船舶或海上移動平臺水密設(shè)備監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，包括水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)、船舶工業(yè)以太網(wǎng)以及船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺，其中，水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)用于采集水密設(shè)備的狀態(tài)信號并形成監(jiān)控信號，同時其還可對狀態(tài)信號進(jìn)行故障診斷，并生成相應(yīng)的實時監(jiān)控信號，同時對診斷出的非實時的復(fù)雜故障生成相應(yīng)的預(yù)診信息；船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺通過船用工業(yè)以太網(wǎng)與水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)連接，預(yù)診信息通過船用工業(yè)以太網(wǎng)輸入到船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺以進(jìn)行故障終診，在出現(xiàn)故障時發(fā)出停機(jī)控制信號并進(jìn)一步獲得維修信息。本發(fā)明可以實現(xiàn)對全船和海上移動平臺進(jìn)行兩級故障診斷，并實現(xiàn)對水密完整性和水密設(shè)備的全面監(jiān)控和運行維護(hù)。
【專利說明】
船舶或海上移動平臺水密設(shè)備監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于船舶或海上移動平臺水密設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船舶或海上移動平臺水密設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶水密完整性是指為防止海水從船舶和海上移動平臺(包括但不限于各類半潛式和浮動式鉆井儲卸平臺)的外部開口或甲板、艙壁上的開口浸入船體，同時又能控制浸入海水在船體內(nèi)的流動而應(yīng)具備的整體水密性。水密設(shè)備是封閉水密隔艙開口，保持水密完整性的重要設(shè)備，可以保證船舶免遭沉沒或傾覆，亦或延緩沉沒或傾覆，延長寶貴的營救時間。
[0003]主要的水密設(shè)施包括水密門，水密艙蓋，水密結(jié)構(gòu)隔斷，水密隔艙，隔斷閥，海底閥，甲板風(fēng)筒和風(fēng)道罩等。作為保證船舶穩(wěn)性及安全的重要組成部分，應(yīng)定期對船舶水密設(shè)備進(jìn)行檢查。同時，在船舶離港后、霧航、臺風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)季節(jié)等時候均須對其水密設(shè)施進(jìn)行全面地檢查，使之處于良好的狀態(tài)。除所規(guī)定的航行中可以開啟的門外，所有水密門在航行中應(yīng)保持關(guān)閉。
[0004]對水密完整性和水密設(shè)備本身的實時自動化監(jiān)控和運行維護(hù)成為保證船舶航行安全的一個重要環(huán)節(jié)。目前，對船舶的水密完整性及設(shè)備狀態(tài)的檢查主要還是依賴人工周期性或在特殊海況時完成。這種檢查方式耗費大量的人工，檢查項目有限，容易遺漏，且無法全面體現(xiàn)水密設(shè)備電氣液壓系統(tǒng)的運行狀態(tài)。更為重要的是，這種檢查方式無法反映船舶運行中的水密完整性及水密設(shè)備的實時狀態(tài)。
[0005]隨著電子電氣、網(wǎng)絡(luò)、及軟件技術(shù)的發(fā)展及其在船舶和海洋工程中的應(yīng)用，船舶自動化技術(shù)正朝著數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的方向迅速發(fā)展。但目前，國際國內(nèi)上對水密設(shè)備的監(jiān)控依然停留在局部的、單一的、獨立的管理狀態(tài)或人工方式。隨著國際海事組織對船舶運行安全提出了越來越高的要求，開發(fā)適用于現(xiàn)代船舶的全船水密設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與運行維護(hù)系統(tǒng)工作已迫在眉睫。
[0006]船舶水密設(shè)備種類繁多，在船上分布廣泛。既有純機(jī)械式的鉸鏈門，也有復(fù)雜的液壓滑動水密門。對于簡單水密設(shè)備，可以僅僅只使用一個開關(guān)信號檢測其狀態(tài)，對于復(fù)雜水密設(shè)備則涉及到對各個機(jī)械、液壓、電氣各子系統(tǒng)的監(jiān)控和運維。由于整個水密系統(tǒng)設(shè)備分布廣和種類多，如何在某個設(shè)備發(fā)生故障時迅速定位故障點并排除故障，或在故障發(fā)生前就發(fā)出故障預(yù)警，就成為保持水密完整性的關(guān)鍵。
[0007]船用液壓和電動水密設(shè)備往往采用可編程邏輯控制器實現(xiàn)運動和保護(hù)控制，這類設(shè)備具備了一定的診斷和判斷能力，能診斷如開關(guān)信號邏輯錯誤、馬達(dá)過熱、三相電相位出錯，油壓過低等相對簡單的故障和現(xiàn)象。但受限于控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和編程方式，系統(tǒng)并不具備復(fù)雜的智能診斷能力，其無法進(jìn)行復(fù)雜的故障診斷，如設(shè)備工作超時、液壓系統(tǒng)參數(shù)異常等的復(fù)雜故障，也無法給出相應(yīng)的維修方案，導(dǎo)致目前的基于可編程邏輯控制器的監(jiān)控系統(tǒng)不能滿足目前對水密設(shè)備的監(jiān)控和故障診斷不斷提升的需求

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種船舶和海上移動平臺水密設(shè)備的監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)，解決目前船舶和海上移動平臺的水密設(shè)備普遍處于單機(jī)或局部簡單監(jiān)控診斷，甚至無監(jiān)控診斷狀態(tài)的狀態(tài)，實現(xiàn)對全船和海上移動平臺的水密完整性和水密設(shè)備的全面監(jiān)控和運行維護(hù)。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，用于實現(xiàn)對水密設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和各類故障的診斷，其特征在于，該系統(tǒng)包括水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)、船舶工業(yè)以太網(wǎng)以及船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺，其中，
[0010]所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場的傳感器或驅(qū)動器連接，用于采集水密設(shè)備的狀態(tài)信號并形成監(jiān)控信號進(jìn)而實現(xiàn)對水密設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，同時該本地監(jiān)控系統(tǒng)可對所述狀態(tài)信號進(jìn)行故障診斷，并對診斷出的實時故障生成相應(yīng)的實時監(jiān)控信號以對水密設(shè)備進(jìn)行實時控制，同時對診斷出的非實時的復(fù)雜故障生成相應(yīng)的預(yù)診信息；
[0011]所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺通過所述船用工業(yè)以太網(wǎng)與所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)連接，所述本地監(jiān)控系統(tǒng)生成的預(yù)診信息通過上述船用工業(yè)以太網(wǎng)輸入到所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺，在其中被進(jìn)一步處理以進(jìn)行故障終診，在出現(xiàn)故障時發(fā)出停機(jī)控制信號并進(jìn)一步利用復(fù)雜故障維修信息模塊查詢復(fù)雜故障維修信息庫，獲得維修信息。
[0012]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)包括本地監(jiān)控報警診斷控制器，該本地監(jiān)控報警診斷控制器包括保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊、邏輯控制運算模塊、信號輸入輸出模塊和信息通信模塊，其中，所述信號輸入輸出模塊與水密設(shè)備傳感器或驅(qū)動器連接通信，用于接收上述傳感器或驅(qū)動器采集的水密設(shè)備狀態(tài)信息，上述水密設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)而被輸入到所述保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊；該保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊對輸入的上述信息進(jìn)行處理，判斷其中是否存在保護(hù)性實時故障以生成診斷信息，同時進(jìn)行復(fù)雜設(shè)備故障的預(yù)診，判斷是否存在非實時復(fù)雜故障以生成預(yù)診信息；所述邏輯控制運算模塊根據(jù)故障診斷結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的控制計算，包括在有保護(hù)性實時故障時通過所述信號輸入輸出模塊輸出立即停機(jī)的控制指令以及在有非實時復(fù)雜故障時將相應(yīng)的預(yù)診信息通過所述信息通信模塊輸出至所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。
[0013]作為本發(fā)明的改進(jìn)，在沒有保護(hù)性實時故障時，所述保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊輸出相應(yīng)的控制指令并繼續(xù)讀取輸入信號，該控制指令則通過所述信號輸入輸出模塊輸出到相應(yīng)的水密設(shè)備驅(qū)動器。
[0014]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊生成的診斷信息也通過所述信息通信模塊輸出至所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。
[0015]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述監(jiān)控報警診斷平臺具有船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)，該船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)包括故障診斷模塊、數(shù)據(jù)庫/知識庫模塊、復(fù)雜故障維修信息模塊和信息通信模塊，其中，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器輸出的預(yù)診信息通過所述故障診斷模塊進(jìn)行處理，利用其中的非實時復(fù)雜故障終診推理機(jī)并結(jié)合所述復(fù)雜故障知識庫進(jìn)行故障判斷和診斷，進(jìn)而生成終診信息，并對上述終診信息中出現(xiàn)故障時發(fā)出停機(jī)控制信號并進(jìn)一步利用復(fù)雜故障維修信息模塊查詢復(fù)雜故障維修信息庫，獲得維修信息并提示故障部位和維修方法，而在無需停機(jī)時發(fā)出提示設(shè)備需要維護(hù)的警告信息。
[0016]作為本發(fā)明的改進(jìn)，該船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)還包括保護(hù)性實時故障處理模塊，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器輸出的診斷信息通過所述信息通信模塊輸入保護(hù)性實時故障處理模塊，可在存在該類故障時利用保護(hù)性實時故障維修信息庫獲得對應(yīng)的維修方法。
[0017]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)還包括水密設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模塊，其通過所述信息通信模塊從船用工業(yè)以太網(wǎng)中接收所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)采集并輸出的狀態(tài)信號，并進(jìn)而實現(xiàn)實時監(jiān)控。
[0018]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述監(jiān)控報警診斷平臺還包括輸入裝置、報警裝置以及顯示裝置，相應(yīng)地所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)還包括與其連接的輸入和報警處理模塊，用于對所述輸入裝置輸入的信息進(jìn)行處理以及將相應(yīng)的狀態(tài)信息、維修信息輸入顯示裝置進(jìn)行顯示，并將報警信息輸入報警裝置進(jìn)行報警。
[0019]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)為液壓水密設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)或電驅(qū)動水密設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)還包括信號采集模塊，設(shè)備驅(qū)動模塊和以太網(wǎng)通信接口，所述信號采集模塊用于采集水密設(shè)備的狀態(tài)信息并輸入到所述本地監(jiān)控報警診斷控制器中進(jìn)行處理，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器的信號輸入輸出模塊輸出的控制指令通過上述設(shè)備驅(qū)動模塊接收并進(jìn)而以控制水密設(shè)備，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器的信息通信模塊與所述以太網(wǎng)通信接口連接，以用于將輸出的信息通過該以太網(wǎng)通信接口輸出到以太網(wǎng)。
[0020]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)為手動水密設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，其包括傳感器、現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)通信接口，所述傳感器采集設(shè)備的狀態(tài)信號，并通過現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)通信接口利用船用以太網(wǎng)傳輸?shù)剿龃瑯蜻h(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。
[0021]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述保護(hù)性實時故障包括但不限于信號邏輯故障、電機(jī)過熱、三相電相位故障、油壓過低故障。
[0022]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述非實時復(fù)雜故障包括但不限于設(shè)備工作超時和液壓系統(tǒng)參數(shù)異常。
[0023]本發(fā)明中，本地監(jiān)控系統(tǒng)用于完成對水密設(shè)備的控制、監(jiān)測、故障預(yù)診及與船橋監(jiān)控平臺的通訊，所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺用于對全船水密設(shè)備的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控，復(fù)雜故障的智能診斷，狀態(tài)和故障信息顯示和與本地監(jiān)控系統(tǒng)通信。
[0024]本發(fā)明中，狀態(tài)信號可以包括油壓信號、控制和報警信息，電機(jī)狀態(tài)信息，傳感器及邏輯故障診斷信息等。
[0025]本發(fā)明中，所述的本地監(jiān)控報警診斷控制器對輸入的監(jiān)控信號進(jìn)行計算處理，完成對本地水密設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、保護(hù)性實時故障的診斷，并同時對非實時復(fù)雜故障進(jìn)行預(yù)診。同時，本地水密設(shè)備的狀態(tài)及預(yù)診信息則通過以太網(wǎng)通信接口利用船用以太網(wǎng)上傳至船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺作進(jìn)一步處理。所述的設(shè)備驅(qū)動模塊根據(jù)所述本地監(jiān)控報警診斷控制器獲得的診斷信息完成對液壓和電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動，如電機(jī)、電磁閥和報警設(shè)備。
[0026]本發(fā)明中，對于手動水密設(shè)備本地監(jiān)視系統(tǒng)，其可以包括傳感器，現(xiàn)場總線設(shè)備，網(wǎng)關(guān)設(shè)備，以及以太網(wǎng)通信接口。對于手動門，一般只是狀態(tài)監(jiān)視，為節(jié)省成本，可采用布線簡單的現(xiàn)場總線，從而降低成本，簡化局部布線。各類手動設(shè)備的監(jiān)視較為簡單。傳感器采集各類手動設(shè)備的狀態(tài)，并通過現(xiàn)場總線設(shè)備和網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接到船舶工業(yè)以太網(wǎng)，并將信息傳遞到船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)。
[0027]本發(fā)明中，所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺包括船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)，觸控屏，實體控制按鈕、報警信號、輸入輸出，以太網(wǎng)通信接口。
[0028]其中，船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)用于實現(xiàn)保護(hù)性實時故障的信息顯示、設(shè)備非實時性復(fù)雜故障的終診、實時遠(yuǎn)程參數(shù)的診斷、并通過人機(jī)界面顯示。該診斷計算機(jī)包括故障診斷模塊、數(shù)據(jù)庫/知識庫模塊、復(fù)雜故障維修信息模塊、水密設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模塊、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測模塊和信息通信模塊。所述本地監(jiān)控報警診斷控制器輸出的診斷信息和預(yù)診信息通過所述信息通信模塊輸入所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)中，其中的預(yù)診信息通過上述故障診斷模塊進(jìn)行處理，利用其中的非實時復(fù)雜故障終診推理機(jī)并結(jié)合所述數(shù)據(jù)庫/知識庫模塊進(jìn)行故障判斷和診斷，并在出現(xiàn)故障時發(fā)出停機(jī)控制信號并進(jìn)一步利用復(fù)雜故障維修信息模塊查詢復(fù)雜故障維修信息庫，獲得維修信息，并提示故障部位和維修方法；在終診無停機(jī)必要時則發(fā)出警告，提示設(shè)備需要維護(hù)。
[0029]所述本地監(jiān)控報警診斷控制器輸出的診斷信息通過所述信息通信模塊輸入船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)的保護(hù)性實時故障處理模塊，在存在該類故障時利用保護(hù)性實時故障維修信息庫獲得對應(yīng)的維修方法。
[0030]本發(fā)明中，船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)還可以優(yōu)選包括實體按鈕/報警裝置處理模塊、航行數(shù)據(jù)記錄儀通信模塊和界面處理模塊。
[0031]本發(fā)明中，簡單但需要實時處理的故障和不正?，F(xiàn)象的判定可以通過本地可編程控制器實現(xiàn)診斷或預(yù)診，而對成因復(fù)雜的故障的診斷則可以借助于更為功能全面的計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)來完成。
[0032]本發(fā)明中，在當(dāng)船用及海上移動平臺水密設(shè)備出現(xiàn)故障時，由于安裝和空間所限一般要求在很少拆裝的情況下進(jìn)行快速準(zhǔn)確的診斷并排除故障。但由于使用現(xiàn)場的技術(shù)條件限制，很難像實驗室那樣方便地使用各種復(fù)雜的儀器進(jìn)行檢查，同時現(xiàn)場人員受知識的限制，只能采用操作簡便的實用診斷方法充分，利用控制系統(tǒng)本身的傳感器，控制器，及船橋計算機(jī)平臺和智能診斷程序的診斷程序成為一條故障診斷的捷徑。
[0033]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0034](I)本發(fā)明通過設(shè)置兩級平臺，對于實時性故障以及非實時復(fù)雜故障采用不同的診斷策略，從而可以充分發(fā)揮不同平臺的優(yōu)勢，同時兩級平臺之間設(shè)置船用工業(yè)以太網(wǎng)，大大提高傳輸效率和精度，實現(xiàn)實時與非實時結(jié)合，本地與遠(yuǎn)程結(jié)合；
[0035](2)本發(fā)明的系統(tǒng)監(jiān)控和診斷全面，可以對各種不同類型的水密設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和診斷，同時可以利用各種不同的方式進(jìn)行狀態(tài)檢測和故障提醒，而且還可以結(jié)合相應(yīng)的維修數(shù)據(jù)庫給出相應(yīng)的維修方案，滿足對水密設(shè)備的監(jiān)控和故障診斷不斷提升的需求；
[0036](3)本發(fā)明在不增加額外成本的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有傳感器實現(xiàn)智能監(jiān)測，將控制用傳感器采集的信息用于系統(tǒng)監(jiān)測，控制監(jiān)測二合一，從而進(jìn)一步向主動控制方向發(fā)展。
[0037](4)本發(fā)明采用以太網(wǎng)，易于實現(xiàn)高速，多通道，其精度取決于傳感器精度，可以和易于多種類型傳感器的融合。
【附圖說明】
[0038]圖1為按照本發(fā)明實施例所構(gòu)建的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0039]圖2為按照本發(fā)明實施例所構(gòu)建的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)中的本地監(jiān)控報警診斷控制器及船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)的系統(tǒng)框圖；
[0040]圖3為按照本發(fā)明實施例所構(gòu)建的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)中的本地監(jiān)控報警診斷控制器及船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)的工作原理圖；
[0041]圖4為按照本發(fā)明實施例所構(gòu)建的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)中的本地監(jiān)控報警診斷控制器及船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)的實施流程圖。
【具體實施方式】
[0042]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0043]本發(fā)明實施例的水密設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)，船舶工業(yè)以太網(wǎng)，和船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。
[0044]如圖1所示，本實施例中的本地監(jiān)控或監(jiān)視系統(tǒng)包括各類傳感器、本地監(jiān)控報警診斷控制器、設(shè)備驅(qū)動模塊、通信模塊、網(wǎng)關(guān)設(shè)備等，用于完成對水密設(shè)備的控制、監(jiān)測、故障預(yù)診及與船橋監(jiān)控平臺的通訊。所述的船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺包括船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)，顯示設(shè)備，通信模塊以及各類實體控制開關(guān)和信號顯示器，用于完成對全船水密設(shè)備的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控，復(fù)雜故障的智能診斷，狀態(tài)和故障信息顯示和與本地監(jiān)控系統(tǒng)通信。監(jiān)控對象包括但不限于各類液壓系統(tǒng)參數(shù)及閥件、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)、控制開關(guān)狀態(tài)、電氣監(jiān)控顯示信號及溫度等。船舶工業(yè)以太網(wǎng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)間各類信息的傳遞?，F(xiàn)場總線與以太網(wǎng)絡(luò)間需加入網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接。
[0045]由于被監(jiān)控對象的不同，水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)又分為手動、液壓和電動三種。各類手動設(shè)備的監(jiān)視較為簡單，手動水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)采用傳感器采集信號，再通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接現(xiàn)場總線設(shè)備與以太網(wǎng)連接，最后將信息傳輸?shù)酱瑯蜻h(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。
[0046]各類電液驅(qū)動和電動船用設(shè)備的監(jiān)控則相對復(fù)雜，擁有各自獨立的本地控制器進(jìn)行監(jiān)控。在液壓和電動水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)中，本地監(jiān)控報警診斷控制器通過信號采集模塊采集設(shè)備狀態(tài)信號，經(jīng)過計算，控制指令通過設(shè)備驅(qū)動模塊控制水密設(shè)備的運行，同時將設(shè)備狀態(tài)信息和故障信息通過以太網(wǎng)傳輸?shù)酱瑯蜻h(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。信號采集模塊采集設(shè)備各類電氣液壓機(jī)械信號，經(jīng)過本地監(jiān)控報警診斷控制器的計算和處理后，控制指令通過設(shè)備驅(qū)動模塊被發(fā)送到被控對象，各類監(jiān)控信息和數(shù)據(jù)則通過船舶工業(yè)以太網(wǎng)上傳到船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)。本地控制器間相互獨立運行。
[0047]設(shè)備的狀態(tài)和故障信息經(jīng)過船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)的的進(jìn)一步處理，一方面通過觸控屏顯示出來，另一方面向水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出處理指令。而遠(yuǎn)程控制指令亦可通過船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺向水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出指令。
[0048]設(shè)備本地監(jiān)控報警診斷控制器和船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)軟件流程可如圖2所示。在本地監(jiān)控報警診斷控制器一側(cè)，軟件首先初始化數(shù)據(jù)及變量。然后進(jìn)行保護(hù)性實時故障診斷，如信號邏輯故障、電機(jī)過熱、三相電相位故障等需要立刻停機(jī)處理的故障，和復(fù)雜設(shè)備故障的預(yù)診，如設(shè)備工作超時和液壓系統(tǒng)參數(shù)異常等無需立刻停機(jī)處理但成因復(fù)雜的故障。如沒有保護(hù)性實時故障，則控制器輸出控制指令并讀取外部輸入信號。如有保護(hù)性實時故障，設(shè)備立即停機(jī)。最后控制器通過信息通信模塊將設(shè)備狀態(tài)和故障信息上傳至船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)。在船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)一側(cè)，主程序負(fù)責(zé)各子模塊程序的協(xié)調(diào)和調(diào)用。數(shù)據(jù)庫和知識庫處理模塊配合故障診斷模塊對通信上傳的預(yù)診信息做被監(jiān)控設(shè)備的進(jìn)一步復(fù)雜故障終診。水密設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模塊實時監(jiān)測設(shè)備的各類傳感器信號。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測模塊則實時監(jiān)測船舶以太網(wǎng)的通信和通信設(shè)備狀態(tài)。實體按鈕、報警裝置處理模塊實現(xiàn)船橋一側(cè)對本地設(shè)備的遠(yuǎn)程控制指令輸入和報警顯示輸出功能。航行數(shù)據(jù)記錄儀通信模塊將設(shè)備的信息上傳至航行數(shù)據(jù)記錄儀，用于航海安全記錄。界面處理模塊實現(xiàn)人機(jī)交互。
[0049]具體地，船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)進(jìn)行二級診斷以及其他處理的流程如圖3和-4所示。本地監(jiān)控報警診斷控制器實現(xiàn)保護(hù)性實時故障的診斷和非實時性復(fù)雜的預(yù)診，如控制器檢測到設(shè)備保護(hù)性實時故障的發(fā)生，會及時發(fā)出停機(jī)指令，引導(dǎo)系統(tǒng)停機(jī)。如控制器檢測到非實時設(shè)備參數(shù)異常，則進(jìn)行復(fù)雜故障的預(yù)診并將且僅將與故障相關(guān)的信息上傳至船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)做故障的終診。如終診確定需要停機(jī)檢查，則本地控制器通過信息通信模塊接收停機(jī)指令，引導(dǎo)停機(jī)。本地設(shè)備的被監(jiān)控參數(shù)實時上傳至船橋計算機(jī)，用于被監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)顯示。船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)則完成保護(hù)性實時故障的信息顯示、設(shè)備非實時性復(fù)雜故障的終診、實時遠(yuǎn)程參數(shù)的診斷、并通過人機(jī)界面顯示出來。計算機(jī)收到保護(hù)性實時故障發(fā)生信號后，直接查詢保護(hù)性實時故障維修信息庫，在屏幕上提示故障部位及維修方法。計算機(jī)同時監(jiān)測設(shè)備的實時參數(shù)，并查詢規(guī)則庫對此類參數(shù)作故障判定。如沒有故障，則在屏幕上顯示參數(shù)值。如發(fā)生故障，則提示故障部位和維修方法。計算機(jī)在收到非實時性復(fù)雜故障預(yù)診的報警信號后，利用非實時復(fù)雜故障推理機(jī)和復(fù)雜故障知識庫作出故障終診結(jié)論。如發(fā)生故障，需要停機(jī)，則進(jìn)一步利用復(fù)雜故障維修信息模塊查詢復(fù)雜故障維修信息庫，獲得維修信息，并提示故障部位和維修方法。如終診無停機(jī)必要，則發(fā)出警告，提示設(shè)備需要維護(hù)。
[0050]如圖4所示，本地監(jiān)控報警診斷控制器獲取傳感器信號，監(jiān)測各參數(shù)值，判斷是否符合閾值范圍。如果不超過閾值，則判定為正常。如超過閾值則判定為異常，同時搜集與此故障相關(guān)的參數(shù)集，打包通過以太網(wǎng)通信傳送至船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)做終診處理。船橋計算機(jī)收到預(yù)診信號后通過非實時復(fù)雜故障終診推理機(jī)，判斷是否故障。如出現(xiàn)故障，則進(jìn)一步通過復(fù)雜故障維修信息查詢，提示故障及維修信息。如沒有故障，則則發(fā)出警告，提示設(shè)備需要維護(hù)。
[0051]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種船舶或海上移動平臺水密設(shè)備監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，用于實現(xiàn)對水密設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和各類故障的診斷，其特征在于，該系統(tǒng)包括水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)、船舶工業(yè)以太網(wǎng)以及船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺，其中， 所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場的傳感器或驅(qū)動器連接，用于采集水密設(shè)備的狀態(tài)信號并形成監(jiān)控信號進(jìn)而實現(xiàn)對水密設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，同時該本地監(jiān)控系統(tǒng)可對所述狀態(tài)信號進(jìn)行故障診斷，并對診斷出的實時故障生成相應(yīng)的實時監(jiān)控信號以對水密設(shè)備進(jìn)行實時控制，同時對診斷出的非實時的復(fù)雜故障生成相應(yīng)的預(yù)診信息； 所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺通過所述船用工業(yè)以太網(wǎng)與所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)連接，所述本地監(jiān)控系統(tǒng)生成的預(yù)診信息通過上述船用工業(yè)以太網(wǎng)輸入到所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺，在其中被進(jìn)一步處理以進(jìn)行故障終診，在出現(xiàn)故障時發(fā)出停機(jī)控制信號并進(jìn)一步利用復(fù)雜故障維修信息模塊查詢復(fù)雜故障維修信息庫，獲得維修信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)包括本地監(jiān)控報警診斷控制器，該本地監(jiān)控報警診斷控制器包括保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊、邏輯控制運算模塊、信號輸入輸出模塊和信息通信模塊，其中，所述信號輸入輸出模塊與水密設(shè)備傳感器或驅(qū)動器連接通信，用于接收上述傳感器或驅(qū)動器采集的水密設(shè)備狀態(tài)信息，上述水密設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)而被輸入到所述保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊；該保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊對輸入的上述信息進(jìn)行處理，判斷其中是否存在保護(hù)性實時故障以生成診斷信息，同時進(jìn)行復(fù)雜設(shè)備故障的預(yù)診，判斷是否存在非實時復(fù)雜故障以生成預(yù)診信息；所述邏輯控制運算模塊根據(jù)故障診斷結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的控制計算，包括在有保護(hù)性實時故障時通過所述信號輸入輸出模塊輸出立即停機(jī)的控制指令以及在有非實時復(fù)雜故障時將相應(yīng)的預(yù)診信息通過所述信息通信模塊輸出至所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，在沒有保護(hù)性實時故障時所述保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊輸出相應(yīng)的控制指令并繼續(xù)讀取輸入信號，該控制指令則通過所述信號輸入輸出模塊輸出到相應(yīng)的水密設(shè)備驅(qū)動器。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，所述保護(hù)性實時故障診斷及預(yù)診模塊生成的診斷信息也通過所述信息通信模塊輸出至所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷平臺。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)控報警診斷平臺具有船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)，該船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)包括故障診斷模塊、數(shù)據(jù)庫/知識庫模塊、復(fù)雜故障維修信息模塊和信息通信模塊，其中，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器輸出的預(yù)診信息通過所述故障診斷模塊進(jìn)行處理，利用其中的非實時復(fù)雜故障終診推理機(jī)并結(jié)合所述復(fù)雜故障知識庫進(jìn)行故障判斷和診斷，進(jìn)而生成終診信息，并對上述終診信息中出現(xiàn)故障時發(fā)出停機(jī)控制信號并進(jìn)一步利用復(fù)雜故障維修信息模塊查詢復(fù)雜故障維修信息庫，獲得維修信息并提示故障部位和維修方法，而在無需停機(jī)時發(fā)出提示設(shè)備需要維護(hù)的警告信息。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，該船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)還包括保護(hù)性實時故障處理模塊，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器輸出的診斷信息通過所述信息通信模塊輸入保護(hù)性實時故障處理模塊，可在存在該類故障時利用保護(hù)性實時故障維修信息庫獲得對應(yīng)的維修方法。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)還包括水密設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模塊，其通過所述信息通信模塊從船用工業(yè)以太網(wǎng)中接收所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)采集并輸出的狀態(tài)信號，并進(jìn)而實現(xiàn)實時監(jiān)控。8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)控報警診斷平臺還包括輸入裝置、報警裝置以及顯示裝置，相應(yīng)地所述船橋遠(yuǎn)程監(jiān)控報警診斷計算機(jī)還包括與其連接的輸入和報警處理模塊，用于對所述輸入裝置輸入的信息進(jìn)行處理以及將相應(yīng)的狀態(tài)信息、維修信息輸入顯示裝置進(jìn)行顯示，并將報警信息輸入報警裝置進(jìn)行報警。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，所述水密設(shè)備本地監(jiān)控系統(tǒng)為液壓水密設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)或電驅(qū)動水密設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)還包括信號采集模塊，設(shè)備驅(qū)動模塊和以太網(wǎng)通信接口，所述信號采集模塊用于采集水密設(shè)備的狀態(tài)信息并輸入到所述本地監(jiān)控報警診斷控制器中進(jìn)行處理，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器的信號輸入輸出模塊輸出的控制指令通過上述設(shè)備驅(qū)動模塊接收并進(jìn)而以控制水密設(shè)備，所述本地監(jiān)控報警診斷控制器的信息通信模塊與所述以太網(wǎng)通信接口連接，以用于將輸出的信息通過該以太網(wǎng)通信接口輸出到以太網(wǎng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的一種船舶水密設(shè)備本地遠(yuǎn)程兩級監(jiān)控與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)，其中，所述保護(hù)性實時故障包括但不限于信號邏輯故障、電機(jī)過熱、三相電相位故障、油壓過低故障，所述非實時復(fù)雜故障包括但不限于設(shè)備工作超時和液壓系統(tǒng)參數(shù)異常。
【文檔編號】G05B23/02GK105988457SQ201510055739
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月3日
【發(fā)明人】劉炎
【申請人】劉炎