《船舶信號系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)》課件-4.2網(wǎng)絡(luò)型機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)

DCC20網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)實(shí)例認(rèn)識船舶信號系統(tǒng)安裝與調(diào)試概述集中型系統(tǒng)采用單臺計(jì)算機(jī)集中處理，可靠性差，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，整個(gè)系統(tǒng)完全癱瘓。集散型系統(tǒng)采用集中和分散相結(jié)合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將監(jiān)視任務(wù)分散給多臺微機(jī)子系統(tǒng)，并與上層計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)集中管理和信息共享。全分布式系統(tǒng)隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的完善，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)絡(luò)采用局域網(wǎng)，形成全分布式的網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外代表產(chǎn)品：挪威KONGSBERG公司的DCC20和K-CHIEF系列；德國SAM公司的MCS-2200系列船舶監(jiān)控系統(tǒng)；

上海駟博自動化公司SB-2001微機(jī)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)；上海三進(jìn)科技發(fā)展有限公司的CJBW3200系列監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)等船舶機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)可分為：集中型系統(tǒng)、集散型系統(tǒng)和全分布式系統(tǒng)。學(xué)習(xí)內(nèi)容DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成1分布式處理單元DPU2DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成Part1雙CAN冗余的下層控制網(wǎng)絡(luò)雙以太網(wǎng)

冗余的上層控制網(wǎng)絡(luò)（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：雙CAN網(wǎng)+雙以太網(wǎng)①①②②②②③③④④DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成②遠(yuǎn)程操作站ROS③值班呼叫系統(tǒng)WCS①分布式處理單元DPU④其他輔助設(shè)備（UPS,HUB、LOS、MOS）（2）設(shè)備組成Part1(一)分布式處理單元（DPU）作用一：作為傳感器和執(zhí)行器的I/O接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連作用二：通過CAN總線與上層網(wǎng)絡(luò)相連，從而實(shí)現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)對機(jī)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，它們互為熱備份。當(dāng)主用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，備用網(wǎng)絡(luò)自動切入控制，充分保證系統(tǒng)工作的可靠性

DPU是DistributedProcessingUnit（分布式處理單元）的簡稱，采用模塊化設(shè)計(jì)、是具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元Part1DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成Part1(二)遠(yuǎn)程操作站ROS（RemoteOperatorStation）ROS組成：PC機(jī)操作控制面板OCP（或普通PC機(jī)鍵盤）鼠標(biāo)顯示屏、打印機(jī)PC機(jī)采用WindowsNT或WindowsXP操作系統(tǒng)DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成Part1(二)遠(yuǎn)程操作站（ROS）ROS通常配置是集控室2臺，駕駛室和輪機(jī)長室各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集控室的2臺ROS還兼有系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW（SystemGateWay）的功能，使得局域網(wǎng)中的各個(gè)ROS能夠通過系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW與CAN總線相連。各ROS均配置雙網(wǎng)卡，彼此連接形成雙冗余的以太網(wǎng)絡(luò)ROS作用：通過SGW和CAN總線，（1）接受各個(gè)DPU單元送出的機(jī)艙現(xiàn)場信息（2）向DPU發(fā)送操作指令、控制參數(shù)和程序包。DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成Part1(三)值班呼叫系統(tǒng)（WCS）艙室及公共場所的延伸報(bào)警裝置則稱為WCU（WatchCabinUnit）駕駛室的延伸報(bào)警裝置稱為WBU(WatchBridgeUnit)WBU和WCU通過CANBus3總線與ROS進(jìn)行通信連接，形成值班呼叫系統(tǒng)WCS(WatchCallingSystem）。按照無人機(jī)艙的基本設(shè)計(jì)原則，DCC20系統(tǒng)在駕駛室和輪機(jī)員住所及公共場所設(shè)有延伸報(bào)警裝置。DCC20型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成Part1(四)其他輔助設(shè)備④便攜式操作站MOS（MidiOperatorStation）MOS是一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的移動式操作站，通過MOS面板可以方便地實(shí)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。①不間斷電源UPS

短時(shí)失電時(shí)為系統(tǒng)

提供AC22OV和DC24V③現(xiàn)場操作站LOS(LocalOperatorStation)用于在機(jī)艙現(xiàn)場對各個(gè)DPU模塊進(jìn)行操作。如，選擇和訪問掛在同一CAN總線上的任意DPU,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。②以太網(wǎng)集線器HUB

用于以太網(wǎng)中各個(gè)ROS聯(lián)網(wǎng)LOSHUB分布式處理單元DPUPart2DPU采用模塊化設(shè)計(jì)，具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元。它以微處理器為核心，采用單電路板結(jié)構(gòu)，是DCC20監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的核心組成單元。DPU分布在機(jī)艙各處，可以直接安裝在機(jī)器設(shè)備上也可以根據(jù)需要將若干個(gè)DPU模塊組裝在一個(gè)控制箱內(nèi)，并稱之為“數(shù)據(jù)獲取單元”（SAU）(一)DPU概述DPU模塊箱DPU模塊DPU模塊接線（1）作為傳感器或執(zhí)行器的接口，對來自模擬量、開關(guān)量傳感器的信號進(jìn)行處理、監(jiān)視與報(bào)警，或向不同設(shè)備輸出模擬量、開關(guān)量控制信號。分布式處理單元DPUPart2DPU與現(xiàn)場傳感器的連接：(一)DPU概述（2）DPU通過雙芯電纜或雙絞線等連接到雙冗余CAN總線，實(shí)現(xiàn)DPU單元之間的互聯(lián)以及DPU單元與ROS之間的數(shù)據(jù)通信DPU主要功能：分布式處理單元DPUPart2按照數(shù)據(jù)輸入輸出類型的不同，可分為通用模塊和專用模塊兩大類。DPU模擬量輸入模塊(RAi-16)熱電偶輸入模塊(RAi-10tc)模擬量輸出模塊(RAo-8)開關(guān)量輸入模塊(RDi-32，RDi-32A)主機(jī)遙控系統(tǒng)專用模塊(MEI、DGU、ESU、RPME)通信模塊(dPSC、PSS、MSI）輸入輸出混合模塊(RIO-C1，RIO-C2，RIO-C3，RIO-C4)開關(guān)量輸出模塊(RDo-16)DPU模塊的分類通用模塊專用模塊分布式處理單元DPUPart2所有端子均采用3位數(shù)編號，個(gè)位數(shù)表示端子號，十位和百位表示通道號。（191和192分別代表19號通道的第1和第2個(gè)接線端子）(二)DPU的共同特點(diǎn)（1）所有的DPU模塊均采用統(tǒng)一的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)。模塊的正面包括接線端子、狀態(tài)指示燈和各種說明符號。X8為CAN1總線的接線端子，X8的81和83連接網(wǎng)絡(luò)中的上一個(gè)相鄰DPU,82和84連接下一個(gè)相鄰的DPU;分布式處理單元DPUPart2X1為輸入輸出接線端子X7為RS-422/485通信接線端子X3為計(jì)數(shù)輸入端子X9為CAN2總線的接線端子，與X8類同；X10為2路24VDC電源接線端子狀態(tài)指示燈包括通道狀態(tài)指示燈和模塊狀態(tài)指示燈，通道狀態(tài)指示燈用于指示相應(yīng)輸入輸出通道的工作狀態(tài)，每個(gè)指示燈對應(yīng)一個(gè)通道。（5）DPU單元具有強(qiáng)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)）。分布式處理單元DPUPart2（2）DPU具有完整的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)：具有參數(shù)儲存功能，能夠獨(dú)立完成參數(shù)的監(jiān)視、報(bào)警和控制。當(dāng)ROS出故障時(shí)，DPU的工作不受影響。（3）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(cuò)管理功能。（4）所有的DPU單元均用24VDC電源供電，LED顯示。DPU單元的硬件無需進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，所有連接均可即插即用。(二)DPU的共同特點(diǎn)1.模擬量輸入模塊（RAi-16）①Ai是Analoginput（即模擬量輸入）的縮寫，16表示該模塊有16個(gè)模擬量輸入通道，即可以接收16路模擬量信號②每個(gè)通道的輸入類型可以是電壓、電流或者電阻信號③具有內(nèi)建的量程和量綱轉(zhuǎn)換功能和參數(shù)越限報(bào)警功能④模塊還包含一個(gè)計(jì)數(shù)器通道，計(jì)數(shù)頻率為5~500HZ⑤適用于檢測機(jī)艙的各種溫度、壓力、液位和轉(zhuǎn)速等模擬量信號。分布式處理單元DPUPart2(三)DCC20中的DPU通用模塊分布式處理單元DPUPart22.熱電偶輸入模塊（RAi-10tc）①tc是Thermocouple（熱電偶）的縮寫，10表示該模塊可以接收10路熱電偶輸入信號②具有內(nèi)建的熱電偶冷端補(bǔ)償和量程、量綱轉(zhuǎn)換功能和參數(shù)越限報(bào)警功能③如果采用外部冷端補(bǔ)償，則需采用外部放大電路，并以RAi-16模塊進(jìn)行輸入④適用于檢測柴油機(jī)的氣缸排煙溫度(三)DCC20中的DPU通用模塊3.模擬量輸出模塊（RAo-8）①Ao是Analogoutput模擬量輸出的簡稱，8表示模塊具有8個(gè)模擬量輸出通道②輸出信號可以選定為±10VDC的電壓信號或者±20mA的電流信號③適用于模擬量指示輸出和控制量信號輸出4.開關(guān)量輸入模塊（RDi-32,RDi-32A）①Di是Digitalinput開關(guān)量輸入的簡稱，32表示模塊具有32個(gè)開關(guān)量輸入通道③RDi-32A為24VAC或24VDC電壓信號輸入④當(dāng)輸入狀態(tài)異常時(shí)，能夠發(fā)出開關(guān)量報(bào)警，并由發(fā)光二極管指示每個(gè)輸入通道的輸入狀態(tài)。②RDi-32為觸點(diǎn)輸入⑤適用于檢測各種機(jī)艙設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、閥門位置等開關(guān)量信號分布式處理單元DPUPart2(三)DCC20中的DPU通用模塊5.開關(guān)量輸出模塊（RDO-16）①具有16通道的開關(guān)量輸出模塊③最大輸出電壓為230VAC，最大輸出電流為3A（電阻性負(fù)載），支持脈沖輸出④適用于各種開關(guān)量的指示輸出和開關(guān)量控制信號的輸出②設(shè)有發(fā)光二極管指示每個(gè)通道的輸出狀態(tài)6.dPSC、PSS、MSI①DPSC是一個(gè)具有雙處理器的網(wǎng)段控制器，全稱為dualProcessSegmentController，用于CAN網(wǎng)絡(luò)