综合舰桥scada系统实现

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1、摘要摘要综合舰桥系统是美国海军在上个世纪70年代末提出并发展的舰船航行自动化系统，该系统将舰船上的各种导航、操纵控制和雷达避碰等设备有机地结合起来，利用计算机、网络、现代控制、信息处理等技术实现舰船航行的自动化。目前，对综合舰桥系统的研究已成为世界各海军强国的热点问题。本论文针对舰船航行中的航行状态监测和主机监控等舰船的典型系统，开发了综合舰桥SCADA系统，实现了船舶实际运行中航行状态监测和主机状态监控，并给出了系统的实际运行界面。主要研究成果如下：1.设计了整船分布式多通道冗余自动化网络。系统采用现场总线和高速以太网结合的方式，实现

2、分布式监控。网络中采用网络冗余、服务器冗余与群集、存储系统冗余，可实现主要网络部件的自动切换，提高了系统的可靠性。2.分析了综合舰桥SCADA系统数据库的层次结构，综合采用历史数据库与实时数据库相结合的原则，设计了系统的数据库系统。重点介绍了实时数据库系统设计，即利用动态链接库和内存映射文件建立内存中的实时数据库，并通过封装在动态链接库的接口函数实现对共享内存区域数据的操作，满足了舰船航行中信息交互实时性的要求。3.开发了综合舰桥SCADA系统的主要功能模块，即运行于程序服务器端的数据采集功能模块、通信功能模块、历史数据库访问功能模块和

3、运行于工作站的自动控制页功能模块、船艏向显示功能模块、船艏向历史功能模块、船航迹显示功能模块、船航迹历史显示功能模块，并对以上功能模块进行了具体实现。最后，给出了结论与展望，说明了所做的主要工作并指出有待于进一步研究的内容。关键字：综合舰桥，实时数据库，数据采集与监视控制系统，异构网络I摘要摘要综合舰桥系统是美国海军在上个世纪70年代末提出并发展的舰船航行自动化系统，该系统将舰船上的各种导航、操纵控制和雷达避碰等设备有机地结合起来，利用计算机、网络、现代控制、信息处理等技术实现舰船航行的自动化。目前，对综合舰桥系统的研究已成为世界各海军

4、强国的热点问题。由于综合舰桥的突出功能，国内一些单位也开展了这方面的研究工作，在90年代初开始了对综合驾驶台系统的研究，并研制出实验样机，但目前国内还没有研制出先进的综合舰桥系统产品。2006年，综合舰桥系统被列为“十一五”国家科技支撑计划重点项目“船舶关键技术开发”课题，项目实施年限为2006年至2010年。本论文针对舰船航行中的航行状态监测和主机监控等舰船的典型系统，开发了综合舰桥SCADA系统，实现了船舶实际运行中航行状态监测和主机状态监控，并给出了系统的实际运行界面。研究的主要目的是利用现在先进的数据库技术、网络技术、面向对象的

5、程序设计来实现综合舰桥SCADA系统。主要研究成果如下：1.介绍课题研究的背景、意义，并对本论文的研究内容和主要工作进行了阐述。2.了解了SCADA系统发展现状及其在船舶上的应用，并且根据综合舰桥系统的设计要求，具体介绍了系统的核心功能，并对导航设备和机舱设备的特点和监控要求进行了分析。3.设计了整船分布式多通道冗余自动化网络。系统采用现场总线和高速以太网结合的方式，实现分布式监控。网络中采用网络冗余、服务器冗余与群集、存储系统冗余，可实现主要网络部件的自动切换，提高了系统的可靠性。采用硬件方式即CAN-TCP/IP网关，PROFIBU

6、S-TCP/IP网关，MOXA多串口服务器实现底层多现场总线和上层以太网之间的系统集成，减少了软件编程工作量并保证了网络通信的实时性。4.分析了综合舰桥SCADA系统数据库的层次结构，综合采用历史数据库与实时数据库相结合的原则，设计了系统的数据库系统。重点介绍了实时数据库系统设计，即利用动态链接库和内存映射文件建立内存中的实时数据库，并通过封装在动态链接库的接口函数实现对共享内存区域数据的操作，满足了舰船航行中信息交互实时性的要求。5.开发了综合舰桥SCADA系统的主要功能模块，即运行于程序服务器端的数据采集功能模块、通信功能模块、历史

7、数据库访问功能模块和运行于工作站的自动控制页功能模块、船艏向显示功能模块、船艏向历史功能模块、船航迹显示功能模块、船航迹历史显示功能模块，并对以上功能模块进行了具体实现。系统在实验运行期间能I摘要够在系统要求的时间内完成数据采集和处理、人机界面的实时刷新，实施效果良好，达到了预期的设计目标。最后，给出了结论与展望，说明了所做的主要工作并指出有待于进一步研究的内容。关键字：综合舰桥，实时数据库，数据采集与监视控制系统，异构网II摘要3ABSTRACTABSTRACTIBS(IntegratedBridgeSystem)isashipaut

8、omationsystempresentedbyUSAnavyattheendof70'sUS.Itcombinesnavigationdevices、operationandcontroldevices、