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1、 海船船海船船员知知识更新更新机机舱网网络化化监控控 船舶船舶 轮机轮机 新技术新技术船舶轮机新技术 第一节第一节 电控柴油机控制系统电控柴油机控制系统 第二节第二节 采用计算机控制的船舶电站系统采用计算机控制的船舶电站系统 第三节第三节 船舶机舱网络化监控系统船舶机舱网络化监控系统船舶轮机新技术 第一节第一节 电控柴油机控制系统电控柴油机控制系统 第二节第二节 采用计算机控制的船舶电站系统采用计算机控制的船舶电站系统 第三节第三节 船舶机舱网络化监控系统船舶机舱网络化监控系统船舶轮机新技术 CAN BASED E/R CAN BASED E/R MONITORING MONITORING S
2、YSTEMSYSTEM船舶轮机新技术参考资料：参考资料：DC C20 DC C20 说明书说明书K-chief500 K-chief500 说明书说明书AC C20AC C20说明书说明书轮机自动化轮机自动化海船船员适任证书知识更新海船船员适任证书知识更新船舶轮机新技术一、一、DC C20DC C20监视与报警系统的结构组成监视与报警系统的结构组成二、分布式处理单元二、分布式处理单元DPUDPU三、网关三、网关四、远程操作站四、远程操作站ROSROS及及DC C20DC C20的系统功能的系统功能五、五、K-ChiefK-Chief监视与报警系统监视与报警系统六、现场总线网络型主机遥控系统六、
3、现场总线网络型主机遥控系统船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术机舱监控系统的发展史机舱监控系统的发展史没有监控没有监控集中监控集中监控集散型系统（西门子集散型系统（西门子SIMOS32)SIMOS32)全分布式的是（西门子的全分布式的是（西门子的IMA32CIMA32C系统、系统、NORCONTROL-KONGSBERGNORCONTROL-KONGSBERG公司的公司的DataData chief 1000chief 1000系统）系统）最近，基于现场总线技术的全分布式的网络监控系最近，基于现场总线技术的全分布式的网络监控系统发展很快统发展很快我们学习一下我们学习一下DATACHIEF
4、DATACHIEF C20C20（DC C20DC C20）及其改进及其改进型型K-CHIEF 500K-CHIEF 500网络型监控系统、网络型监控系统、AUTOCHIEF C20 AUTOCHIEF C20 （AC C20)AC C20)型网络型主机遥控系统型网络型主机遥控系统船舶轮机新技术u早期产品：一台或多台计算机作为下位机负责现场数据的采集，上位机（主机）负责对下位机采集的数据进行处理、显示、打印和报警输出等。上位机与下位机以及外围设备间采用串行通信进行信息传递u分布式网络结构：对每个重要设备或区域，采用单独的计算机（单片机）进行监视和控制，各个计算机采用现场总线传输数据，各个计算机
5、形成现场总线网络。现场总线网络与PC机组成的以太网互联，由以太网执行上层管理任务船舶轮机新技术u数据通信：把计算机信息和数据转变成物理信号，通过介质传送到接收端，再将物理信号还原成需要的信息和数据。并行通信：多位数据从一个设备同时（8/16/32/64位）传送到另一个设备，数据传输速度快，不需要处理，通信成本高，适合近距离数据通信串行通信：数据逐位由一个设备传送到另一个设备。通信速度慢，通信成本低，适合于长距离传输，是目前主要采用的数据传输模式。单工通信方式：只能单向传输半双工通信方式：不同时间进行双向传输全双工通信方式：同时可以双向传输船舶轮机新技术u异步通信与同步通信p异步通信：数据被划分
6、成长度相同的字符分组（起始位、数据位、校验位、停止位）进行独立传输，字符分组间并不同步。异步通信实现简单，但数据传输的额外开销较大p同步通信：收发双方约定同步字符的个数及相应的代码，整个字符组在发送端和接收端被同步之后，才作为一个单元传输，不需要对每个字符添加表示起始和停止的控制位。数据传输额外开销小，传输效率高u通信中的差错控制：改善信道的电气性能，采取数据检错和纠错技术u数据传输速率：指单位时间内所传送的二进制位的个数，称比特率u信号传输速率：指单位时间内所传输的信号个数，称波特率船舶轮机新技术u星形结构：以一个中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构，网络上的节点信息交换都
7、要通过中央节点u总线结构：采用通信总线将网络节点连接起来，节点通过通信总线进行数据传输，使用广播式传输技术，同一时间只允许一个节点发送数据，总线上其他节点根据发送内容中携带的目的地址决定是否对该数据进行接收u环形结构：各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环形通信线路中，各节点间无主从关系，信息流在网络中沿环单向传递u复合结构船舶轮机新技术u双绞线：最常见的有线传输介质，由一对相互绝缘的金属导线按一定的密度螺旋状扭绞（减少相互间的电磁干扰）而成u屏蔽双绞线：STP, shielded twisted pairu非屏蔽双绞线：UTP， unshielded twisted pairu同轴电
8、缆：由内外两个导体组成，内导体是一根芯线，外导体是以导体为轴的金属丝圆柱编织面（屏蔽），内外导体间用绝缘介质隔离u光纤：由纤芯、包层和涂覆层等多层介质构成的对称圆柱体，数据信息转换成射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号传输前进，在接收端将光信号还原成数据船舶轮机新技术u开放式系统互连（OSI）u物理层：数据作为原始的比特流进行处理u数据链路层：对协议数据单元（数据包）通过添加头部和尾部将数据打包（数据帧），包含物理地址、控制码、数据及校验码等信息u网络层：传送的协议数据单元称为数据包，通过路径选择算法将数据包送到目的地，对流入的数据包数量进行控制u传输层：向高层屏蔽下层数据通信细节，两个
9、传输实体间形成一条主机到主机、由用户设定控制的可靠的数据通路。传送的协议数据单元称为报文u会话层：管理和协调不同主机上各个进程之间的通信u表示层：标准表示形式、数据压缩、加密u应用层：用户与网络的接口，通过应用程序完成网络用户的应用需求船舶轮机新技术RS-232的信号线与物理连接：完整接口有22根线，采用25针标准D型插头（DB-25），通常采用9针D型插头（DB-9）数据信号线：用于数据的串行发送和接收TXD发送数据，RXD接收数据联络信号线信号地线船舶轮机新技术CAN总线：控制器局域网（总线：控制器局域网（controller area network）总线，是一种全数字式现场控制设备互联
10、总线，采用串总线，是一种全数字式现场控制设备互联总线，采用串行通信，支持分布式控制和实时控制行通信，支持分布式控制和实时控制以多主机方式工作，可以采用点对点、点对多点以及全局广播方式传输数据网络上的节点信息可以分成不同优先级，高优先级的节点信息先传输（非破坏式总线仲裁）数据信号采用差分电压传输（CAN_H和CAN_L）传输介质可用双绞线、同轴电缆或光纤采用短帧结构，每帧8Byte，数据出错率极低数据链路层具有严格的错误检测功能开放性和良好的数据兼容性现场总线型：各子系统采用现开放性和良好的数据兼容性现场总线型：各子系统采用现场总线通信，上层网络采用以太局域网，形成全分布式网场总线通信，上层网络
11、采用以太局域网，形成全分布式网络监控系统络监控系统船舶轮机新技术一、一、DC C20DC C20监视与报警系统的结构组成监视与报警系统的结构组成（一）分布式处理单元（一）分布式处理单元（DPUDPU）（二）（二） 远程操作站（远程操作站（ROSROS）（三）值班呼叫系统（三）值班呼叫系统(WCS)(WCS)（四）其他辅助设备（四）其他辅助设备二、分布式处理单元二、分布式处理单元DPUDPU三、网关三、网关四、远程操作站四、远程操作站ROSROS及及DC C20DC C20的系统功能的系统功能五、五、K-ChiefK-Chief监视与报警系统监视与报警系统六、现场总线网络型主机遥控系统六、现场总
12、线网络型主机遥控系统船舶轮机新技术 DPU船舶轮机新技术u(一一)分布式处理单元分布式处理单元DPU-Distributed Processing Unit 位置位置：一般分布在机舱各个地方. 作用作用：作为传感器接口；通过CAN 总线与上层网络相联，实现远端对机舱监视与控制。 CAN（Controller Area Net，控制局域网络）现场总线.采用双冗余结构，即两套总线。CANBUS1和CANBUS2，互为热备份。船舶轮机新技术u（二）远程操作站（二）远程操作站（ROS-Remote Operator Station）：组成：由组成：由PC机、操作控制面板、鼠标、显示屏、机、操作控制面板
13、、鼠标、显示屏、打印机组成打印机组成。位置：集控室2台属必备，驾驶台和轮机长房间各1台实情况而定。作用：集控室2台ROS兼作系统网关，使系统中的各ROS通过网关与CAN总线相连，实现与DPU双向数据传输：向上收集信息，向下发送指令。船舶轮机新技术u（三）值班呼叫系统（三）值班呼叫系统（WCS-Watch Calling System）: 位置位置：驾驶台，轮机员房间，公共场所 驾驶台延伸报警称为：WBU,watch bridge unit 轮机员房间，公共场所称为：WCU,watch calling unit 上述延伸报警通过CAN总线与ROS相连称为值班呼叫系统.船舶轮机新技术u值值班班呼呼
14、叫叫系系统统（ WBU)船舶轮机新技术u值值班班呼呼叫叫系系统统（ WCU)船舶轮机新技术u（四）其他辅助设备（四）其他辅助设备：不间断电源UPS、以太网集线器(HUB)、现场操作站LOS等、便携式操作站MOS（Midi Operator Station) UPS 电源电源220V AC,24V DC 现场操作站现场操作站LOS(Local Operator Station)实现机舱现场对DPU操作。 MOS移动式操作站移动式操作站，可用作LOS，ROS及驾驶台显示单元。船舶轮机新技术uMOS移移动动式式操操作作站站船舶轮机新技术一、一、DC C20DC C20监视与报警系统的结构组成监视与报
15、警系统的结构组成二、分布式处理单元二、分布式处理单元DPUDPU （一）（一）DPUDPU的特点的特点 （二）（二）DC C20DC C20系统中常用的系统中常用的DPUDPU模块模块三、网关三、网关四、远程操作站四、远程操作站ROSROS及及DC C20DC C20的系统功能的系统功能五、五、K-ChiefK-Chief监视与报警系统监视与报警系统六、现场总线网络型主机遥控系统六、现场总线网络型主机遥控系统船舶轮机新技术（一）（一）DPUDPU的特点的特点船舶轮机新技术Rdi-32ARdi-32A船舶轮机新技术船舶轮机新技术(1)DPU模块采用统一的机械和电气设计。(2)DPU具有参数储存功
16、能，能够独立完成参数的监视、报警和控制,ROS出故障不受影响DPU的工作。(3)DPU单元之间通过冗余的CAN总线进行通信。很多DPU还配备RS-422或RS-485串行接口，以便和其他外部设备进行数据通信。船舶轮机新技术(4)在ROS上可以对DPU单元进行遥控组态、监视、控制和参数调整。更换DPU后，需要给新单元下载参数。 (5) DPU单元采用24V DC电源供电，DPU单元的硬件连接均可即插即用，电源、通信、I/O都采用光电隔离。 (6)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）。若DPU、过程总线、电缆或传感器有故障，则会产生相应的报警信号。船舶轮机新技术LE
17、D 指示灯指示灯名称标志名称标志工作正常工作正常应用程序应用程序未加载未加载未初未初始化始化工作工作停止停止电源极电源极性错误性错误Watch Dog灭灭红红红红红红灭灭Info黄（闪烁）黄（闪烁）灭灭灭灭灭灭灭灭Power绿绿绿绿绿绿绿绿红红End Init绿绿绿绿灭灭绿绿灭灭Run绿绿灭灭灭灭灭灭灭灭WIPER,P49船舶轮机新技术 船舶轮机新技术（二）（二）DCC20 DCC20 系统中常用的系统中常用的DPUDPU模块模块1 1、1616通道模拟量输入模块通道模拟量输入模块RAi-16RAi-162 2、1010通道热电偶输入模块通道热电偶输入模块RAi-10tcRAi-10tc3 3
18、、8 8通道模拟量输出模块通道模拟量输出模块RAo-8,RAo-8,控制信号输出用控制信号输出用4 4、3232通道开关量输入模块通道开关量输入模块RDi32RDi325 5、1616路开关量输出模块路开关量输出模块RDo16RDo166 6、混合模块（既有模拟量又有开关量）、混合模块（既有模拟量又有开关量）7 7、双处理器的网段控制器、双处理器的网段控制器DPSC,DPSC,用于用于CANCAN网络扩展；网络扩展；PSSPSS类似于以太网集线器类似于以太网集线器hub,hub,用于用于CAN CAN 分支；分支；MSIMSI多多串联接口，通信接口不够用时使用串联接口，通信接口不够用时使用8
19、8、MEI,DGU,ESU,RPMDMEI,DGU,ESU,RPMD船舶轮机新技术1.模拟量输入模块模拟量输入模块(RAi-16，Remote Analogue input)：16通道模拟量输入模块，输入类型可以是电压、通道模拟量输入模块，输入类型可以是电压、电流或电阻信号，内建量纲转换和参数越限报警功电流或电阻信号，内建量纲转换和参数越限报警功能。适用于检测机舱的各种温度、压力、液位和转能。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。也可当作开关量输入模块来使用。速等模拟量信号。也可当作开关量输入模块来使用。 船舶轮机新技术2.热电偶输入模块（热电偶输入模块（RAi-10tc，R
20、emote Analogue input，thermal couple）：为）：为热电偶传感器专门设热电偶传感器专门设计的模拟量输入模块，共有计的模拟量输入模块，共有10个输入通道，特别适个输入通道，特别适用于检测柴油机的排烟温度。内建热电偶冷端补偿、用于检测柴油机的排烟温度。内建热电偶冷端补偿、量纲转换和参数越限报警功能。量纲转换和参数越限报警功能。船舶轮机新技术3.模拟量输出模块（RAo-8，Remote Analogue Output）：8通道模拟量输出模块，输出信号可为10 V DC的电压或20mA的电流信号。用于模拟量指示输出和控制量信号输出。船舶轮机新技术4.开关量输入模块（RDi
21、-32、RDi-32A，Remote Digital Input）:32通道开关量输入模块，RDi-32为触点输入，RDi-32A为24VAC或24VDC电压信号输入。由发光二极管（LED）指示每个输入通道状态。适用于检测设备运行状态、阀门位置等船舶轮机新技术4.开关量输入模块（RDi-32、RDi-32A，Remote Digital Input）:32通道开关量输入模块，RDi-32为触点输入，RDi-32A为24VAC或24VDC电压信号输入。由发光二极管（LED）指示每个输入通道状态。适用于检测设备运行状态、阀门位置等船舶轮机新技术5.开关量输出模块（RDo-16，Remote Dig
22、ital Output）：16通道开关量输出模块，发光二极管（LED）指示通道输出状态。最大输出电压为230VAC，最大输出电流为3安培（电阻性负载），支持脉冲输出。适用于各种开关量指示输出和开关量控制信号的输出。 船舶轮机新技术6.混合模块Remote Input/Output (RIO-C1)uRIO-C1：具有模拟量、开关量的输入、输出和脉冲输入功能uRIO-C2：包含8个开关量输入和8个开关量输出通道，适用于泵和阀门的控制uRIO-C3：专门用于船舶发电机发电机的安全保护，具有短路、过流、逆功率自动脱扣和有功功率、功率因素计算等功能。uRIO-C4：RIO-C4是RIO-C1的升级产品
23、，专门用于船舶电站系统的发电机监控模块，包括发电机并车、发电柴油机自动起停、发电柴油机转速定值控制、发电机功率计算、机组间负荷分配、主配电板仪表驱动、柴油机预润滑控制（可选）、燃油选择控制（可选）和发电机电压定值控制（可选）等。船舶轮机新技术uRIO-C1：具有模拟量、开关量的输入、输出和脉冲输入功能RIO-C1船舶轮机新技术RIO-C1船舶轮机新技术RIO-C2：包含8个开关量输入和8个开关量输出通道，适用于泵和阀门的控制RIO-C2船舶轮机新技术RIO-C3：专门用于船舶发电机发电机的安全保护，具有短路、过流、逆功率自动脱扣和有功功率、功率因素计算等功能。RIO-C3船舶轮机新技术RIO-
24、C4：RIO-C4是RIO-C1的升级产品，专门用于船舶电站系统的发电机监控模块，包括发电机并车、发电柴油机自动起停、发电柴油机转速定值控制、发电机功率计算、机组间负荷分配、主配电板仪表驱动、柴油机预润滑控制（可选）、燃油选择控制（可选）和发电机电压定值控制（可选）等。RIO-C4船舶轮机新技术7.dPSC (Dual Process Segment Controller), PSS, MSIdPSC 双处理器的网段控制器，用于CAN总线的扩展船舶轮机新技术7.dPSC, Process Segment Starcoupler (PSS)，MSIPSS类似以太网的集线器HUB,用于CAN总线的
25、分支，还有分段隔离作用船舶轮机新技术7.dPSC,PSS, MSI(Multiple Serial Interface Module)MSI通信接口（通信接口（RS-422、4845）不够时，用来实现）不够时，用来实现DCC20 与其他设备的数据连接与其他设备的数据连接船舶轮机新技术8、MEI,DGU,ESU,RPME 专门用于主机遥控系统的DPU，分别是主机接口单元、数字调速器、安全保护单元、转速检测单元船舶轮机新技术一、一、DC C20DC C20监视与报警系统的结构组成监视与报警系统的结构组成二、分布式处理单元二、分布式处理单元DPUDPU三、网关三、网关（一）系统网关（一）系统网关SG
26、WSGW（二）双处理器网段控制器（二）双处理器网段控制器dPSCdPSC四、远程操作站四、远程操作站ROSROS及及DC C20DC C20的系统功能的系统功能五、五、K-ChiefK-Chief监视与报警系统监视与报警系统六、现场总线网络型主机遥控系统六、现场总线网络型主机遥控系统船舶轮机新技术(一）系统网关SGWuSGW是CAN总线网和Ethernet网之间的网关，采用双冗余设计，实现CAN与Ethernet两种网络之间的冗余连接，进而实现DPU和ROS之间的双向信息传输。p （1）接受来自于CAN总线的信息，对ROS进行刷新；p （2）管理从ROS发送到DPU或LOS的操作指令、参数和程
27、序。u所有必需的组态和软件安装均通过Ethernet网完成。船舶轮机新技术（二）双处理器网段控制器dPSCudPSC用于扩展局部CAN总线的专门设备，将CAN网络扩展成上下两层，上层全局CAN总线（Global CAN Bus），下层局部CAN总线（Local CAN Bus）。u处理来自Local CAN Bus的信息并将其送往Global CAN Bus，进而通过系统网关SGW供ROS使用；u管理由系统网关SGW或ROS发送到Local CAN Bus的指令、参数和程序。u一个dPSC模块共有4个CAN网络接口，2个RS-422/485串行通信接口udPSC具有开放式主控制器的能力，能够管
28、理连接到总线上的所有DPU。如果与某个DPU的通信出了故障，dPSC将在Global CAN Bus上产生系统故障信息。udPSC对CAN通道采用光电隔离，一个CAN通道的短路或故障不会影响其他的通道。船舶轮机新技术 船舶轮机新技术 船舶轮机新技术一、一、DC C20DC C20监视与报警系统的结构组成监视与报警系统的结构组成二、分布式处理单元二、分布式处理单元DPUDPU三、网关三、网关四、远程操作站四、远程操作站ROSROS及及DC C20DC C20的系统功能的系统功能( (一一) )人机交互接口人机交互接口( (二二) )监视与报警功能监视与报警功能( (三三) )综合控制功能综合控制
29、功能五、五、K-ChiefK-Chief监视与报警系统监视与报警系统六、现场总线网络型主机遥控系统六、现场总线网络型主机遥控系统船舶轮机新技术（一）人机交互接口（一）人机交互接口uROS是DC C20系统的重要组成部分，在系统的监视报警和控制过程中完成以下任务：1）与CAN网络中的数据采集或控制设备（即DPU）进行双向数据通信，从DPU收集数据或向DPU传送指令、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；3）向驾驶台和轮机员舱室提供延伸报警信息；4）在CAN网络和Ethernet局域网之间起网关作用。船舶轮机新技术 1.操作控制面板操作控制面板（OCP）船舶轮机新技术MINIC
30、功能区功能区分分组组报报警警功功能能按按钮钮值班功能按钮（绿）功能按钮（黄灯）功能按钮值班功能按钮（绿）功能按钮（黄灯）功能按钮船舶轮机新技术2.显示界面显示界面 （1）文本显示界面 （2）图形显示界面 （3）访问控制界面 船舶轮机新技术（1）文本显示界面）文本显示界面报警显示窗口：报警显示窗口： 分组报警窗口(group display):报警汇总窗口(alarm summary):当前存在的所有报警历史报警窗口（alarm history) ：最近发生的2000个警报监视窗口监视窗口：分组显示：选点显示：预先选定测量点属性：也叫标签（TAG）船舶轮机新技术 船舶轮机新技术 船舶轮机新技术
31、船舶轮机新技术（2）图形显示界面图形显示界面管路系统管路系统Mimic窗口；窗口；柱状图窗口，如各缸排烟温度及其平均温度柱状图窗口；柱状图窗口，如各缸排烟温度及其平均温度柱状图窗口；备用泵汇总显示窗口；备用泵汇总显示窗口；控制器和阀位状态汇总窗口；控制器和阀位状态汇总窗口；参数曲线趋势图窗口；参数曲线趋势图窗口；电站管理窗口；电站管理窗口；主配电板和发电机窗口。主配电板和发电机窗口。 u具有可交互的性质，即在图形界面上可以对实际设备进行操作和控制 船舶轮机新技术（3）访问控制界面访问控制界面 访问密码设置访问密码设置 所有操作均以事件记录的形式保存所有操作均以事件记录的形式保存船舶轮机新技术（
32、二）监视与报警功能（二）监视与报警功能1. 模拟量监视和报警模拟量监视和报警2.2.开关量监视与报警开关量监视与报警3.3.报警闭锁报警闭锁4.4.接收其他系统的报警信息接收其他系统的报警信息5.5.报警确认报警确认6.6.柴油机排气温度监视柴油机排气温度监视7.7.历史参数曲线监视历史参数曲线监视8.8.油耗经济性监视油耗经济性监视9.9.设备运转计时监视设备运转计时监视船舶轮机新技术1.模拟量监视与报警模拟量监视与报警高限（高限（High）报警）报警超高限（超高限（High-High）报警：）报警：发出自动停机指令低限（低限（Low）报警）报警超低限（超低限（Low-Low）报警：）报警：
33、发出自动停机指令线路故障报警线路故障报警避免报警状态的波动避免报警状态的波动：系统采取了三种技术手段： 从报警状态向正常状态恢复时设有不灵敏区； 对输入参数设置有可调的滤波因子； 报警状态的触发和消失均设有延时。 船舶轮机新技术2.开关量监视与报警开关量监视与报警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。通过正确调整开关量的动作值，系统也能实现测量点的高限和低限报警。为避免报警频繁，开关量报警也设有延时延时功能。3.报警闭锁（报警闭锁（REPOSE）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
34、件满足时，抑制信号有效。4.接受其他系统的报警信息接受其他系统的报警信息许多辅助设备都有自带的监视和报警功能，可将报警信号送至DC C20系统。如分油机、锅炉、生活污水处理装置等5.报警确认报警确认 报警时，在MINIC图显示、分组显示、汇总显示等确认船舶轮机新技术6.柴油机排气温度监视柴油机排气温度监视：u 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。u当偏差值超过允许范围时将发出排温偏差报警。u柴油机负荷越大，允许的偏差报警带就越小。当平均温度低于某一设定值时，偏差报警自动封锁。7.设备运转计时监视设备运转计时监视u为了便于掌握设备的运行时间，DC
35、C20提供了设备运行计时监视功能，对各种指定的设备，如空压机、泵、风机和发电机等，进行运行状态跟踪计时。统计结果可作为制定设备维修计划的重要参考8.历史参数曲线曲线监视历史参数曲线曲线监视u最多显示 5个历史曲线页面，每页可包含8个参数变化曲线船舶轮机新技术9.油耗经济性监视油耗经济性监视uDC C20可通过DPU采集燃油流量、燃油温度、柴油机转速、轴输出功率和航速等信息，通过网络发送至ROS，由ROS进行处理和计算，就可以实现对柴油机的油耗信息进行实时监视，据此可进一步对各种操作的经济性进行评估u计算程序输出的性能参数包括：u柴油机瞬时油耗（kg/h）u船体效率（kg/n mile）u柴油机
36、效率（g/(kWh)）u轴功率（MW）u燃油消耗总量和输出功总量按照航次累计，累计信息包括：航行时间（h）、航行距离（n mile）、航次总油耗（t）、航次输出总功（MWh）。u油耗经济性监视窗口通过OCP功能键激活，一般在每个航次结束时进行复位清零，复位操作将激活打印机输出一份航次报告船舶轮机新技术（三）综合控制功能（三）综合控制功能利用DPU模块的输入输出功能和软件设计，DC C20除了对机舱设备的状态和参数进行监视与报警之外，还可实现对设备的控制1.泵的控制泵的控制2.阀门的控制阀门的控制3.PID过程反馈控制过程反馈控制4.辅助设备的控制辅助设备的控制5.电力系统的控制电力系统的控制船
37、舶轮机新技术1.泵的控制泵的控制a)a)泵组顺序起动泵组顺序起动：与某一管系操作相关的两个或几个泵可以按照事先规定的顺序自动起动。b)b)主备用切换主备用切换：当主用泵的出口压力低于设定值时，备用泵自动起动。c)c)失电自动起动失电自动起动：某些重要泵能够在全船失电后恢复供电时进行泵组自动起动，起动顺序由泵的控制逻辑决定。d)d)起动禁止起动禁止：有两种情况需要进行起动禁止：一是在泵的出口压力建立期间，二是当主机或发电原动机停机时。e)e)报警功能报警功能：各情况发出相应的报警：备用泵自动起动；泵自动起动失败或跳闸；备用异常报警，即当某停止的泵不在备用状态时也将发出报警。船舶轮机新技术船舶轮机
38、新技术2.阀门遥控阀门遥控u阀门遥控是指对船舶各种管系当中的阀门进行远距离控制，可以实现压载水调驳和燃油驳运等操作任务，对于液货船，则还可以进行装卸货操作。uDC C20阀门遥控是通过DPU和ROS实现的。阀门控制操作程序存放于DPU内，DPU与ROS进行通信。在ROS的Mimic窗口中，可通过OCP对管路系统中的相应阀门进行操作。船舶轮机新技术单作用阀门控制单作用阀门控制：只需要1个开关量输出通道和1个或2个开关量输入通道。双作用阀门控制双作用阀门控制：需要2个开关量输出通道，还需2个开关量输入通道，用于检测阀门的开关状态。带阀门定位器的双作用阀门控制带阀门定位器的双作用阀门控制：需要2个开
39、关量输出通道，需要1个模拟量输入通道用作阀门开度的连续反馈。带阀门定位器的单作用阀门采用模拟量输出进带阀门定位器的单作用阀门采用模拟量输出进行控制行控制：需要一个模拟量输出通道和一个模拟量输入通道。船舶轮机新技术 船舶轮机新技术3.PID过程反馈控制过程反馈控制uPID控制器是ROS中的一个软件模块，其控制规律通过软件算法实现，PID软件模块可以下载到与控制回路相关的DPU中，这些DPU通过模拟量输入通道输入被控量测量值，在DPU内部与设定值比较形成偏差，经控制算法计算后，再由模拟量输出通道送至执行机构，形成闭合的控制回路。船舶轮机新技术通过ROS，可对控制器软件进行各种设置：调节器作用强度参
40、数，包括比例带、积分时间、微分时间被控量设定值调整输出模式设定（自动、阀位手动）调节器作用规律类型设置，通过切除积分或微分，可得到各种作用规律（P,PI,PD,PID)输出输入信号类型设定，输入电压、电流、电阻，输出电压、电流船舶轮机新技术4.辅助设备的控制辅助设备的控制若在CAN网络上挂接必要的DPU，并配置相应的软件模块，DC C20系统还可以实现对空压机、分油机和辅锅炉等辅助设备进行自动控制。A.空压机自动控制空压机自动控制：空压机的自动控制功能包括空压机的自动起停、遥控手动起停、失电重起和自动放残等。B.分油机自动控制分油机自动控制：通过DPU的输出通道可以控制分油机进油温度、分油机起
41、停和密封水电磁阀和排渣水电磁阀等。C.辅锅炉自动控制辅锅炉自动控制：包括点火时序控制、PID反馈控制和报警显示等，所控制的设备包括燃油备用泵、燃烧器马达、燃油加热器、喷油设备、点火时序、风门挡板和蒸汽泄放阀等，这些设备均与DPU相连接并由DPU输出的控制信号进行控制。船舶轮机新技术5.电力系统的控制电力系统的控制uPMS涵盖了电站自动控制的所有功能，包括全船电力的生产、配送和安全保护等。对于基本型电力管理系统，每台发电机组配置一个DPU，用于单台发电机组的自动控制。DPU与ROS相连，在ROS上可以对各个DPU的监控功能进行初始化设置u对于复杂的电站管理系统，一般通过dPSC将PMS扩展为一个
42、独立的局部CAN网络（Local CAN Bus），这一局部CAN网络再通过全局CAN总线（Global CAN Bus）与ROS通信。uPMS电站包含三台柴油发电机组，每台机组分别配置p两个RIO-C1模块：DSS（Diesel engine Start, Stop & Safety）和）和 GMC（Generator Monitoring & Control）模块）模块pRAi-16模块用于检测发电柴油机是否具备遥控条件pRio-C2则用于重载起动管理船舶轮机新技术 船舶轮机新技术一、一、DC C20DC C20监视与报警系统的结构组成监视与报警系统的结构组成二、分布式处理单元二、分布式处
43、理单元DPUDPU三、网关三、网关四、远程操作站四、远程操作站ROSROS及及DC C20DC C20的系统功能的系统功能五、五、K-ChiefK-Chief监视与报警系统监视与报警系统（一）（一）K-chiefK-chief的组成的组成（二）系统实例（二）系统实例六、现场总线网络型主机遥控系统六、现场总线网络型主机遥控系统船舶轮机新技术（一） K-chief K-chief的组成的组成 K-chief K-chief是是DC C20DC C20的升级换代产品。它主要由：的升级换代产品。它主要由： （1 1）操作站）操作站(Operator Station, OS)(Operator Stat
44、ion, OS) （2 2）便携式操作站）便携式操作站Midi Operator Station, MOSMidi Operator Station, MOS （3 3）集控室操作面板）集控室操作面板Control room Panel, CRPControl room Panel, CRP （4 4）值班呼叫系统）值班呼叫系统Watch Calling System, WCSWatch Calling System, WCS （5 5）分布式处理单元）分布式处理单元Distributed Processing Distributed Processing Unit , DPUUnit , D
45、PU船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术 （1）操作面）操作面板板省去功能按功能按钮钮，变为显示窗口的菜菜单键，保留单键，保留了报警控制了报警控制按钮、操作按钮、操作权控制按钮、权控制按钮、数字数字/字母小字母小键盘、轨迹键盘、轨迹球球船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术 （2）操作界）操作界面面省去功能按功能按钮钮，变为显示窗口的菜菜单键，保留单键，保留了报警控制了报警控制按钮、操作按钮、操作权控制按钮、权控制按钮、数字数字/字母小字母小键盘、轨迹键盘、轨迹球球船舶轮机新技术 船舶轮机新技术船舶轮机新技术（二）系统实例略船舶轮机新技术一、一、DC C2
46、0DC C20监视与报警系统的结构组成监视与报警系统的结构组成二、分布式处理单元二、分布式处理单元DPUDPU三、网关三、网关四、远程操作站四、远程操作站ROSROS及及DC C20DC C20的系统功能的系统功能五、五、K-ChiefK-Chief监视与报警系统监视与报警系统六、现场总线网络型主机遥控系统六、现场总线网络型主机遥控系统（一）（一）AC C20AC C20型遥控系统的结构组成型遥控系统的结构组成（二）分布式处理单元（二）分布式处理单元DPUDPU（三）车钟部分及操作部位切换（三）车钟部分及操作部位切换（四）（四）AC C20AC C20控制面板控制面板（五）（五）AC C20A
47、C C20的控制功能的控制功能（六）（六）AC C20AC C20的安全保护功能的安全保护功能船舶轮机新技术Neptune Engine Room Simulator MAN B&W 5L90MC VLCCL11-Vinterface to K-Chief 500 automation systemand AutoChief C20 propulsion control system船舶轮机新技术 船舶轮机新技术（一）（一）AC C20遥控系统结构组成遥控系统结构组成u驾驶台操作单元BMU（Bridge Maneuvering Unit)u集控室操作单元CMU(Control Room Man
48、euvering Unit)u主机接口单元MEI(Main Engine Interface)u电子调速器单元DGU(Digital governor Unit)u主机安全单元ESU(Engine Safety Unit)船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术船舶轮机新技术u驾驶台：驾驶台操纵单元BMU（驾驶台，侧翼操作单元），车令打印机 驾驶台驾驶台BMU=AutoChief 控制面板控制面板ACP（AutoChief Control Panel) + 手柄复合车钟手柄复合车钟（Combined Lever and Telegraph Unit,LTU)船舶轮
49、机新技术船舶轮机新技术驾驶台面板与单手柄复合车钟船舶轮机新技术船舶轮机新技术 u机控室机控室:集集控室操作单控室操作单元元CMU(control room maneuvering unit)、主、主机启停与转机启停与转速设定手柄速设定手柄（Start/stop &speed-set lever,可选可选)和指示面板和指示面板单元单元（Indication Control Unit,IPU)船舶轮机新技术主机启停与转速设定手柄（主机启停与转速设定手柄（Start/stop &speed-set lever,）船舶轮机新技术 指示面板单指示面板单元元（Indication Control Unit
50、,IPU)船舶轮机新技术 机旁控制单机旁控制单元元Local Control Panel,LCP)u按钮式车钟按钮式车钟PBT,u主机接口单主机接口单元元MEI，u数字调速系数字调速系统统DGS，u主机安全单主机安全单元元ESU船舶轮机新技术（二）分布式处理单元1.主机接口单元MEI2.主机安全单元ESU3.数字调速器DGU4.转速检测单元RPMD船舶轮机新技术 主机接口单元主机接口单元MEI：模块提供了电动部分与气动操纵系统相接口的开关量/模拟量输入、输出通道u接受驾驶台或集控室的操作命令u输出控制信号控制气动操纵系统电磁阀，实现启、停、换向船舶轮机新技术MEI集控/驾控选择开关主启动阀空气
51、分配器调速器合上/脱开集控手动转速设定集控停启正倒 停车、启动、正、倒车VIT扫气、启动空气压力4-20MA集控/驾控指示机旁控制转速指示船舶轮机新技术Terminator resistorsAt each end of the Bus cable a terminator resistant of 120 MUST be installed to avoid signal reflection.120120 电电阻阻船舶轮机新技术主机安全单元主机安全单元ESU：u通过传感器检测主机运行状态，故障时发出主机自动降速和自动停车命令u降速功能有调速器实现u自动停车电磁阀，ESU内部直通船舶轮机新技
52、术 ESU机旁控制机旁控制机旁操作机旁操作驾驶台急停驾驶台急停集控室急停集控室急停左翼急停左翼急停右翼急停右翼急停船舶轮机新技术数字调速系统数字调速系统DGSu组成：数字调速器DGU、转速测量单元RPMD,伺服单元、执行机构u作用：接收主机转速设定命令和主机实际转速，根据控制规律输出油量信号，有伺服单元控制执行机构，改变给油量，实现主机转速控制船舶轮机新技术u主主机机转转速速测测量量单单元元RPMD船舶轮机新技术4、转速检测箱RPMD=RPME1 +RPME2信号：送（CAN,RS422/485)DGU，ACP 送ESU船舶轮机新技术主机转速测量单元RPMD船舶轮机新技术（三）车钟系统及操作部
53、位转换前面已经讲过（四）ACC20控制面板 1.ACC20控制面板 （1）显示窗口 （2）多功能旋转按钮 （3）应急取消按钮 （4）报警操作按钮2.IPU指示面板单元船舶轮机新技术副车令，操作位，主机态副车令，操作位，主机态菜单菜单,P75文文流流条，条，模模拟拟表表转压条，设定速转压条，设定速船舶轮机新技术当前态，起败塞，备车态当前态，起败塞，备车态船舶轮机新技术船舶轮机新技术 IPU指示指示面板面板单元单元船舶轮机新技术 3.机旁显示面板显示内容主机转转速，运转方向向，主机当前操作部部位，辅助风风机运转指示，应急操急操作指示，自自动停停车指示，盘车机未脱未脱开，自动停车取消，试取消，试灯灯
54、船舶轮机新技术 3.机旁显示面板机旁显示面板ACC20船舶轮机新技术（五）（五）ACC20的控制功能的控制功能1、逻辑控制、逻辑控制2、转速控制、转速控制3、转速与负荷控制、转速与负荷控制4、特殊工作模式、特殊工作模式船舶轮机新技术（五）（五）ACC20的控制功能的控制功能、逻辑控制、逻辑控制（）启动闭锁功能（）启动闭锁功能：故障停车；启动空气压力低；转速检测故障；调速器脱开；主启动阀闭锁；空气分配器闭锁；盘车机未脱开。船舶轮机新技术（）主机启动功能主机启动功能：正常启动；慢转启动；重复启动，第次和第次启动转速设定值高；重启动：重复启动或应急倒车时，提高设定转速启动失败报警（3）换向功能换向功
55、能停车换向；运行中换向；应急换向船舶轮机新技术（3）停车功能停车功能正常停车，停车电磁阀动作，油泵停油，调器输出油量为。应急停车由停车按钮送到主机安全单元实施。（5）其他辅助功能其他辅助功能辅助风机控制；燃油凸轮控制；气缸追加润滑；可变气缸切换。船舶轮机新技术2.转速控制转速控制- 前面已讲过，略船舶轮机新技术3.转速与负荷控制转速与负荷控制（1）转速限制）转速限制u轮机长最大转速手动限制；u负荷程序；u加减速速率限制；u最低转速限制；u自动减速限制：故障报警出现可取消降速或不可取消降速两种。预警时间内可取消降速报警可以按取消u临界转速限制：加速避上限，降速避下限（2）负荷限制）负荷限制增压空
56、气压力限制；转矩限制；最大油量手动限制（3）限制取消）限制取消船舶轮机新技术 船舶轮机新技术 船舶轮机新技术4.特殊工作模式特殊工作模式（）轴带发电机模式（）轴带发电机模式u作用：避免主机降速导致全船失电，当轴带与电网连接时，要求主机转速必须高于某转速（），否则模式执行下列动作：u立即减速到轴带的最低转速；u驾驶台和集控室显示RPM holdingu 向主配电板发送备用机启动和轴带机解列指令u主机维持轴带的最低转速时间不超过；u轴带运行信号消失后，转速降到要求转速船舶轮机新技术 船舶轮机新技术(2)恶略海况模式恶略海况模式u转速超过设定值上限时，遥控系统切断燃油，迫使主机降速，转速降到停车复位
57、转速后，恢复供油并维持该转速。u重新切换到手柄转速：手柄拉回到复位转速，再推向希望转速。船舶轮机新技术船舶轮机新技术（3）定油量模式定油量模式-电子调速器特有模式，主机转速在某一时间段内保持恒定，调速器将通过伺服控制单元锁定齿条，保持恒定油量，转速在一定范围内波动，超出时则退出定油量模式，进入转速控制模式。船舶轮机新技术（六）AC C20的安全保护功能的安全保护功能1.应急停车应急停车（1）自动停车）自动停车 ACC20 6个自动停车项目，SLOW DOWN 1超速 超速信号超速信号来自 测速单元测速单元 自动停车的取消自动停车的取消 在集控室ACP上选择性取消，与操作位置无关；按下CANCEL SHD，全部取消自动停车的复位自动停车的复位 故障消失后，在当前操作部位，手柄回零，复位，再启动故障消失后，在当前操作部位，手柄回零，复位，再启动（2）手动应急停车）手动应急停车复位：再按一次复位：再按一次船舶轮机新技术2.自动降速自动降速 信号：最多可设信号：最多可设20个传感器降速项目个传感器降速项目 降速后，在最低稳定转速和预设转速之间，降速后，在最低稳定转速和预设转速之间，手柄依然有效手柄依然有效 复位：复位：在集控室ACP上选择性取消，与操作位置无关；按下CANCEL SLD，全部取消船舶轮机新技术
