DC_C20网络型监视与报警

1、网络型监视与报警系统网络型监视与报警系统DATACHIEF C20DATACHIEF C20一、一、DC C20系统的结构组成系统的结构组成 DC C20采用采用CAN现场总线和以太网（现场总线和以太网（Ethernet）相）相结合结合的网络结构形式。的网络结构形式。 硬件组成包括：硬件组成包括： 网络适配器、网关、网络适配器、网关、485通讯接口、通讯接口、远程遥控操作站、延伸报警装置、值班呼叫系统远程遥控操作站、延伸报警装置、值班呼叫系统WCS 、分布式处理单元、分布式处理单元、CAN总线节点总线节点 。 1、分布式处理单元、分布式处理单元DPU DPU是采用模块化设计、具有通信功能的智能

2、化是采用模块化设计、具有通信功能的智能化远程远程I/O单元，如图所示的单元，如图所示的RDi32、RDo16、RAi16、RAo8、RAi10tc和和C4等。它们分布在机舱各处，一方等。它们分布在机舱各处，一方面作为传感器和执行器的面作为传感器和执行器的I/O接口，直接与传感器和执接口，直接与传感器和执行器相连，另一方面通过行器相连，另一方面通过CAN总线与上层网络相连，总线与上层网络相连，从而实现上层网络对机舱设备的监视和控制。连接从而实现上层网络对机舱设备的监视和控制。连接DPU和上层网络的和上层网络的CAN总线采用双冗余结构，即具有总线采用双冗余结构，即具有两套两套CAN总线，分别标识为

3、总线，分别标识为CAN Bus 1和和CAN Bus 2。这两套这两套CAN总线总是互为热备份，当主用网络出现故总线总是互为热备份，当主用网络出现故障时，备用网络自动切入工作，充分保证系统工作的障时，备用网络自动切入工作，充分保证系统工作的可靠性。可靠性。 2、远程操作站（遥控操作站）、远程操作站（遥控操作站）ROS3-3-1 ROS 的的 整整 体体 图图 图图3-3-1 ROS的整体图的整体图 ROS由由PC机、操作员控制面板机、操作员控制面板OCP（或普通（或普通PC机键盘）、鼠标、显示屏和打印机组成，机键盘）、鼠标、显示屏和打印机组成，PC机采用机采用Windows NT操作系统。操作

4、系统。ROS通常设置在集控室、驾通常设置在集控室、驾驶室和甲板舱室，常见的配置是集控室驶室和甲板舱室，常见的配置是集控室2台，驾驶室台，驾驶室和轮机长房间各和轮机长房间各1台，其他舱室是否设置可根据需要台，其他舱室是否设置可根据需要而定。其中，集控室的而定。其中，集控室的2台是必备的，其他场所为可台是必备的，其他场所为可选安装。各选安装。各ROS均配置双网卡，形成双冗余的均配置双网卡，形成双冗余的Ethernet网络。网络。 集控室的集控室的2台台ROS还兼有系统网关还兼有系统网关SGW的功能，的功能，使得局域网中的各个使得局域网中的各个ROS能够通过系统网关能够通过系统网关SGW与与CAN总

5、线相连。通过总线相连。通过SGW和和CAN总线，总线，ROS一方面一方面可以接受各个可以接受各个DPU单元送出的机舱现场信息，另一方单元送出的机舱现场信息，另一方面还能向面还能向DPU发送操作指令、控制参数和程序包。发送操作指令、控制参数和程序包。 3、值班呼叫系统、值班呼叫系统WCS 按照无人机舱的基本设计原则，按照无人机舱的基本设计原则，DC C20系系统在驾驶室和轮机员舱室及公共场所设有延伸报统在驾驶室和轮机员舱室及公共场所设有延伸报警装置。驾驶室的延伸报警装置称为警装置。驾驶室的延伸报警装置称为WBU，而舱，而舱室及公共场所的延伸报警装置则称为室及公共场所的延伸报警装置则称为WCU。W

6、BU和和WCU通过通过CAN总线与总线与ROS进行通信连接，进行通信连接，形成值班呼叫系统形成值班呼叫系统WCS。4、其他辅助设备、其他辅助设备 其他辅助设备包括不间断电源（其他辅助设备包括不间断电源（UPS）、局域网集线）、局域网集线器（器（HUB）、现场操作站（）、现场操作站（LOS）和便携式操作站（）和便携式操作站（MOS）。）。 LOS用于在机舱现场对各个用于在机舱现场对各个DPU模块进行操作，在模块进行操作，在LOS面板上可以选择和访问挂在同一面板上可以选择和访问挂在同一CAN总线上的任意总线上的任意DPU，例如查看例如查看DPU中的过程变量、对所辖设备的现场操作、参数中的过程变量、

7、对所辖设备的现场操作、参数调整和模块自检操作等。调整和模块自检操作等。 MOS是一个特殊设计的移动式操作站，通过是一个特殊设计的移动式操作站，通过MOS面板可面板可以方便地实现各种操作站功能，可用作以方便地实现各种操作站功能，可用作LOS、ROS或驾驶台或驾驶台值班监视系统的显示单元。值班监视系统的显示单元。 现场操作站（现场操作站（LOS）二、分布式处理单元二、分布式处理单元DPU 分布式处理系统包含：分布式处理单元、机旁分布式处理系统包含：分布式处理单元、机旁现场操现场操作站、系统网关、移动式调试工具、作站、系统网关、移动式调试工具、CAN总线总线。 分布式处理单元分布式处理单元DPU以单

8、片机作为微处理器，采用单电以单片机作为微处理器，采用单电路板结构。路板结构。DPU一方面作为传感器和执行器的接口，直接与一方面作为传感器和执行器的接口，直接与传感器和执行器相连，对来自模拟量或开关量传感器的信号传感器和执行器相连，对来自模拟量或开关量传感器的信号进行处理和监视报警，或向不同设备输出模拟量和开关量控进行处理和监视报警，或向不同设备输出模拟量和开关量控制信号。制信号。 另一方面，另一方面，DPU通过双芯屏蔽电缆或双绞线等连接到双通过双芯屏蔽电缆或双绞线等连接到双冗余的冗余的CAN总线上，实现总线上，实现DPU单元之间的互联以及单元之间的互联以及DPU单元单元与与ROS和和LOS之间

9、的数据通信。之间的数据通信。 ROS通过网络能对通过网络能对DPU的工作状态进行连续监视，并的工作状态进行连续监视，并可通过网络向各个可通过网络向各个DPU下载相应的软件和参数，使得下载相应的软件和参数，使得不同的不同的DPU具有相应的不同功能。具有相应的不同功能。 按照数据输入输出类型的不同，按照数据输入输出类型的不同，DPU模块也分模块也分为不同的类型，主要有模拟量输入模块、热电偶输入为不同的类型，主要有模拟量输入模块、热电偶输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块以及输入输出混合模块等。出模块以及输入输出混合模块等。 1、模拟

10、量输入模块（、模拟量输入模块（RAi-16） 2、热电偶输入模块（、热电偶输入模块（RAi-10tc） 3、模拟量输出模块（、模拟量输出模块（RAo-8） 4、开关量输入模块（、开关量输入模块（RDi-32、RDi-32A） 5、开关量输出模块（、开关量输出模块（RDo-16） 6、混合模块（、混合模块（RIO-C1、RIO-C2） 尽管不同尽管不同DPUDPU的输入输出类型及其功能不的输入输出类型及其功能不同，但它们都有共同的特点，主要特点如下：同，但它们都有共同的特点，主要特点如下：（l l）DPUDPU具有参数储存功能，能够独立完成参数具有参数储存功能，能够独立完成参数的监视、报警和控制

11、。当的监视、报警和控制。当ROSROS出故障时，出故障时，DPUDPU的的工作不受影响。工作不受影响。（2 2）DPUDPU具有完备的通信功能，支持双冗余具有完备的通信功能，支持双冗余CANCAN高速多主通信网络协议，具备高速多主通信网络协议，具备CANCAN网络状态、网络状态、容错管理功能。容错管理功能。DPUDPU单元之间通过冗余的单元之间通过冗余的CANCAN总总线进行通信。线进行通信。DPUDPU还配备一个还配备一个RS-422RS-422或或RS-485RS-485串行接口，以便和其它外部设备进行数据通信。串行接口，以便和其它外部设备进行数据通信。 （3 3）通过遥控操作站）通过遥控

12、操作站ROSROS，可将用于，可将用于DPUDPU硬件组态和编硬件组态和编程所需的软件下载到程所需的软件下载到DPUDPU中，并在中，并在ROSROS上对上对DPUDPU单元进单元进行遥控组态。在更换行遥控组态。在更换DPUDPU后，需要给新单元下载参数。后，需要给新单元下载参数。在遥控操作站在遥控操作站ROSROS和现场操作站和现场操作站LOSLOS上，可以实现对上，可以实现对DPUDPU的监视、控制和参数调整。的监视、控制和参数调整。 （4 4）所有的）所有的DPUDPU单元均用单元均用24V DC24V DC电源供电，电源供电，DPUDPU单元的单元的硬件无需进行设置和调整，所有连接均可

13、即插即用。硬件无需进行设置和调整，所有连接均可即插即用。DPUDPU的电源、通信、的电源、通信、I/OI/O通道连接都采用光电隔离。通道连接都采用光电隔离。（5 5）DPUDPU单元带有单元带有LEDLED显示（显示（WatchdogWatchdog、RunningRunning、Gen. Gen. Inf.Inf.、Initialized moduleInitialized module、Power polarity)Power polarity)，并，并具有强大的自检功能（检查模块内部温度、存储器性具有强大的自检功能（检查模块内部温度、存储器性能以及能以及CANCAN总线状态）。若总线状态

14、）。若DPUDPU、过程总线、电缆或传、过程总线、电缆或传感器有故障，则会产生相应的报警信号。感器有故障，则会产生相应的报警信号。 三、网关三、网关 DC C20是一个网络型监控系统，在不同网络类型及是一个网络型监控系统，在不同网络类型及不同网段之间需要有一个专门设施来转换网络之间不同不同网段之间需要有一个专门设施来转换网络之间不同的通信协议或在不同数据格式之间进行数据翻译，这一的通信协议或在不同数据格式之间进行数据翻译，这一设施称为网关。设施称为网关。 1、系统网关（、系统网关（SGW） SGW是是CAN总线网和总线网和Ethernet网之间的网关，采用网之间的网关，采用双冗余设计，实现双冗

15、余设计，实现CAN与与Ethernet两种网络之间的冗余两种网络之间的冗余连接，进而实现连接，进而实现DPU和和ROS之间的双向信息传输。之间的双向信息传输。 2、双处理网段控制器、双处理网段控制器dPSC CAN网络最多能支持网络最多能支持110个节点，即在个节点，即在CAN总线上最总线上最多能挂接多能挂接110个个DPU模块。当系统规模较大，或者出于某模块。当系统规模较大，或者出于某种特殊需要时，往往需要对种特殊需要时，往往需要对CAN网络进行扩展，即把网络进行扩展，即把CAN网络扩展成上下两层，上层一般叫做全局网络扩展成上下两层，上层一般叫做全局CAN总线，总线，下层则称作局部下层则称作

16、局部CAN总线。总线。 dPSCdPSC的主要任务是：的主要任务是：（1 1）处理来自于）处理来自于Local CAN BusLocal CAN Bus的信息并将其的信息并将其送往送往Global CAN BusGlobal CAN Bus，进而通过系统网关，进而通过系统网关SGWSGW供供ROSROS使用；使用； （2 2）管理由系统网关）管理由系统网关SGWSGW或或ROSROS发送到发送到Local Local CAN BusCAN Bus的指令、参数和程序。的指令、参数和程序。 四、远程操作站四、远程操作站ROS及系统功能及系统功能 ROS是是DC C20系统的重要组成部分，一个系统的

17、重要组成部分，一个ROS由由主计算机（主计算机（MCU）、显示器（）、显示器（VDU）、打印机、操作）、打印机、操作控制面板（控制面板（OCP）或普通的）或普通的PC键盘和鼠标。键盘和鼠标。在系统的在系统的监视报警和控制过程中完成以下任务：监视报警和控制过程中完成以下任务：（1）和）和CAN网络中的数据采集或控制设备（即网络中的数据采集或控制设备（即DPU）进行双向数据通信，从进行双向数据通信，从DPU收集数据或向收集数据或向DPU传送指令、传送指令、数据和程序；数据和程序；（2）对报警信息进行监控和报警信息的确认功能；）对报警信息进行监控和报警信息的确认功能；（3）向驾驶台和轮机员舱室提供延

18、伸报警信息；）向驾驶台和轮机员舱室提供延伸报警信息；（4）在）在CAN网络和网络和Ethernet局域网之间起网关的作用。局域网之间起网关的作用。系统功能系统功能 ：1、人机交互接口、人机交互接口 人机交互接口包括输入设备、打印输出和各种显示人机交互接口包括输入设备、打印输出和各种显示界面界面等。主要包括：等。主要包括：（1）操作控制面板（）操作控制面板（OCP）（2）显示界面）显示界面（3）打印设备）打印设备2 2、监视报警功能、监视报警功能（1 1）模拟量监视和报警）模拟量监视和报警 模拟量是指那些连续变化的量，例如温度、压力、模拟量是指那些连续变化的量，例如温度、压力、液位和转速等。液位和转速等。具有以下特点：具有以下特点： 高限报警高限报警 超高限报警，一旦越限主机减速或停车超高限报警，一旦越限主机减速或停车 低限报警，低限报警， 超低限报警，一旦越限主机减速或停车超低限报警，一旦越限主机减速或停车 线路故障报警线路故障报警 为避免报警状态的波动，即频繁报警，系统采为避免报警状态的波动，即频繁报警，系统采取了以下三种技术