一种油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统，包括用通讯网络相互联接的上位机，下位机，被监控对象，货油监控台，货油监控台安装有货油室工控机、通信联络工具及显示、控制器件，工控机为上位机；液位遥测、阀门监控、泵浦及通风监控等分系统为下位机，包括控制箱、现场监控对象、传感器；上位机与下位机通过通讯网络传输信号；传感器采集现场监控对象的运行状态，将测量参数送入控制箱，再与货油室工控机进行通讯并实时显示，当参数值超过设定限值时，由货油室工控机输出报警信号及进行安全控制；货油室工控机将所需信号远传到集控室工控机、装载计算机和船舶监测报警系统。该系统保证油船装卸作业时的船舶安全。

【技术实现步骤摘要】
一种油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统
本技术涉及船舶工程
，具体涉及一种油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统。
技术介绍
与其它类型船舶不同，油船为一种危险品运输船，需要实现防火、防爆、防污染的安全保证，因此对货油的装卸作业有特殊要求。油船货油装卸作业的主要常规配套有：货油装卸设备、货油扫舱设备、专用压载设备。此外，还有其它可选配套：为提高操作的自动化水平，一般配置液位遥测、阀门监控设备；为优化油船运输和作业的安全水平，会将惰性气体系统设置在油船内部，同时可配备专用的消防、水喷淋设施等；为减少油船压载水排放对环境的污染程度，会在油船内部配置洗舱设备和排油监控装置；在运载诸如重柴油、燃料油、润滑油、渣油等粘度大的重质油品时，通常需要在货油舱配置货油加热设备。在航区为沿海和内河的中小型成品油船中，油船依靠自身的装卸设备，通过本船管头连接的管路与对方码头终端或船舶进行驳运货油，装卸过程不但影响作业时间和结束时剩余的货油量，更关系到卸货设备及船舶的安全，所以对船员技能要求较高，船员工作量多、疲劳强度大。油船货油装卸作业的安全、可靠、高效运行至关重要，基于此原则需要在作业过程中对装卸设备和船舶状态进行同步监控，综合起来分为监测与控制两大功能，它们是实现货油装卸自动化和智能化的基础，以确保油船能成功地输送所装载的油料。监测部分：货油舱(液位、温度)，水舱(液位)，货油泵、洗舱泵、压载泵、消防泵等(进/出口压力、转速、电流、轴承和填料函温度)，机舱设备和排油监控装置等，对监测参数分析、辨识及发出报警；控制部分：控制各种阀门、泵浦、风机等装置，并在超过报警阀值的危险状态时自动发出控制指令。就地监测、控制设置在设备侧；全面核心的远程监测、遥控位于货油室内，覆盖了所有设备监测点；必要的公共报警点延伸到集控室和船舶监测报警系统。从实际配套来看，货油装卸作业系统集成了货油装卸、扫舱、压载等多种功能，并相合监控系统成为一套复杂的大系统，已经成为仅次于主推进装置的船舶第二大设备系统。近年来，货油装卸作业监控系统在设计生产和实际应用中不断改进。由于追求性价比和市场占有率，多采用集中监控系统，该类系统存在一些技术缺陷，难以满足安全适用、操作便捷、易于维护等需求，主要存在以下问题：1、整体式结构设计造成安装制造和维修保障困难，而且不利于技术升级和容量扩展。例如在船舶设备修理改造或技术升级后，需要更改货油装卸作业系统，重新配置硬件、软件监控方式。2、整体性能和控制策略不够完善，主要为缺少完备的状态监控、故障报警、诊断和自动处理功能，事故排查全靠人工现场判断，不仅耗费人力、劳动强度高、处置效率低，而且贻误应对时机，误操作风险大，影响货油装卸作业安全。3、船舶设备数量繁多，位置较为分散，集中式监控系统通过电缆将设备信号一对一传送到集控室，信号传输距离较远，会发生衰减，易受外界干扰且无法保证同步性，系统工作可靠性难以保证。有鉴于此，有必要对现有货油装卸作业系统予以技术改进，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可完善整个系统的技术性能、安全性能、经济性能及后续维修，将相应功能模块并整合到一起，实现多点设备分散监测、集中管理及货油装卸作业的智能化、自动化，形成功能强、维修易、价格低的油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统。为实现上述目的，本技术的技术方案是提供了一种油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统，所述系统包括用通讯网络相互联接的上位机，下位机，被监控对象，货油监控台；所述上位机为设置在油船货油室内的工控机，工控机内设有上位机通信模块和数据处理模块，数据处理模块通过上位机通信模块接收下位机传输来的监测数据，经分析计算处理后将结果呈现于显示器；所述下位机为监测信号采集单元，监测信号采集单元安装在控制箱内，并将被监控对象的状态参数并转换为电信号，再通过下位机通信模块将采集到的电信号传送到上位机；所述通讯网络为上位机与下位机之间的双向信号传输通道，下位机将被监控对象状态参数的电信号传送电信号到上位机，并接收上位机发送给下位机的控制信号；所述监控对象为货油装卸作业中的相关设备，至少包括有货油舱的液位、温度，水舱的液位，至少还包括货油泵、洗舱泵、压载泵的进口压力、出口压力、转速、电流、轴承和填料函温度，机舱设备的运行状态和排油监控装置的油分浓度、流量。所述货油监控台至少包括上位机、上位机通讯模块、控制开关和报警器的集成安装平台，货油监控台设置在货油室，货油监控台用于远程控制操作，远程控制操作包括泵、风机的启动、停止和调速；当被监控对象状态参数的电信号值超过设定阈值时，货油室工控机发出报警信号和控制指令。优选的技术方案是，所述通讯网络为工业局域网。将集中式监控方式改进为总线分布式监控系统。集中式监控方式通过电缆将信号一对一远距离传输到集控室，在保障性和可靠性方面是不可取的。总线分布式监控系统具有测点覆盖范围大、网络互联能力强、分散监测、集中管理、扩展灵活、功能强大、可靠性高等优良特性，解决了设备数量多、分布广及监测、操作、管理困难的问题。进一步优选的技术方案是，所述上位机采用共享存储的双机热备系统，双机热备系统通过软硬件结合实现具有单点故障容错能力的平台。在单主机监控系统中，若主机出现故障，直接导致系统瘫痪失灵；即使主机故障修复，也不能在故障断点接续工作。双机热备方案是具有单点故障容错能力的系统平台，采用工作机发生故障时备份机接管工作机工作的机制，并进行故障报警，实现在无人值守情况下系统自动切换和数据的高可用性，避免停机造成的损失。优选的技术方案还有，所述下位机包括分别与监控对象连接的控制箱和通讯网络，控制箱内设有控制组件和电测单元，电测单元至少包括有输入信号通道电路、输入信号调理电路、A/D转换电路、通讯接口电路及电源模块。优选的技术方案还有，所述上位机采用PIC处理器或者PLC控制器。本技术的优点和有益效果在于：该油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统可完善整个系统的技术性能、安全性能、经济性能及后续维修，可将相应功能模块并整合到一起，实现多点设备分散监测、集中管理及货油装卸作业的智能化、自动化，形成功能强、维修易、价格低等特点。1、采用分布式监控：使得多点设备分布式监控方式不仅能够对设备数据信息进行查看、统计、备份，而且能够通过终端发布指令对相关设备进行远程集中控制，实现分散监控、集中管理，具备监测报警、故障诊断及替代人工介入自动处理等功能。2、采用模块化结构：使其综合考虑技术性能、安全性能、经济性能及后续维修更加完善，采用分立式模块化单元结构，便于设计、生产、装配、维护和检修，利于缩短研发、生产周期和降低成本，易于升级系统功能以拓宽使用范围。3、该系统实用可靠：实用可靠是工程设计的基本要求，性能稳定是分布式监控系统的关键优势。根据需求采用基于共享存储的双机热备方案和双通讯网络，提高信号稳定性和工作可靠性，减少性能不稳定造成的误本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统，其特征在于，所述系统包括用通讯网络相互联接的上位机，下位机，被监控对象，货油监控台；/n所述上位机为设置在油船货油室内的工控机，工控机内设有上位机通信模块和数据处理模块，数据处理模块通过上位机通信模块接收下位机传输来的监测数据，经分析计算处理后将结果呈现于显示器；/n所述下位机为监测信号采集单元，监测信号采集单元安装在控制箱内，并将被监控对象的状态参数并转换为电信号，再通过下位机通信模块将采集到的电信号传送到上位机；/n所述通讯网络为上位机与下位机之间的双向信号传输通道，下位机将被监控对象状态参数的电信号传送电信号到上位机，并接收上位机发送给下位机的控制信号；/n所述监控对象为货油装卸作业中的相关设备，至少包括有货油舱的液位、温度，水舱的液位，至少还包括货油泵、洗舱泵、压载泵的进口压力、出口压力、转速、电流、轴承和填料函温度，机舱设备的运行状态和排油监控装置的油分浓度、流量；/n所述货油监控台至少包括上位机、上位机通讯模块、控制开关和报警器的集成安装平台，货油监控台设置在货油室，货油监控台用于远程控制操作，远程控制操作包括泵、风机的启动、停止和调速；当被监控对象状态参数的电信号值超过设定阈值时，货油室工控机发出报警信号和控制指令。/n...

【技术特征摘要】
1.一种油船货油装卸作业的多点设备分布式监控系统，其特征在于，所述系统包括用通讯网络相互联接的上位机，下位机，被监控对象，货油监控台；
所述上位机为设置在油船货油室内的工控机，工控机内设有上位机通信模块和数据处理模块，数据处理模块通过上位机通信模块接收下位机传输来的监测数据，经分析计算处理后将结果呈现于显示器；
所述下位机为监测信号采集单元，监测信号采集单元安装在控制箱内，并将被监控对象的状态参数并转换为电信号，再通过下位机通信模块将采集到的电信号传送到上位机；
所述通讯网络为上位机与下位机之间的双向信号传输通道，下位机将被监控对象状态参数的电信号传送电信号到上位机，并接收上位机发送给下位机的控制信号；
所述监控对象为货油装卸作业中的相关设备，至少包括有货油舱的液位、温度，水舱的液位，至少还包括货油泵、洗舱泵、压载泵的进口压力、出口压力、转速、电流、轴承和填料函温度，机舱设备的运行状态和排油监控装置的油分浓度、流量；
所述货油监控台至少包括上位机、上位机通讯模块、控制开关和报警器的集成安...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆洋，左红稳，肖海瑞，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六八六部队，
类型：新型
国别省市：江苏;32