基于现场总线的船舶机舱监测报警模拟系统的研究
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摘要
本文结合作者参加的青岛远洋船员学院机舱监测报警模拟系统的科研工作，在研究了当今流行的几种现场总线的基础上，分析了现场总线系统的结构特点和技术特点，论述了在船舶机舱中采用现场总线技术的优越性，探讨了LONWORKS总线的基本工作原理，提出了基于LONWORKS总线的船舶机舱监测报警模拟系统的构造方案，并对该监测报警模拟系统的组成、功能等进行了比较详细的论述。
在实验室内建立的这套船舶机舱监测报警模拟系统，充分考虑并结合实际船舶机舱监测报警系统的特点，该系统具有良好的用户界面，操作管理方便，工作可靠，符合教学和训练需要，系统在开发过程中，充分利用了目前计算机信息领域的许多最新技术，如现场总线技术、网络技术、数据库技术、NETDDE技术、INTOUCH技术等，使本系统具有以下主要特点：
1．采用了流行的Lon Works现场总线，符合自动化控制系统的发展趋势和典型的现场总线控制系统的体系结构，体现了系统的开放性、分散性和数字通信的特性。
2．系统具有模块化结构，极大地方便了系统的进一步扩展，提高了系统的可靠性。
3．有利于对学员进行信号测量、信号传递、数据显示、报警显示、参数修改、报警闭锁与唤醒、延伸报警以及模拟实验等各方面的实验和训练，提高学员对现代化船舶自动化控制系统的维护和管理能力。
4．监控功能主要根据软件实现，可以方便地增加或修改监控功能，针对具体船舶稍加修改后可适用于对旧船监测报警系统的改造。
5．最大限度地体现了多媒体技术的优势，具有良好的人机交互界面，维护和管理方便。
On the basis of study on a couple of prevailing fieldbus,combined with the development of fieldbus-based simulated monitoring system of marine engine room in Qingdao Ocean Shipping Mariners' College,which the author joins,the design and technical features of fieldbus systems are analyzed,the advantages to adopt fieldbus technology in narine engine room are discussed,the basic operating principle of LonWorks fieidbus is approached,the structural scheme of LonWorks bus-based monitoring and alarming system simulator of marine engine room (MASSMER) is proposed,and the buildup and function thereof are detailedly expounded to some extent.
With the characteristics of actual ship-board MASSMER having been duly considered,this lab-based MASSMER has been designed to have friendly interfaces,convenient operation and management,reliable performance and to be in conformity with the requirements of education and training. During the development of this system,a number of up-to-date technologies in the computer information area have been fully employed such as the technology in fieldbus,network,database,NETDDE and InTouch etc. As a result,this system is characterized by the following points:
1. LonWorks fieldbus is adopted,which is in conformity with the trend of development of automation control system and with the architecture of typical fieldbus control system,and objectifies the system's openness,dispersibility and the property of digital communication;
2. modular structure is adopted for this system,which is extremely convenient for its further expansion,and improves its reliability;
3. experiments and training can be carried out for the benefit of students on this system in the areas of signal measurement,signal transmission,data display,alarm display,modification of parameters,locking and awakening of alarm,
extension alarm and simulation tests etc.,which will improve the ability of students in the maintenance and management of modern ship-board automation control system;
4. the monitoring functions are realized by means of software,and as a result,may be increased or modified easily. For a specific vessel,therefore,the old monitoring and alarm system on board can be reformed by way of slight modification thereof;
5. the advantages of multimedia technology are embodied to the utmost,with friendly human-computer interfaces and convenient maintenance and management.
在实验室内建立的这套船舶机舱监测报警模拟系统，充分考虑并结合实际船舶机舱监测报警系统的特点，该系统具有良好的用户界面，操作管理方便，工作可靠，符合教学和训练需要，系统在开发过程中，充分利用了目前计算机信息领域的许多最新技术，如现场总线技术、网络技术、数据库技术、NETDDE技术、INTOUCH技术等，使本系统具有以下主要特点：
1．采用了流行的Lon Works现场总线，符合自动化控制系统的发展趋势和典型的现场总线控制系统的体系结构，体现了系统的开放性、分散性和数字通信的特性。
2．系统具有模块化结构，极大地方便了系统的进一步扩展，提高了系统的可靠性。
3．有利于对学员进行信号测量、信号传递、数据显示、报警显示、参数修改、报警闭锁与唤醒、延伸报警以及模拟实验等各方面的实验和训练，提高学员对现代化船舶自动化控制系统的维护和管理能力。
4．监控功能主要根据软件实现，可以方便地增加或修改监控功能，针对具体船舶稍加修改后可适用于对旧船监测报警系统的改造。
5．最大限度地体现了多媒体技术的优势，具有良好的人机交互界面，维护和管理方便。
On the basis of study on a couple of prevailing fieldbus,combined with the development of fieldbus-based simulated monitoring system of marine engine room in Qingdao Ocean Shipping Mariners' College,which the author joins,the design and technical features of fieldbus systems are analyzed,the advantages to adopt fieldbus technology in narine engine room are discussed,the basic operating principle of LonWorks fieidbus is approached,the structural scheme of LonWorks bus-based monitoring and alarming system simulator of marine engine room (MASSMER) is proposed,and the buildup and function thereof are detailedly expounded to some extent.
With the characteristics of actual ship-board MASSMER having been duly considered,this lab-based MASSMER has been designed to have friendly interfaces,convenient operation and management,reliable performance and to be in conformity with the requirements of education and training. During the development of this system,a number of up-to-date technologies in the computer information area have been fully employed such as the technology in fieldbus,network,database,NETDDE and InTouch etc. As a result,this system is characterized by the following points:
1. LonWorks fieldbus is adopted,which is in conformity with the trend of development of automation control system and with the architecture of typical fieldbus control system,and objectifies the system's openness,dispersibility and the property of digital communication;
2. modular structure is adopted for this system,which is extremely convenient for its further expansion,and improves its reliability;
3. experiments and training can be carried out for the benefit of students on this system in the areas of signal measurement,signal transmission,data display,alarm display,modification of parameters,locking and awakening of alarm,
extension alarm and simulation tests etc.,which will improve the ability of students in the maintenance and management of modern ship-board automation control system;
4. the monitoring functions are realized by means of software,and as a result,may be increased or modified easily. For a specific vessel,therefore,the old monitoring and alarm system on board can be reformed by way of slight modification thereof;
5. the advantages of multimedia technology are embodied to the utmost,with friendly human-computer interfaces and convenient maintenance and management.
引文
[1]．杨育红，LON网络技术及其应用，1999西安交通大学出版社
[2]．阳宪惠，现场总线技术及其应用，2001，2清华大学出版社
[3]. InTouch USER'S GUIDE, 1995 Wonderware Corporation.
[4]. InTouch REFERENGCE GUIDE, 1995 Wonderware Corporation.
[5]. Douglas E.Comer, Computer Networks and internets, 2000China Machine Press.
[6]．郑凤阁，轮机自动化，1993，大连海事大学出版社
[7]．陈鸿璆，船舶柴油机主机遥控，1996，人民交通出版社
[8]．张云贵，LonWorks现场总线控制系统的软硬件全面解决方案，1999．5，测控技术
[9]．赖昊 韩翱 何熙文，实时控制网络与Internet，1999．2，微处理机
[10]．何正友，基于LonWorks技术的变电站自动化系统，2000．4，电力自动化设备
[11]．裘玉瑞，现场控制系统，1999．12，工业控制计算机
[12]．高以成，现场总线控制系统(FCS)，1997．11，工业控制计算机，
[13]．李忠，计算机网络实用教程，2000，6，中国矿业大学出版社
[14]．夏德海，现场总线的现状及其应用，1998．1中国仪器仪表
[15]．武晓云，曹忠身，船舶机舱自动化CAN现场总线监控系统体系结构及功能描述，2001．3，中国造船
[16]．吴礼雄，船舶监控系统中LonWorks现场总线的应用，交通部上海船舶运输科学研究所
[17]．吴礼雄，LonWorks现场总线的一种应用方法，交通部上海船舶运输科学研究所
[18]．张红，基于现场总线的现代化实验室监控系统研究，2000．9，上海海运学院学报
[19]．崔知进，现场总线技术及发展趋势，2001．3，上海海运学院学报
[20]. NodeBuilder User's Guide Release3, 078-0141-01D, ECHELON Corporation
[21]．基于LonWorks技术开放的自动化系统框架，ECHELON Corporation
[22]. InTouch Example Description, 1998 Echelon Corporation
[23]．赵晓玲，何文雪，机舱监视报警系统，2001．6，青岛远洋船员学院
[24]．段柏林，郑华耀，基于现场总线的船舶柴油机监测报警系统，2001．6，机电智能化
[25]．郑华耀，自动化机舱检测系统与计算机总线技术，2001．9，上海大学学报
[26]．Lon Works技术介绍，原理与实践概述第2版
[27]．周樟华，王滨，LonWorks在工控系统中的应用，北京高三希智能仪表技术有限公司．
[28]. Lon Works Technology Device Data, Rev. 3.1, Motorola, Inc. 1997
[29]. Fieldbus Foundation, Technical Overview, 1996
[30]．张晓峰，LonWorks技术及其节点开发，2000．6，电工技术杂志
[31]．朱文白，基于LonWorks总线的监控系统设计及应用，2001．4，微处理机
[32]. NEURON CHIP-TMPN3150/3120 Databook. Toshiba Incorporation, 1997
[33]. InTouch 7.0 Basic,Training Manual [Z] .Wonderware Corporation,Revision A,Part Number 05-3004,1998.02
[34]．黄劢，费玉华，InTouch在油库管理系统中的应用，2001．1，测控技术
[35]．陈学文，InTouch在水处理装置的应用，2001．04，石油化工自动化
[36]．顾士良等，Intouch人机接口应用生成程序，1993学苑出版社
[37]．邱晓荣，西鹏，浅谈Intouch软件包的应用和开发，2000．1，选煤技术
[38]．马华金，张运楚，宫淑兰，污水处理厂监控系统的集成，2000．1，山东建筑工程学院学报
[39]．凌志浩，翁瑞琴，周振环，Neuron C语言的若干新特征及其应用，1999．3，微计算机信息
[40]．张颖，蒋宏业，邵惠鹤，现场总线与工业企业网，1998．4，微计算机信息
[41]．黎文安，基于现场总线的变电站监测监控的设计与实现，2000．9，电子技术应用
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