艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)對于保障船舶動力系統(tǒng)安全、高效運行,預(yù)防機(jī)艙各類事故有非常重要的作用,為了提高艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集水平,使機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)具有更高的信號采集、分析和處理能力,本文針對艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,結(jié)合Profibus現(xiàn)場總線技術(shù),構(gòu)建一種分布式的機(jī)艙監(jiān)控數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),并對該監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組成和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 

【文章來源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(20)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖Fig.1Structuraldiagramofmarineengineroommonitoringsystem

從而矯正不準(zhǔn)確的設(shè)備故障報警。2一種全分布式網(wǎng)絡(luò)的艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計2.1監(jiān)控系統(tǒng)Profibus現(xiàn)場總線的研究現(xiàn)場總線技術(shù)是一種底層的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，近年來取得了很大的技術(shù)突破，目前，現(xiàn)場總線技術(shù)在航空航天、船舶工業(yè)、汽車等大型工業(yè)產(chǎn)品中應(yīng)用非常成功。根據(jù)國際電工委員會的標(biāo)準(zhǔn)定義，現(xiàn)場總線是一種數(shù)字式通信的數(shù)據(jù)信道，可以適應(yīng)多種現(xiàn)場裝置或室內(nèi)空間。Profibus是一種開放式的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，最早是由德國Siemens公司研發(fā)而來的，Profibus現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議結(jié)構(gòu)見圖2。圖2PROFIBUS現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議結(jié)構(gòu)Fig.2ProtocolstructureofProfibusFieldbusstandard可知，協(xié)議結(jié)構(gòu)可以分為用戶層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)鏈路層，根據(jù)應(yīng)用場景的不同，Profibus可以分為DP、FMS等子協(xié)議。1）DP協(xié)議Profibus-DP是一種成本較低，數(shù)據(jù)傳輸速度較快的通訊連接方式，采用總線數(shù)據(jù)鏈路和RS485接口，DP協(xié)議可應(yīng)用于2～20mA的并行信號線中，被廣泛應(yīng)用于分布式控制系統(tǒng)中。2）FMS協(xié)議Profibus-FMS協(xié)議定義了應(yīng)用層、用戶層和數(shù)據(jù)鏈路層，其中，應(yīng)用層采用總線規(guī)范。FMS為用戶提供了高質(zhì)量的通信服務(wù)，在解決車間級通信任務(wù)和中等傳輸速度通信任務(wù)時有廣泛的應(yīng)用，比如，電器設(shè)備通信、傳感器信號采集、設(shè)備的自動化控制等領(lǐng)域。本文在構(gòu)建分布式網(wǎng)絡(luò)的艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)時，主要采用這種Profibus-FMS通信協(xié)議。2.2全分布式網(wǎng)絡(luò)的艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與整體式系統(tǒng)不同的是，分布式系統(tǒng)的個體不唯·74·艦船科學(xué)技術(shù)第42卷

現(xiàn)故障，不會影響整體網(wǎng)絡(luò)的正常運行。缺點是星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的中央節(jié)點結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一旦中央節(jié)點出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)都會癱瘓，具有較低的可靠性。2）環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)終端和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器共同組成，其中網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器形成一個封閉的環(huán)，每個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行點對點的數(shù)據(jù)傳輸，轉(zhuǎn)發(fā)器之間通過封閉的環(huán)形鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于抗干擾能力較強(qiáng)，某個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器出現(xiàn)故障，不會影響其他網(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)據(jù)獲齲缺點在于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖Fig.3Schematicdiagramofringnetworktopology3）總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿襟w是現(xiàn)場總線，在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，設(shè)備可以直接通過接口連接在總線上。總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靠性高，結(jié)構(gòu)更加緊湊，對于船舶機(jī)艙這種空間有限，但設(shè)備個體多的系統(tǒng)而言，采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布式網(wǎng)絡(luò)能夠滿足機(jī)艙監(jiān)控的需求。2.3全分布式網(wǎng)絡(luò)的艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程本文結(jié)合Profibus-FMS現(xiàn)場總線協(xié)議，建立了一種總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布式監(jiān)控系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由機(jī)艙終端、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、中心控制計算機(jī)、Profibus總線和服務(wù)器組成。現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備首先將采集的數(shù)據(jù)通過Profibus總線傳輸至通信模塊和中心控制計算機(jī)，然后控制計算機(jī)將處理的信號發(fā)送至集控室的顯示終端和服務(wù)器，最后由集控室工作人員進(jìn)行機(jī)艙信號的分析，并采取下一步操作。全分布式網(wǎng)絡(luò)的艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程見圖4。圖4艦船機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程Fig.4Workflowofshipengineroommonitoringsystem3結(jié)語船舶監(jiān)控系統(tǒng)對船舶的安全運行有重要意義，本文結(jié)合船舶機(jī)艙的實際特點，?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3094571