基于现场总线技术的自动化机舱监测系统的设计研究

天地（常州）自动化股份有限公司 张 建

基于现场总线技术的自动化机舱监测系统的设计研究

天地（常州）自动化股份有限公司 张 建

自动化机舱的显示系统在改造后由两大基本部分组成：(1)以图像的形式来综合论述基本概貌。(2)以实时显示控制、打印记录和摄像监控为主要内容的实时监控系统。这样的形式很有利于初次培训学员对其的理解，和认识学习。各类实测传感器的加入和设置，使管路系统能够进行实时报警。当某传感器的肖像被鼠标器选中拖动时，参数的单点模拟显示和直方图等便可以直接的被调用。按照管路流体的实际操作情况，将其设计成流动的状态。其中，流水线的粗细及颜色可以随意的变动和设定。

传感器；检测系统；现场总线技术；信号服务

现场总线技术使船舶自动控制技术得到了进一步的提高，从20世纪九十年代中期扩展到船舶行业领域以来，带来了巨大的社会效益和经济效益。控制系统之所以在安装设计到正常运行及常规维修等方面都具有明显的优越性，是因为现场总线技术在船舶上的广泛应用造就的。随着计算机的广泛运用和船舶自动化技术的不断创新，越来越多的机舱实验室控制系统需要更新技术和设施。举例来说，由于上位机的的价格比在上升，那么相对于的管理软件技术也要随之提升。本文将以现场总线技术的自动化检测技术为核心，从基础开始，简析硬件结构和软件功能、信号测量、报警、显示、以及设置参数等方面的技术。

一、简析总线技术自动化监测控制系统

现场自动化控制体系主要体现在数字化和网络化这两大方面。是一种集全分散；智能、数字；多点、多站、多变量；双向的用于现场仪表、控制室和控制系统之间的分散式通信系统。是严格按照国家标准化组织的现场总线性网络。具有系统的开放性、结构的高度分散性、可互操作性、对环境适应能力强、设备智能化和功能自治化等特点。

1.高度的开放性使现场总线控制系统，能够把不同厂商的设备储存及网络运用融合一体，可通过网络统一组态现场设备和功能块，构成现场总线控制体系。从而实现对同层、不同层网络的互联和网络数据库的共享。

2.在多台现场设备中，由于模块的分散性和可统一组态性，使得用户能够根据自身需要，自由随意的挑选各种功能块，从而达到彻底分散控制的目的。

3.作为一种串行数字通信链路，研究者专门为现场实时控制设计了现场总线。抗干扰性能强，精度较高是其主要特点。在恶劣的环境下依然能够很好的服务，也能够满足一些特殊场合的防爆要求。主要用于办公自动化领域。

二、总线技术自动化检测系统的设计分析

当今，现场总线性技术自动化检测系统已经得到了较高水平的发展，并取得了良好的效果。但是，社会在进步，科技在创新，船舶自动化检测技术也逐步向数字化发展方向靠拢，形成了以分散型，开放性和数字通讯等为特点的总线技术结构体系。研究证明新的检测系统在实践中具有良好的运用效果，无论是在系统工程的设计上，还是在管理维护施工过程中，以及在开发费用等方面都明显的体现了其作用价值，具有很高的优越性。开放性、数字通信处理特点和分散化控制模式，很大程度上满足了船舶自动控制体系的要求。

1.为了更方便快捷的实现对总线技术自动化检测系统的管理和控制，在船舶机舱中选取了88个比较典型的工况参数，其中包括两个脉冲量。32个开关量、54个模拟量。以它们为研究对象，借助LonWorKs网络维修和管理工具，研究改造增强监控系统自检能力的方法。

2.在改造中，需要用到液位传感器、速度传感器、压力传感器等多种传感器。自动化机舱的显示系统在改造后由两大基本部分组成，一、以图像的形式来综合论述基本概貌。二，以实时显示控制、打印记录和摄像监控为主要内容的实时监控系统。这样的形式很有利于初次培训学员对其的理解，和认识学习。各类实测传感器的加入和设置，使管路系统能够进行实时报警。当某传感器的肖像被鼠标器选中拖动时，参数的单点模拟显示和直方图等便可以直接的被调用。按照管路流体的实际操作情况，将其设计成流动的状态。其中，流水线的粗细及颜色可以随意的变动和设定。为了使显示的形式多种多样化，在框架的选用格式上，我们采用了WINDOWS下拉菜单条。当管路中流体中各个传感器处于激活和图形显示状态时，绿色为正常监控值，红色则为报警。

3.为实现对各个环节故障的预测和诊断，使检测数据分析更加的准确和精密，系统将以人工神经网络ANN为主要预测方法，进行趋势分析自动化机舱的现场总线采集技术。通过早期诊断ANN可能出现的故障系统，对突变采集数据直接进行诊治。这就大大提高了总线技术自动化检测的速度和效率。

三、自动化检测系统设计发展特点

近几十年来，由于诞生了开放式现场总线技术，使得工业管理现场总线系统FCS逐步取代了集散式控制系统DCS。自动化检测系统设计中的开放性现场总线技术，是一种集全分散；智能、数字；多点、多站、多变量；双向的用于现场仪表、控制室和控制系统之间的分散式通信系统。是严格按照国家标准化组织的现场总线性网络。这一取代过程使工业过程控制系统智能化网络化特点逐步明显起来。

1.FCS的全数字化，具有更高可靠性的纯数字通信使用技术，能够对更复杂、更精确的信号进行处理，并且现场总线性控制系统里的数字信号不受普通噪音的干扰。从传感器到变送器和调节器，一直处于数字信号服务中，使数字通信的查错功能大大的提高。

2.现场总线控制系统具有可维修性，经济性和可靠性等特点。是通过采用数字总线式来减少连线带来的不可靠性。并逐步取代了一对一的I/O连线。在降低布线成本的同时，达到节约调试、电缆和维护的成本。

3.当现场总线连接到DSC上时，它的很多优势是无法发挥出来的，由于功能块组态、诊断、效验、设备自身信息等的无法完全映射，使得DSC并不适用于现场总线的集成。当然两者同时存在是有可能的。

4.FCS是由现场设备实现控制回路的，使各个部分的控制全部分散到现场，是一种完全分散式的控制。这一特点，更有利于用户根据实际需要做适当的选择。

5.功能模块及其参数的标准化是实现现场总线自动化设备可操作性的必要条件。使用户能够在性能、质量和价格方面进行更好的硬件选择。具有很好的可互操作性。

四、结语

由于计算机网络、通信接收技术、数字化处理技术的不断进步，使得船舶自动化产品向数字化方向发展的进程不断的加快。研究证明新的检测系统在实践中具有良好的运用效果，无论是在系统工程的设计上，还是在管理维护施工过程中，以及在开发费用等方面都明显的体现了其作用价值，具有很高的优越性。开放性、数字通信处理特点和分散化控制模式，很大程度上满足了船舶自动控制体系的要求，是当代船舶自动化机舱检测的发展方向。

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