專利名稱：一種基于opc技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及船舶系統(tǒng)，尤其是基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知的船舶機艙數(shù)據(jù)測控技術(shù)主要是把現(xiàn)場智能儀表、PLC控制器與基于IPC的人機界面操作站集成在一起，通過動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)(DDE)實現(xiàn)。其缺點是(1)以前采用 動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)，它對設(shè)備層、控制層與上位機HMI的數(shù)據(jù)交換與處理不多的情況下，還 是可行的，但系統(tǒng)規(guī)模大了，就有困難了 ；(2)控制網(wǎng)絡(luò)的底層設(shè)備，不同廠家的設(shè)備具有 不同的通信機制，底層通信模塊接口復(fù)雜，并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不具有開放性、通用性，不利于先 進技術(shù)的集成及先進控制技術(shù)在船舶中的應(yīng)用。(3) I/O接口驅(qū)動軟件開發(fā)工作量大，而且 不通用，不利于信息的采集。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控 系統(tǒng)，使在惡劣環(huán)境、復(fù)雜系統(tǒng)、設(shè)施眾多、信號數(shù)據(jù)量大，可變因素較多、過程控制復(fù)雜的 船舶機艙下，實現(xiàn)船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸更加快捷方便、可靠，并實現(xiàn) 船舶信息系統(tǒng)的集成。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙 數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，船舶管理層包括集控室、駕駛室、輪機長室、大管輪室、二管輪室，船舶現(xiàn)場 系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站；船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng) 之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)系統(tǒng)、中央空調(diào)系 統(tǒng)、電站分別設(shè)有CAN總線模塊，所述的各個CAN總線模塊分別與CAN-BUS總線網(wǎng)絡(luò)連接； 所述CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有冗余主機、冗余從機，冗余主機和冗余 從機中均設(shè)有OPC服務(wù)器，所述OPC服務(wù)器設(shè)有CAN總線接口，所述CAN總線接口與CAN-BUS 總線連接，冗余主機和冗余從機分別通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與集控室、駕駛室、輪機長室、大管輪 室、二管輪室連接通信。利用CAN總線模塊采集主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站中一些 比較重要的參數(shù)(如電壓、電流、水壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度等)，然后通過CAN-BUS總線網(wǎng)絡(luò)傳 輸?shù)絆PC服務(wù)器中，再由OPC服務(wù)器對數(shù)據(jù)進行集中處理，船舶管理層的客戶機通過OPC機 制訪問現(xiàn)場設(shè)備信息，最后通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到集控室，并在集控室的監(jiān)視裝置 中反映。其中，數(shù)據(jù)信息可以儲存在冗余主機中，以便以后對數(shù)據(jù)進行翻查。作為改進，設(shè)有PLC控制器，所述PLC控制器通過RSS232轉(zhuǎn)CAN接口與CAN-B總 線網(wǎng)絡(luò)連接，輸入、輸出端分別與主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站連接。被采 集的數(shù)據(jù)經(jīng)冗余主機進行分析后，發(fā)出控制命令，使PLC控制器對被控對象發(fā)出動作命令， 完成自動化操作。作為改進，所述集控室主要包括冗余主客戶端、冗余從客戶端，冗余主客戶端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余主機連接通信，冗余從客戶端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余從機連接通信。冗 余客戶端提供一個人機操作界面，將從船舶現(xiàn)場系統(tǒng)采集回來的數(shù)據(jù)集中顯示，方便操作 人員進行分析、管理、預(yù)測、防護。作為改進，所述CAN總線模塊集成有數(shù)字量CAN模塊、模擬量CAN模塊。數(shù)字量 CAN模塊用于采集開關(guān)量信息，模擬量CAN模塊用于采集模擬量信息。作為改進，所述冗余主機、冗余從機上均連接有打印設(shè)備。利用打印設(shè)備，可以輸 出各類專家報表，方便船員查閱。作為改進，主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別對應(yīng)設(shè)有攝像 頭，所述攝像頭與CAN-BUS總線網(wǎng)絡(luò)連接。集控室通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、CAN-BUS總線網(wǎng)絡(luò)訪 問攝像頭，并對船舶現(xiàn)場系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是船舶管理層、CAN-BUS總線網(wǎng)絡(luò)層、船舶現(xiàn)場總線層三層機構(gòu)的系統(tǒng)具有可靠性、 開放性、可操作性與互聯(lián)性，提高系統(tǒng)通信抗干擾能力、數(shù)據(jù)交換處理能力；OPC技術(shù)能夠 實現(xiàn)靈活、高效、方便地獲取數(shù)據(jù)，易于掌握和實施、即插即用；通過OPC規(guī)范接口來讀寫現(xiàn) 場的信息，使得測控系統(tǒng)的設(shè)計易于技術(shù)集成，便于系統(tǒng)的組態(tài)，將系統(tǒng)復(fù)雜性簡化，顯著 降低集成難度，開發(fā)工作量降少，降低了系統(tǒng)的開發(fā)成本；OPC利于遠程調(diào)用，使得應(yīng)用程 序的分布與硬件分布無關(guān)，便于系統(tǒng)硬件配置，使得系統(tǒng)應(yīng)用范圍更廣。

圖1為本實用新型系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，船舶管理層包括集控 室、駕駛室1、輪機長室2、大管輪室3、二管輪室4，船舶現(xiàn)場系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐 系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站13 ；船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總 線網(wǎng)絡(luò)17和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)18，主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站13分 別設(shè)有CAN總線模塊15，所述的各個CAN總線模塊15分別與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)17連 接；所述CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)17與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)18之間設(shè)有冗余主機7、冗余從機8，冗 余主機7和冗余從機8中均設(shè)有OPC服務(wù)器16，所述OPC服務(wù)器16設(shè)有CAN總線接口，所 述CAN總線接口與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)17連接，冗余主機7和冗余從機8分別通過TCP/ IP網(wǎng)絡(luò)18與集控室連接通信，通過路由器9分接到駕駛室1、輪機長室2、大管輪室3、二管 輪室4。利用CAN總線模塊15采集主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站 13中一些比較重要的參數(shù)(如電壓、電流、水壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度等)，然后通過CAN-BUS現(xiàn) 場總線網(wǎng)絡(luò)17傳輸?shù)絆PC服務(wù)器16中，再由OPC服務(wù)器16對數(shù)據(jù)進行集中處理，船舶管 理層的客戶機通過OPC機制訪問現(xiàn)場設(shè)備信息，最后通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)18將數(shù)據(jù)發(fā)送到集 控室，并在集控室的監(jiān)視裝置中反映。其中，數(shù)據(jù)信息可以儲存在冗余主機7中，以便以后 對數(shù)據(jù)進行翻查。[0017]PLC控制器14采用三菱PLC模塊，所述PLC控制器通過RSS232轉(zhuǎn)CAN接口 14與 CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)17連接，輸入端、輸出端分別與主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中央 空調(diào)系統(tǒng)12、電站13連接。被采集的數(shù)據(jù)經(jīng)冗余主機7進行分析后，發(fā)出控制命令，使PLC 控制器14對被控對象發(fā)出動作命令，完成自動化操作；也可以通過人員進行手動控制。集控室主要包括冗余主客戶端5、冗余從客戶端6，冗余主客戶端5通過TCP/IP網(wǎng) 絡(luò)18與冗余主機7連接通信，冗余從客戶端6通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)18與冗余從機8連接通信。 設(shè)置兩臺冗余機作為控制上位機，正常情況一臺控制，一臺備用；備用機實時讀取控制機的 相關(guān)信息，保持程序、數(shù)據(jù)狀態(tài)等和控制機保持一致；在控制機故障時，備用機實時切換到 控制狀態(tài)，此時備用機變?yōu)榭刂茩C，控制機恢復(fù)后作為備用機，主從熱備機切換時間最小可 以為2秒，確保系統(tǒng)安全運行。由于船艙內(nèi)部復(fù)雜，有各種各樣的物理量，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、粘度、流量、水中含 油量、油霧濃度、濕度、有功功率、頻率、相位以及各種的開關(guān)量。CAN總線模塊15集成有數(shù) 字量CAN模塊、模擬量CAN模塊，數(shù)字量CAN模塊用于采集開關(guān)量信息，模擬量CAN模塊用 于采集模擬量信息。冗余主機7、冗余從機8上均連接有打印設(shè)備(未標(biāo)示)。利用打印設(shè)備，可以輸 出各類專家報表，方便船員查閱。主機系統(tǒng)10、輔助鍋爐系統(tǒng)11、中央空調(diào)系統(tǒng)12、電站13分別對應(yīng)設(shè)有攝像頭，所 述攝像頭與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)17連接。集控室通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)18、CAN-BUS現(xiàn)場總 線網(wǎng)17絡(luò)訪問攝像頭，并對船舶現(xiàn)場系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。OPC服務(wù)器16上集成有GPRS/CDMA模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，可以與航運企業(yè)、海事 部門等信息化系統(tǒng)進行互連。機艙集中測控系統(tǒng)是機艙內(nèi)必不可少的設(shè)備，是機艙各設(shè)備可靠、安全運行的保 證，是機艙自動化的基礎(chǔ)。船舶機艙中測量點有時可以高達幾百個點，有各種各樣的物理 量，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、粘度、流量、水中含油量、油霧濃度、濕度、有功功率、頻率、相位以及 各種的開關(guān)量。既有非電量，又有電量，有很多模擬量，也有不少開關(guān)量。測控系統(tǒng)除了 要對眾多參數(shù)進行測量顯示外、還應(yīng)進行自動控制、調(diào)整、管理等功能。OPC是一套在基于 Windows操作平臺的工業(yè)應(yīng)用程序之間提供高效的信息集成和多功能的組件對象模型接口 標(biāo)準(zhǔn)，它以微軟的組件對象模型C0M/DC0M/C0M+技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)采用客戶/服務(wù)器模式。 OPC標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)點是高速的數(shù)據(jù)傳輸性能；節(jié)省多種采用服務(wù)器，采用硬件驅(qū)動的昂貴開銷， 降低了開發(fā)成本；具有開放性，互聯(lián)性，總之，OPC最主要的目標(biāo)就是實現(xiàn)靈活、高效、方便 地獲取數(shù)據(jù)，易于掌握和實施、即插即用。
權(quán)利要求一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，船舶管理層包括集控室、駕駛室、輪機長室、大管輪室、二管輪室，船舶現(xiàn)場系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站；其特征在于船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別設(shè)有CAN總線模塊，所述的各個CAN總線模塊分別與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接；所述CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有冗余主機、冗余從機，冗余主機和冗余從機中均設(shè)有OPC服務(wù)器，所述OPC服務(wù)器設(shè)有CAN總線接口，所述CAN總線接口與CAN-BUS總線連接，冗余主機和冗余從機分別通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與集控室、駕駛室、輪機長室、大管輪室、二管輪室連接通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，其特征在于 設(shè)有PLC控制器，所述PLC控制器通過RSS232轉(zhuǎn)CAN接口與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接， 輸入、輸出端分別與主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，其特征在于 所述集控室主要包括冗余主客戶端、冗余從客戶端，冗余主客戶端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余 主機連接通信，冗余從客戶端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與冗余從機連接通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，其特征在于 所述CAN總線模塊集成有數(shù)字量CAN模塊、模擬量CAN模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，其特征在于 所述冗余主機、冗余從機上均連接有打印設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，其特征在于 主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別對應(yīng)設(shè)有攝像頭，所述攝像頭與CAN-BUS 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種基于OPC技術(shù)的船舶機艙數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)，其特征在于 所述OPC服務(wù)器上集成有GPRS/CDMA模塊。
專利摘要船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間設(shè)有CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，主機系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電站分別設(shè)有CAN總線模塊，各個CAN總線模塊分別與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接；CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)有兩臺冗余機，冗余機中均設(shè)有OPC服務(wù)器，OPC服務(wù)器通過CAN總線接口與CAN-BUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接，兩臺冗余機通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與船舶管理層連接通信。利用OPC技術(shù)使在惡劣環(huán)境、復(fù)雜系統(tǒng)的船舶機艙下，實現(xiàn)船舶管理層與船舶現(xiàn)場系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸更加快捷方便、可靠，并實現(xiàn)船舶信息系統(tǒng)的集成。
文檔編號G05B19/048GK201576198SQ20092026352
公開日2010年9月8日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者盧曉春, 吳晶, 林凌海, 梁海洲, 王海松, 鐘妙清 申請人:廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院