新型機艙監測通訊報警系統簡介

向 軍，李 華，梁前超，任鐵軍，許 光

(1.海軍艦艇學院實習中心，遼寧大連 116013;2.海軍工程大學，湖北武漢 430033;3.92910部隊，浙江 寧波 316000)

新型機艙監測通訊報警系統簡介

向 軍1，李 華1，梁前超2，任鐵軍2，許 光3

(1.海軍艦艇學院實習中心，遼寧大連 116013;2.海軍工程大學，湖北武漢 430033;3.92910部隊，浙江 寧波 316000)

文章分析了一種采用先進通訊技術研制的機艙監測報警系統，通過把該系統加裝在輔機電站中，采用系統集成、數據總線、串行通訊等技術提高了現有裝備的使用可靠性、保障性和合理性，從而很好的改善了使用者的工作環境。

機艙;通訊;監測;報警

原船輔機電站機組操作均在機旁進行，不能及時掌握機組的工作情況，加之熱工儀表本身存在的誤差，以及受到船員機旁工作環境的影響，容易對裝備造成不必要的損壞。為了更好的改善和發揮裝備的最優性能，在原輔機電站增加一套以串行通訊技術為基礎的監測報警系統，實現在集控室的集中操作，很好的解決了上述問題。

1 機艙監測報警系統簡介

1)監測報警參數。

機艙需要監測輔機電站機組工作性能的參數可以分為轉速、溫度、壓力類和其它開關量4大類。報警項目按CCS船級社要求及CME－MAN標準，具體如表1所示。具體參數名稱如下:轉速、各缸排氣溫度、增壓器進出口排氣溫度、淡水進出機溫度、滑油進出機溫度、海水溫度、環境溫度、滑油壓力、淡水壓力、海水壓力、燃油壓力和報警開關量等。監測輔機電站機組工作性能的參數可以及時掌握機組的工作情況，防止機械事故的發生。

表1 機艙監測報警系統分類

續表1 機艙監測報警系統分類

2)監測報警系統組成。

輔機電站機組監測系統采用串行通訊技術，其硬件組成如下:①傳感器 (每臺機均有);②4臺機旁采集箱 (每臺機均有);③原機的一次儀表顯示 (每臺機均有);④1臺工業用監測計算機;⑤1臺24針打印機;⑥1臺UPS電源;⑦1臺監測報警操縱臺。

監測報警系統的組成框圖如圖1所示。

圖1 機艙監測報警系統

2 串行通訊系統

2.1 系統硬件主要特點

串行通訊的主要原理是指外設和計算機之間使用一根數據信號線。數據在一根數據信號線上按位進行傳輸，每一位數據都有一個固定的時間長度，這種通訊方式使用的數據少，在遠距離通訊中可以節約成本，抗干擾能力十分強，在數據采集和控制系統中得到了廣泛的應用。RS－232和RS－485是兩種常用的串口形式，后者適用于遠距離傳輸數據，接口采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力強，最大傳輸距離標準值為4 000 m，在總線上允許連接多達128個收發器，具有多站能力。由于PC機默認的只帶有RS－232接口，有兩種方法可以得到PC機上的RS－485電路:①通過RS－232/RS－485轉換電路將PC機串口RS－232轉換成RS－485信號;②通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號為RS－485類型的擴展卡。

串行通訊技術在船艇上也得到應用，比如某船利用串行通訊的原理在輔機電站上加裝一套監測控制系統，它主要是通過微機顯示主機上各傳感器測試的參數 (溫度、壓力、轉速等)，然后在集控室的控制面板上實現聲、光信號報警，使得操作人員在集控室就能輕易地掌握故障發生的部位、時間等信息，以便及時采取補救措施。

輔機電站機組監測系統是一個分布式計算機網絡系統。系統由上層網和下層網組成的現場總線網。上層網以管理微機為中心 (工控機)，下層網是監測報警裝置的計算機網，以監測報警裝置的主微機為中心，下連1#子微機，2#子微機，3#子微機和4#子微機。另總線上還掛有DVR、損管、主機系統信息交換箱等，可以實現系統信息共享。

2.2 控制用計算機的軟件結構

控制用計算機的軟件從結構上可以分為3層。

1)數據傳輸層:處于軟件的底層，類似于TCPIP的網絡接口層，它的任務是利用傳輸介質為上層透明的傳遞和接收數據流，完成對各數字、模擬板的數據采集、轉換。它主要包括:開關量輸入輸出子程序;模擬量輸入子程序;測轉速子程序;測頻率子程序;軟件濾波子程序; 軟件定時子程序。

2)功能層:處于軟件層的中間位置，主要完成各數據流的執行過程。主要包括:自啟動、停機、并車子程序;功率管理子程序;故障檢查子程序;增減機管理子程序;值班機管理子程序;意外處理子程序;調頻調載子程序;顯示和自檢子程序。

3)管理層:處于軟件的最高層，通過對下兩層子程序的調用，完成主程序的調度、管理功能。包括:自動狀態管理;手動狀態管理和主管理程序。

控制用計算機系統一旦發現異常參數，則該部分馬上發出聲、光報警，提醒操作人員注意。參數正常后，該部分也會自動恢復。系統既可隨時打印某一頁或全部，又可設定打印時間間隔，定時進行自動打印。

3 結論

在艦上輔機電站加裝一套監測報警系統，機組的工作情況可以一目了然。機艙監測系統采用先進的串行通訊技術可以根據工作需要來設定所需的參數，運行一年來已經取得了明顯的效果，解決了艦員勞動強度大、工作環境差、監測參數不全的問題，提高了操作人員的積極性和效率，使現有裝備的性能得到了最大發揮。

［1］ Kytatos，N.P.，Theotokatos，G.and Xiros，N.I..Main Engine Control for Heavy Weather Conditions，ISME 6th International Symposium on Marine Engineering.Tokyo，Japan:October 23－27，2000.

［2］ Xiros，N.I.and Kyrtatos，N.P..A Neural Predictor of Propeller Load Demand for Improved Control of Diesel Ship Propulsion.15th IEEE/ISIC 2000 International Symposium on Intelligent Control Engineering.Patras，Greece:July 17－19，2000.

［3］ Kyrtatos，N.P.，Theotokatos，G.，Xiros，N.I.，Marek，K .，Duge，R..Transient Operation of Large－ bore Two－stroke Marine Diesel Engine Powerplants:Measurements＆ Simulations.23rd CIMAC Congress.Hamburg:May 7－10，2001.

［4］蘇金明，沅沈勇，王利.MATLAB工程數學 ［M］.北京:電子工業出版社，2005.

In this paper，the new designed engine room monitor，communication and alarm system is analyzed with advanced communication technology adopted.Results show that the system fixed on auxiliary engine can well enhance the reliability，indemnificatory and rationality of equipment and improve users＇working environment.

engine room;communication;monitor;alarm

U673

C

1001－8328(2012)01－0035－02

向軍 (1981-)，男，重慶人，工程師，碩士，研究方向為艦船管理工程。

2011－09