船舱环境监测技术融合了计算机技术、计算机网络技术、信息处理技术、传感器技术,成为船舶自动化技术发展的一个重要组成部分。实现舱室内环境自动监测、火灾实时预警对改善船舶机舱环境舒适度、提升船舶航行安全性、提高船舶自动化水平具有重要的意义。而现阶段使用的船舶机舱报警系统大多是基于平面化的显示,缺乏立体化的显示,往往在发生险情时不能及时知道具体的发生位置。所以利用虚拟现实技术开发模拟船舶机舱的真实环境,以及通过测试系统将环境系数即时进行反馈对船舶航行的安全性有重大意义。针对目前越来越多的控制系统以个人计算机为控制核心和虚拟仪器技术的快速发展等特点,为了使船舱温度采集系统实现系统与计算机的高度融合,设计一种基于实验室虚拟仪器工程平台和单片机的温度采集系统,将虚拟仪器技术应用到温度采集系统中。系统由单片机和温度传感器进行实时温度采集,应用图形化编程软件labview和个人计算机构成上位机系统进行采集温度数据的实时处理、分析以及存储等操作。系统结构简单,直观形象、操作简单方便,人机交互界面友好美观,具有成本低、实时保存数据、抗干扰能力强等特点。83765
一、国外
船舶机舱监测系统融合了数据采集、通信,自动控制等现代技术,早期经历了船舶机舱集中监控、无人机舱和微型计算机集中监控等几个阶段,之后船舱环境监测系统向智能化发展,以集散型微机网络做为船舶机舱环境监测系统发展的主要标志。20世纪50年代,人们提出了船舶自动化的概念,船舱环境监控技术迅速发展,经历了三个发展阶段,下面分别进行阐述。
1。集中型监控系统
在20世纪60年代,船舶机舱集中监控系统是日本、丹麦等国最先建立起来的。这种系统的典型特点是船舶各个机舱的温度、湿度、噪声、烟雾浓度等环境参数以及动力设备的运转状况均由安装在集中监控室中的一台计算机进行集中测量和监控。集中监控室中设立的计算机,须具备功能强、运算速度快的特点,能够实现对整个船舶机舱内的几百个参数进行监测,对数十个监控对象进行调节。集中监控系统成本高,同时如果主控计算机发生故障,会造成整个系统瘫痪,系统的可靠性难以保证。随着大规模集成电路技术的发展成熟,计算机的造价也随之降低,功能增强,高可靠性的计算机及计算机网络技术广泛应用在工业过程控制中。集散型船舶机舱监控系统成为船舶自动化领域的必然发展趋势。论文网
2。集散型监控系统
1975年,美国霍尼韦尔(Honeywell)公司推出了TDC2000,是世界上第一套集散型监控系统。它是一种由多台计算机构成的集中和分散控制相结合的控制系统,基本思想是在整个机舱内建立多个监控子系统,然后将监控任务分配给各个子系统,共同分担集中型监控系统中由一台计算机负责的监控任务,分散监控得以实现;同时在监控通信网络中设立一台面向用户管理层的监控主机,各个通信子系统的主控单元通过高速局域网与这台管理层计算机连在一起,实现了集中管理、数据资源共享。以太网是船舶集散型系统中常采用的局部网络。
3。现场总线型监控系统
随着计算机技术,智能控制技术、网络通信技术的使用日臻成熟,特别是现场总线技术在工控领域的广泛应用,使计算机控制子系统的功能向网络化、智能化、模块化发展。现场总线系统(fieldbuscontrolsystem,FCS)是在生产现场采用现场总线技术将多种控制器、数据采集设备、各种执行机构通过通信媒体连接起来实现数据快速通信的网络系统,并且它能够现实全数字、双向的数据通信。从二十世纪九十年代起,FCS在船舶监控中得到广泛的应用,用来连接机舱现场监控设备与各种自动化控制系统。代表产品有NORCONTROL公司的DAIACHIEFC20系统。这种系统具有控制模块集成度高、性能高度可靠的特点,通过数字信号与上位机之间进行通信。而且微机与下层的智能仪表间的通信采用先进的CAN、LONWORK、FC基金总线等方式,使通信更加快速可靠。目前,为了资源共享和提高监控设备的监控功能,将机舱内监测设备及可共享的设备通过计算机网络互连起来,实现了智能控制和全船联网。日本及欧洲一些船舶发展先进的国家已经实现了船舶综合自动化系统,使无人机舱成为现实。