專利名稱：一種船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶電カ監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是ー種船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電カ監(jiān)控系統(tǒng)是船舶電カ系統(tǒng)信息化的核心設(shè)備，如何保障該系統(tǒng)電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)安全可靠運行，是實現(xiàn)船舶電カ系統(tǒng)信息化的關(guān)鍵。電カ系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是監(jiān)控整個艦船電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對發(fā)電、配電、變電及耗電這四個環(huán)節(jié)進(jìn)行實時測量、集中監(jiān)管和指令遙控，并進(jìn)行必要的協(xié)調(diào)、限制和保護(hù)，使之無論在正常情況或事故情況下，都能穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)和高質(zhì)量地運行。 船舶電カ系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)基于開放式網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為兩層。上層網(wǎng)絡(luò)采用冗余的高速交換式エ業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用環(huán)形方式，工作站提供系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)和人機(jī)交互操控界面。下層網(wǎng)絡(luò)采用冗余的CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)，按系統(tǒng)或按區(qū)域分成26個相對獨立的子網(wǎng)，另有5個RS422通信鏈路。下層網(wǎng)完成數(shù)據(jù)采集和實時控制任務(wù)。兩層網(wǎng)絡(luò)之間由OPC智能網(wǎng)關(guān)連接。網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換和提供數(shù)據(jù)服務(wù)。上層網(wǎng)絡(luò)分布在機(jī)電集控及損管中心、備用機(jī)電集控及損管中心和五個主配電板室。下層網(wǎng)絡(luò)按供電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和卸載裝置分別組網(wǎng)。供電系統(tǒng)按5個電站組成5個獨立的子網(wǎng)。配電系統(tǒng)按24個配電區(qū)和5個主配電板分別組成21個獨立子網(wǎng)。每個CAN子網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的區(qū)域配電板、專用配電板、照明配電模塊、直流管理裝置都接在雙冗余的CAN網(wǎng)上。5個卸載裝置通過RS422與網(wǎng)關(guān)聯(lián)接。下層網(wǎng)與上層網(wǎng)的信息交換通過網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)。上層建筑配電區(qū)域的I個區(qū)域配電網(wǎng)關(guān)布置在備用電力集控臺內(nèi)，主船體的15個區(qū)域配電網(wǎng)關(guān)、主配電板室的5個主配電網(wǎng)關(guān)、5個供電網(wǎng)關(guān)和5個卸載網(wǎng)關(guān)分別布置在五個電站監(jiān)控臺內(nèi)。電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)了全艦電力系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的匯聚與交互。在半自動和自動控制方式下，可以通過控制臺上有控制權(quán)的工作站顯示屏或操作面板發(fā)送操作控制指令。工作站發(fā)送的指令，通過兩層網(wǎng)絡(luò)傳遞給電站控制裝置，由電站控制裝置實施控制過程。電站控制裝置發(fā)送控制指令執(zhí)行的結(jié)果，通過兩層網(wǎng)絡(luò)傳遞給工作站。操作面板發(fā)送的指令，通過雙冗余的下層CAN網(wǎng)絡(luò)傳遞給電站控制裝置，由電站控制裝置實施控制過程。電站控制裝置發(fā)送控制指令執(zhí)行的結(jié)果，通過雙冗余的下層CAN網(wǎng)絡(luò)傳遞給操作面板。工作站顯示屏和操作面板是相互獨立的，運行在兩個不同的網(wǎng)絡(luò)層面。操作面板是工作站遙控操作功能的備份。當(dāng)同一操作部位的工作站顯示屏無法發(fā)送遙控指令時，系統(tǒng)可以降級使用操作面板對本電站進(jìn)行指令遙控。電站控制裝置、交流配電監(jiān)測裝置以及現(xiàn)場配電監(jiān)測裝置發(fā)送的監(jiān)測信息，通過兩層網(wǎng)絡(luò)快速匯聚傳遞給工作站，在工作站上實現(xiàn)電カ系統(tǒng)信息的監(jiān)測與顯示。電站控制裝置發(fā)送監(jiān)測信息，通過下層CAN網(wǎng)絡(luò)快速傳遞給供電模擬屏，在供電模擬屏上實現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)基本運行信息的顯示。主配電監(jiān)測裝置發(fā)送的監(jiān)測信息，通過下層CAN網(wǎng)絡(luò)快速傳遞給配電模擬屏，在配電模擬屏上實現(xiàn)主配電板開關(guān)狀態(tài)信息的顯示。工作站顯示屏和供電模擬屏、配電模擬屏是相互獨立的，運行在兩個不同的網(wǎng)絡(luò)層面。供電模擬屏、配電模擬屏是工作站顯示屏相應(yīng)顯示功能的備份。當(dāng)同一操作部位的工作站顯示屏無法顯示時，系統(tǒng)可以降級使用，由供電模擬屏、配電模擬屏顯示電網(wǎng)運行情況和主配電板開關(guān)狀態(tài)。現(xiàn)有的電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上層網(wǎng)以太網(wǎng)掛有70多臺以太網(wǎng)設(shè)備，下層網(wǎng)CAN網(wǎng)絡(luò)掛有265臺設(shè)備，RS-422網(wǎng)絡(luò)掛有5臺設(shè)備。由于兩層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備眾多，操作系統(tǒng)多樣，位置分散，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障將不易發(fā)現(xiàn)故障點。為了便于快速的發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，保障電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的可靠運行，需要研制ー種船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，可以對電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上的以太網(wǎng)設(shè)備和CAN總線和RS-422網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，及時獲取這些設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，通過重點監(jiān)測交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)端ロ的信息流量，獲取交換機(jī)配置信息、日志，方便進(jìn)行分析和查 找網(wǎng)絡(luò)故障，并快速排除，以保障電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)安全可靠運行。ー種船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，用于對船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，所述船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中多功能工作站和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分別與交換機(jī)連接形成上層高速交換式エ業(yè)以太網(wǎng)，交換機(jī)通過OPC供電網(wǎng)關(guān)、OPC配電網(wǎng)關(guān)、卸載網(wǎng)關(guān)接入下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在干還包括維修保障計算機(jī)，所述維修保障計算機(jī)與電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)連接，所述維修保障計算機(jī)包括控制模塊、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊、交換機(jī)信息獲取模塊、流量曲線繪制模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及數(shù)據(jù)庫存取模塊，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊、交換機(jī)信息獲取模塊、流量曲線繪制模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及數(shù)據(jù)庫存取模塊分別與控制模塊連接。ー種船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法，其應(yīng)用維修保障計算機(jī)對船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，所述維修保障計算機(jī)與船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)連接，所述維修保障計算機(jī)包括控制模塊及與所述控制模塊連接的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊、交換機(jī)信息獲取模塊、流量曲線繪制模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及數(shù)據(jù)庫存取模塊，其中所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于收發(fā)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)，所述狀態(tài)監(jiān)測方法包括如下步驟A、所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊通過SNMP協(xié)議對網(wǎng)關(guān)、工作站及交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)采集，根據(jù)獲取的網(wǎng)絡(luò)信息顯示上層高速交換式エ業(yè)以太網(wǎng)和下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)；B、所述交換機(jī)信息獲取模塊獲取交換機(jī)的配置、端ロ流量、報警數(shù)據(jù)；C、所述流量曲線繪制模塊顯示測點實時和歷史曲線，并進(jìn)行流量曲線的顯示和打?。籇、所述數(shù)據(jù)庫存取模塊對前述獲得的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息、交換機(jī)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。本發(fā)明能實時顯示以太網(wǎng)及CAN網(wǎng)中設(shè)備的狀態(tài)信息、可以全面獲取各交換機(jī)的狀態(tài)信息、報警信息，并對可能的網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行診斷，可顯著降低船員的發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的勞動強度，縮短維修保障時間，節(jié)約人力物力，降低維修保障成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，而且對提高船舶保障水平有很大作用。


圖I是本發(fā)明船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中維修保障計算機(jī)的電路模塊圖。圖中1-維修保障計算機(jī)，2-多功能工作站，3-數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，4-交換機(jī)，5-0PC供電網(wǎng)關(guān)，6-0PC配電網(wǎng)關(guān)，7-卸載網(wǎng)關(guān)，11-控制模塊，12-網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊，13-交換機(jī)信息獲取模塊，14-流量曲線繪制模塊，15-數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，16-數(shù)據(jù)庫存取模塊。
具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。如圖I所示，本發(fā)明船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括維修保障計算機(jī)1，所述維修保障計算機(jī)I與船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)4連接，多功能工作站2和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器3分別與交換機(jī)4連接形成上層高速交換式エ業(yè)以太網(wǎng)，交換機(jī)4通過OPC供電網(wǎng)關(guān)5、OPC配電網(wǎng)關(guān)6、卸載網(wǎng)關(guān)接入下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。如圖I所示，OPC供電網(wǎng)關(guān)5通過CAN總線分別與區(qū)域控制器和模擬測量模塊連接；0PC配電網(wǎng)關(guān)6通過CAN總線分別與交流配電監(jiān)測裝置、照明配電模塊、24V區(qū)域直流管理裝置、220V V區(qū)域直流管理裝置、UPS信息采集箱、消磁檢測裝置及I/O輸入輸出模塊連接。請繼續(xù)參考圖2，所述維修保障計算機(jī)I包括控制模塊11、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊12、交換機(jī)信息獲取模塊13、流量曲線繪制模塊14、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊15及數(shù)據(jù)庫存取模塊16，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊12、交換機(jī)信息獲取模塊13、流量曲線繪制模塊14、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊15及數(shù)據(jù)庫存取模塊16分別與控制模塊11連接。其中，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊12用于通過SNMP協(xié)議對網(wǎng)關(guān)、工作站及交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)采集，根據(jù)獲取的網(wǎng)絡(luò)信息顯示上層高速交換式エ業(yè)以太網(wǎng)和下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)；所述交換機(jī)信息獲取模塊13用于獲取交換機(jī)的配置、端ロ流量、報警等數(shù)據(jù)；所述流量曲線繪制模塊14用于顯示測點實時和歷史曲線，并可進(jìn)行流量曲線的顯示和打??；所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊15用于收發(fā)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)，包括UDP數(shù)據(jù)打包、發(fā)送，UDP數(shù)據(jù)接收、解包等步驟。所述數(shù)據(jù)庫存取模塊16用于對前述獲得的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息、交換機(jī)信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。本發(fā)明還提供ー種船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法，其應(yīng)用上述維修保障計算機(jī)I對船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，所述維修保障計算機(jī)I與船舶電カ監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)4連接，所述維修保障計算機(jī)I包括控制模塊11及與所述控制模塊11連接的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊12、交換機(jī)信息獲取模塊13、流量曲線繪制模塊14、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊15及數(shù)據(jù)庫存取模塊16，其中所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊15用于收發(fā)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)，所述狀態(tài)監(jiān)測方法包括如下步驟A、所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊12通過SNMP協(xié)議對網(wǎng)關(guān)、工作站及交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)采集，根據(jù)獲取的網(wǎng)絡(luò)信息顯示上層高速交換式エ業(yè)以太網(wǎng)和下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)；B、所述交換機(jī)信息獲取模塊13獲取交換機(jī)的配置、端ロ流量、報警數(shù)據(jù)；C、所述流量曲線繪制模塊14顯示測點實時和歷史曲線，并可進(jìn)行流量曲線的顯不和打??；D、所述數(shù)據(jù)庫存取模塊16對前述獲得的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息、交換機(jī)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
權(quán)利要求
1.一種船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，用于對船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，所述船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中多功能工作站(2)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(3)分別與交換機(jī)(4)連接形成上層高速交換式工業(yè)以太網(wǎng)，交換機(jī)(4)通過OPC供電網(wǎng)關(guān)(5)、0PC配電網(wǎng)關(guān)(6)、卸載網(wǎng)關(guān)接入下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于還包括維修保障計算機(jī)(1)，所述維修保障計算機(jī)(I)與電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)(4)連接，所述維修保障計算機(jī)(I)包括控制模塊(11)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊(12)、交換機(jī)信息獲取模塊(13)、流量曲線繪制模塊(14)、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(15)及數(shù)據(jù)庫存取模塊(16)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊(12)、交換機(jī)信息獲取模塊(13)、流量曲線繪制模塊(14)、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(15)及數(shù)據(jù)庫存取模塊(16)分別與控制模塊(11)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊(12)用于通過SNMP協(xié)議對網(wǎng)關(guān)、工作站及交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)采集，根據(jù)獲取的網(wǎng)絡(luò)信息顯示上層高速交換式工業(yè)以太網(wǎng)和下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)；所述交換機(jī)信息獲取模塊(13)用于獲取交換機(jī)的配置、端口流量、報警數(shù)據(jù)；所述流量曲線繪制模塊(14)用于顯示測點實時和歷史曲線，并進(jìn)行流量曲線的顯示和打?。凰鰯?shù)據(jù)收發(fā)模塊(15)用于收發(fā)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)庫存取模塊(16)用于對前述獲得的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息、交換機(jī)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。
3.一種船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法，其應(yīng)用維修保障計算機(jī)(I)對船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，所述維修保障計算機(jī)(I)與船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)(4)連接，所述維修保障計算機(jī)(I)包括控制模塊(11)及與所述控制模塊(11)連接的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊(12)、交換機(jī)信息獲取模塊(13)、流量曲線繪制模塊(14)、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(15)及數(shù)據(jù)庫存取模塊(16)，其中所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊15用于收發(fā)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)，所述狀態(tài)監(jiān)測方法包括如下步驟 A、所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊(12)通過SNMP協(xié)議對網(wǎng)關(guān)、工作站及交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)采集，根據(jù)獲取的網(wǎng)絡(luò)信息顯示上層高速交換式工業(yè)以太網(wǎng)和下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)； B、所述交換機(jī)信息獲取模塊(13)獲取交換機(jī)的配置、端口流量、報警數(shù)據(jù)； C、所述流量曲線繪制模塊(14)顯示測點實時和歷史曲線，并進(jìn)行流量曲線的顯示和打印； D、所述數(shù)據(jù)庫存取模塊(16)對前述獲得的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息、交換機(jī)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
全文摘要
本發(fā)明提供一種船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，用于對船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。船舶電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中多功能工作站和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分別與交換機(jī)連接形成上層高速交換式工業(yè)以太網(wǎng)，交換機(jī)通過OPC供電網(wǎng)關(guān)、OPC配電網(wǎng)關(guān)、卸載網(wǎng)關(guān)接入下層CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，維修保障計算機(jī)與電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)連接，維修保障計算機(jī)包括控制模塊及與控制模塊連接的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊、交換機(jī)信息獲取模塊、流量曲線繪制模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及數(shù)據(jù)庫存取模塊。本發(fā)明能實時顯示以太網(wǎng)及CAN網(wǎng)中設(shè)備的狀態(tài)信息、可全面獲取各交換機(jī)的狀態(tài)信息、報警信息，顯著降低船員發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的勞動強度，縮短維修保障時間，提高船舶保障水平。
文檔編號G05B19/418GK102662365SQ20121012591
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者侯新國, 卜樂平, 楊宣訪, 王征, 邵英 申請人:中國人民解放軍海軍工程大學(xué)