船舶機艙監(jiān)測報警通訊系統(tǒng).pdf

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1、第23卷第2期2010年4月中國修船CHINASHIPREPAIRV01．23No．2Apr．2010船舶機艙監(jiān)測報警通訊系統(tǒng)徐承飛1，李文鵬1，王曉玲2(1．中國石油集團海洋工程有限公司，天津300451；2．天津市斯萊頓電子有限公司，天津300384)摘要：文章概述了現(xiàn)場總線技術(shù)和CAN總線技術(shù)的結(jié)構(gòu)特點以及在機艙中應(yīng)用的優(yōu)勢，詳細介紹了監(jiān)測報警參數(shù)，冗余設(shè)計方案，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及主要功能。采用雙CAN現(xiàn)場總線冗余設(shè)計技術(shù)的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)集中體現(xiàn)了當前機艙監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的先進水平。關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；CAN；冗余設(shè)計；機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)中圖分類號：U672文獻標識碼：C文

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

3、ntatpresent．Keywords：fieldbus；CAN；redundancedesign；monitoringsysteminengine-room1CAN現(xiàn)場總線船舶機艙監(jiān)測報警通訊系統(tǒng)目前的先進水平是采用現(xiàn)場總線(FieldbusControlSystem)技術(shù)?，F(xiàn)場總線技術(shù)將專用微處理器置人傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，然后用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線，把多個測量控制儀表連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換。機艙中采用的有代表性的現(xiàn)場總線包括：CAN、LONWORKS、

4、PROFIBUS、CC—LINK等。CAN是控制器區(qū)域網(wǎng)(ControlAreaNetwork)的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件間的數(shù)據(jù)通信。CAN總線經(jīng)過近20年的發(fā)展已步人壯年期，它不僅在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用占據(jù)一定優(yōu)勢，在其他工業(yè)應(yīng)用上也是越來越廣，它的生命力在于其優(yōu)越的抗干擾能力和性價比，這些都來源于它獨特的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計。CAN總線的信號狀態(tài)分為隱性和顯性2種，二值特性可以容許多主發(fā)送、競爭占線的方式，大大簡化了消息調(diào)度。CAN總線的位值一般在80％～90％位處采樣，因此它能容忍的誤啟動干擾，不但幅度大，而且時間長。CAN總線發(fā)

5、送節(jié)點能夠在每送出1位時回讀總線狀態(tài)，而其他總線沒有這個功能。這個功能既讓優(yōu)先級高的消息獲得在總線上繼續(xù)傳送的權(quán)力，又增強了發(fā)送節(jié)點的檢錯能力，一旦有錯就可發(fā)送報錯幀并停止發(fā)送原幀。CAN總線的錯誤檢測主要有位錯誤、填充錯、ACK錯、CRC錯和格式錯。根據(jù)錯誤計數(shù)器的值把節(jié)點分為主動錯誤狀態(tài)、消極錯誤狀態(tài)和離線狀態(tài)。處于消極錯誤狀態(tài)的節(jié)點有可能無法正確接收到幀。出錯過于頻繁時把有永久性故障傾向的節(jié)點從總線上切除，雖然被切除的節(jié)點失去了通信能力，但其他節(jié)點間的通信也免除了騷擾。CAN的信號傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，而幀出錯概率與幀長成比例關(guān)系，這樣可以有效降低電源的傳導(dǎo)干擾使通信控制

6、器工作異常而通信失效的概率。作者簡介：徐承飛(1964-)，男，山東煙臺人，工程師，大學(xué)本科，主要從事船舶機務(wù)管理。·3l·2010年第2期中國修船第23卷2機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)2．1監(jiān)測報警系統(tǒng)組成該機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)具有各種復(fù)雜、完善的監(jiān)控功能，現(xiàn)代化程度很高，它是船舶的“神經(jīng)系統(tǒng)”，遍布于全船各處。其監(jiān)控點數(shù)量眾多，還可以通過網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行系統(tǒng)分級和系統(tǒng)互聯(lián)。該系統(tǒng)的主要功能是：設(shè)備故障監(jiān)測報警、延伸報警、死人報警系統(tǒng)、液位遙測、閥門遙控等。其中設(shè)備故障監(jiān)測報警點255個，分為12個報警組。延伸報警單元為8個，其中1個安裝于駕駛室，4個分別裝于輪機長、大管輪、二管輪、三

7、管輪房間，其余3個裝在公共場所，延伸報警網(wǎng)絡(luò)可將本船所有設(shè)備故障報警延伸到值班輪機員處所。死人報警系統(tǒng)也稱輪機員安全系統(tǒng)，在機艙入口處安裝一塊死人報警系統(tǒng)啟?？刂瓢澹跈C艙各處安裝有死人報警復(fù)位按鈕，并在集控臺上裝有死人報警狀態(tài)指示及復(fù)位控制板。液位遙測系統(tǒng)測量全船44個艙的液位高度并根據(jù)船舶的傾斜狀態(tài)進行校正。閥門遙控系統(tǒng)通過遙控指令開關(guān)電磁閥，電磁閥接通其液壓系統(tǒng)控制閥門的開閉，并將其狀態(tài)反饋信號傳回系統(tǒng)。2．2監(jiān)測報警系統(tǒng)總體設(shè)計本文設(shè)計的機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)是一個互聯(lián)現(xiàn)場設(shè)備(或模塊)與控制系統(tǒng)之間的雙向數(shù)字通