论文：船舶电站现场总线式监控系统的构建.pdf

第27卷 第6期 江苏船舶 Vo1．27 N0．6 2010年 12月 JIANGSUSHIP Dec．2010 船舶电站现场总线式监控系统的构建 倪依纯 ，刘维亭 (1．江苏省无锡交通高等职业技术学校 ，江苏 无锡 214151；2．江苏科技大学，江苏 镇江 212003) 摘 要：主要探讨如何在嵌入式系统、CAN总线技术等支撑下，将集散式船舶电站控制和管理系统升级为现场总 线式监控系统 ，从而进一步提高船舶电站 自动控制和管理水平。叙述了主要的硬件平台、系统的建设方案，简要 介绍了监控软件的构建。 关键词：船舶电站；嵌入式系统；CAN总线 ；监控系统 中图分类号：U665．12 文献标识码 ：A 船舶 电站 的控制是轮机 自动化非常重要的环 (2)数据采集模块 ：采集船舶 电站发电机组的 节，如果能够将当前 比较普遍 的集散式监控系统升 电压、电流、频率、功率因素等电气参数，并对采集的 级至现场总线式监控系统，运用现场总线这一开放、 数据进行初步运算处理。 可互操作的网络把现场各种控制器及仪表设备互 连，构成现场总线监控系统，就可以将监控功能彻底 下放到现场 ，提高现场信息的可利用程度 ，加之虚拟 仪器技术的使用，极大地降低 了安装成本和维护费 用。船舶电站 的控制应用现场总线式监控系统可实 现经济而可靠的控制和管理，进一步提高无人机舱 的自动化程度。 现场总线式监控系统是 由集散式监控系统发展 而来。由于智能设备的出现 ，在现场 即可完成数据 采集 、数据处理 、控制运算和数据输 出等功能。这就 (3)准同步合闸模块：接收到启动指令后 ，比较 要求通信具有 “双向性”，大部分集散式系统的通信 待并发电机组与汇流排上的电压差、频率差和相位 接口无法满足这样的互联方式。而现场总线式监控 差。当他们满足准同步合闸的3个条件后，模块发 系统正是可以满足上述要求并得以推广运用的。 出合闸信号，发送应答信号给综合管理模块。 (4)综合管理模块 ：此模块为该系统的心脏 ，依 1 现场总线式监控系统的结构 靠数据采集模块发送来的电站机组的数据信息和电 现场总线式监控系统的总体结构框图如图1所 站状态信息，对数据进行分析、判断和管理，并发出 示，采用模块化的设计思想，由4个主要的功能模块 各台机组的相应控制信号。 组成。它们分别是：电源模块、数据采集模块、准同 2 监控系统的构建 步合 闸模块和 电站综合管理模块，4个模块即相互 独立又相互联系。各模块的主要功能为： 目前，由于对船舶电站管理系统装置的实时、高 (1)电源模块 ：作为UPS(不问断供 电电源)，使 可靠性要求很高，而嵌入式系统以其可实时性、高可 用220V交流电或24V船用蓄电池直流供 电。平 靠性、高效率和较短的开发周期，成为实现船舶电站 时将汇流排上的220V交流电降压整流成所需要的 管理理想的平台。技术硬件平台可以选用RISC(简 直流电，供系统使用。当出现汇流排失电，或者电网 化指令集)系统的ARM7微处理器，其特点为：体积 发生剧烈波动时，可以无间隙切换到船用蓄电池，利 小、功耗低、低成本、高性能；支持Thumb(16位)／ 用DC／DC变换电路，为系统供电。 ARM(32位)双指令集，能很好地兼容8／16位器件； 大量