特别是化学品船、油船、LNG船、LPG船等船舶，其运输货品的主要危险性有:易燃易爆性、毒害性、化学反应性、腐蚀性、污染性等。所以若发生泄漏、碰撞、火灾、爆炸等事故，后果必然触目惊心，对人身的伤害也无法估量，造成污染及损失会相当严重。
[0003]在船舶装卸货物与航行过程中，安全是一个至关重要的环节，危险气体探测系统可以在发生危险之前，积极采取措施，从而降低危险发生率甚至完全排除危险。当危险气体泄漏时，系统可以用蜂鸣器报警警示人们，并连接其他系统，当危险气体的浓度达到一定数值时，将会自动开启排风装置，恢复正常的安全气体环境。
[0004]现有船舶气体探测报警系统大多采用取样型气体探测报警系统，通过泵吸法依次把每个船舶舱室现场的气体经过管道送到控制室气体分析仪中，由气体探测器检测气体浓度是否超过限值，因为只有一个气体探测器，所以只能针对几种气体进行探测报警，且每次只能对一个舱室的气体进行探测，面对船舶复杂多变的情况，无法灵活配置和实时连续监测，实际应用中还有诸多问题。
[0005]因此，针对船舶货品的特殊危险性，降低事故发生率甚至避免事故的发生，实现船舶货品的安全运输，改进现有的技术缺陷，实现气体探测报警系统的安全性、可靠性和实时性，具有举足轻重的作用。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种适用于船舶领域的气体探测报警系统，采用冗余和网络化设计，实时连续监测多个船舱的气体浓度，当气体浓度值超过人工设置的报警限值时，发出声光报警，提醒船员在船舶何处所的危险气体超过标准，以便及时采取处理措施。
[0007]为达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]—种船舶危险气体探测报警系统由控制装置、显示装置、危险气体探测装置、报警装置、船舶综合检测系统等组成；其特征是:各装置之间相互通过通讯电缆连接形成以太网，实现了网络化通讯，并作为子系统与船舶综合检测系统连接；
[0009]所述控制装置包括两个可编程逻辑控制器、数据输入输出单元、交换机；其特征是:采用两个可编程逻辑控制器冗余设计，两个可编程逻辑控制器、数据输入输出单元和交换机依次连接形成环网结构，保证整个系统的数据传输路线都是畅通的，保障气体探测报警系统的可靠性和稳定性；
[0010]所述可编程逻辑控制器包括微控制器、存储器、电源、同步模块和网络模块；其特征是:存储器用来存储数据输入输出单元送来的数据，微控制器依次对这些数据进行分析和逻辑判断，两个同步模块保证系统能瞬间完成两个微控制器的切换，可编程逻辑控制器通过网络模块实现网络化通讯；使用双微控制器、双电源、双网络模块和双同步模块进行冗余设计，保证无论是微控制器、电源或网络模块中哪一个出现故障，系统都能通过同步模块在瞬间完成从微控制器主机到微控制器从机的切换，保证系统正常运行；
[0011]所述数据输入输出单元包括网络模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通讯接口模块和信号隔离器；其特征是:模拟量输入模块用来采集模拟量电信号，开关量输入模块用来采集数字量电信号，可同时采集多个舱室的气体探测器的电信号，实现了气体探测报警系统对多个舱室的连续性探测；信号隔离器起到隔离和保护控制装置的作用；开关量输出模块用来发送报警信号给报警装置，分别是预报警、报警和高报警三种报警信号；经过通讯接口单元发送气体探测报警信息给船舶综合检测系统，当作船舶综合检测系统的子系统，便于船舶的统一监控和管理。
[0012]所述危险气体探测装置包括可燃气体探测器和有毒气体探测器；布置在船舶可能出现危险气体的各个区域，气体探测器的数量由划分危险区域舱室的需要来确定，气体探测器种类根据探测舱室的气体来选择；
[0013]所述报警装置包括声光报警器和远程报警单元，布置在货控室、集控室、驾驶室等核心位置。
[0014]所述显示装置即为触摸屏，显示装置实时显示气体浓度值，以及系统报警信息，并记录相关数据；通过显示装置可直接对气体探测报警系统的参数进行设置，显示界面友好。
[0015]其连接关系是:危险气体探测装置与信号隔离器连接，信号隔离器分别与模拟量输入模块、开关量输入模块连接，模拟量输入模块和开关量输入模块与网络模块连接，报警装置与开关量输出模块连接，开关量输出模块和通讯接口模块与网络模块连接，网络模块分别与一个可编程逻辑控制器和交换机连接；交换机分别与另一个可编程逻辑控制器和显示装置连接，两个可编程逻辑控制器的同步模块之间通过同步光纤连接，两个可编程逻辑控制器的网络模块之间通过通讯电缆连接，通讯接口模块与船舶综合检测系统连接。
[0016]由于采取以上技术方案，使本实用新型与已有技术相比具有如下优点及效果:
[0017]1、可检测多种可燃气体及有毒气体，采用冗余设计，安全可靠；
[0018]2、可实时连续监测船舶多个场所；
[0019]3、可实现模块化，配置灵活，便于系统扩展；
[0020]4、可修改设定系统参数，显示界面友好；
[0021]5、可实现网络化通讯，可作为子系统并入船舶综合检测系统，易于船舶综合管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型整体结构示意图
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0024]所述一种船舶危险气体探测报警系统如图1所示，由控制装置1、显示装置2、危险气体探测装置3、报警装置4、船舶综合检测系统22等组成；其特征是:各装置之间相互通过通讯电缆连接形成以太网，实现了网络化通讯，并作为子系统与船舶综合检测系统22连接;
[0025]所述控制装置I如图1所示，包括两个可编程逻辑控制器5、数据输入输出单元12、交换机11 ;其特征是:采用两个可编程逻辑控制器冗余设计，两个可编程逻辑控制器5、数据输入输出单元12和交换机11依次连接形成环网结构，保证整个系统的数据传输路线都是畅通的，保障气体探测报警系统的可靠性和稳定性；
[0026]所述可编程逻辑控制器5如图1所示，包括微控制器6、存储器7、电源9、同步模块8和网络模块10 ;其特征是:存储器7用来存储数据输入输出单元12送来的数据，微控制器6依次对这些数据进行分析和逻辑判断，两个同步模块8保证系统能瞬间完成两个微控制器6的切换，可编程逻辑控制器5通过网络模块10实现网络化通讯；使用双微控制器6、双电源9、双网络模块10和双同步模块8进行冗余设计，保证无论是微控制器6、电源9或网络模块10中哪一个出现故障，系统都能通过同步模块8在瞬间完成从微控制器6主机到微控制器6从机的切换，保证系统正常运行；
[0027]所述数据输入输出单元12如图1所示，包括网络模块10、模拟量输入模块13、开关量输入模块14、开关量输出模块17、通讯接口模块16和信号隔离器15 ;其特征是:模拟量输入模块13用来采集模拟量电信号，开关量输入模块14用来采集数字量电信号，可同时采集多个舱室的气体探测器的电信号，实现了气体探测报警系统对多个舱室的连续性探测；信号隔离器15起到隔离和保护控制装置I的作用；开关量输出模块17用来发送报警信号给报警装置4，分别是预报警、报警和高报警三种报警信号；经过通讯接口单元16发送气体探测报警信息给船舶综合检测系统，当作船舶综合检测系统的子系统，便于船舶的统一监控和管理。
[0028]所述危险气体探测装置3如图1所示，包括可燃气体探测器18和有毒气体探测器19;布置在船舶可能出现危险气体的各个区域，气体探测器的数量由划分危险区域舱室的需要来确定，气体探测器种类根据探测舱室的气体来选择；
[0029]所述报警装置4如图1所示，包括声光报警器20和远程报警单元21，布置在货控室、集控室、驾驶室等核心位置。
[0030]所述显示装置2如图1所示，即为触摸屏，显示装置实时显示气体浓度值，以及系统报警信息，并记录相关数据；通过显示装置可直接对气体探测报警系统的参数进行设置，显示界面友好。
[0031]其连接关系是:危险气体探测装置3与信号隔离器15连接，信号隔离器15分别与模拟量输入模块13、开关量输入模块14连接，模拟量输入模块13和开关量输入模块14与网络模块10连接，报警装置4与开关量输出模块17连接，开关量输出模块17和通讯接口模块16与网络模块10连接，网络模块10分别与一个可编程逻辑控制器5和交换机11连接；交换机11分别与另一个可编程逻辑控制器5和显示装置2连接，两个可编程逻辑控制器5的同步模块8之间通过同步光纤连接，两个可编程逻辑控制器5的网络模块10之间通过通讯电缆连接，通讯接口模块16与船舶综合检测系统22连接。
[0032]所述一种船舶危险气体探测报警系统的工作过程为:
[0033]1、根据船舶及运输货品的不同，通过显示装置2对气体探测报警系统的参数进行相应设置。
[0034]2、危险气体探测装置3对舱室现场的气体进行实时探测，将气体浓度值转化为标准电信号，通过电缆把电信号传送给数据输入输出单元12，电信号经过信号隔离器15后，如果来源是模拟量电信号，则通过模拟量输入模块13把此模拟量电信号转化成数字信号输入网络模块10 ;如果是数字量电信号，则通过开关量输入模块14采集、过滤处理后输入到网络模块；数字信号通过网络模块10在冗余环网上发送给可编程逻辑控制器5进行处理；
[0035]3、可编程逻辑控制器5中，存储器7用来存储数据输入输出单元12送来的数据，微控制器6依次对这些数据进行分析和逻辑判断，可编程逻辑控制器5把处理结果发送给显示装置2，显示装置2能够实时显示浓度值和报警信息，并对数据进行记录。
[0036]4、根据可编程逻辑控制器5的逻辑分析结果，通过开关量输出模块17发送报警信号给报警装置4，声光报警器20发出噪声和灯光闪烁报警信号，经过短暂延迟后，如果声光报警信号没有被人工消除，就会在船舶驾驶室、集控室和轮机长室等处所的远程报警装置21上发出蜂鸣和灯光报警信号。
[0037]5、可编程逻辑控制器5经过通讯接口单元16发送气体探测报警信息给船舶综合检测系统22，供船舶的统一监控和管理。
【权利要求】
1.一种船舶危险气体探测报警系统由控制装置(I)、显示装置(2)、危险气体探测装置(3)、报警装置(4)、船舶综合检测系统(22)组成；其特征是:各装置之间相互通过通讯电缆连接形成以太网，实现了网络化通讯，并作为子系统与船舶综合检测系统(22)连接；所述控制装置(I)包括两个可编程逻辑控制器(5)、数据输入输出单元(12)、交换机(11);所述可编程逻辑控制器(5)包括微控制器￠)、存储器(7)、电源(9)、同步模块(8)和网络模块(10);所述数据输入输出单元(12)包括网络模块(10)、模拟量输入模块(13)、开关量输入模块(14)、开关量输出模块(17)、通讯接口模块(16)和信号隔离器(15);所述危险气体探测装置(3)包括可燃气体探测器(18)和有毒气体探测器(19);所述报警装置(4)包括声光报警器(20)和远程报警单元(21);其连接关系是:危险气体探测装置(3)与信号隔离器(15)连接，信号隔离器(15)分别与模拟量输入模块(13)、开关量输入模块(14)连接，模拟量输入模块(13)和开关量输入模块(14)与网络模块(10)连接，报警装置(4)与开关量输出模块(17)连接，开关量输出模块(17)和通讯接口模块(16)与网络模块(10)连接，网络模块(10)分别与一个可编程逻辑控制器(5)和交换机(11)连接；交换机(11)分别与另一个可编程逻辑控制器(5)和显示装置(2)连接，两个可编程逻辑控制器(5)的同步模块(8)之间通过同步光纤连接，两个可编程逻辑控制器(5)的网络模块(10)之间通过通讯电缆连接，通讯接口模块(16)与船舶综合检测系统(22)连接。
【文档编号】G05B19/042GK204203678SQ201420508345
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】王杰, 索双武, 石俊令, 强兆新, 苏佳 申请人:中船重工船舶设计研究中心有限公司