1、2022-6-11第三節(jié)第三節(jié) 船舶船舶機(jī)艙網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)艙網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)分布式處理單元局域網(wǎng)現(xiàn)場總線船舶F站計(jì)算機(jī)2022-6-12概述概述 系統(tǒng)類型：集中型、分散型、網(wǎng)絡(luò)型（全分布式）。系統(tǒng)類型：集中型、分散型、網(wǎng)絡(luò)型（全分布式）。 集中型系統(tǒng)：集中型系統(tǒng)：采用單臺計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，可靠性采用單臺計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，可靠性較差，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，則整個(gè)系統(tǒng)完全癱瘓。較差，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，則整個(gè)系統(tǒng)完全癱瘓。 集散型系統(tǒng)（集散型系統(tǒng)（DCS）：）：采用集中和分散相結(jié)合的系采用集中和分散相結(jié)合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，監(jiān)視任務(wù)由多臺微機(jī)分別完成，各子系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)，監(jiān)視任務(wù)由多臺微機(jī)分別完成，各子系統(tǒng)與上

2、位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)集中管理和信息共享。與上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)集中管理和信息共享。DCS是一種對生產(chǎn)過程進(jìn)行是一種對生產(chǎn)過程進(jìn)行分散控制、集中監(jiān)視和分散控制、集中監(jiān)視和操作管理操作管理的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。 集散型系統(tǒng)通常由操作站集散型系統(tǒng)通常由操作站(或稱總站或稱總站)、現(xiàn)場控制站、現(xiàn)場控制站(或稱分站或稱分站)和通信總線三部分組成。和通信總線三部分組成。2022-6-13概述概述 在集散型系統(tǒng)（在集散型系統(tǒng)（DSC)DSC)中，如果操作站發(fā)生故障，現(xiàn)中，如果操作站發(fā)生故障，現(xiàn)場控制站仍然可以獨(dú)立工作；反之，如果某現(xiàn)場控制場控制站仍然可以獨(dú)立工作；反之，如果某現(xiàn)場控制站有故障，只會(huì)影響它負(fù)責(zé)的部分監(jiān)

3、視點(diǎn)，不至于導(dǎo)站有故障，只會(huì)影響它負(fù)責(zé)的部分監(jiān)視點(diǎn)，不至于導(dǎo)致系統(tǒng)全盤癱瘓。致系統(tǒng)全盤癱瘓。2022-6-14 在早期的集散型系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與在早期的集散型系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場儀表之間大多采用模擬量進(jìn)行信號傳輸，現(xiàn)場儀表之間大多采用模擬量進(jìn)行信號傳輸，所以在機(jī)旁和子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間需敷設(shè)大量所以在機(jī)旁和子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間需敷設(shè)大量的電纜。另外，模擬信號長距離傳輸所引起的電纜。另外，模擬信號長距離傳輸所引起的干擾也較嚴(yán)重。的干擾也較嚴(yán)重。 一些公司應(yīng)用傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對子系統(tǒng)進(jìn)一些公司應(yīng)用傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對子系統(tǒng)進(jìn)行改造，即在控制對象附近放置現(xiàn)場處理單行改造，即在控制對象附近放置現(xiàn)場

4、處理單元來實(shí)現(xiàn)模擬信號的收發(fā)，而現(xiàn)場處理單元元來實(shí)現(xiàn)模擬信號的收發(fā)，而現(xiàn)場處理單元與子系統(tǒng)微機(jī)之間則通過與子系統(tǒng)微機(jī)之間則通過RS-485等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)交換。 2022-6-15集散型系統(tǒng)集散型系統(tǒng) 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線子系統(tǒng)子系統(tǒng)2022-6-16 這種改造雖然起到了一定的效果，但未能實(shí)現(xiàn)這種改造雖然起到了一定的效果，但未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的全分布式控制，而且各公司所研真正意義上的全分布式控制，而且各公司所研制控制網(wǎng)絡(luò)的封閉性，也阻礙了船用現(xiàn)場控制制控制網(wǎng)絡(luò)的封閉性，也阻礙了船用現(xiàn)場控制設(shè)備間互換與互操作的實(shí)現(xiàn)。設(shè)備間互換與互操作的實(shí)現(xiàn)。 進(jìn)入進(jìn)入20世紀(jì)世紀(jì)90年代后，隨著現(xiàn)

5、場總線技術(shù)的不年代后，隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷完善，在新造船舶中，越來越多地?cái)嗤晟疲谛略齑爸?，越來越多地采用現(xiàn)場采用現(xiàn)場總線作為各個(gè)子系統(tǒng)的內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)，上層網(wǎng)總線作為各個(gè)子系統(tǒng)的內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)，上層網(wǎng)絡(luò)采用局域網(wǎng)，絡(luò)采用局域網(wǎng)，形成形成全分布式全分布式的的網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)。2022-6-17現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線（FIELD BUS） 網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)當(dāng)前的最新發(fā)展：現(xiàn)場總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)當(dāng)前的最新發(fā)展：現(xiàn)場總線系統(tǒng)（FCS）。）。 FCS的主要優(yōu)點(diǎn)：用可靠的數(shù)字信號取代模的主要優(yōu)點(diǎn)：用可靠的數(shù)字信號取代模擬信號（擬信號（420mA電流信號），把控制、報(bào)電流信號），把控制、報(bào)警、計(jì)算等功能分

6、散到系統(tǒng)最底層的現(xiàn)場傳警、計(jì)算等功能分散到系統(tǒng)最底層的現(xiàn)場傳感器，實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制，從而也可以節(jié)感器，實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制，從而也可以節(jié)省大量的硬件和信號電纜，真正實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、省大量的硬件和信號電纜，真正實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、全分散和全開放的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。全分散和全開放的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。 機(jī)艙中采用的有代表性的現(xiàn)場總線：機(jī)艙中采用的有代表性的現(xiàn)場總線：CAN、LONWORKS、PROFIBUS、CC-LINK等。等。 2022-6-18一、一、DC C20監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 P47 圖 1-3-1分布式處理 單元DPU2022-6-19 DATACHIEF C20系統(tǒng)系統(tǒng) 9

7、2022-6-110102022-6-111 DATACHIEF C20系統(tǒng)的性質(zhì)：系統(tǒng)的性質(zhì)： 采用采用CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)型機(jī)艙監(jiān)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)型機(jī)艙監(jiān)視報(bào)警和控制系統(tǒng)視報(bào)警和控制系統(tǒng) 。 系統(tǒng)的主要組成單元：系統(tǒng)的主要組成單元：（一）（一）分布式處理單元分布式處理單元DPU；（二）遠(yuǎn)程操作站（二）遠(yuǎn)程操作站ROS（采用（采用Windows NT或或XP系統(tǒng)系統(tǒng))；（三）（三）值班呼叫系統(tǒng)值班呼叫系統(tǒng)WCS；（四）（四）其它輔助設(shè)備其它輔助設(shè)備 如：如： UPS、LOS、MOS等。等。 2022-6-112 UPS： 提供提供 220V AC 和和24V DC；

8、 HUB： 用于以太網(wǎng)內(nèi)各個(gè)用于以太網(wǎng)內(nèi)各個(gè)ROS聯(lián)網(wǎng)；聯(lián)網(wǎng)； LOS: 現(xiàn)場工作站（本地操作站）；現(xiàn)場工作站（本地操作站）； MOS：便攜式（小型）操作站。：便攜式（小型）操作站。2022-6-113二二、分布式處理單元、分布式處理單元 DPU（DISTRIBUTED PROCESSING UNIT） DPU是是采用模塊化設(shè)計(jì)、具有通信功采用模塊化設(shè)計(jì)、具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元，單元，是系統(tǒng)的是系統(tǒng)的核心核心單元單元。 DPU的主要功能：的主要功能： DPU單元直接與傳感器和執(zhí)行器連單元直接與傳感器和執(zhí)行器連接，可接，可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)參數(shù)的獨(dú)立實(shí)現(xiàn)參數(shù)的監(jiān)視監(jiān)視、報(bào)警報(bào)警和

9、和控制控制； 對來自傳感器的信號進(jìn)行處理和監(jiān)對來自傳感器的信號進(jìn)行處理和監(jiān)視，向外設(shè)輸出視，向外設(shè)輸出模擬量模擬量和和開關(guān)量控制信號開關(guān)量控制信號。 DPU用雙芯屏蔽電纜（或雙絞線）用雙芯屏蔽電纜（或雙絞線）連接到雙冗余的連接到雙冗余的CAN總線上總線上,互為互為熱備份熱備份，與與其它其它DPU和和ROS、LOS等等進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信。 132022-6-114（1）所有的所有的DPU模塊均采用模塊均采用統(tǒng)一的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)。統(tǒng)一的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)。 X10 - 雙路雙路24V DC電源；電源； X1- 輸入（輸出）輸入（輸出）端子；端子； X7 -RS422/485通信端子；通信端子；X

10、8、X9-CAN總線接線端子總線接線端子（一）（一）DPU模塊的模塊的6大大特點(diǎn)特點(diǎn)端子的名稱和端子號的編排規(guī)則適用于所有端子的名稱和端子號的編排規(guī)則適用于所有DPU。2022-6-115X1端子編號共有端子編號共有3位數(shù)，第位數(shù)，第1、2位為通道號，第位為通道號，第3位為位為端子號。例如：端子號。例如：011014表示第一通道表示第一通道14號端子號端子2022-6-116LED指示故障類型Run(運(yùn)行)Watch DogInfo.End Init.Power正常運(yùn)行綠燈熄滅黃燈閃光綠燈綠燈無法加載運(yùn)行熄滅紅燈熄滅綠燈綠燈無法初始化熄滅紅燈熄滅熄滅綠燈停止運(yùn)行熄滅紅燈熄滅綠燈綠燈電源極性錯(cuò)誤

11、熄滅熄滅熄滅熄滅紅燈無電源熄滅熄滅熄滅熄滅熄滅2022-6-117（2）DPU能獨(dú)立完成參數(shù)的監(jiān)視、報(bào)警和控能獨(dú)立完成參數(shù)的監(jiān)視、報(bào)警和控制。制。所有的數(shù)據(jù)采集、過程控制都能在所有的數(shù)據(jù)采集、過程控制都能在每個(gè)獨(dú)立的每個(gè)獨(dú)立的DPU上進(jìn)行，上進(jìn)行，因而即使因而即使ROS失效，失效，DPU的工作不受影響的工作不受影響。（3）DPU具備具備完備的通信功能。完備的通信功能。這是這是DPU和和普通普通I/O單元最大的不同之處。單元最大的不同之處。DPU單單元配備有雙元配備有雙CAN總線接口，總線接口，DPU單元之單元之間通過冗余的間通過冗余的CAN總線進(jìn)行通信。總線進(jìn)行通信。很多很多DPU還配備一個(gè)還

12、配備一個(gè)RS422或或RS485串行接串行接口，以便和其它外部設(shè)備進(jìn)行通信?？?，以便和其它外部設(shè)備進(jìn)行通信。 DPU模塊的特點(diǎn)模塊的特點(diǎn)（續(xù)）續(xù)）2022-6-118（4）用于）用于DPU硬件組態(tài)和編程所需的軟件可以從硬件組態(tài)和編程所需的軟件可以從ROS下載并永久性地儲存下載并永久性地儲存，可以在，可以在ROS上對上對DPU進(jìn)行遙控組態(tài)。進(jìn)行遙控組態(tài)。在在更換更換DPU后，需要給新后，需要給新單元重新下載參數(shù)。單元重新下載參數(shù)。在在ROS和和LOS上，可以實(shí)上，可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)對DPU的監(jiān)視、控制和參數(shù)調(diào)整的監(jiān)視、控制和參數(shù)調(diào)整。（5）所有的）所有的DPU模塊均用模塊均用24V DC電源供電，硬電

13、源供電，硬件無需進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，所有連接均可即插即件無需進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，所有連接均可即插即用。用。DPU的的電源電源、通信、通信、I/O通道連接都采用光通道連接都采用光電隔離。電隔離。DPU模塊的特點(diǎn)模塊的特點(diǎn) （續(xù)）（續(xù)） 2022-6-119（6）具有強(qiáng)大的自檢功能具有強(qiáng)大的自檢功能 若模塊內(nèi)部溫度、存儲器性能、若模塊內(nèi)部溫度、存儲器性能、CAN總線狀態(tài)、電纜或傳感器有異總線狀態(tài)、電纜或傳感器有異常常故障故障，則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警以提醒值班，則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警以提醒值班人員。人員。（一）（一） DPU模塊的特點(diǎn)模塊的特點(diǎn)2022-6-120（二）（二）DC C20系統(tǒng)中常用的系統(tǒng)中常用的DPU模塊模塊

14、DPU有模擬量輸入有模擬量輸入（RAi-16)、熱電偶輸入、熱電偶輸入(RAi-10tc)、模擬量輸出、模擬量輸出(RAo-8)、數(shù)字量輸、數(shù)字量輸入入(RDi-32)、數(shù)字量輸出、數(shù)字量輸出(RDo-16)模塊或輸模塊或輸入輸出混合模塊（入輸出混合模塊（RIO C1C4，用于電站用于電站系統(tǒng)）等各種類型，可以根據(jù)需要選用系統(tǒng)）等各種類型，可以根據(jù)需要選用。 可用通道數(shù)量分別為（可用通道數(shù)量分別為（832）。）。 2022-6-121分布式處理單元分布式處理單元DPU（Distributed Processing Unit）2022-6-122 可以可以將若干個(gè)將若干個(gè)DPU單元組裝在一個(gè)控制

15、單元組裝在一個(gè)控制箱內(nèi)，稱之為箱內(nèi)，稱之為“數(shù)據(jù)獲取單元（數(shù)據(jù)獲取單元（SAU）”。2022-6-12310通道熱電偶輸入模塊通道熱電偶輸入模塊 RAi-10tc2022-6-12416通道開關(guān)量輸出模塊通道開關(guān)量輸出模塊 RDo-162022-6-125混合模塊混合模塊RIO-C1 模擬量輸入：模擬量輸入：2個(gè)個(gè)AC電壓輸入；電壓輸入；1個(gè)個(gè)AC電流輸入；電流輸入；4個(gè)通用輸入信號。個(gè)通用輸入信號。 模擬量輸出：模擬量輸出：2個(gè)電流輸出。個(gè)電流輸出。 開關(guān)量：開關(guān)量： 6個(gè)輸出通道；個(gè)輸出通道；4個(gè)輸入通道；個(gè)輸入通道；2個(gè)傳感器探頭輸入通道。個(gè)傳感器探頭輸入通道。 2022-6-126混合

16、模塊混合模塊 RIO-C42022-6-127混合模塊（混合模塊（RIO-C1RIO-C4） RIO-C1： 開關(guān)量、模擬量輸入輸出信號處理，特開關(guān)量、模擬量輸入輸出信號處理，特 別適用于發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測和控制。別適用于發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測和控制。 RIO-C2： 開關(guān)量輸入輸出信號處理。特別適用于開關(guān)量輸入輸出信號處理。特別適用于 泵和閥門的控制。泵和閥門的控制。 RIO-C3： 專門用于發(fā)電機(jī)的安全保護(hù)。專門用于發(fā)電機(jī)的安全保護(hù)。 RIO-C4： RIO-C1 的升級換代產(chǎn)品的升級換代產(chǎn)品。2022-6-128其它模塊其它模塊 dPSC (dual Process Segment Controll

17、er) 網(wǎng)段控制器,用于CAN 網(wǎng)絡(luò)分段、擴(kuò)展。 PSS（Process Segment Starcoupler) 類似于HUB，用于CAN總線分支，還具有分段隔離的作用。 MSI（Multi Serial Interface） 當(dāng)系統(tǒng)中的RS-422/485通信接口不夠用時(shí)，可用MSI來實(shí)現(xiàn)與其它設(shè)備的數(shù)據(jù)連接。 MEI、DGU、ESU和RPME 四個(gè)模塊專用于用于AC C20主機(jī)遙控系統(tǒng)的DPU模塊。 MEI（主機(jī)接口單元）、DGU（數(shù)字調(diào)速器）、 ESU（安保單元）、RPME （轉(zhuǎn)速檢測單元）2022-6-129DPU與外部輸入輸出設(shè)備連接與外部輸入輸出設(shè)備連接開關(guān)量輸入模塊接線圖開關(guān)量

18、輸入模塊接線圖 (P66)2022-6-130模模擬擬量量輸輸入入模模塊塊與與傳傳感感器器接接線線圖圖2022-6-131模模擬擬量量輸輸出出模模塊塊與與外外部部接接線線圖圖2022-6-132三、網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)：DC C20是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)，在不同網(wǎng)絡(luò)類型及不同網(wǎng)絡(luò)段之間需要在不同網(wǎng)絡(luò)類型及不同網(wǎng)絡(luò)段之間需要有一個(gè)專門設(shè)施，用來轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之間不有一個(gè)專門設(shè)施，用來轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之間不同的通信協(xié)議或在不同數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)同的通信協(xié)議或在不同數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)行行數(shù)據(jù)翻譯數(shù)據(jù)翻譯的設(shè)施。的設(shè)施。 系統(tǒng)的兩種網(wǎng)關(guān)：系統(tǒng)的兩種網(wǎng)關(guān)： 系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW； 雙分段處理控制器雙分段處理

19、控制器dPSC。 2022-6-133三、網(wǎng)關(guān)（一（一）系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)）系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW SGW用作用作CAN總線和總線和LAN之間的網(wǎng)關(guān)，是一個(gè)聯(lián)之間的網(wǎng)關(guān)，是一個(gè)聯(lián)接接CAN總線網(wǎng)和總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)的四通道網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)的四通道網(wǎng)關(guān)。 GlobalCAN總線與總線與SGW相連，實(shí)現(xiàn)相連，實(shí)現(xiàn)CAN與與Ethernet之間的冗余連接，使之間的冗余連接，使DPU和和ROS之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。向傳送。（1）接收來自于）接收來自于CAN總線的信息，對總線的信息，對ROS進(jìn)行刷新；進(jìn)行刷新；（2）管理從）管理從ROS發(fā)送到發(fā)送到DPU或或LOS的操作指令、參的操作指令、參數(shù)和程序。數(shù)

20、和程序。2022-6-134（二（二）雙分段處理控制器雙分段處理控制器dPSC dPSC 則用作連接兩個(gè)則用作連接兩個(gè)CAN分段的網(wǎng)關(guān)。分段的網(wǎng)關(guān)。 CAN網(wǎng)絡(luò)最多能掛接110個(gè)DPU模塊。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模大或出于需要，就可以把CAN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成上下兩層： 上層稱全局CAN總線(Global CAN Bus) 下層稱局部CAN總線(Local CAN Bus) dPSC是一個(gè)雙重二通道的CAN網(wǎng)關(guān)，擁有兩個(gè)單獨(dú)供電的處理器，每個(gè)處理器有兩個(gè)CAN接口，兩個(gè)處理器通過雙口存儲器共享信息。2022-6-135（二（二）雙分段處理控制器雙分段處理控制器dPSC dPSC的主要任務(wù)是： 處理來自于 Local

21、 CAN Bus 的信息并將其送往 Global CAN Bus 進(jìn)而供ROS使用； 管理系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)或ROS發(fā)送到與 Local CAN Bus 相連的DPU的指令、參數(shù)和程序。 dPSC還帶有兩個(gè)RS422RS485雙路串行接口，用于和其它外部設(shè)備或系統(tǒng)的通信。 2022-6-136全局CAN總線局部CAN總線起到網(wǎng)絡(luò)分層擴(kuò)展作用RS422/485串行口2022-6-137372022-6-138dPSC2022-6-1392022-6-140四四、遠(yuǎn)程操作站、遠(yuǎn)程操作站ROS及及DC C20的的系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 遠(yuǎn)程操作站ROS 組成：主計(jì)算機(jī)（MCU）、顯示器（VDU)、打印機(jī)、操作控制面

22、板（OCP)或普通PC機(jī)的鍵盤和鼠標(biāo)。 ROS通常位于集控室，駕駛臺、貨油控制室、船舶辦公室等場所也可以配備ROS，各ROS之間通過雙冗余的Ethernet網(wǎng)相連。2022-6-141遠(yuǎn)程操作站遠(yuǎn)程操作站ROS2022-6-142ROS的主要功能的主要功能（1）通過）通過CAN總線和總線和DPU單元進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳單元進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，即從送，即從DPU接收數(shù)據(jù)或向接收數(shù)據(jù)或向DPU傳送指令、傳送指令、數(shù)據(jù)和程序；數(shù)據(jù)和程序；（2）報(bào)警信息的顯示、監(jiān)測及應(yīng)答；）報(bào)警信息的顯示、監(jiān)測及應(yīng)答；（3）將報(bào)警信息延伸送到駕駛臺和值班輪機(jī)員）將報(bào)警信息延伸送到駕駛臺和值班輪機(jī)員房間；房間；（4）作為）作為

23、CAN網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)和Ethernet網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)。 DC C20的大部分操作都和的大部分操作都和ROS有關(guān)有關(guān)2022-6-143（一）（一）ROS的人機(jī)交互接口的人機(jī)交互接口 1、操作控制面板（OCP） 2022-6-1442022-6-145發(fā)生報(bào)警時(shí)，進(jìn)發(fā)生報(bào)警時(shí)，進(jìn)行分組報(bào)警指示、行分組報(bào)警指示、報(bào)警確認(rèn)報(bào)警確認(rèn)值班狀態(tài)指示、值班狀態(tài)指示、切換和呼叫切換和呼叫 報(bào)警確認(rèn)、報(bào)警確認(rèn)、消音和消閃消音和消閃模擬圖顯示模擬圖顯示和操作和操作輸入各種數(shù)輸入各種數(shù)值；翻頁值；翻頁光標(biāo)移到、光標(biāo)移到、定位定位OCP控制面板控制面板2022-6-146（一）（一）人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口2

24、、顯示界面 顯示界面是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)重要的信息輸出手段，DC C20在ROS顯示上具有豐富的界面，與OCP配合，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的人機(jī)交互功能。2022-6-147（一）（一）人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口2、顯示界面（A.文本顯示界面）2022-6-148（一）（一）人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口2、顯示界面（B.圖形顯示界面）2022-6-149（一）（一）人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口2、顯示界面（續(xù)） C.訪問控制界面 為了安全，系統(tǒng)可以通過訪問密碼，設(shè)置操作和控制權(quán)限，對系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。3、打印設(shè)備 ROS通過設(shè)置，打印設(shè)備可以按時(shí)或即時(shí)召喚的方式，記錄打印報(bào)警、事件名稱及具體發(fā)生時(shí)間。2022-6

25、-150（二）監(jiān)視與報(bào)警功能（二）監(jiān)視與報(bào)警功能 可以根據(jù)需要選擇系統(tǒng)功能，組成基本的可以根據(jù)需要選擇系統(tǒng)功能，組成基本的報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)直至報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)直至集報(bào)警監(jiān)視集報(bào)警監(jiān)視、控制功能控制功能于一于一體的綜合系統(tǒng)。體的綜合系統(tǒng)。 主要的監(jiān)視與報(bào)警功能：主要的監(jiān)視與報(bào)警功能： 1、報(bào)警和監(jiān)視顯示；、報(bào)警和監(jiān)視顯示； 2、過程模擬圖、過程模擬圖、BAR圖圖和趨勢曲線；和趨勢曲線； 3、打印記錄；、打印記錄； 4、自檢和故障診斷。、自檢和故障診斷。502022-6-151監(jiān)視與報(bào)警功能監(jiān)視與報(bào)警功能1、模擬量信號的監(jiān)視和報(bào)警、模擬量信號的監(jiān)視和報(bào)警 帶HIGH和HIGH-HIGH、LOW-LOW、L

26、OW限值的報(bào)警（達(dá)到LOW-LOW或HIGH-HIGH限值時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出自動(dòng)停機(jī)指令）； 線路故障報(bào)警：DPU X1線路斷線、短路 為避免頻繁報(bào)警，采取三大措施： 從報(bào)警狀態(tài)向正常狀態(tài)恢復(fù)時(shí)設(shè)置死區(qū)； 對輸入信號設(shè)置可調(diào)的濾波因子； 報(bào)警的觸發(fā)和返回正常狀態(tài)都經(jīng)過延時(shí)。2022-6-152 2. 開關(guān)量信號的監(jiān)視和報(bào)警開關(guān)量信號的監(jiān)視和報(bào)警 HIGH和LOW報(bào)警（觸頭斷開或閉合）； 觸發(fā)報(bào)警和返回正常狀態(tài)都經(jīng)過延時(shí)； 帶線路檢查的開關(guān)量信號報(bào)警檢測（傳感器斷線報(bào)警和短路報(bào)警）。3. 報(bào)警閉鎖報(bào)警閉鎖 具有單點(diǎn)閉鎖和成組閉鎖功能，報(bào)警閉鎖可帶延時(shí)。4. 接收其它系統(tǒng)的報(bào)警信息接收其它系統(tǒng)的報(bào)警信

27、息5. 報(bào)警確認(rèn)報(bào)警確認(rèn)6. 柴油機(jī)排氣溫度監(jiān)視柴油機(jī)排氣溫度監(jiān)視7. 歷史參數(shù)曲線監(jiān)視歷史參數(shù)曲線監(jiān)視8. 油耗經(jīng)濟(jì)型監(jiān)視油耗經(jīng)濟(jì)型監(jiān)視9. 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)監(jiān)視設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)監(jiān)視2022-6-153（三）綜合控制功能（三）綜合控制功能 主要的控制功能：主要的控制功能： 泵的控制；泵的控制； 閥門遙控閥門遙控； PID過程反饋過程反饋控制控制； 電站功率管理；電站功率管理； 壓載水控制；壓載水控制； 空壓機(jī)控制；空壓機(jī)控制； 空調(diào)控制；空調(diào)控制； 分油機(jī)控制；分油機(jī)控制； 輔鍋爐控制；輔鍋爐控制； 冷藏箱監(jiān)視；冷藏箱監(jiān)視； 火災(zāi)報(bào)警火災(zāi)報(bào)警等等。2022-6-154泵的控制功能泵的控制功能（1）

28、泵組順序啟動(dòng):多個(gè)泵可按事先規(guī)定的順序自動(dòng)啟動(dòng)；（2）主備用切換：當(dāng)主用泵出口壓力低于設(shè)定值時(shí)，備用泵自動(dòng)啟動(dòng)；（3）失電后的自動(dòng)啟動(dòng)：重要泵在全船失電恢復(fù)后自動(dòng)按控制邏輯啟動(dòng)；（4）啟動(dòng)禁止：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況來啟動(dòng)禁止；（5）報(bào)警功能：泵的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，發(fā)出報(bào)警提示。2022-6-1552022-6-1562022-6-157DPU模塊和泵的啟動(dòng)箱的邏輯接線原理模塊和泵的啟動(dòng)箱的邏輯接線原理2022-6-158閥門遙控閥門遙控 閥門遙控通常是在專門的操作臺上根據(jù)管路模擬圖和具體作業(yè)需要通過操作手柄控制相關(guān)閥門的開啟或關(guān)閉，進(jìn)行特定的連通路組態(tài)，以實(shí)現(xiàn)壓載水調(diào)駁和燃油駁運(yùn)等操作任務(wù)，對于液

29、貨船，則還可以進(jìn)行裝卸貨操作。 在DC-C20中，閥門遙控是通過DPU和ROS實(shí)現(xiàn)的。閥門控制操作程序存放于DPU內(nèi)，DPU與ROS進(jìn)行通信。在ROS的Mimic窗口中，可通過OCP對管路系統(tǒng)中的相應(yīng)閥門進(jìn)行操作，操作命令傳送至機(jī)艙現(xiàn)場DPU模塊，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)指揮閥門動(dòng)作。同時(shí)，反映閥門位置的狀態(tài)信息則通過傳感器送至DPU作為反饋信號。2022-6-159592022-6-160單作用和雙作用閥門單作用和雙作用閥門 單作用和雙作用一般是指的氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 單作用：氣缸的移動(dòng)通過儀表空氣的壓力，返回時(shí)由彈簧提供壓力。 雙作用：氣缸的移動(dòng)和返回都是通過儀表空氣來提供動(dòng)力。 單作用的扭矩要比雙作用

30、的小得多。故雙作用一般用于需要較大扭矩的閥門。 單作用閥門為開關(guān)閥，閥門只能開或關(guān)。雙作用閥門為調(diào)節(jié)閥，閥門開度可調(diào)節(jié)。2022-6-161電力管理系統(tǒng)電力管理系統(tǒng)PMS 2022-6-1622022-6-163值班呼叫系統(tǒng)（延伸報(bào)警單元值班呼叫系統(tǒng)（延伸報(bào)警單元 ） 駕駛臺值班單元（駕駛臺值班單元（WBU） 艙室值班單元艙室值班單元 （WCU） 實(shí)現(xiàn)延伸報(bào)警、人員呼叫和無人機(jī)艙值班交實(shí)現(xiàn)延伸報(bào)警、人員呼叫和無人機(jī)艙值班交接等功能。接等功能。 2022-6-164五五、K-Chief 500 監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng) K-CHIEF 500系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)功能與DC C20系統(tǒng)基本相同

31、，只是在操作面板和屏幕操作界只是在操作面板和屏幕操作界面上作了部分改進(jìn)面上作了部分改進(jìn)。（一）系統(tǒng)（一）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成組成 組成：操作站操作站OS、便攜式操作站、便攜式操作站MOS、集控室操、集控室操作面板作面板CRP、值班值班呼叫系統(tǒng)呼叫系統(tǒng)WCS和和分布式分布式處理單元處理單元DPU。2022-6-1651、操作站操作站-OS 操作站OS在ROS的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，主要體現(xiàn)在操作面板和操作界面上。 OS通過CAN總線接受DPU單元送出的現(xiàn)場信息，并可向DPU發(fā)送指令、參數(shù)和程序。OS可以監(jiān)控每個(gè)連接到CAN上的DPU的通信，并對DPU的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。2022-6-166DC C20

32、操作控制面板 OCPK-Chief 500集控室操作面板集控室操作面板CRP (Control Room Panel)2022-6-167TCP (Touch Control Panel )CRP (Control Room Panel)2022-6-168（1）控制室操作面板）控制室操作面板 CRP 2022-6-169（2）K-Chief 500 TCP 操作主界面操作主界面 Navigator報(bào)警瀏覽器報(bào)警瀏覽器主按鈕組主按鈕組二極按鈕組二極按鈕組2022-6-170報(bào)警瀏覽器 圖中左側(cè)區(qū)域?yàn)閳?bào)警瀏覽區(qū)，點(diǎn)擊每個(gè)報(bào)警分組按鈕即可顯示相應(yīng)分組的參數(shù)和報(bào)警狀態(tài)。例如，點(diǎn)擊“ME AUTO S

33、HD” 將顯示與主機(jī)自動(dòng)停車有關(guān)的各個(gè)參數(shù)名稱、參數(shù)值、報(bào)警設(shè)定值和當(dāng)前報(bào)警狀態(tài)等信息。點(diǎn)擊每個(gè)分組按鈕可顯示相應(yīng)分組的參數(shù)和報(bào)警狀態(tài)。2022-6-1712022-6-172主按鈕組與二級按鈕組主按鈕組與二級按鈕組 圖中右側(cè)上方小按鈕為主按鈕組，下方大 按鈕為二級按鈕組。二級按鈕組的內(nèi)容由當(dāng)前激活的主按鈕相對應(yīng)。 圖中右側(cè)區(qū)域?yàn)閳D形顯示瀏覽區(qū)，以MIMIC圖形的形式進(jìn)行顯示。2022-6-1732022-6-174Mimic圖 ME OVERVIEW DG OVERVIEW . MIMIC圖用于過程監(jiān)測圖用于過程監(jiān)測/控制的模擬圖顯示?？刂频哪M圖顯示。其中其中 服務(wù)服務(wù) SERVICE 顯

34、示系統(tǒng)信息、說明書查閱、背景亮度調(diào)節(jié)和報(bào)警測試等。 系統(tǒng)總覽系統(tǒng)總覽 SYSTEM OVERVIEW 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布局及網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)。若連接 AC C20系統(tǒng)，則可查看AC C20的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并可修改參數(shù)。2022-6-175 MOS是一個(gè)專門設(shè)計(jì)的操作屏，可以方便地使用操作是一個(gè)專門設(shè)計(jì)的操作屏，可以方便地使用操作員功能。員功能。MOS可以用作為局部的或主要的操作員站?？梢杂米鳛榫植康幕蛑饕牟僮鲉T站。 其其 他他 組組 成成現(xiàn)場工作站（就地操作站現(xiàn)場工作站（就地操作站） Midi Operator Station (MOS)2022-6-176 在在K-CHIEF500系統(tǒng)中，用系統(tǒng)中，用MO

35、S 代代替替LOS。 MOS安裝在安裝在DPU箱的面板上箱的面板上2022-6-1772022-6-178782022-6-1792022-6-180系統(tǒng)通信系統(tǒng)通信（1）CAN現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線 CAN是控制器區(qū)域網(wǎng)（是控制器區(qū)域網(wǎng)（CONTROLER AREA NET）的簡稱，特別適用于分布式系統(tǒng)。的簡稱，特別適用于分布式系統(tǒng)。CAN的信號傳輸介質(zhì)的信號傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光纖等，通信速率最高可達(dá)為雙絞線、同軸電纜或光纖等，通信速率最高可達(dá)1Mbps/500m，總線上最多可掛接，總線上最多可掛接110個(gè)設(shè)備。在系統(tǒng)中主個(gè)設(shè)備。在系統(tǒng)中主要用于要用于現(xiàn)場信息的采集、轉(zhuǎn)換和控制現(xiàn)場信息的

36、采集、轉(zhuǎn)換和控制。（2）局域網(wǎng)局域網(wǎng)LAN 系統(tǒng)局域網(wǎng)采用系統(tǒng)局域網(wǎng)采用Ethernet網(wǎng)，網(wǎng)，在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)操作站在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)操作站OS之間的數(shù)據(jù)傳送，之間的數(shù)據(jù)傳送，傳輸速率為傳輸速率為10Mbps。LAN網(wǎng)的傳輸網(wǎng)的傳輸介質(zhì)與傳輸距離有關(guān)，傳輸距離在介質(zhì)與傳輸距離有關(guān)，傳輸距離在100m內(nèi)，可以采用內(nèi)，可以采用2對對五類雙絞屏蔽電纜五類雙絞屏蔽電纜STP；若超過；若超過100m，則可采用光纖實(shí)，則可采用光纖實(shí)現(xiàn)現(xiàn)HUBHUB的傳輸方案的傳輸方案。2022-6-181（二）（二）K-CHIEF 500系統(tǒng)實(shí)例系統(tǒng)實(shí)例2022-6-182CAN1、2總線CAN3總線以太網(wǎng)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)1.網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)連接82202