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摘要：本文主要从船舶机舱监测报警系统的网络和软件方面，来浅谈关于这两个方面的新设计或者新思路对于船舶机舱报警系统的改进。
关键词：新网络；船舶机舱；检测报警
前言
长久以来，高效益、低成本、安全无事故是机舱监测报警系统的目标。当运行设备发生故障，监测报警系统能自动发出声光报警信号并进行报警打印记录，它还能定时检查有关运行状态及其参数值，对无人值班机舱，集中监测与报警系统能把报警信号延伸到驾驶室、公共场所、轮机长及值班轮机员的住所。船舶系统的技术状态对运输效率、质量、安全有着重大的影响，随着现代工业和科学技术的飞速发展，机舱监视报警系统应朝着集散结合、信息共享、通信快捷、不易干扰、操作简单、界面友好的方向发展。
一、机舱船舱的监测报警系统
机舱监测和报警系统是船舶自动化的重要组成部分，它能使轮机员及时掌握了解机舱中的主、辅机等各种设备和各系统的运行状况，对船舶的安全航运起着重要的作用。其功能如下：
1.1显示功能
1.1.1数据显示.可分页显示测量数据，其中显示模拟量页，每页显示 20路 .每行分点号、名称、下限值、测量值、上限值、单位几栏 .显示开关量的页，每行显示点号、名称、状态.以上信息正常时用绿色显示，报警时用红色显示，处于闭锁状态时用蓝色显示 .没有应答的报警点用闪烁方式表示。
1.1.2模拟指示灯显示.系统在显示器的报警一览显示画面，可显示所有模拟量及开关量的报警状态.正常为绿色，报警为红色。
1.1.3提示信息显示. CRT在进行上述各页显示时，每页的最上行或最下行都有重要的提示信息，包括日期、时间、故障板号、报警总数等.
1.2报警功能
本系统设有两种报警模式，即 windows报警模式和Auto报警模式，当系统被设定为 windows 报警模式时一旦有报警发生，在保持原显示模式不变的情况下，在屏幕下方四分之一处将弹出一个小的报警窗口。窗口内显示当前发生报警的通道总数及三条报警通道信息。当系统被设定为 Auto报警模式时，一旦有故障报警发生，屏幕显示区会自动整体切换为报警窗口，窗口内显示当前发生报警的通道总数及20条报警通道信息。轮机员可在系统设定模式下进行报警模式的选择。
1.3报警阻塞
由于船舶的运行状态是变化的，如停港时主机不运转，与其相关的参数如主机滑油压力、冷却水温度等都会异常，但这是正常的，所以有必要封锁这些监视点的报警。报警阻塞就是根据船舶的不同运行状态，封锁一些不必要的报警监测点禁止其报警。本系统共设多组自动报警阻塞组，包括主机燃油低温屏蔽&主机各缸排烟温度偏差过高屏蔽&发电机停用期自动屏蔽等。
1.4延伸报警和轮机员招唤功能
延伸报警是为实现无人机舱船舶而设计的。延伸报警板上有10个报警指示灯及嗡鸣器。用于指示报警内容和等级，轮机员在自己房间内即可随时监测机舱各运行设备的工作状态。轮机员召唤功能，当机舱无人时，一旦有报警发生，要求值班轮机员在 23min’时间（可调）内到集控室复位，并到机舱采取相应措施使故障设备恢复正常，否则 23min 后所有延伸报警铃都会响，以告知值班轮机员不在岗位。
1.5报警及运行参数打印
本系统既可以对故障报警点实时打印、对某一阶段的所有故障汇总打印，又可对监测设备的传感器故障进行报警打印。以便让轮机员了解监测点的真实状态，同时还可对机舱各设备的运行参数定时记录、设定时间记录&中午报告等进行打印，通常有关故障报警部分的打印工作由故障打印机承担（有关设备运行参数的记录打印工作则由数据打印机完成）。若某一打印机出现故障而不能正常工作，则另一台将自动完成其功能。
二、机舱船舱检测报警系统的发展趋势
随着计算机技术、自动控制技术和信息技术的发展，现代船舶的自动化程度越来越高，作为船舶自动化的一部分，机舱监测和报警系统的发展趋势是：
1.1网络化和模块化，即整个监控系统是以网络系统架构而成，并由互为独立的不同品种和不同数量的标准化功能模块组合而成；
1.2监测和报警功能主要依靠软件实现，从而大大简化系统硬件设计和投资费用，提高性能价格比；
1.3强化系统的冗余，通过不同形式的显示报警，提高系统的可靠性；
1.4集监测、报警、操纵和控制管理于一体，提高综合管理水平，更有利于进行故障预测、诊断，也为船舶维修提供了较为充分的综合数据信息。
三、机舱船舱监控报警系统的网络化
从上文第一部分可以看出，机舱船舱的检测报警系统是否高效，实质就是其自动化的程度高低，也就是说自动化程度越高的系统，其效率就越高，能监测的情况也就越全面越快速。而自动化也必须有硬件支持，这里说的硬件不是系统连接的其他外延部分，而是系统本身网络硬件。其硬件内容如下：集控室主要设有两台终端监测微机、一台打印机及两台交换机；并设有一个重要参数显示模块；驾驶室、轮机长室各设有一台终端监测微机；驾驶室、轮机长室等还各设有一个延伸报警模块；机舱设有多台现场处理站（分站）；每台现场处理站上配置有一个 CAN /以太网关和多个 I/O模块。新的网络化主要以下几个方面：
3.1以太网技术
双重冗余以太网络技术以太网是机舱监测报警系统的核心部分，网络采用两级星形拓扑结构，协议采用 TCP / IP协议。主要由工作站（监测微机）、以太网交换机、CAN /以太网关、延伸报警模块和传输媒质构成，以太网采用双冗余配置，当一个以太网故障或局部出现故障时，系统通过另一个以太网仍能正常工作。
3.2双 CAN总线技术
CAN总线是一种多主总线，可完成对通讯数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等，由于其对数据块进行编码的方式，且数据段长度为八个字节，不会占用总线时间过长，保证了数据通信的实时性；其采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。系统采用了双 CAN总线配置，当一个 CAN总线出现故障，系统通过另一个 CAN总线仍能正常工作，增加了系统的可靠性。
2.3系统自动生成技术
通过对系统选用的各标准化模块配置参数，以形成各种类型船舶的机舱监测报警系统，实现监测报警系统的通用化生成、组态和下载。对于各种类型的船舶，使用自动生成技术，运用标准模块，便能自上而下迅速组建机舱监测报警系统，使得系统的开发设计、模块选型、参数配置、调试试验的过程简化，时间大大缩短，生产成本降低、更有利于维护。
3.4模块化设计技术
系统采用了自主研发的 CAN/以太网关模块延伸报警模块该模块、现场处理站 I/O模块等。模块设计采用了先进的嵌入式技术、现场总线技术、以太网技术和自动生成技术等，各模块采用标准化结构，供电采用标准的直流 24V供电模式，通讯协议采用标准的 CAN总线协议和以太网通讯协议，通过参数配置和自动生成下载，达到特定的功能。
四、机舱船舱监测报警系统的软件设计
软件设计主要分为两个部分：上位机和下位机的软件设计。
4.1下位机（PLC）
机舱监测报警系统下位机软件设计同样采用模块化设计思想，分为五大模块。
4.1.1输入模块：收集外部传感器的信号到过程I/O映像区；
4.1.2处理模块：处理数字量输入信号和模拟量输入信号（4~20 mA和PT100热电阻），同时处理系统消音和测试等操作，每个报警点都通过处理模块进行输出，处理模块作为报警系统的核心实时监测每个报警点的状态；
4.1.3输出模块：负责将处理模块处理后的信号打包成系统功能所需信号，然后按需输出；4.1.4通讯模块：提供处理单元之间的通讯，并且与各个工作站进行通讯，实时监测工作站数据，同时提供自检测功能，监控整个系统网络的通讯质量；
4.1.5其他功能模块：提供到其他系统接口。系统基本软件架构如图1所示。
参考文献：
[1] 翟传润，张炎华，等. 周期无人值守机舱监测报警系统方案研究 [J]. 中国造船，2006，43（1)：75-80.
[2] 孙建波，船舶监测报警系统 [J]. 中国造船，2014，43（2)：90-94.
[3] 王晓玲. 集中船舶监测报警系统的研制 [J]. 武汉交通科技大学学报，2014，20（1)：353-357.
论文作者:邓少丰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
标签：机舱论文; 报警系统论文; 轮机员论文; 模块论文; 系统论文; 船舶论文; 以太网论文; 《基层建设》2017年第13期论文;