K-CHIEF500網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)測(cè)報(bào)警與控制系統(tǒng)ppt課件

1、K-CHIEF 500 網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)一、概述系統(tǒng)類型：集中型、分散型、網(wǎng)絡(luò)型全分布式。集中型系統(tǒng)：采用單臺(tái)計(jì)算機(jī)的構(gòu)造方式，可靠性較差，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生缺點(diǎn)，那么整個(gè)系統(tǒng)完全癱瘓。集散型系統(tǒng)DCS：采用集中和分散相結(jié)合的系統(tǒng)構(gòu)造，監(jiān)視義務(wù)由多臺(tái)微機(jī)分別完成，各子系統(tǒng)與上位機(jī)進(jìn)展通訊，實(shí)現(xiàn)集中管理和信息共享。DCS是一種對(duì)消費(fèi)過(guò)程進(jìn)展分散控制、集中監(jiān)視和操作管理的系統(tǒng)。集散型系統(tǒng)通常由操作站(或稱總站)、現(xiàn)場(chǎng)控制站(或稱分站)和通訊總線三部分組成。在集散型系統(tǒng)中，假設(shè)操作站發(fā)生缺點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)控制站依然可以獨(dú)立任務(wù)；反之，假設(shè)某現(xiàn)場(chǎng)控制站有缺點(diǎn)，只會(huì)影響它擔(dān)任的部分監(jiān)視點(diǎn)，不至于導(dǎo)致系統(tǒng)全盤(pán)癱瘓

2、。在早期的集散型系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀表之間大多采用模擬量進(jìn)展信號(hào)傳輸，所以在機(jī)旁和子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間需敷設(shè)大量的電纜。另外，模擬信號(hào)長(zhǎng)間隔傳輸所引起的干擾也較嚴(yán)重。 一些公司運(yùn)用傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)展改造，即在控制對(duì)象附近放置現(xiàn)場(chǎng)處置單元來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的收發(fā)，而現(xiàn)場(chǎng)處置單元與子系統(tǒng)微機(jī)之間那么經(jīng)過(guò)RS-485等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展數(shù)據(jù)交換。這種改造雖然起到了一定的效果，但未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的全分布式控制，而且各公司所研制控制網(wǎng)絡(luò)的封鎖性，也妨礙了船用現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備間互換與互操作的實(shí)現(xiàn)。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的不斷完善，在新造船舶中，越來(lái)越多地采用現(xiàn)場(chǎng)總線作為各個(gè)子系統(tǒng)的內(nèi)部

3、控制網(wǎng)絡(luò)，上層網(wǎng)絡(luò)采用局域網(wǎng)，構(gòu)成全分布式的網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(FIELD BUS)網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)當(dāng)前的最新開(kāi)展：現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)FCS。FCS的主要優(yōu)點(diǎn)：用可靠的數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào)420mA電流信號(hào)，把控制、報(bào)警、計(jì)算等功能分散到系統(tǒng)最底層的現(xiàn)場(chǎng)傳感器，實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制，從而也可以節(jié)省大量的硬件和信號(hào)電纜，真正實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、全分散和全開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。機(jī)艙中采用的有代表性的現(xiàn)場(chǎng)總線：CAN、LONWORKS、PROFIBUS、CC-LINK等。 DCS 和FCS的比較 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)踐上是采用串行數(shù)據(jù)傳輸和銜接方式替代傳統(tǒng)的并聯(lián)信號(hào)傳輸和銜接方式。DCSFCSDCS 和FCS的比較二、K-

4、CHIEF 500系統(tǒng)的組成 DATACHIEF C20系統(tǒng) K-CHIEF 500系統(tǒng)的性質(zhì)： 采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)型機(jī)艙監(jiān)視報(bào)警和控制系統(tǒng) 。系統(tǒng)的主要組成單元： 分布式處置單元DPU； 現(xiàn)場(chǎng)操作站 MOS； 操作站OS遠(yuǎn)程操作站ROS ； CAN現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)、Ethernet網(wǎng)和網(wǎng)關(guān)單元SGW和dPSC； 值班呼叫單元延伸報(bào)警單元WBU、WCU。 K-chief 500系統(tǒng)的根本任務(wù)原理經(jīng)過(guò)DPU單元實(shí)現(xiàn)分散的監(jiān)視或控制，再經(jīng)過(guò)操作站OS實(shí)現(xiàn)集中管理和操作。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)組成的雙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各自采用雙冗余方案。CAN網(wǎng)主要用于現(xiàn)場(chǎng)信息的采集、轉(zhuǎn)換和控制。CAN

5、總線分成Local和Global兩個(gè)分段，兩個(gè)分段各自又是雙冗余的。Ethernet網(wǎng)是高速網(wǎng)，擔(dān)任系統(tǒng)信息的管理，OS之間的數(shù)據(jù)傳送借助于Ethernet網(wǎng)進(jìn)展。系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW用來(lái)使CAN和Ethernet兩種不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；dPSC用來(lái)實(shí)現(xiàn)同一CAN網(wǎng)中分段總線如Local CAN和Global CAN 間的通訊。三、k-chief 500系統(tǒng)的主要功能可以根據(jù)需求選擇系統(tǒng)功能，組成根本的報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)直至集報(bào)警監(jiān)視、控制功能于一體的綜合系統(tǒng)。主要的控制功能：備用泵的控制、閥門(mén)遙控、PID控制器、電站功率管理、壓載水控制、空壓機(jī)控制、空調(diào)控制、分油機(jī)控制、輔鍋爐控制、冷藏箱監(jiān)視、火災(zāi)報(bào)警

6、等。 主要的監(jiān)視與報(bào)警功能： 1、報(bào)警和監(jiān)視顯示； 2、過(guò)程模擬圖、BAR圖和趨勢(shì)曲線； 3、打印記錄； 4、自檢和缺點(diǎn)診斷。四、分布式處置單元DPUDISTRIBUTED PROCESSING UNIT DPU是采用模塊化設(shè)計(jì)、具有通訊功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元， 以單片機(jī)作為微處置器，是系統(tǒng)的中心單元。DPU的主要功能： DPU單元直接與傳感器和執(zhí)行器連接，獨(dú)立實(shí)現(xiàn)參數(shù)的監(jiān)視、報(bào)警和控制； 對(duì)來(lái)自傳感器的信號(hào)進(jìn)展處置和監(jiān)視，向外設(shè)輸出模擬量和開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)。 DPU用雙芯屏蔽電纜或雙絞線銜接到冗余的CAN總線上，與OS和MOS進(jìn)展數(shù)據(jù)通訊。 DPU單元DISTRIBUTED PROCESS

7、ING UNIT1、DPU模塊的類型DPU有模擬量輸入、熱電偶輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出模塊或輸入輸出混合模塊RIO C1C4，用于電站系統(tǒng)等各種類型，可以根據(jù)需求選用。通道數(shù)為832。 10通道熱電偶輸入模塊 RAI-10tC16通道開(kāi)關(guān)量輸出模塊 RDO-16混合輸入輸出模塊RIO-C1 模擬量輸入：2個(gè)AC電壓輸入；1個(gè)AC電流輸入；4個(gè)通用輸入信號(hào)。 模擬量輸出：2個(gè)電流輸出。 開(kāi)關(guān)量： 6個(gè)輸出通道；4個(gè)輸入通道；2個(gè)傳感器探頭輸入通道。 發(fā)電機(jī)監(jiān)控模塊RIO-C4RIO-C1：電站系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量、模擬量輸入輸出信號(hào)處置。RIO-C2：電站系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)處置。R

8、IO-C3：用于發(fā)電機(jī)平安維護(hù)。RIO-C4： RIO-C1 的晉級(jí)換代產(chǎn)品。2、DPU模塊的主要特點(diǎn)1能獨(dú)立完成參數(shù)的監(jiān)視、報(bào)警和控制。一切的數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制都能在每個(gè)獨(dú)立的DPU上進(jìn)展，因此即使OS失效，部分操作依然有效。2完備的通訊功能，這是DPU和普通I/O單元最大的不同之處。DPU單元配備有雙CAN總線接口，DPU單元之間經(jīng)過(guò)冗余的CAN總線進(jìn)展通訊。DPU還配備一個(gè)RS422或RS485串行接口，以便和其它外部設(shè)備進(jìn)展通訊。3用于DPU硬件組態(tài)和編程所需的軟件可以從OS下載并永久性地儲(chǔ)存在DPU的EEPROM中，可以在OS上對(duì)DPU進(jìn)展遙控組態(tài)。 在OS和MOS上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DP

9、U的監(jiān)視、控制和參數(shù)調(diào)整。4一切的DPU模塊均用24V DC電源供電。模塊采用單塊印刷電路板設(shè)計(jì)，DPU模塊的硬件沒(méi)有任何附加部件，無(wú)須設(shè)定微型電位器、DIP開(kāi)關(guān)、跳線或插座。DPU模塊的主要特點(diǎn)續(xù)5電源、I/O通道與通訊總線銜接采用電氣隔離。 6具有強(qiáng)大的自檢功能。假設(shè)模塊內(nèi)部溫度、存儲(chǔ)器性能、CAN總線形狀、電纜或傳感器有異常，那么會(huì)產(chǎn)生報(bào)警以提示值班人員。7缺點(diǎn)DPU的改換可以在系統(tǒng)不斷電的情況下進(jìn)展，在改換DPU模塊后，需求在OS上將參數(shù)下載給新模塊。DPU模塊的主要特點(diǎn)續(xù)五、操作站OS1、組成和功能組成：規(guī)范PC微機(jī)、操作控制面板CRP、觸摸屏TCP 、顯示器和打印機(jī)等。OS通常位于

10、集控室，駕駛臺(tái)、貨油控制室、船舶辦公室等場(chǎng)所也可以配備OS，各OS之間經(jīng)過(guò)雙冗余的Ethernet網(wǎng)相連。OS經(jīng)過(guò)CAN總線接受DPU單元送出的現(xiàn)場(chǎng)信息，并可向DPU發(fā)送指令、參數(shù)和程序。OS可以監(jiān)控每個(gè)銜接到CAN上的DPU的通訊，并對(duì)DPU的一切數(shù)據(jù)進(jìn)展備份。TCP (Touch Control Panel )CRP (Control Room Panel)控制室操作面板 CRP OS的主要功能1經(jīng)過(guò)CAN總線和DPU單元進(jìn)展雙向數(shù)據(jù)傳送，即從DPU接納數(shù)據(jù)或向DPU傳送指令、數(shù)據(jù)和程序；2報(bào)警信息的顯示、監(jiān)測(cè)及應(yīng)對(duì)；3將報(bào)警信息延伸送到駕駛臺(tái)和值班輪機(jī)員房間；4作為CAN網(wǎng)絡(luò)和Ether

11、net網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)。 OS的其它功能OS可以作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。用于OS和不同DPU的軟件儲(chǔ)存在OS的PC機(jī)中。在OS上，可以修正報(bào)警限值和系統(tǒng)參數(shù)，在一個(gè)OS上進(jìn)展的修正將會(huì)自動(dòng)地刷新其它一切的OS。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)變量或形狀發(fā)生變化時(shí)，DPU將刷新每個(gè)OS中的數(shù)據(jù)庫(kù)，這就意味著在任何一個(gè)OS上顯示的數(shù)據(jù)總是最新的。在OS上可以進(jìn)展駕駛臺(tái)和集控室之間的值班轉(zhuǎn)換以及輪機(jī)員呼叫。Mimics 圖 ME OVERVIEWDG OVERVIEWSYSTEM OVERVIEW.MIMIC圖用于過(guò)程監(jiān)測(cè)/控制的模擬圖顯示。DC C20系統(tǒng)DC C20系統(tǒng)與K-CHIEF500系統(tǒng)的硬件構(gòu)造、系統(tǒng)功能根本一樣，但兩者

12、在操作站的操作面板上有較大區(qū)別。 遙控操作站ROS：由計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、操作控制屏等組成。操作控制屏OCP(OPERATOR CONTROL PANEL OCP是一個(gè)公用鍵盤(pán)，用按鈕和指示燈的結(jié)合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的報(bào)警和形狀指示以及根本操作，并與外部消聲按鈕相連。遠(yuǎn)程操作站ROSDATA CHIEF C20 系統(tǒng)Alarm Groups 報(bào)警分組LO, FO, FW, EX, CW, CA, DO, BW, MI, DS, BO, BR, OM, DG, SG, ES, FI, TS, ST, LS.:系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的報(bào)警點(diǎn)被分為不同的組128組，當(dāng)某點(diǎn)報(bào)警時(shí)，相應(yīng)的指示燈和顯示器上相應(yīng)的文字或符號(hào)

13、會(huì)閃爍，同時(shí)報(bào)警蜂鳴器鳴叫。按下該按鈕可顯示該組內(nèi)的活動(dòng)報(bào)警。當(dāng)該組內(nèi)一切報(bào)警都被應(yīng)對(duì)確認(rèn)后，指示燈轉(zhuǎn)為常亮，一切報(bào)警點(diǎn)形狀恢復(fù)正常后指示燈熄滅。 MOS是一個(gè)專門(mén)設(shè)計(jì)的操作屏，可以方便地運(yùn)用操作員功能。MOS可以用作為部分的或主要的操作員站。六、現(xiàn)場(chǎng)任務(wù)站就地操作站 Midi Operator Station (MOS) MOS通常位于機(jī)艙，可以實(shí)現(xiàn)： 1檢查DPU處置的過(guò)程變量； 2就地操作設(shè)備； 3模擬DPU的輸入/輸出信號(hào)； 4調(diào)整DPU的參數(shù)。 MOS可以與一切和其一同銜接到同一段CAN總線上的DPU單元相連。在MOS上，操作者可以選擇并控制所選擇的DPU。 假設(shè)由于通訊中斷或OS出

14、現(xiàn)嚴(yán)重缺點(diǎn)等緣由使得一個(gè)DPU與系統(tǒng)的其它部分隔離，可以在MOS上就地獲得一切必要的報(bào)警和監(jiān)視功能。 在K-CHIEF500系統(tǒng)中，用MOS 替代LOS。 MOS安裝在DPU箱的面板上MOS七、值班呼叫系統(tǒng)延伸報(bào)警單元 駕駛臺(tái)值班單元WBU 艙室值班單元 WCU 實(shí)現(xiàn)延伸報(bào)警、人員呼叫和無(wú)人機(jī)艙值班交接等功能。 1、WBU及功能顯示值班責(zé)任崗位駕駛臺(tái)還是集控室；顯示值班者；顯示當(dāng)前報(bào)警形狀；當(dāng)值班交接和有報(bào)警時(shí)，蜂鳴器會(huì)鳴叫；呼叫值班員。2、艙室值班單元Watch Cabin Unit WCUWCU單元有LED式和LCD式兩種，LED式可有17個(gè)報(bào)警分組，LCD式只需6個(gè)報(bào)警分組。WCU、WB

15、U的功能和操作方法根本一樣。設(shè)定駕駛臺(tái)值班方式時(shí)，必需安排輪機(jī)員待命。假設(shè)報(bào)警發(fā)生，在值班輪機(jī)員的住所和公共場(chǎng)所，就會(huì)有報(bào)警信號(hào)。WCU上的蜂鳴器鳴響，一個(gè)或一組指示燈閃光，輪機(jī)員應(yīng)該去集控室查找缺點(diǎn)緣由。當(dāng)集控室進(jìn)展了報(bào)警應(yīng)對(duì)或去除了報(bào)警后，在WCU上也將去除報(bào)警。假設(shè)輪機(jī)員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未進(jìn)展應(yīng)對(duì)操作，值班輪機(jī)員住所、駕駛臺(tái)會(huì)重新出現(xiàn)報(bào)警，直到報(bào)警被應(yīng)對(duì)。WCU也可以用來(lái)呼叫輪機(jī)員到駕駛臺(tái)或集控室。八、系統(tǒng)通訊1、CAN現(xiàn)場(chǎng)總線 CAN是控制器區(qū)域網(wǎng)CONTROLER AREA NET的簡(jiǎn)稱，特別適用于分布式系統(tǒng)。CAN的信號(hào)傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光纖等，通訊速率最高可達(dá)1Mbps/5

16、00m，總線上最多可掛接110個(gè)設(shè)備。在系統(tǒng)中主要用于現(xiàn)場(chǎng)信息的采集、轉(zhuǎn)換和控制。 2、局域網(wǎng)LAN 系統(tǒng)局域網(wǎng)采用Ethernet網(wǎng)，在系統(tǒng)中擔(dān)任操作站OS之間的數(shù)據(jù)傳送，傳輸速率為10Mbps。LAN網(wǎng)的傳輸介質(zhì)與傳輸間隔有關(guān)，傳輸間隔在100m內(nèi)，可以采用2對(duì)五類雙絞屏蔽電纜STP；假設(shè)超越100m，那么可采用光纖實(shí)現(xiàn)HUBHUB的傳輸方案。3、網(wǎng)關(guān)單元系統(tǒng)的兩種網(wǎng)關(guān)：系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW； 雙分段處置控制器dPSC。 SGW用作CAN總線和LAN之間的網(wǎng)關(guān)， dPSC那么用作銜接兩個(gè)CAN分段的網(wǎng)關(guān)。1系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW SGW是一個(gè)銜接CAN總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)的四通道網(wǎng)關(guān)。Global

17、 CAN總線與SGW相連，實(shí)現(xiàn)CAN與Ethernet之間的冗余銜接，使DPU和OS之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。2雙分段處置控制器dPSCdPSC是一個(gè)雙重二通道的CAN網(wǎng)關(guān)，擁有兩個(gè)單獨(dú)供電的處置器，每個(gè)處置器有兩個(gè)CAN接口，兩個(gè)處置器經(jīng)過(guò)雙口存儲(chǔ)器共享信息。dPSC的主要義務(wù)是： 處置來(lái)自于Local CAN的信息并將其送往Global CAN進(jìn)而供OS運(yùn)用； 管理系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)或OS發(fā)送到與Local CAN相連的DPU的指令、參數(shù)和程序。dPSC還帶有兩個(gè)RS422RS485雙路串行接口，用于和其它外部設(shè)備或系統(tǒng)的通訊。 dPSC九、DC C20系統(tǒng)的管理維護(hù)要點(diǎn) 1、ROS的管理維護(hù)1充分熟

18、習(xí)闡明書(shū) 能快速查閱缺點(diǎn)代碼所對(duì)應(yīng)的缺點(diǎn)排除方法。2定期進(jìn)展系統(tǒng)測(cè)試 闡明書(shū)引薦每周進(jìn)展一次系統(tǒng)測(cè)試，假設(shè)測(cè)試不勝利，那么應(yīng)參照設(shè)備闡明書(shū)所述步驟進(jìn)展缺點(diǎn)診斷。3ROS的系統(tǒng)設(shè)置 ROS運(yùn)轉(zhuǎn)的是WINDOS NT操作系統(tǒng)，為使系統(tǒng)可以正常任務(wù)，要進(jìn)展各種系統(tǒng)設(shè)置，特別是網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)置。 必需對(duì)ROS進(jìn)展必要的備份。4 ROS的停機(jī)操作2DPU的管理維護(hù)當(dāng)DPU模塊出現(xiàn)異常時(shí)，在ROS屏幕上將出現(xiàn)模塊“通訊錯(cuò)誤(Communication error)報(bào)警，首先應(yīng)根據(jù)報(bào)警顯示信息找到相應(yīng)模塊所在的物理位置。一切DPU模塊上面均設(shè)有5個(gè)形狀指示燈，根據(jù)指示燈的不同形狀組合可以分別采取模塊斷電重啟或從ROS對(duì)模塊進(jìn)展重新加載等措施，假