船用机舱综合监测报警系统设计

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1、设计开发Design&Development船用机舱综合监测报警系统设计刘经国（广州市美柯船舶电气设备有限公司，广州511480）摘要：本文设计了一个对全船重要设备的实时工作状况进行监测报警系统。数据采集单元采用PLC扩展模块，数据处理单元采用PLC，显示单元采用工控机系统。关键词：PLC；工控机；人机界面；模块化；冗余DesignofCommonMonitoringandAlarmSystemforShip’sE/RLIUJingguo(MCAElectricCo.,Ltd.Guangzhou511480

2、)Abstract:Thispaperintroducesthedesignofacentralizedmonitoringandalarmsystemforallimportantequipmentsofaship,inwhichextendedPLCmoduleisusedfordatecollection,PLCisusedfordataprocessingunitandindustrialcontrolcomputersystemisusedfordisplayunit.Keywords:PLC;I

3、ndustrialcontrolcomputer;HMI;ModuleModularization;Redundancy1引言3硬件系统设计机舱监测报警系统在船舶的安全运行上有着至关3.1冗余电源重要的作用，能使船员及时了解船舶整体综合信息。系统供电采用双路220V输入电源，同时采用UPS机舱监测报警系统是全船重要设备的实时工作状况进电源供电，输出为直流24V。实现双冗余电源系统，行监测报警系统，弥补了只有本地监测报警板的不其中一路220V输入掉电后，可能由另外一路220V足。本设计在硬件上采用了模块化数据

4、处理采集箱，输入电源供电；如果双路220V输入电源同时掉电，在软件集成上同样采用了模块化设计思想。系统自动则UPS将自动不间断切换到蓄电池供电，电源保持化程度高、稳定性强、可扩展能力强，维护方便。30min以上，确保系统稳定工作，满足ABS,CCS等规2系统框图范。电源原理接线图见图2。见图1。3.2船用数据采集处理控制箱船用数据采集处理控制箱主要采用PLC及其扩展模块为主要元器件，包括电源模块、CPU模块和采集、通讯等扩展模块。扩展模块还可包括开关量输入模块，用于采集开关量信号;PT100型模拟量输入模

5、块，用于采集PT100型的号;4～20mA型模拟量输入模块，用于采集4～20mA型的信号，以及输出模块等模块。通过增加通信扩展模块，双链路网络传输线，还可实现环网，因此若其中一条传输线路发生故障时，可自动转由另一条正常的传输线进行信号传输，可保证在工作过程中，数据不会中断或图1系统框图丢失，从而实现冗余功能。同时满足ABS,CCS等规作者简介：刘经国（1984-）,男，助理工程师，从事船舶电气设计。收稿日期：2011-02-1858设计开发Design&Development图2电源原理接线图

6、范。可拆卸模块见图3.4软件设计4.1下位机（PLC）机舱监测报警系统下位机软件设计同样采用模块化设计思想，分为五大模块。1）输入模块：收集外部传感器的信号到过程I/O映像区；2）处理模块：处理数字量输入信号和模拟量输入信号（4~20mA和PT100热电阻），同时处理系统消音和测试等操作，每个报警点都通过处理模块进行图3可拆卸模块示意图输出，处理模块作为报警系统的核心实时监测每个报船用数据采集处理控制箱的安装布局，实现分层警点的状态；布局安装，方便安装的同时也方便船厂的接线。安装3）输出模块：负责将处理模

7、块处理后的信号打布局见图4。包成系统功能所需信号，然后按需输出；4）通讯模块：提供处理单元之间的通讯，并且与各个工作站进行通讯，实时监测工作站数据，同时提供自检测功能，监控整个系统网络的通讯质量；5）其他功能模块：提供到其他系统接口。输入模块系统基本软件架构如图5所示。1#上位机处理模块1.箱体的上安装板输入模块2.接线端子通讯模块输出模块2#上位机1#上位机3.电源模块4.CPU模块处理模块5.通讯模块或其它扩展其他功能模块模块3#上位机6.安装导轨通讯模块输出模块2#上位机其他功能模块3#上位机图5软件

8、框图图5软件框图图4安装布局图59图5软件框图图6典型性截图(a)图6典型性截图(a)图6典型性截图(b)图6典型性截图(b)设计开发Design&Development4.2上位机工控机系统能很好的实现人机交互功能，图形化4.2.1工控机系统设计，易于操作与监测。其典型性截见图6（a）。图5软件图框图5软件框图图6典型性截图6典型性截图(a)4.2.1触摸屏系统图(a)会低很多。图形化设计，易于操作与监测。其典