船舶机舱自动化3.4 机舱监视报警系统

第3章船舶监视报警系统3.4机舱监视报警系统

机舱监视与报警系统是轮机自动化的重要组成部分，它能准确可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及运行参数。一旦运行设备发生故障，能自动发出声光报警信号并进行报警打印记录。

对于无人机舱,监视与报警系统能把报警信号延伸到驾驶台、公共场所、轮机长及值班轮机员住所。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识1.参数类型及特点机舱中，各监测点的参数分为两类：一类是开关量，另一类是模拟量。所谓开关量，是指只有两个状态的量。所谓开关量，是指只有两个状态的量。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识2.监测方式连续监测是指机舱中所有监测点的参数并行送入监视与报警系统，并对所有监测点的状态及参数进行连续监测。扫描监测也称为巡回监测，这种方法是以一定的时间间隔依次对各监测点的参数和状态进行扫描，将监测点信息逐一送入监视与报警系统进行分时处理。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（1）声光报警声光报警是监视与报警系统最基本的功能，只要监测点的状态发生异常或出现参数越限，系统就会发出声响报警和相应报警灯光指示，即声光报警。

系统发出声光报警，提醒轮机员介入，以便问题得以及时处理。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（2）参数与状态显示参数显示是指通过模拟仪表、数字仪表或者计算机显示屏对所有监测点的运行参数进行显示，即模拟量显示。

状态显示指的是反映设备运行状态的开关量显示，通常采用绿色指示灯表示系统或设备的正常运行状态，红色指示灯表示报警状态。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（3）打印记录打印记录一般有参数打印和报警打印两种。

参数打印又可分为定时制表打印和召唤打印。报警打印是由系统自动进行的，只要有报警发生，系统就会把报警名称、报警内容和报警时间进行自动打印输出。而报警解除时，则自动打印报警解除时间。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（4）报警延时在报警装置中，一般均设有延时报警环节，以免发生误报警。

根据所监视的参数不同其延时有长延时和短延时之分。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（5）报警闭锁报警闭锁就是根据动力设备不同的工作状态，封锁一些不必要的监视点报警。

例如，船舶在停港期间，主机处于完车状态，主机的冷却系统、燃油系统、滑油系统等均停止工作，与这些系统相关的参数相对主机运行时都会出现异常。因此，对与这些系统有关的监测点进行报警闭锁。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（6）延伸报警延伸报警功能是为无人值班机舱设置的。

在无人值班的情况下，必须将机舱故障报警信号传送到驾驶台、公共场所、轮机长及值班轮机员住所的延伸报警单元。

延伸报警通常是按照故障的严重程度来分组。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（7）失职报警在无人值班的情况下，监视与报警系统在发出故障报警的同时，还会触发3min计时程序。若值班轮机员未能在3min内及时到达集控室完成确认操作，即使已在延伸报警单元上进行过确认，仍将被认为是一种失职行为，系统会使所有延伸报警单元发出声光报警信号。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（8）值班呼叫值班呼叫功能主要用于轮机员交接班时进行信号联络。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（9）轮机员安全报警轮机员安全报警又称DEADMAN报警。

在无人机舱船舶上，轮机员在进机舱工作前可开启轮机员安全报警设置。

即在集控室开启该项报警功能，并设置定时时间。机舱内一般会设置数个定时复位按钮。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（10）测试功能在集控室的操纵台上，一般都设有试灯按钮和功能测试按钮。

按下试灯按钮，所有指示灯都将处于常亮状态，不亮的指示灯需要更换。

按下功能测试按钮，所有监视点均应进入报警状态，而未报警的监测点及其相应通道则有故障发生。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（11）自检功能监视与报警系统正常工作的前提是系统本身没有故障。

为了确保监视与报警系统本身工作的可靠性，对诸如输入通道、电源电压和保险丝等重要环节，应具有自动监测功能。出现异常时，系统将自动发出相应的系统故障报警。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识3.监视与报警系统的功能（12）备用电源的自动投入要使监视与报警系统在全船失电的情况下能正常工作，就必须配备相应的备用电源。

在主电源失压或欠压的瞬间，系统能自动启动备用电源，实现不间断供电。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识4.监测点报警处理流程3.4.1机舱监视与报警系统基础知识5.监视与报警系统的组成一个完善的监视与报警系统一般由三大部分组成：分布在机舱各监视点的传感器，安装在集控室内的控制柜和监视仪表或监视屏，安装在驾驶台、公共场所、轮机长和轮机员居室的延伸报警箱。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识5.监视与报警系统的组成3.4.1机舱监视与报警系统基础知识6.故障报警原理监测点的参数类别无外乎开关量和模拟量两种，其监测过程分别由开关量报警控制单元和模拟量报警控制单元实现。3.4.1机舱监视与报警系统基础知识6.故障报警原理（1）开关量报警控制单元3.4.1机舱监视与报警系统基础知识6.故障报警原理（2）模拟量报警控制单元3.4.2网络型监视与报警系统

机舱监视与报警系统先后采用继电器电路、集成电路、计算机等技术实现。

采用计算机技术实现的机舱监视与报警系统又经历了集中控制、分散控制、集散控制及完全分布式控制的时代。

采用完全分布式网络化设计的机舱监视与报警系统是当前营运船舶机舱监控的绝对主流。3.4.2网络型监视与报警系统1.K-Chief600型监视与报警系统的结构组成

3.4.2网络型监视与报警系统1.K-Chief600型监视与报警系统的结构组成（1）分布式处理单元DPU分布式处理单元DPU（DistributedProcessingUnit）是采用模块化设计具有通信功能的智能化远程I/O单元。它们分布在机舱各处，一方面作为传感器和执行器的I/O接口，直接与传感器和执行器相连，另一方面通过CAN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。3.4.2网络型监视与报警系统1.K-Chief600型监视与报警系统的结构组成（2）操作站OS操作站OS（OperatorStation）由PC机、集控室面板CRP（或普通PC机键盘）、触摸屏TCP（可选）、显示屏和打印机等组成。PC机采用WindowsMT操作系统。操作站OS通常设置在集控室、驾驶台和甲板舱室，常用的配置是集控室2台、驾驶台和轮机长房间各1台。3.4.2网络型监视与报警系统1.K-Chief600型监视与报警系统的结构组成（3）值班呼叫系统WCS按照无人机舱的基本设计原则，K-Chief600在驾驶台和轮机员住舱及公共场所设有延伸报警单元。驾驶台的延伸报警单元称为WBU（WatchBridgeUnit），而住舱及公共场所的延伸报警装置称为WCU。3.4.2网络型监视与报警系统1.K-Chief600型监视与报警系统的结构组成⑷其他辅助设备系统中的其它辅助设备包括不间断电源（UPS）、局域网交换机（SWICTH）、现场操作站（LocalOperatorStation，简称LOS）和便携式操作站（MidiOperatorStation，简称MOS）3.4.2网络型监视与报警系统2．分布式处理单元DPU

DPU是系统中最为核心的一类装置，所有的监测和自动控制功能均由这些DPU进行最终实施。

DPU一方面作为传感器或执行器的接口，另一方面，DPU通过双芯屏蔽电缆或双绞线等连接到CAN总线上。按照信号输入、输出类型的不同，DPU模块分为模拟量输入模块、热电偶输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块以及混合模块等。3.4.2网络型监视与报警系统3．网关

K-Chief600包含Ethernet网和CAN总线网两种不同的网络。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的通信协议,这一设施称为网关。

K-Chief600中设有两种网关，一种是系统网关(简称SGW)，一种是CAN总线双处理器网段控制器(简称dPSC)。3.4.2网络型监视与报警系统4．操作站OS操作站OS是K-Chief600的重要组成部分，由PC机、集控室面板CRP（或普通PC机键盘）、触摸屏TCP（可选）、显示屏和打印机等组成。PC机采用WindowsMT操作系统。3.4.2网络型监视与报警系统4．操作站OS（1）集控室面板CRPK-Chief系列操作面板相对DCC20更为简洁，在硬件上只保留了报警控制按钮、操作权控制按钮、数字/字母小键盘和轨迹球等基本部件，而监控操作主要通过操作站计算机的软件界面实现。CRP左上部为报警指示和控制区，中上部为面板状态指示和操作控制区，左下部为数字/字母小键盘;右下部为轨迹球鼠标输入区。3.4.2网络型监视与报警系统4．操作站OS（2）显示界面K-Chief600在操作站上为用户提供了丰富的软件显示界面，通过与CRP相配合可以实现各种复杂的人机交互功能。

操作站系统主界面，主要由上边栏、分组报警侧边栏（左）和主显示区三部分组成。3.4.2网络型监视与报警系统4．操作站OS（3）报警处理当新的报警发生后，首先是要消除报警声响，即消音。有3种方式可以完成消音操作。消音结束后，需要对具体的报警点进行确认操作。有4种常见的方式可以完成确认操作。3.4.2网络型监视与报警系统5．监视与报警功能（1）模拟量监视与报警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。K-chief600在处理模拟量时,可实现如下功能：①高限(High)报警；②高高限(High-High)报警；③低限(Low)报警；④超低限(Low-Low)报警；⑤线路故障报警3.4.2网络型监视与报警系统5．监视与报警功能（2）开关量监视与报警开关量信号的监视和报警功能只监视输入信号的两个状态，即输入点是断开还是闭合。

输入信号一般来自反映设备状态的继电器触点、位置开关、温度开关、液位开关和压力开关等开关量传感器。

通过正确调整开关量传感器的开关动作值，系统也能实现测量点的高限和低限报警。3.4.2网络型监视与报警系统5．监视与报警功能（3）报警闭锁在船舶机舱中，有些报警属于条件报警；当满足某种特定的条件时，即使监测点的状态不正常,也不应该发出报警。例如,当船舶在港时，与航行无关的报警都将被闭锁。K-Chief600的这一功能是通过对某一报警点或者报警组定义一个报警抑制信号来实现的；当条件满足时，抑制信号有效。3.4.2网络型监视与报警系统5．监视与报警功能（4）接受其它系统的报警信息许多辅助设备的控制系统都有自带的监视和报警功能,例如分油机控制系统、曲轴箱油雾浓度监视与报警系统、燃油黏度控制系统等。

当报警发生时，除了在自身控制面板上发出报警之外,还可将报警信号送至K-Chief600，并由K-Chief600进行统一的报警处理。3.4.2网络型监视与报警系统5．监视与报警功能（5）报警确认当报警发生时,K-Chief600可以在Mimic显示、分组显示和汇总显示等各种情况下对操作站软件界面上所出现的单个报警或整个报警分组进行报警确认。3.4.2网络型监视与报警系统5．监视与报警功能（6）柴油机排气温度监视排气温度监视系统除了监视各缸实际排烟温度之外,还将计算各缸排烟温度的平均值和偏差值。其中，