DCC20網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視與報警

網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視與報警系統(tǒng)—DATACHIEFC20一、DCC20系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

DCC20采用CAN現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)（Ethernet）相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。硬件組成包括：網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)關(guān)、485通訊接口、遠(yuǎn)程／遙控操作站、延伸報警裝置、值班呼叫系統(tǒng)WCS、分布式處理單元、CAN總線節(jié)點。1、分布式處理單元DPU

DPU是采用模塊化設(shè)計、具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元，如圖所示的RDi32、RDo16、RAi16、RAo8、RAi10tc和C4等。它們分布在機艙各處，一方面作為傳感器和執(zhí)行器的I/O接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，另一方面通過CAN總線與上層網(wǎng)絡(luò)相連，從而實現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)對機艙設(shè)備的監(jiān)視和控制。連接DPU和上層網(wǎng)絡(luò)的CAN總線采用雙冗余結(jié)構(gòu)，即具有兩套CAN總線，分別標(biāo)識為CANBus1和CANBus2。這兩套CAN總線總是互為熱備份，當(dāng)主用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，備用網(wǎng)絡(luò)自動切入工作，充分保證系統(tǒng)工作的可靠性。2、遠(yuǎn)程操作站（遙控操作站）ROS圖3-3-1ROS的整體圖

ROS由PC機、操作員控制面板OCP（或普通PC機鍵盤）、鼠標(biāo)、顯示屏和打印機組成，PC機采用WindowsNT操作系統(tǒng)。ROS通常設(shè)置在集控室、駕駛室和甲板艙室，常見的配置是集控室2臺，駕駛室和輪機長房間各1臺，其他艙室是否設(shè)置可根據(jù)需要而定。其中，集控室的2臺是必備的，其他場所為可選安裝。各ROS均配置雙網(wǎng)卡，形成雙冗余的Ethernet網(wǎng)絡(luò)。集控室的2臺ROS還兼有系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW的功能，使得局域網(wǎng)中的各個ROS能夠通過系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW與CAN總線相連。通過SGW和CAN總線，ROS一方面可以接受各個DPU單元送出的機艙現(xiàn)場信息，另一方面還能向DPU發(fā)送操作指令、控制參數(shù)和程序包。3、值班呼叫系統(tǒng)WCS

按照無人機艙的基本設(shè)計原則，DCC20系統(tǒng)在駕駛室和輪機員艙室及公共場所設(shè)有延伸報警裝置。駕駛室的延伸報警裝置稱為WBU，而艙室及公共場所的延伸報警裝置則稱為WCU。WBU和WCU通過CAN總線與ROS進行通信連接，形成值班呼叫系統(tǒng)WCS。4、其他輔助設(shè)備

其他輔助設(shè)備包括不間斷電源（UPS）、局域網(wǎng)集線器（HUB）、現(xiàn)場操作站（LOS）和便攜式操作站（MOS）。

LOS用于在機艙現(xiàn)場對各個DPU模塊進行操作，在LOS面板上可以選擇和訪問掛在同一CAN總線上的任意DPU，例如查看DPU中的過程變量、對所轄設(shè)備的現(xiàn)場操作、參數(shù)調(diào)整和模塊自檢操作等。

MOS是一個特殊設(shè)計的移動式操作站，通過MOS面板可以方便地實現(xiàn)各種操作站功能，可用作LOS、ROS或駕駛臺值班監(jiān)視系統(tǒng)的顯示單元?，F(xiàn)場操作站（LOS）二、分布式處理單元DPU

分布式處理系統(tǒng)包含：分布式處理單元、機旁／現(xiàn)場操作站、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)、移動式調(diào)試工具、CAN總線。分布式處理單元DPU以單片機作為微處理器，采用單電路板結(jié)構(gòu)。DPU一方面作為傳感器和執(zhí)行器的接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，對來自模擬量或開關(guān)量傳感器的信號進行處理和監(jiān)視報警，或向不同設(shè)備輸出模擬量和開關(guān)量控制信號。另一方面，DPU通過雙芯屏蔽電纜或雙絞線等連接到雙冗余的CAN總線上，實現(xiàn)DPU單元之間的互聯(lián)以及DPU單元與ROS和LOS之間的數(shù)據(jù)通信。ROS通過網(wǎng)絡(luò)能對DPU的工作狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)視，并可通過網(wǎng)絡(luò)向各個DPU下載相應(yīng)的軟件和參數(shù)，使得不同的DPU具有相應(yīng)的不同功能。按照數(shù)據(jù)輸入輸出類型的不同，DPU模塊也分為不同的類型，主要有模擬量輸入模塊、熱電偶輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊以及輸入輸出混合模塊等。

1、模擬量輸入模塊（RAi-16）

2、熱電偶輸入模塊（RAi-10tc）

3、模擬量輸出模塊（RAo-8）

4、開關(guān)量輸入模塊（RDi-32、RDi-32A）

5、開關(guān)量輸出模塊（RDo-16）

6、混合模塊（RIO-C1、RIO-C2）

盡管不同DPU的輸入輸出類型及其功能不同，但它們都有共同的特點，主要特點如下：（l）DPU具有參數(shù)儲存功能，能夠獨立完成參數(shù)的監(jiān)視、報警和控制。當(dāng)ROS出故障時，DPU的工作不受影響。（2）DPU具有完備的通信功能，支持雙冗余CAN高速多主通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具備CAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、容錯管理功能。DPU單元之間通過冗余的CAN總線進行通信。DPU還配備一個RS-422或RS-485串行接口，以便和其它外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信。（3）通過遙控操作站ROS，可將用于DPU硬件組態(tài)和編程所需的軟件下載到DPU中，并在ROS上對DPU單元進行遙控組態(tài)。在更換DPU后，需要給新單元下載參數(shù)。在遙控操作站ROS和現(xiàn)場操作站LOS上，可以實現(xiàn)對DPU的監(jiān)視、控制和參數(shù)調(diào)整。（4）所有的DPU單元均用24VDC電源供電，DPU單元的硬件無需進行設(shè)置和調(diào)整，所有連接均可即插即用。DPU的電源、通信、I/O通道連接都采用光電隔離。（5）DPU單元帶有LED顯示（Watchdog、Running、Gen.Inf.、Initializedmodule、Powerpolarity)，并具有強大的自檢功能（檢查模塊內(nèi)部溫度、存儲器性能以及CAN總線狀態(tài)）。若DPU、過程總線、電纜或傳感器有故障，則會產(chǎn)生相應(yīng)的報警信號。

三、網(wǎng)關(guān)

DCC20是一個網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)，在不同網(wǎng)絡(luò)類型及不同網(wǎng)段之間需要有一個專門設(shè)施來轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之間不同的通信協(xié)議或在不同數(shù)據(jù)格式之間進行數(shù)據(jù)翻譯，這一設(shè)施稱為網(wǎng)關(guān)。

1、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)（SGW）

SGW是CAN總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，采用雙冗余設(shè)計，實現(xiàn)CAN與Ethernet兩種網(wǎng)絡(luò)之間的冗余連接，進而實現(xiàn)DPU和ROS之間的雙向信息傳輸。

2、雙處理網(wǎng)段控制器dPSC

CAN網(wǎng)絡(luò)最多能支持110個節(jié)點，即在CAN總線上最多能掛接110個DPU模塊。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大，或者出于某種特殊需要時，往往需要對CAN網(wǎng)絡(luò)進行擴展，即把CAN網(wǎng)絡(luò)擴展成上下兩層，上層一般叫做全局CAN總線，下層則稱作局部CAN總線。dPSC的主要任務(wù)是：（1）處理來自于LocalCANBus的信息并將其送往GlobalCANBus，進而通過系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW供ROS使用；（2）管理由系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW或ROS發(fā)送到LocalCANBus的指令、參數(shù)和程序。

四、遠(yuǎn)程操作站ROS及系統(tǒng)功能

ROS是DCC20系統(tǒng)的重要組成部分，一個ROS由主計算機（MCU）、顯示器（VDU）、打印機、操作控制面板（OCP）或普通的PC鍵盤和鼠標(biāo)。在系統(tǒng)的監(jiān)視報警和控制過程中完成以下任務(wù)：（1）和CAN網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集或控制設(shè)備（即DPU）進行雙向數(shù)據(jù)通信，從DPU收集數(shù)據(jù)或向DPU傳送指令、數(shù)據(jù)和程序；（2）對報警信息進行監(jiān)控和報警信息的確認(rèn)功能；（3）向駕駛臺和輪機員艙室提供延伸報警信息；（4）在CAN網(wǎng)絡(luò)和Ethernet局域網(wǎng)之間起網(wǎng)關(guān)的作用。系統(tǒng)功能：1、人機交互接口人機交互接口包括輸入設(shè)備、打印輸出和各種顯示界面等。主要包括：（1）操作控制面板（OCP）（2）顯示界面（3）打印設(shè)備2、監(jiān)視報警功能

（1）模擬量監(jiān)視和報警模擬量是指那些連續(xù)變化的量，例如溫度、壓力、液位和轉(zhuǎn)速等。具有以下特點：①高限報警②超高限報警，一旦越限主機減速或停車③低限報警，④超低限報警，一旦越限主機減速或停車⑤線路故障報警⑥為避免報警狀態(tài)的波動，即頻繁報警，系統(tǒng)采取了以下三種技術(shù)手段：

a．從報警狀態(tài)向正常狀態(tài)恢復(fù)時設(shè)有不靈敏區(qū)；

b．對輸入?yún)?shù)設(shè)置有可調(diào)的濾波因子；

c．報警狀態(tài)的觸發(fā)和消失均設(shè)有延時。

（2）開關(guān)量監(jiān)視和報警

開關(guān)量信號的監(jiān)視和報警功能只監(jiān)視輸入信號的兩個狀態(tài)，即輸入點是斷開還是閉合。輸入信號來自反映設(shè)備狀態(tài)的繼電器觸點、位置開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)和壓力開關(guān)等。通過正確調(diào)整開關(guān)量