工业技术 ！ Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ｅｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
浅谈船舶机舱监视与报警系统①
杜兴 （大连海安船舶与海洋工程技术服务公司 辽宁大连１ １ ６００１）
摘 要：该文主要介绍船舶机舱集中监视与报警系统的组成和功能，对系统各组成单元分类，信号采集刘信号输出流程、模拟量和开关量的相 互转换等进行了简单介绍。
关键词：机舱监视和报警系统 开关量模拟量
中图分类号：Ｕ６６５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１４）０８（ａ）－００６９—０２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｓｓａｇｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｃｏｍｐｏｓｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｃｈ ｐａｒｔ ｏｆ
ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｅｄ．Ａｎｄ ｍａｋｅ ａ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｕｎｉｔ，ａｎｄ ｍａｋｅ ａ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｏｍ ｓｉｇｎａｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓ ｔｏ ｓｉｇｎａｌ ｏｕｔｐｕｔ，ａｎｄ ｍａｋｅ ａ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｍｕｔｕａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｎａｌｏｇ ａｎｄ ｓｗｉｔｃｈ．
１监测报警系统的功能和组成
１．１监视报警系统的功能
监测报警系统对全船重要电气和机械
设备的运行参数和安全信息进行监测，及
时发现设备运行故障，并进行故障报警，便
于轮机管理人员及时排除故障。对于不同
的监视报警系统，由于其具体的组成和工作
原理不同，在功能上也会存在一定的差异，
但作为监视与报警系统一般都应该具备以
船舶报警信号系统
2009-07-21 08:30:07| 分类： 自动化 阅读913 评论0 字号：大中小 订阅
第一章 船舶报警信号系统
学习目标
知识目标
1，能掌握通用警报装置的作用、组成及控制方式和其他警报装置的用途。
2．能正确描述火警报警系统种类、特点、结构及各部分的功能。
3．能准确掌握火警探测回路的选择原则、各组成元件的工作原理、特点及适用场所。
4．能正确描述逻辑回路主机火警系统面板上各元件的作用。
5．能简单描述微型计算机主机火警报警系统的操作方法及功能测试。
6．能简单描述船舶灭火系统的种类、结构和工作原理。
能力目标
1．学会对火警报警系统的各种探头进行选择、测试和故障分析。
2．学会进行逻辑回路主机火警报警系统的应答操作、调试和故障排查。
船舶报警信号系统用来担负其所指定的任务，如在船舶操纵系统传送操车指令和回答命令时，发出引起人们警觉的音响和灯光信号；在船舶发生失火、失事等紧急状态时，及时发出报警和施救信号；在各种机器、设备出现故障时，及时发出自动报警信号以及船上有关工作部位的简单联络信号等，它是一种保证船舶正确驾驶和安全航行的通信工具。
船舶报警信号系统的信号形式有音响式、灯光式和音响灯光组合式，可根据不同工作环境和不同规范要求来选用。
现代船舶报警信号系统可分为：警报装置、火警报警系统、冷藏货舱抽烟报警装置等，它们各自由不同的电路组成，组成整个船舶的报警信号系统。
第一节 警报装置
警报装置是通过具有较强声响的警笛及信号灯或带信号灯的警笛发出声光报警信号，来完成船舶上有关部位之间专用的指挥或报警通信的装置。
目前，船上广泛应用的警报装置根据船舶使用要求，可设计成单向报警(对方不发出回答信号)和双向报警(对方能发出回答信号)。按其用途又可分为通用警报装置和其他警报装置两类。
Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００型机舱监视与报警系统网络监控技术 安 亮 张均东 吴灿 （１．南通航运职业技术学院；２．大连海事大学） 内容提要：介绍Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００型机舱监视与报警系统网络监控技术，提出维护管理建议。 关键词：Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００；监视与报警：维护建议 新型的网络控制技术应用１３广，但应用时间还不 长。资料较少，某些机电管理人员还知之不多。故以Ｋ— ｃｈｉｅｆ ５００型监视与报警系统为例．介绍新型的网络监 控技术的实船应用．并提出维护管理建议。 １ Ｋ＿ｃｈｉｅｆ５ｏｏ系统概述 Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００型监视与报警系统（简称Ｋ－ｃｈｉｅｆ ５００）， 是ＫＯＮＧＳＢＥＲＧ基于“统一自动化”理念，结合当前最 先进的软硬件技术，推出的完全分布式网络型船舶机 舱监视与报警系统．是Ｄａｔａ Ｃｈｉｅｆ Ｃ２０型监视与报警系 统的升级产品【】ｊ。该系统采用模块化结构，可根据需要 选择不同的分布式模块以实现所需的功能，适用于各 种类型船舶的集中监控。 Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００型监视与报警系统，主要由双冗余局 域网（Ｄｕａｌ ＬＡＮ）和双冗余ＣＡＮ总线网络（Ｄｕａｌ ＣＡＮ） 连接的分布式处理单元（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔｓ． ＤＰＵ）、操作站（Ｏｐｅｒａｔｏｒ Ｓｔａｔｉｏｎ，ＯＳ）、延伸报警单元等 组成［２】，结构原理图见图１。 ｌ Ｎ 广］ 厂４］ ｌＷＣＵｌ ｌＷＢＵＩ Ｉ．．．．．．．．．．．－－Ｊ Ｉ 生活区 ＢＲ ＥＣＲ Ｉ Ｉ ｌ ０Ｓ ｒ －ｔ ＯＳ ｌ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ＤＵＡｌ ＩＬＡＮ ｌ Ｉ １． ｆ． Ｉ ．ＤＵＡＬ ＣＡＮ Ｉ Ｉ ｉ ｌ ｌ ｌ Ｉ。附ｌ ｌＤＰＵ ｌ ＤＰＵ ｌｌ ＥＲ 图１ Ｋ－ｃｈｉｅｆ ５００系统结构原理图 ２分布式处理单元（ＤＰＵ） ＤＰＵ，是具有通信功能的智能化Ｉ／Ｏ单元，均挂接 在ＣＡＮ总线上，配置视需要而定，安装在机舱适当的 位置。 ＤＰＵ是Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００实现网络监控的基础，既可作 ・作为现场传感器／执行器与Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００的智能 Ｉ／Ｏ接口，可接收现场传感器信号处理后送至ＯＳ，可将 ＯＳ的命令转发至现场执行器，并且具有完备的ＣＡＮ 总线通信功能实现实时通信链路管理与故障诊断； ・作为机舱（局部）现场的独立的智能控制器（本 身就是一独立的计算机系统，具备计算、存储、报警和 控制功能），监视其监控范围内的传感器采集的参数， 若越限即启动相应报警并控制相应执行器动作。 ＤＰＵ均采用模块化设计（统一的机械和电气设 计）．有功能各异的多种模块可满足机舱现场需要，包 括通用ＤＰＵ模块和专用ＤＰＵ模块。 通用ＤＰＵ模块．主要用于监控现场的传感器／执行 器，最常用的有： ・模拟量输入模块（例如ＲＡｉ一１６），用于接收温 度、压力、液位、转速等传感器信号。 ・热电偶输入模块（例如ＲＡｉ一１０ｔｃ），模块内部设 置了冷端补偿功能，可直接用于接收热电偶信号。 ・模拟量输出模块（例如ＲＡｏ一８），用于驱动模拟 信号执行器。 ・开关量输入模块（例如ＲＤｉ一３２），用于监视设备 运行状态、阀门位置等开关信号。 ・开关量输出模块（例如ＲＤｏ一１６），用于驱动指示 灯、继电器、电磁阀、数字执行器等设备。 专用ＤＰＵ模块。常用的有： ・用于船舶电站管理系统（ＰＭＳ）的专用ＤＰＵ模 块，例女ⅡＫ—ｃｈｉｅｆ ５００／ＰＭＳ中的ＲＩＯ—Ｃ１、ＲＩＯ—Ｃ２、ＲＩＯ— Ｃ３、ＲＩＯ—Ｃ４等。 ・用于主机遥控的专用ＤＰＵ模块，例如Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００／ＡｕｔｏＣｈｉｅｆ Ｃ２０中的ＭＥＩ、ＤＧＵ、ＥＳＵ、ＲＰＭＥ等。 ・用于通信的专用ＤＰＵ模块，例如ｄＰＳＣ、ＰＳＳ、 ＭＳＩ等。其中，ｄＰＳＣ模块为双处理器网段控制器（ｄｕａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｇａｔｅｗａｙ），用于扩展局部ＣＡＮ总线网 络，例如若电站管理系统采用Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００／ＰＭＳ，主机 遥控系统采用Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００／ＡｕｔｏＣｈｉｅｆ Ｃ２０．则需配置两 台ｄＰＳＣ模块．分别挂接ＰＭＳ和ＡｕｔｏＣｈｉｅｆ Ｃ２０两个系 统的专用模块，扩展两个局部ＣＡＮ总线网络。 ３操作站（ｏＳ） 为Ｋ－ｃｈｉｅｆ ５００的Ｉ／０接口，也可用作独立的控制器： ０ｓ是基于ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的ＰＣ机，内部装有 Ｋ—ｃｈｉｅｆ ５００型机舱监视与报警系统网络监控技术——安亮张均东吴灿 ・５７・
科技创新导报2014 NO.22Science and Technology Innovation Herald工业技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald691 监测报警系统的功能和组成1.1 监视报警系统的功能监测报警系统对全船重要电气和机械设备的运行参数和安全信息进行监测，及时发现设备运行故障，并进行故障报警，便于轮机管理人员及时排除故障。对于不同的监视报警系统，由于其具体的组成和工作原理不同，在功能上也会存在一定的差异，但作为监视与报警系统一般都应该具备以下几种功能：(1)数据采集和转换。(2)声光报警。(3)参数与状态显示。(4)打印报警记录。(5)报警延时。(6)延伸报警。此外监视与报警系统还应有3 min的失职报警、值班呼叫、自检、备用电源的自动投入等功能。1.2 监视报警系统的组成一个完善的监视与报警系统由三大部分组成：(1)分布在机舱各监视点的传感器。(2)安装在集中控制室内的控制柜和监视仪表或监视屏。(3)安装在驾驶台、公共场所、轮机长和轮机员居室的延伸报警箱。2 机舱监视与报警系统的分类介绍2.1 监视参数的分类机舱内需要监视的参数可分为两类：一类是开关量;另一类是模拟量。开关量是指只有两个状态的量，这两个状态通常表现为开关的断开和闭合。在船舶机舱中开关量可以反映设备的运行状态。监视与报警系统能对这些开关量进行显示，需要报警的则发出声光报警。就船舶机舱而言，开关量往往来自操作台工控制箱的按钮、转换开关、继电器或是来自现场设备的行程开关、液位开关等。模拟量是指连续变化的量，例如温度、液位、压力和转速等参数。监视与报警系统应能对这些模拟量进行实时显示，如果参数超过预定的范围，则应发出声光报警。2.2 监测方法的分类监视与报警系统的各类很多，但所采用的监视方法无非有两类：一类是采用连续的监测方法;另一类是采用扫描的监测方法。连续监测是指机舱中的所有监测点的参数并行的送入监视与报警系统，并对所有的监测点的状态及参数进行连续监测。系统的核心元件是报警控制单元。每个监测点需要一个独立的电路进行测量和产生报警信号，测量结果和报警信息送至公共的显示和报警电路，但在设计上通常将多个类型的参数的电路制成一块电路板。采用这种监测方法的监视与报警系统，各监视点之间的相互影响较小，但所需硬件较多，造价较高。扫描监测是以一定的时间间隔依次对各个监视点的参数和状态进行扫描，将监视点信息逐一送入监视与报警系统进行分时处理。扫描监测方法可采用常规的集成电路和微型计算机来实现。目前大多数的船舶均采用基于微机技术的监视与报警系统。3 机舱的数据采集监视与报警系统工作的第一步便是进行数据采集。监视与报警系统的数据采集是由安装在机舱内的各监测点的传感器来完成的。测量单元是监视与报警系统的重要组成部分，它对监测点的运行参数进行测量，并将转换成系统可以识别的信号送入系统。3.1 传感器传感器的功能是将机舱内各种设备的运行状态和参数转换成便于报警装置处理的标准信号。在机舱中，传感器的各类多种多样，其原理也各不相同。机舱内常用的传感器有温度传感器、压力传感器、液位传感器、流量传感器、转速传感器和转矩传感器等。3.2 变送器测量单元是反馈控制系统的重要组成部分，它通常由各种各样的测量传感器和信号变送器组成，变送器的作用就是将传感器采集的信号进一步转换成标准的气压信号或者电信号。4 监视与报警系统的微机控制4.1 开关量信号与模拟量信号的相互转换4.1.1 开关量转换成模拟量开关量转换模拟量是由D/A转换器来实现的。D/A转换器的性能指标。(1)分辨率。分辨率是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。例如,满量程为10 V的8位DAC芯片的分辨率位39 mV。(2)转换精度。如果不考虑D/A转换的误差，DAC转换精度就是分辨率的大小，因此，要获得高精度的D/A转换结果，首先要选择有足够高分辨率的DAC。D/A转换精度分为绝对和相对转换精度，一般是用误差大小表示。DAC的转换误差包括零点误差、漂移误差、增益误差、噪声和线性误差、微分线性误差等综合误差。绝对转换精度是指满刻度数字量输入时，模拟量输出接近理论值和程度。它和标准电源的精度、权电阻的精度有关。相对转换精度指在满刻度已经校准的前提下，整个刻度范围内，对应任一模拟量的输出与它的理论值之差。它反映了DAC的线性度。通常，相对转换精度比绝对转换精度更有实用性。相对转换精度一般用绝对转换精度相对于满量程输出的百分数来表示，有时也用最低位（LSB）的几分之几表示。例如，设VFS为满量程输出电压5 V，n位DAC的相对转换精度为±0.1%，则最大误差为±0.1%VFS=±5mV。(3)非线性误差。D/A转换器的非线性误差定义为实际转换特性曲线与理想特性①作者简介：杜兴（1983—），男,助理工程师,学士学位,工作单位：大连海安船舶与海洋工程技术服务公司。浅谈船舶机舱监视与报警系统①杜兴(大连海安船舶与海洋工程技术服务公司 辽宁大连 116001)摘 要：该文主要介绍船舶机舱集中监视与报警系统的组成和功能，对系统各组成单元分类、信号采集到信号输出流程、模拟量和开关量的相互转换等进行了简单介绍。关键词：机舱 监视和报警系统 开关量 模拟量中图分类号：U665 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)08(a)-0069-02Abstract：This passage mainly introduces the base compose and function of the system and analyses the coordination of the each part of system in detailed.And make a introduction about components and principles of each unit，and make a introduction about the whole process of the system from signal acquisitions to signal output，and make a introduction about the mutual conversion between analog and switch.
