船舶机舱监测报警通讯系统.pdf

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1、第23卷第2期2010年4月中国修船CHINASHIPREPAIRV01．23No．2Apr．2010船舶机舱监测报警通讯系统徐承飞1，李文鹏1，王晓玲2(1．中国石油集团海洋工程有限公司，天津300451；2．天津市斯莱顿电子有限公司，天津300384)摘要：文章概述了现场总线技术和CAN总线技术的结构特点以及在机舱中应用的优势，详细介绍了监测报警参数，冗余设计方案，网络拓扑结构及主要功能。采用双CAN现场总线冗余设计技术的船舶机舱监测报警系统集中体现了当前机舱监控技术发展的先进水平。关键词：现场总线；CAN；冗余设计；机舱监测报警系统中图分类号：U672文献标识码：C文

2、章编号：1001—8328(2010)02—0031—03Abstract：TheauthorsummarizestheadvantagesofthestructuralcharactersbothforfieldbusandCANbustechnology，introducesmonitoringparameter，redundancydesignplan，networktopologicalstructureanditsmajorfunction，whichembodiestheadvancedlevelforthemonioringtechnicaldevelopme

3、ntatpresent．Keywords：fieldbus；CAN；redundancedesign；monitoringsysteminengine-room1CAN现场总线船舶机舱监测报警通讯系统目前的先进水平是采用现场总线(FieldbusControlSystem)技术。现场总线技术将专用微处理器置人传统的测量控制仪表，使它们具有数字计算和数字通信能力，然后用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成网络系统，按公开、规范的通信协议，在现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换。机舱中采用的有代表性的现场总线包括：CAN、LONWORKS、

4、PROFIBUS、CC—LINK等。CAN是控制器区域网(ControlAreaNetwork)的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件间的数据通信。CAN总线经过近20年的发展已步人壮年期，它不仅在汽车领域的应用占据一定优势，在其他工业应用上也是越来越广，它的生命力在于其优越的抗干扰能力和性价比，这些都来源于它独特的物理层与数据链路层的设计。CAN总线的信号状态分为隐性和显性2种，二值特性可以容许多主发送、竞争占线的方式，大大简化了消息调度。CAN总线的位值一般在80％～90％位处采样，因此它能容忍的误启动干扰，不但幅度大，而且时间长。CAN总线发

5、送节点能够在每送出1位时回读总线状态，而其他总线没有这个功能。这个功能既让优先级高的消息获得在总线上继续传送的权力，又增强了发送节点的检错能力，一旦有错就可发送报错帧并停止发送原帧。CAN总线的错误检测主要有位错误、填充错、ACK错、CRC错和格式错。根据错误计数器的值把节点分为主动错误状态、消极错误状态和离线状态。处于消极错误状态的节点有可能无法正确接收到帧。出错过于频繁时把有永久性故障倾向的节点从总线上切除，虽然被切除的节点失去了通信能力，但其他节点间的通信也免除了骚扰。CAN的信号传输采用短帧结构，而帧出错概率与帧长成比例关系，这样可以有效降低电源的传导干扰使通信控制

6、器工作异常而通信失效的概率。作者简介：徐承飞(1964-)，男，山东烟台人，工程师，大学本科，主要从事船舶机务管理。·3l·2010年第2期中国修船第23卷2机舱监测报警系统2．1监测报警系统组成该机舱监测报警系统具有各种复杂、完善的监控功能，现代化程度很高，它是船舶的“神经系统”，遍布于全船各处。其监控点数量众多，还可以通过网关等网络设备进行系统分级和系统互联。该系统的主要功能是：设备故障监测报警、延伸报警、死人报警系统、液位遥测、阀门遥控等。其中设备故障监测报警点255个，分为12个报警组。延伸报警单元为8个，其中1个安装于驾驶室，4个分别装于轮机长、大管轮、二管轮、三

7、管轮房间，其余3个装在公共场所，延伸报警网络可将本船所有设备故障报警延伸到值班轮机员处所。死人报警系统也称轮机员安全系统，在机舱入口处安装一块死人报警系统启停控制板，在机舱各处安装有死人报警复位按钮，并在集控台上装有死人报警状态指示及复位控制板。液位遥测系统测量全船44个舱的液位高度并根据船舶的倾斜状态进行校正。阀门遥控系统通过遥控指令开关电磁阀，电磁阀接通其液压系统控制阀门的开闭，并将其状态反馈信号传回系统。2．2监测报警系统总体设计本文设计的机舱监测报警系统是一个互联现场设备(或模块)与控制系统之间的双向数字通