船舶信号系统安装与调试 (33).pdf
2DC C20型监控报警系统3概述集中型系统采用单台计算机集中处理，可靠性差，一旦计算机发生故障，整个系统完全瘫痪。集散型系统采用集中和分散相结合的系统结构，将监视任务分散给多台微机子系统，并与上层计算机进行通讯，实现集中管理和信息共享。全分布式系统随着现场总线技术的完善，采用现场总线作为各个子系统的内部控制网络，上层网络采用局域网，形成全分布式的网络型监控系统国内外代表产品：挪威KONGSBERG公司的DC C20和K-CHIEF系列；德国SAM 公司的MCS-2200系列船舶监控系统；上海驷博自动化公司SB-2001微机监测报警系统；上海三进科技发展有限公司的CJBW 3200系列监测报警系统等船舶机舱监测报警系统可分为：集中型系统、集散型系统和全分布式系统。4学习内容DC C20型监控报警系统的结构组成1分布式处理单元DPU25DC C20型监控报警系统的结构组成Part 1l 双CAN 冗余的下层控制网络l 双以太网 冗余的上层控制网络（1）网络结构：双CAN网+双以太网6DC C20型监控报警系统的结构组成远程操作站ROS值班呼叫系统WCS分布式处理单元DPU其他辅助设备（UPS,HUB、LOS、MOS）（2）设备组成Part 17(一)分布式处理单元（DPU）作用一：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作用二：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连接DPU和上层网络的CAN总线采用双冗余结构，即具有两套CAN总线，它们互为热备份。当主用网络出现故障时，备用网络自动切入控制，充分保证系统工作的可靠性 DPU是Distributed Processing Unit（分布式处理单元）的简称，采用模块化设计、是具有通信功能的智能化远程I/O单元Part 1DC C20型监控报警系统的结构组成8DC C20型监控报警系统的结构组成Part 1(二)远程操作站ROS（Remote Operator Station）ROS组成：PC机操作控制面板OCP（或普通PC机键盘）鼠标显示屏、打印机PC机采用Windows NT或Windows XP操作系统9DC C20型监控报警系统的结构组成Part 1(二)远程操作站（ROS）ROS通常配置是集控室2台，驾驶室和轮机长室各1台，其他舱室是否设置可根据需要而定。其中，集控室的2台是必备的，其他场所为可选安装集控室的2台ROS 还兼有系统网关SGW（System Gate Way）的功能，使得局域网中的各个ROS能够通过系统网关SGW与CAN总线相连。各ROS均配置双网卡，彼此连接形成双冗余的以太网络ROS作用：通过SGW和CAN总线，（1）接受各个DPU单元送出的机舱现场信息（2）向DPU发送操作指令、控制参数和程序包。10DC C20型监控报警系统的结构组成Part 1(三)值班呼叫系统（WCS）舱室及公共场所的延伸报警装置则称为WCU（Watch Cabin Unit）驾驶室的延伸报警装置称为WBU(Watch Bridge Unit)WBU和WCU通过CAN Bus3 总线与ROS进行通信连接，形成值班呼叫系统WCS(Watch Calling System）。按照无人机舱的基本设计原则，DC C20系统在驾驶室和轮机员住所及公共场所设有延伸报警装置。11DC C20型监控报警系统的结构组成Part 1(四)其他辅助设备便携式操作站MOS（Midi Operator Station）MOS是一个特殊设计的移动式操作站，通过MOS面板可以方便地实现各种操作站功能，可用作LOS、ROS或驾驶台值班监视系统的显示单元。不间断电源 UPS 短时失电时为系统 提供AC22OV和DC24V现场操作站LOS(Local Operator Station)用于在机舱现场对各个DPU模块进行操作。如，选择和访问挂在同一CAN总线上的任意DPU,查看DPU中的过程变量、对所辖设备的现场操作、参数调整和模块自检操作等。以太网集线器HUB 用于以太网中各个ROS联网LOSHUB12分布式处理单元DPUPart 2DPU采用模块化设计，具有通信功能的智能化远程I/O单元。它以微处理器为核心，采用单电路板结构，是DC C20监控报警系统的核心组成单元。DPU分布在机舱各处，可以直接安装在机器设备上也可以根据需要将若干个DPU模块组装在一个控制箱内，并称之为“数据获取单元”（SAU）(一)DPU概述DPU模块箱DPU模块DPU模块接线13（1）作为传感器或执行器的接口，对来自模拟量、开关量传感器的 信号进行处理、监视与报警，或向不同设备输出模拟量、开关量控制信号。分布式处理单元DPUPart 2DPU与现场传感器的连接：(一)DPU概述（2）DPU通过双芯电缆或双绞线等连接到双冗余CAN总线，实现DPU单元之间的互联以及DPU单元与ROS之间的数据通信DPU主要功能：14分布式处理单元DPUPart 2按照数据输入输出类型的不同，可分为通用模块和专用模块两大类。DPU模拟量输入模块(RAi-16)热电偶输入模块(RAi-10tc)模拟量输出模块(RAo-8)开关量输入模块(RDi-32，RDi-32A)主机遥控系统专用模块(MEI、DGU、ESU、RPME)通信模块(dPSC、PSS、MSI）输入输出混合模块(RIO-C1，RIO-C2，RIO-C3，RIO-C4)开关量输出模块(RDo-16)DPU模块的分类通用模块专用模块专用模块15分布式处理单元DPUPart 2所有端子均采用3位数编号，个位数表示端子号，十位和百位表示通道号。（191和192分别代表19号通道的第1和第2个接线端子）(二)DPU的共同特点（1）所有的DPU模块均采用统一的机械和电气设计。模块的正面包括接线端子、状态指示灯和各种说明符号。16X8为CAN1总线的接线端子，X8的81和83连接网络中的上一个相邻DPU,82和84连接下一个相邻的DPU;分布式处理单元DPUPart 2X1为输入输出接线端子X7为RS-422/485通信接线端子X3为计数输入端子X9为CAN2总线的接线端子，与X8类同；X10为2路24VDC电源接线端子状态指示灯包括通道状态指示灯和模块状态指示灯，通道状态指示灯用于指示相应输入输出通道的工作状态，每个指示灯对应一个通道。17（5）DPU单元具有强大的自检功能（检查模块内部温度、存储器性能以及CAN总线状态）。分布式处理单元DPUPart 2（2）DPU具有完整的计算机结构：具有参数储存功能，能够独立完成参数的监视、报警和控制。当ROS出故障时，DPU的工作不受影响。（3）DPU具有完备的通信功能，支持双冗余CAN高速多主通信网络协议，具备CAN网络状态、容错管理功能。（4）所有的DPU单元均用24V DC电源供电，LED显示。DPU单元的硬件无需进行设置和调整，所有连接均可即插即用。(二)DPU的共同特点181.模拟量输入模块（RAi-16）Ai是Analog input（即模拟量输入）的缩写，16表示该模块有16个模拟量输入通道，即可以接收16路模拟量信号每个通道的输入类型可以是电压、电流或者电阻信号具有内建的量程和量纲转换功能和参数越限报警功能模块还包含一个计数器通道，计数频率为5500HZ适用于检测机舱的各种温度、压力、液位和转速等模拟量信号。分布式处理单元DPUPart 2(三)DC C20中的DPU通用模块19分布式处理单元DPUPart 22.热电偶输入模块（RAi-10tc）tc是Thermocouple（热电偶）的缩写，10表示该模块可以接收10路热电偶输入信号具有内建的热电偶冷端补偿和量程、量纲转换功能和参数越限报警功能如果采用外部冷端补偿，则需采用外部放大电路，并以RAi-16模块进行输入适用于检测柴油机的气缸排烟温度(三)DC C20中的DPU通用模块203.模拟量输出模块（RAo-8）Ao是Analog output模拟量 输出的简称，8表示模块具有8个模拟量输出通道输出信号可以选定为10VDC的电压信号或者20mA的电流信号适用于模拟量指示输出和控制量信号输出4.开关量输入模块（RDi-32,RDi-32A）Di是Digital input 开关量输入的简称，32表示模块具有32个开关量输入通道RDi-32A为24VAC或24VDC电压信号输入当输入状态异常时，能够发出开关量报警，并由发光二极管指示每个输入通道的输入状态。RDi-32为触点输入适用于检测各种机舱设备的运行状态、阀门位置等开关量信号分布式处理单元DPUPart 2(三)DC C20中的DPU通用模块215.开关量输出模块（RDO-16）具有16通道的开关量输出模块最大输出电压为230V AC，最大输出电流为3A（电阻性负载），支持脉冲输出适用于各种开关量的指示输出和开关量控制信号的输出设有发光二极管指示每个通道的输出状态6.dPSC、PSS、MSIDPSC是一个具有双处理器的网段控制器，全称为dual Process Segment Controller，用于CAN 网络的扩展PSS类似以太网的集线器HUB，全称为Process Segment Starcoupler，用于CAN总线分支，此外还具有分段隔离的作用；MSI 是Multi Serial Interface 的简称，当系统中的RS-422/485通信接口不够用时，可采用MSI来实现DC C20与其他设备的数据连接。分布式处理单元DPUPart 2(三)DC C20中的DPU通用模块
