第十五章船舶机舱监测与报警系统

第十五章 船舶机舱监测与报警系统

机舱监测与报警系统是轮机自动化的一个重要内容，它的功能是准确可靠地监测机舱内各种动力设备的运行状态及其参数，一旦运行设备发生故障，自动发出声、光报警信号。根据自动化程度的不同，有些系统还具有报警记录打印，参数和状态的定时或召唤打印以及参数的分组显示等功能。对于无人值班机舱，集中监视与报警系统还能把报警信号延伸到驾驶台、公共场所、轮机长房间和值班轮机员的住所。机舱集中监视与报警系统不仅可以改善轮机管理人员的工作条件，减轻劳动强度，及时发现设备的运行故障，而且也是实现无人机舱的基本条件。

第一节 监视与报警功能的组成与功能

一、参数类型

在机舱中需要监视的参数可分两类：一类是开关量，另一类是模拟量。

所谓开关量，是指只有两个状态的量。这两个

状态通常表现为开关的断开和闭合，而开关的形式可以是机械开关或继电器触点。在船舶机舱中，开关量可以反映设备的运行状态，例如设备是运行处于状态还是停止状态、设备是正常工作还是出现故障、主机凸轮轴位置以及阀门位置等。监视报警系统能对这些开关量进行显示，需要报警的则发出声光报警。

模拟量是指连续变化的量，例如温度、液位、压力和转速等参数均为模拟量。监视报警系统应能对这些模拟量进行实时显示，如果参数超过预定的范围，则应发出越限声光报警。越限报警分为两种情况，有些参数是不允许超过某一上限值的，当超过这一上限值时发出的报警称为上限报警；另为一些参数则不允许低于某一下限值，当低于这一下限值时发出的报警称为下限报警。通常，温度参数的报警为上限报警，压力参数的报警为下限报警，而液位参数的报警则既有上限报警也有下限报警。

应当指出的是，对于有些设备，其运行参数虽然为模拟量，但并不是把这些模拟量直接送入监视报警系统，而是通过压力继电器、温度继电器或液位开关等转换为开关量信号再送至监视报警系统。对于这类参数，监视报警系统将以开关量的形式进行处理。

二、监测方法

监视报警系统的种类很多，但所采用的监测方法无非有两类。一类是采用连续监测方法，另一类是采用扫描监测方法。 1．连续监测

连续监测是指机舱中所有监测点的参数并行地送入监视报警系统，同时对所有监测点的状态及参数进行连续监测。系统中的核心单元是报警控制单元，它由各种测量和报警控制电路组合而成。每个监测点需要一个独立的电路进行测量和产生报警信号，测量结果和报警信息送至公共的显示和报警电路，但在设计上通常将多个同类型参数

的电路制作成一块电路板。

连续监测的方法由于每个监测点采用单独的电路，因此各监视点之间的相互影响较小，当某一监视点通道发生故障时，不会影响其他通道的工作，监视点的数量增减在原则上也不受限制。但所需硬件较多，造价较高。 2．扫描监测

扫描监测也成为巡回监测，这种方法是以一定的时间间隔依次对各个监测点的参数和状态进行扫描，将监测点信息逐一送入监视报警系统进行分时间断处理。因此无论监视点有多少，仅需要一个测量和报警控制单元。

巡回监测方法可通过常规集成电路和微型计算机来实现，但由于微机具有采样速度快、检测精度高、体积小、数据处理功能强大、显示手段先进等优点，大多数船舶均采用基于微机技术的监视报警系统。此外，计算机网络技术的成熟应用已经使得监视报警系统朝着分布式网络结构的方

向发展。

三、监测报警系统的组成与功能

一个完善的监视与报警系统由三大部分组成：（1）分布在机舱各监视点的传感器；（2）安装在集中控制室内的控制柜和监视仪表或监视屏；（3）安装在驾驶台、公共场所、轮机长和轮机员居室的延伸报警箱。典型监视报警系统的组成及其分布如图15-1-1所示。

不同的监视报警系统，由于实现手段不同，在功能上也略有差异，但原则上都应该具有以下几个方面的功能：

1．声光报警

声光报警是监视报警系统最根本的功能，只要监测点的状态发生异常或者出现参数越限，系统就应该发出声光报警，以便问题得到及时处理。大多数导致报警发生的原因均无法在报警发生之后自行消失，只有进行了相应的处理才能使状态恢复正常，这类报警称为常规报警或长时报警。

对于某些具有主/备切换功能的设备，当主用设备出现故障并发出报警时，备用将自动运行，往往由于运行参数恢复正常而在短时间内自动消失，这类报警称为短时报警。监视报警系统对这两种情况一般采用不同的处理方法，图15-1-2示出了一般的报警处理流程。

在正常运行期间，监视与报警系统不会发出报警指示和声响报警。当被监视点发生异常时，若该监视点未被闭锁，则系统立即发出声响报警，同时相应的报警指示灯（或屏幕文本字块）快速闪烁，指示报警内容。报警发生后，要求值班人员按消音按钮进行消音（一般情况下，消音按钮对于所有报警都是共用的）和报警确认（按确认按钮或点击闪烁文本）。报警确认后，报警指示灯由闪烁转为平光（或者闪烁文本转为高亮）。当监视点状态或参数恢复正常时，报警指示消失，即报警灯熄灭（或者高亮消失）。当出现短时报警时，系统也会立即发出声光报警，但往往由于监测状

态在短时间内自动恢复正常，报警指示将由”快闪”转为“慢闪”，但声响报警还将继续，直到按下消音按钮。

2．参数与状态显示

参数显示是指通过模拟仪表、数字仪表或者计算机屏幕对所有监测点的运行参数进行显示，即模拟量显示。状态显示指的是反映设备运行状

公共场所驾生延伸报警 驾驶台 轮机长 大管轮 二管轮 三管轮 延伸报警控集主电源 应急电源消闪 试验 试灯 闭锁 制单元 显示单元 打印记录 监视报警控制单元 警报消音 机 传图15-1-1 机舱监视与报警系统的组成 报警器 态的开关量显示，通常采用绿色指示灯（灯泡或发光二极管）表示系统或设备的正常运行，红色灯指示灯表示报警状态。对于采用计算机屏幕的系统，则还可以采用“ON”、“OFF”、“HIGH”、“LOW”、“NORMAL”和“FAIL”等文本来进行状态显示。

3．打印记录

打印记录一般有参数打印和报警打印两种。参数打印又分为定时制表打印和召唤打印，定时制表打印是打印机以设定的时间间隔自动将机舱内需要记录的全部参数打印制表，轮机人员只要将打印纸整理成册，即可作为轮机日志。召唤打印是根据需要，随时打印当时的工况参数，可对监测点参数进行全点或选点打印。报警打印是由系统自动进行的，只要有报警发生，系统就会把报警名称、报警内容和报警时间进行自动打印输出。而在报警解除时，则自动打印报警解除时间。

许多监视报警系统的软件功能还具有“事件”（Event）记录和打印功能。当对系统进行了设置、组态或上、下限报警值等参数的修改时，这些操作都会以“事件”的形式在数据库中进行记录或进行打印输出。

4．报警延时

报警处理流程 N 无报警声响和报警指示 (正常状态) 有报警？ Y 已闭锁？ N + Y 报警指示快闪，启动报警声响、分组报警及故障打印(报警状N N 确认？ Y 报警指示平光 (常规报 报警消失？ Y 报警指示慢闪，启动报警解除打印 (短时报警) N 故障消失？ Y N 确认？ Y 撤销报警指示和分启动故障排除打印 组报警(恢复正常) 图15-1-2 监测点报警处理流程图

在报警装置中，一般均设有延时报警环节，以免发生误报警。根据所监视的参数不同，其延时时间有长延时和短延时之分。例如在监视液位时，由于船舶的摇摆，容易反复造成虚假越限现象，导致频繁报警。类似这些情况可采用2～30s的长延时报警，在延时时间之内越限不报警。另外，在运行期间，某些监测开关的状态会由于环境干扰的原因而发生瞬间变化，例如船舶在激烈振动时，某些压力系统的压力波动容易使报警开关发生抖动。为避免误报警，可采用延时0.5s的短延时。

5. 报警回差

当采样值在报警点附近波动时，为了防止仪表不断进入和退出报警状态，这样输出触点会经常跳动，产生频繁报警，导致外部联锁装置产生故障，对于上限和上上限报警，若报警限设为80，报警回差设为5，当采样值大于等于80时触点动作，仪表报警；当输入减小，采样值小于80，仪

表不会马上退出报警状态，而是直到仪表采样值小于等于75后，仪表才退出报警状态。 同样，对于下限和下下限报警，若将报警限设为45，报警回差设为5，当采样值小于等于45时，触点动作；当输入增大，采样值大于45后，仪表不会马上退出报警状态，而是直到仪表采样值大于等于50后，仪表才退出报警状态。

6．报警闭锁

闭锁报警就是根据动力设备不同的工作状态，封锁一些不必要的监视点报警。例如，船舶在停港期间，由于主机处于停车状态，主机的冷却系统、燃油系统、滑油系统等均停止工作，与这些系统相关的参数都会出现异常。因此，有必要对与这些系统有关的监视点进行报警闭锁。

7．延伸报警

延伸报警功能是为无人值班机舱设置的。在无人值班的情况下，必须将机舱故障报警信号分组后传送到驾驶台、公共场所、轮机长及值班轮

机员住所的延伸报警箱。延伸报警通常是按故障的严重程度来分组，可把全部监视点的报警信息分为四组：主机故障自动停车报警；主机故障自动降速报警；重要故障报警；一般故障报警。有时为了简化延伸报警，在值班轮机员住所的延伸报警箱上仅设置重要故障报警和一般故障报警两个报警指示灯。

8．失职报警

在无人值班的情况下，监视与报警系统在发出故障报警的同时，还会触发3min计时程序。若值班轮机员未能在3min内及时到达集中控制室完成确认操作，即使已在延伸报警箱上进行过确认，仍将被认为是一种失职行为，报警系统就使所有延伸报警箱发出声光报警信号。报警系统发出失职报警后，只能在集中控制室进行消声，复位3min计时器后才能撤消失职报警。

9．值班呼叫

值班呼叫功能主要用于轮机员交接班时进行

信号联络。例如，大管轮与三管轮进行交接班时，大管轮只要在集控室把“值班选择”指向“三管轮”位置即可。这样，系统就会撤消大管轮的值班信号，而向驾驶台、公共场所和三管轮住所的延伸报警发出三管轮值班呼叫声响信号，值班指示灯闪光。应答后，报警声消失，值班指示灯从闪光转为平光，表示三管轮进入值班状态。以后，监视系统会把报警信号传送到三管轮住所的延伸报警箱，而不再送到大管轮处。

10．测试功能

在集中控制室的操纵台上，一般都设有试灯按钮和功能测试按钮。按试灯按钮，所有指示灯都要亮，不亮的指示灯需要换新。按功能测试按钮，所有监视点均进入报警状态，否则，未报警的监视点表示相应监视通道有故障。测试功能可协助进行故障定位。

11．自检功能

监视报警系统正常工作的前提是系统本身没

有故障。为了确保监视报警系统本身的工作可靠性，对诸如输入通道、电源电压和保险丝等重要环节，应具有自动监测功能。出现异常时，系统将自动发出相应的系统故障报警。

12．备用电源的自动投入

要使监视系统在全船失电的情况下能正常工作，就必须配备相应的备用电源。在主电源失压或欠压时，系统能自动启用备用电源，实现不间断供电。

第二节 单元组合式监测与报警系统

在单元组合式集中监视与报警系统中，将同时且连续的监测机舱中所有监视点。由传感器所检测的每个监视点的状态和参数值是相对独立的送到集中控制室，集中监视与报警系统将单独处理每个监视点的工作状态。这样，一个监视点或几个类型相同的监视点都要制成一块满足集中监视和报警控制功能要求的印刷电路板。因此，在

集中控制室的集中监视与报警控制柜中，这样的印刷电路板有很多块。该印刷电路板可提供显示监视点参数值的信号，当监视点运行设备发生故障或运行参数越限时，能提供故障报警和打印信号。同时，报警信号还能延伸送至驾驶台、公共场所，轮机长及值班轮机员住所。因此，轮机管理人员要管理好集中监视与报警系统，除要管理好所有传感器，使其处于完好的工作状态外，对于使用好众多的印刷电路板—报警控制单元是十分重要的。

报警控制单元有开关量报控制单元和模拟量报警控制单元，这两种控制单元的工作原理基本相同，只是越限报警值的调整方法不同，对于开关量报警控制单元，它输入的信号是开关状态，一般由温度开关、压力开关、液位开关等传感器来检测，调整越限报警值往往是在传感器上，通过调整其幅差来实现。对模拟量报警控制单元，其输入量是运行参数的模拟量，其越限报警值是通过调整印刷电路板上的电位器来进行的。

一、单元组合式监测与报警单元的特点和组成 1．开关量报警控制单元

开关量报警控制单元是由输入回路、延时环节和逻辑判断环节所组成的，其逻辑原理框图如图15-2-1所示。其中，输入回路用于接收开关量传感器送来输入信息（即触点是闭合还是断开），并且在输入异常时发出报警信号；同时还可接受“试验”信号，当输入试验信号时同样输出报警信号，以模拟监视点的设备故障。延时环节用于对报警信号产生适当的延时，实现延时报警功能，以避免误报警。逻辑判断环节用来完成逻辑运算、状态记忆和报警控制。

在监视点参数处于正常范围时，开关量传感器的触点闭合，输入回路不输出报警信号，因此，报警指示灯处于熄灭状态，也不启动声响报警、分组报警和故障打印。当监视点的运行设备发生故障，或其相关参数越限时，传感器触点断开，输入回路送出报警信号VF，经延时环节和逻辑判断环节后发出报警。报警内容通常包括：（1）控

制报警指示灯，使之快速闪亮、慢速闪亮、常亮或熄灭；（2）启动公共报警系统，向集控室和机舱发出声光报警；（3）输出分组报警信号至延伸报警单元，进行归类分组后控制延伸报警箱实现分组报警。（4）启动报警记录打印机，记录故障发生时间和报警内容。逻辑判断环节除了接收报警信号外，还接收闭锁、消闪、闪光和试灯信号。每个信号的功能将在后面结合实例介绍。 根据持续时间的长短，报警可分为长时报警和短时报警。长时报警是指报警长时间存在，而短时报警则是指发生报警后，短时间内外部输入信号恢复正常，报警自行消失。

在发生报警时值班轮机员首先应按“确认”（Acknowledgement）按钮（也称消音按钮，意即报警已被确认，声响可以停止），以消除声响。然后按消闪按钮，若是长时报警，则逻辑判断环节将使报警指示灯从快速闪亮变成常亮，以指示故障状态。此时，轮机员应进行相应的报警处理措施。待故障排除后，监视点参数恢复正常，传感

开输试验

延逻闭消闪

故蜂分报试

锁 音 光

图 15-2-1 开关量报

器触点又重新闭合，报警指示灯由常亮变为熄灭。若在尚未按下确认按钮时，监视点参数已自行恢复正常，传感器触点已重新闭合，逻辑判断环节将使指示灯从快闪转为慢闪，进入短时故障报警状态，这时，先按下消声按钮进行消声，再按下消闪按钮，指示灯将从慢闪转为熄灭。有些监视报警系统还设有失职报警功能，在发出延伸报警的同时起动失职报警计时器，若值班轮机员在3分钟内到达集控室进行报警确认，则计时器复位，否则计时满后将发出失职报警。

开关量报警设定值是由开关量传感器来实现的。例如，采用压力继电器作为压力传感器时，其上限报警设定值为继电器的下限设定压力与幅

差之和，而下限报警的设定值就是其下限设定压力。

2．摸拟量报警控制单元

模拟量报警控制单元主要是由测量回路、比较环节、延时环节和逻辑判断环节组成的，其原理框图如图15-2-2所示。图中，测量回路用于把传感器送来的模拟量信息转换成相应的电压信号，以作为监视点参数的测量值ui，并在模拟量传感器发生短路或开路时，向自检单元发出传感器故障信号。比较环节用于故障报警鉴别，它将测量值ui与电位器整定的报警设定值uL进行比较，若参数越限则输出报警信号至延时环节。在功能试验时，比较环节接收到“试验”信号，若能输出被

模测uiSSULP 比延VFVA逻识试验

｝显示

闭消闪锁 音 光

故

蜂分报试

传感器故障

图 15-2-2 模拟量报警

监视点参数越限的报警信号，则说明控制单元工作正常；否则，说明单元有故障。延时环节和逻辑判断环节的作用与开关量报警控制单元中的环节完全相同，故不再介绍。其中延时环节不是所有的模拟量报警控制单元都设置，而只适用于需要延时报警的监视通道中。

二、报警控制单元的故障报警原理

1．用继电器组成的报警控制单元

SMA一02型报警控制单元是以继电器为基本元件，每块插件板可同时安置6个相同的报警控制电路，图15-2-3仅示出一个报警控制电路。下面介绍电路的工作原理。

（1）报警控制

在正常情况下，开关量传感器的触点S闭合，在未按功能试验按钮时，触点T闭合。于是继电

B A +24V T D8 10 去打印机控制单元 R14 15 13 16 15 J9 RJ1413 4 3 CC1 J2 去声响单元 去闪光源 去分组单元 +24V 快闪信号 +24V 慢闪信号 DD12 11 16 +24V TJ7 5 6 10 8 9 7 6 J5 L 图 15-2-3 SMA—02型报警控制单元原理图

器J1通电，其触点J1的8－9断开，闭合于9－10，24V电压经电阻R1向电容C1充电，为报警作准备；

J1的13－14断开，不输出分组报警信号；J1的15—16断开，不输出故障打印启动信号。继电器J2断电，其触点J2的13－14断开，无自保作用；J2的11－12断开，闪光源停止工作。另外，J1的6－7闭合和J2的8－9闭合，报警指示灯L经试灯按钮TL与24V相连，因此，正常时灯不亮，按下试灯按钮后，指示灯应亮。

当发生运行设备故障，监视点参数越限时，触点S断开。在无闭锁报警时，闭锁开关B断开，D3截止。此时电容C2、经R2和J1放电时现延时报警功能。待C2放电到C2电压降到一定大小时，延时时间到，使继电器J1断电，J1的触点8～9闭合，电容C1上的电压经双绕组继电器J2的2－3绕组、二极管D1和声响报警控制单元放电，使继电器J2通电，同时启动声响报警。J2通电后其触点13－14闭合自保，以保证C1放电结束后，继电器J2继续保持通电。这时，J1的13－14闭合，J2的15－16闭合，二极管D2导通，输出分组报警信号至延伸报警控制单元。J1的15—16闭合，使故

障打印控制电路产生一个正脉冲信号，启动打印机把故障打印记录下来。J2的11—12闭合，接通闪光源的电源，使闪光源单元投入工作，输出快闪和慢闪两种闪光信号。J1的5—6闭合和J2的6—7闭合，报警指示灯L接通快闪信号源，使指示灯快闪。

在系统发出声光报警时，值班轮机员应立刻到达集中控制室进行消声应答，切除声响报警，然后按下消闪按钮A，使继电器J2断电，其触点13－14断开解除自保。J2的11－12断开切除闪光源的电源，使其停止工作。J2的15－16断开切除分组报警信号。J2的6－7断开，5一6闭合，将24V电压直接加在报警指示L灯上，使它从快闪切换成常亮。

当故障排除参数恢复正常时，触点S重新闭合，继电器J1通电，其触点J1的9一10闭合，电源经电阻R1向电容C1充电，J1的15-16断开，在故障打印控制单元产生一个负脉冲，自动启动打印机打印出故障排除时间。J1的6－7闭合和J2

的8一9闭合，报警指示灯L熄灭，撤消报警信号。

当出现短时故障报警时，即轮机员尚未按应答按钮，监视点参数已自行恢复正常，使触点S由断开又闭合，这时继电器J1和J2均通电。触点J1的9－10闭合，C1充电；J1的15一16断开，启动故障排除打印；J1的13－14断开，撤消分组报警。J1的6～7闭合，J2的9－10仍闭合，报警指示灯L接通慢闪信号源，使灯从快闪切换成慢闪。这时，值班轮机员先按下消声按钮，切除声响报警，然后在了解报警原因后按下消闪按钮A，使继电器J2断电，触点J2的11—12断开，使闪光源停止工作；J2的9—10断开，8－9闭合，使报警指示灯从慢闪切换成熄灭。 （2）功能试验和闭锁报警

为了检查报警系统是否正常，可进行功能试验。当按下“功能试验”按钮时，其触点T断开，使继电器J1延时后断电，进入报警状态。这时，若报警指示灯不能快闪，则说明该报警控制电路

有故障。利用功能试验开关与消闪按钮的配合操作，可进行长时故障报警或短时故障报警试验。 在被监视的设备停止工作时，可接通报警闭锁开关B，使二极管D3导通，保证继电器J1在触点S断开时能继续保持通电，从而闭锁了该通道的报警。

2．用逻辑回路和运算放大器组成的报警控制单元

(1) 开关量报警控制单元

WE－2型报警监视系统中有开关量、模拟量、马达运转和排气温度等四种形式的报警控制 单元，图15-2-4示出了其开关量报警控制单元的电路图。下面介绍电路的工作原理：

触点12V VCC－ +A W2－ +A P Y3E G C3R3Y4Y5ST F Y8消闪 Y7Q 24V D1H I T2T1开关 30 S 28 1Y1W1C22LVP6 延时电路 Y2Y6D217 10 14 7 8 9 16 13 5 试闭消故分起消验 锁 闪 障组动闪

打报警印 警 报

器

闪光

试灯

图 15-3-4 开关量报警控制单元电路原理图

在监视点参数正常情况时，触点S闭合，端子30为低电平，这时P点为“1”信号，不发声光报警。当参数越限，触点S断开，A1反相端变换成高电平，则A1输出“0”信号，经Y1反相为“l”信号，向延时环节的电容C2充电使A2同相端电位不断升高，当升高到略大于A2反相端设定的电位时，A2翻转输出“l”信号，这段报警延时时间可通过W2来调整，调整范围为2 s～30 s。端子10在没有闭锁信号时为高电平，于是与非门Y2输出“0”信号，即P点为“0”信号，经端子8输出分组报警信号至

延伸报警单元，同时由端子7输出故障打印信号。与非门Y3输出“l”信号，由C3和R3组成的微分电路产生一个正的尖峰脉冲，经非门Y4输出一个负的尖峰脉冲，G点出现的负尖脉冲，一方面经端子9输出声响启动信号至警报器控制单元，另一方面使RS触发器发生翻转Q为“1”，打开与非门Y6，由端子 13送来的闪光信号经Y6到达H点，使I点的电位高低交替变化，致使晶体管T1和T2间断导通，报警指示灯L闪光，并由端子6输出到外接的报警指示灯。

当值班轮机员按下“消声”按钮后，消除声响报警。按下“消闪”按钮后，从端子14送来低电平信号至触发器的R端，使触发器的Q端置“0”而封锁Y6，于是从端子13来的闪光信号不能通过Y6，H点为“l”信号，使I点保持高电位，晶体管T1和T2始终导通，报警指示灯转为常亮。若用一个确认按钮，完成消声和消闪，按下确认按钮后，一方面消除声响报警，另一方面从端子16送来高电平信号可消闪。

当故障排除、参数恢复正常状态时，传感器触点又闭合，端子30为低电位，A1输出“l”信号，经Y1反相为“0”信号，因A2同相端电位低于反相端而输出“0”信号，经Y2输出“1”信号，P点的正阶跃电平通过端子7输出故障排除打印信号，同时Y3的输出E点为“0”信号，使I点保持低电位，T1和T2均截止，报警指示灯L熄灭。

若要进行功能试验，当按下“试验”按钮时，端子17出现低电平，A1输出“0”信号，它相当于参数越限，可试验报警功能和检查报警系统能否正常工作。

若需实现报警闭锁，只要接通闭锁开关，端子10就出现低电平，使P点始终为“1”信号，从而闭锁该通道的报警。 (2) 模拟量报警控制单元

WE─2型模拟量报警控制单元如图15-2-5所示。

12V VCC30 W Y124V Ui－ 28 PT100 S + USA1延时 逻辑LPB D1D226 27 23 17 10 14 7 8 9 16 13 闭消故分起消锁 闪 障组动闪

打报警印 警 报

器

图 15-2-5 模拟量报警控制单元电路原理图

闪

5 传感器故障

显试试

示 验 光 灯

图中延时环节和逻辑判断环节的原理与上述开关量报警控制单元相同，关于其输入、输出信号的作用大多数与开关量报警控制单元相同，下面仅对不同之处予以说明。 ①输入及输出信号

端子30和28为模拟量传感器信息输入端，传感器可采用PT100型铂热电阻。端子26和27为传感器故障信号输出端，当传感器发生短路或

开路时，因其测量值超过正常测量范围，就向自检单元发送传感器故障信号。端子23是参数测量值或报警设定值（极限值）输出端，送至显示单元。

②工作原理

模拟量传感器给出的信息经测量回路转换成电压信号Ui又送至比较器A1的反相端，并从端子23送至显示单元。电位器W的中间抽头电压US为上限报警设定值，送至A1的同相端。当监视点参数超限时，其测量值大于报警设定值，即Ui＞US，使比较器A1翻转输出故障信号“0”，经Y1反相为“1”信号送至延时电路，经延时后送至报警逻辑电路。延时电路和报警逻辑电路的动作过程与开关量报警控制单元相同。功能试验时，端子17出现低电平，使比较器A1输出故障信号“0”，以模拟监视点参数越限。

第三节 网络型监视与报警系统

一、网络型监视与报警系统的特点 目前，船舶机舱监视与报警系统基本上都采用计算机实现。根据计算机监控系统的结构特点，船舶机舱监视与报警系统可分集中型系统、集散型系统和全分布式系统。

集中型系统采用单台计算机的结构形式，可靠性较差，一旦计算机发生故障，则整个系统完全瘫痪。集散型系统采用集中和分散相结合的系统结构，将监视任务合理地分散成由多台微机进行分别监视的子系统，各个子系统与上层计算机进行通信连接，以便集中管理和信息共享。

初期的集散型系统，在各子系统内部大多采用模拟信号传输，即在子系统计算机与机旁仪表之间使用模拟量进行信号传输，所以在机旁和子系统计算机之间需敷设大量的电缆。另外，模拟信号长距离传输所引起的干扰也较严重。典型子系统如西门子公司的SIMOS32型集中监视和报警

系统。

后来，一些公司应用传统控制网络技术对子系统进行了改造，即在控制对象附近放置现场处理单元来实现模拟信号的收发，而现场处理单元与子系统计算机之间则通过BITBUS、RS485等网络进行数据交换。这种改造虽然起到了一定的效果，并已成为一个时期内船舶监视与报警系统的主流，但由于传统控制网络的固有缺陷，所以未能实现真正意义上的全分布式控制。而且各公司所建控制网络的封闭性，也阻碍了船用现场控制设备间互换与互操作的实现。这类系统的典型代表有西门子公司的SIMOS IMA32C系统和NORCONTROL公司（KONGSBERG公司的前身）的DataChief 1000系统等。

进入20世纪90年代后，随着现场总线技术的不断完善，在新造船舶中，越来越多地采用内置有微处理器的现场测控仪表，这些仪表具有数字计算、出力和数字通信能力，能独立完成对机舱

设备的监控。多个现场测控仪表通过现场总线互联成底层控制网络，通过网关与上层局域网形成全分布式的网络型监控系统。

本章先以KONGSBERG公司的DataChief C20（简称DC C20）系统为例介绍网络型监控系统的结构和功能特点，然后简要介绍DC C20的改进型产品K-Chief 500监控系统。

二、DC C20监视与报警系统的组成及其网络结构

DC C20是一个完全基于微处理器的监视与报警系统，其组成如图15-3-1所示。主要组成包括分布式处理单元（DPU）、远程操作站（ROS）、移动式操作站（MOS）、现场操作站（LOS）、以太（Ethernet）局域网、CAN（Controller Area Network）现场总线网、网关（SGW和dPSC）、值班呼叫系统（WBC和WCU）不间断电源等。

可见DC C20采用CAN现场总线和以太网（Ethernet）相结合的网络结构形式，并且均采用

双冗余结构。系统中的主要设备包括： 1．分布式处理单元（DPU）

如图15-3-1中所示的RDi-32、RDo-16、RAi-16、RAo-8、RAi-10tc和RIO- C1～C4等DPU模块与KONGSBERG公司生产的AC C20主机遥控系统中所使用的DPU模块互为通用。它们分布在机舱各处，一方面作为传感器和执行器的I/O接口，直接与传感器和执行器相连，另一方面通过CAN总线与上层网络相连，从而实现上层网络对机舱设备的监视和控制。连接DPU的两套CAN总线分别标识为CAN Bus1和CAN Bus2。这两套CAN总线总是互为热备份，当主用网络出现故障时，备用网络自动切入工作，充分保证系统工作的可靠性。

DC C20所用到的DPU模块包括开关量输入、开关量输出、模拟量的输入、模拟量输出等通用模块与KONGSBERG公司生产的AC C20主机遥控系统中所使用的DPU模块完全一致,互为通用。

DPU模块的种类和功能在十三章已有叙述，故从略。在此仅介绍本系统还用到的混合模块RIO- C1～C4。

这里说的混合模块是指单个模块中既包含模拟量或开关量输入通道，又包含模拟量或开关量的输出通道。 （1）RIO-C1

RIO-C1具有模拟量、开关量的输入、输出和脉冲输入功能，表15-3-1所示为模块所包含的通道类型、通道数量和相应的功能特点。

从表15-3-1可以看出，RIO-C1的模拟量输入

表15-3-1 RIO-C1的通道类型

通道类型 模拟量输入（AC电压） 模拟量输入（AC电流） 模拟量输入 计数脉冲输入 开关量输入 模拟量输出 开关量输出 通道数 2 1 4 2 4 2 6 功能描述 单相交流电压输入，Max. 30Vrms，50/60HZ 交流电流输入，Max. 1A，50/60HZ 同RAi—16 24VDC计数脉冲输入，检测磁脉冲转速探头 同RDi—32 4~20mA电流输出 Max. 3A（电阻性负载），直接驱动电磁阀或继电器 通道可直接测量单相交流电的电压和电流信号，

通过测量或计算，可以获得船舶电站系统中发电机和电网电压、发电机输出电流、发电机和电网频率、发电机和电网电压之间的相位差、电网的有功功率和无功功率；2个计数器输入通道可分别接收来自两个磁脉冲传感器的脉冲信号，从而计算出回转设备的转速值；输出通道可分别输出模拟量指示信号和开关量控制信号。因此，RIO-C1特别适用于对发电机组的监测和控制。同时，也适用于船舶主机或辅机的安全保护系统。

（2）RIO-C2

RIO-C2包含8个开关量输入和8个开关量输出通道，每个通道均设有LED进行输入和输出的状态指示。其输入信号可以是自由触点或24V交直流电压，输出为继电器触点输出，特别适用于泵和阀门的控制。

（3）RIO-C3

RIO-C3专门用于船舶发电机的安全保护，其输入输出通道设计成可与各种电流、电压变换装

置以及配电板设备进行连接，具有短路、过流、逆功率自动脱扣和有功功率、功率因素计算等功能。

（4）RIO-C4

RIO-C4也是专门用于船舶电站系统的发电机监控模块，其主要功能包括发电机并车、发电柴油机自动起停、发电柴油机转速定值控制、发电机功率计算、机组间负荷分配、主配电板仪表驱动、柴油机预润滑控制（可选）、燃油选择控制（可选）和发电机电压定值控制（可选）等。RIO-C4是RIO-C1的升级产品。

住舱 ROS WCU WBU WCU 驾驶台 ROS ROS/GW 集控室 PrinteCAN Bus 3 Ethernet 2 Ethernet 1 CAN Bus 2 CAN Bus 1 UPS ROS/GW 机舱 RDi-32 RDi-32 RDo-16 RAi-16 dPSC RAi-16 RAo-8 RAi-10tc MOS RIO-C4

图15-3-1 DataChief C20监控系统的结构框图

2．远程操作站（ROS）

ROS（Remote Operator Station）由PC机、操作控制面板OCP（或普通PC机键盘）、鼠标、显示屏和打印机组成，PC机采用Windows NT或Windows XP操作系统。ROS通常设置在集控室、驾驶室和甲板舱室，常见的配置是集控室2台，驾驶室和轮机长房间各1台，其他舱室是否设置可根

据需要而定。其中，集控室的2台是必备的，其他场所为可选安装。各ROS均配置双网卡，形成双冗余的Ethernet网络，在图15-3-1中分别标识为Ethernet 1和Ethernet 2。

集控室的2台ROS还兼有系统网关SGW（System Gate Way）的功能，使得局域网中的各个ROS能够通过系统网关SGW与CAN总线相连。通过SGW和CAN总线，ROS一方面可以接受各个DPU单元送出的机舱现场信息，另一方面还能向DPU发送操作指令、控制参数和程序包。 3．值班呼叫系统（WCS）

按照无人机舱的基本设计原则，DC C20系统在驾驶室和轮机员舱室及公共场所设有延伸报警装置。驾驶室的延伸报警装置称为WBU（Watch Bridge Unit），而舱室及公共场所的延伸报警装置则称为WCU（Watch Cabin Unit）。WBU和WCU通过CAN总线（在图15-3-1中标识为CAN Bus 3）与ROS进行通信连接，形成值班呼叫系统WCS

（Watch Calling System）。 4．其他辅助设备

系统中的其他辅助设备包括不间断电源（UPS）、以太网集线器（HUB）、现场操作站（Local Operator Station，简称LOS）和便携式操作站（Midi Operator Station，简称MOS）。

UPS确保在短时间失电的情况下能够继续给系统中提供220V AC和24V DC电源。HUB用于以太网内各个ROS联网。

LOS用于在机舱现场对各个DPU模块进行操作，在LOS面板上可以选择和访问挂在同一CAN总线上的任意DPU，例如查看DPU中的过程变量、对所辖设备的现场操作、参数调整和模块自检操作等。

MOS是一个特殊设计的移动式操作站，通过MOS面板可以方便地实现各种操作站功能，可用作LOS、ROS或驾驶台值班监视系统的显示单元。

DC C20是一个全微机的分布式网络型监控系

统，其结构在最大程度上保证了系统的安全可靠和管理维护上的方便。

5．系统网关（SGW）

DC C20是一个网络型监控系统，在不同网络类型及不同网段之间需要有一个专门设施来转换网络之间不同的通信协议或在不同数据格式之间进行数据翻译，这一设施称为网关。在DC C20系统中，共有两种网关，即系统网关（System Gateway，SGW）和CAN总线双处理器网段控制器（dPSC，十三章已作介绍故从略）。

SGW是CAN总线网和Ethernet网之间的网关，采用双冗余设计，实现CAN与Ethernet两种网络之间的冗余连接，进而实现DPU和ROS之间的双向信息传输。其主要任务是：

（1）接受来自于CAN总线的信息，对ROS进行刷新；

（2）管理从ROS发送到DPU或LOS的操作指令、参数和程序。

所有必需的组态和软件安装均通过Ethernet网完成。通过执行简单的网络管理协议还可以通过Ethernet网进入SGW和CAN的故障诊断数据库。

三、DC C20监视与报警的主要功能

监视与报警是DC C20最重要的功能之一，这一功能使系统能够对机舱设备的运行状态和参数进行连续监视，并在发生异常时进行报警。

1．监视与报警功能 1）模拟量监视和报警

模拟量是指那些连续变化的量，例如温度、压力、液位和转速等。在处理模拟量报警时，DC C20具有以下特点：

（1）高限（High）报警，当监测点参数的测量值高于设定的报警值时发出报警，适用于温度、转速和液位等参数；

（2）超高限（High-High）报警，当监测点参数的测量值高于某一超高限设定值时发出报

警，此时系统将发出自动停机指令；

（3）低限（Low）报警，当监测点参数的测量值低于设定的报警值时发出报警，适用于温度、压力和液位等参数；

（4）超低限（Low-Low）报警，当监测点参数的测量值低于某一超低限设定值时发出报警，此时系统将发出自动停机指令；

（5）线路故障报警，当输入线路发生故障，例如传感器断线或短路时，系统将发出相应测量点的线路故障报警；

（6）为避免报警状态的波动（即频繁报警），系统采取了三种技术手段：从报警状态向正常状态恢复时设有不灵敏区；对输入参数设置有可调的滤波因子；报警状态的触发和消失均设有延时。

2)开关量监视和报警

开关量信号的监视和报警功能只监视输入信号的两个状态，即输入点是断开还是闭合。输入信号来自反映设备状态的继电器触点、位置开关、

温度开关、液位开关和压力开关等。通过正确调整开关量的动作值，系统也能实现测量点的高限和低限报警。为避免报警频繁，开关量报警也设有延时功能。

3)报警闭锁

在船舶机舱中，有些报警属于条件报警，当满足某种特定的条件时，即使监测点的状态不正常，也不应该发出报警。例如，当船舶在港时，与航行无关的报警都将被闭锁。DC C20的这一功能是通过对某一报警点或者报警组定义一个报警抑制信号来实现的，当条件满足时，抑制信号有效。

4)接受其他系统的报警信息

许多辅助设备的控制系统都有自带的监视和报警功能，例如分油机控制系统、曲柄箱油雾浓度监视与报警系统、燃油粘度控制系统等。这些控制系统一般都定义有各种不同的报警状态，当报警发生时，除了在自身控制面板上发出报警之

外，还可将报警信号送至DC C20系统，并由DC C20系统进行统一的报警处理。

此外，船舶火灾报警系统往往是一个独立的监视与报警系统，但只要火灾报警控制箱设有和其他设备的数据接口，便可以通过RS422串行接口与DC C20的CAN网络相连，并在ROS上以Mimic窗口的形式显示各层甲板的火灾探头分布及报警情况。

5)报警确认

当报警发生时，DC C20可以在Mimic显示、分组显示和汇总显示等各种情况下对屏幕上所出现的单个报警或整个报警分组进行报警确认。

6)柴油机排气温度监视

排气温度监视系统除了监视各缸实际排烟温度之外，还将计算各缸排烟温度的平均值和偏差值。其中，偏差值是指单缸排烟温度和平均温度之间的差值，当超过允许范围时将发出排温偏差报警。偏差允许范围是根据柴油机的负荷大小连

续计算的，柴油机负荷越大，允许的偏差报警带就越小。由于低负荷时，各缸排温会相差较多，因此当平均温度低于某一设定值时，偏差报警自动封锁。

7)历史参数曲线监视

这一功能不仅可以显示出过程参数的当前值，而且可以显示参数的历史状态，并以曲线的形式形象地反映出参数随时间的变化过程和发展趋势。DC C20最多可以显示5个历史曲线页面，每个页面可包含8个参数的变化曲线，以不同颜色和标签进行区分。

8)油耗经济性监视

在DC C20系统中，可通过DPU采集燃油流量、燃油温度、柴油机转速、轴输出功率和航速等信息。这些信息通过网络发送至ROS，由ROS进行处理和计算，就可以实现对柴油机的油耗信息进行实时监视，据此可进一步对各种操作的经济性进行评估。

这一功能是通过安装在ROS上的专门软件实现的，计算程序输出的性能参数包括：

（1）柴油机瞬时油耗，包括单台主机瞬时油耗和总瞬时油耗（对于多主机船舶）（kg/h）； （2）船体效率（kg/n mile）； （3）柴油机效率（g/(kW·h)）；

（4）单机轴功率和总轴功率（对于多主机船舶）（MW）。

（5）燃油消耗总量和输出功总量按照航次累计，累计信息包括： ①航行时间（h）； ②航行距离（n mile）； ③航次总油耗（t）； ④航次输出总功（MW·h）。

油耗经济性监视窗口通过OCP功能键激活，一般在每个航次结束时进行复位清零，复位操作将激活打印机输出一份航次报告。

9)设备运转计时监视

为了便于掌握设备的运行时间，DC C20提供了设备运行计时监视功能，对各种指定的设备，如空压机、泵、风机和发电机等，进行运行状态跟踪计时。轮机员通过OCP功能键可随时调出计时统计窗口，或进行打印输出，统计结果可作为制定设备维修计划的重要参考。每当对某个设备进行维修之后，应对其进行计时清零，以便重新计时。

2、综合控制功能

利用DPU模块的输入输出功能和软件设计，DC C20除了对机舱设备的状态和参数进行监视与报警之外，还可实现对设备的控制。与设备控制有关的各种数据采集、信号处理和控制功能均由与设备相连的各个DPU完成。这一解决方案使得一旦ROS出现故障时能够确保进行有效的机旁操作。归纳起来，DC C20的控制功能包括以下几个方面： 1)泵的控制

泵的控制功能包括：

（1）泵组顺序起动。与某一管系操作相关的两个或几个泵可以按照事先规定的顺序自动起动。

（2）主备用切换。当主用泵的出口压力低于设定值时，备用泵自动起动。

（3）失电自动起动。某些重要泵能够在全船失电后恢复供电时进行泵组自动起动，起动顺序由泵的控制逻辑决定。

（4）起动禁止。有两种情况需要进行起动禁止：一是在泵的出口压力建立期间，二是当主机或发电原动机停机等外部逻辑条件满足时。

（5）报警功能。当泵的控制系统发生下列情况时，将发出相应的报警：

①备用泵自动起动； ②泵自动起动失败或跳闸；

③备用异常报警，即当某一停止的泵不在备用状态时也将发出报警提示。

实现泵自动控制的传感器可以是开关量传感器，也可以是模拟量传感器。若采用模拟量传感器，则泵的起停极限值由DPU内部的数据库确定，否则由压力开关进行设定。

泵的逻辑控制程序及其起停极限值数据通过ROS下载并存放于各个DPU，其中数据库还可通过ROS或LOS进行修改。泵的控制可在ROS上的Mimic图上通过轨迹球或鼠标进行遥控操作，方便快捷。由于程序和数据存放于DPU，因此即使ROS

（a）

图15-3-2 DPU与泵起动箱的逻辑接线原理

（b）

停止运行，也能保证泵的逻辑控制正常进行。图15-3-2给出了DPU与泵起动控制箱之间逻辑接线原理。

2)阀门遥控

阀门遥控是指对船舶各种管系当中的阀门进行远距离控制，通常是在专门的操作台上根据管路模拟图和具体作业需要通过操作手柄控制相关阀门的开启或关闭，进行特定的连通路径组态，以实现压载水调驳和燃油驳运等操作任务，对于液货船，则还可以进行装卸货操作。

在DC C20中，阀门遥控是通过DPU和ROS实现的。阀门控制操作程序存放于DPU内，DPU与ROS进行通信。在ROS的Mimic窗口中，可通过

（a）单作用阀门 （b）双作用阀门

（c）带阀门定位器的双作用阀门 （d）带阀门定位器的单作用阀门

图15-3-3 DPU与遥控阀门的逻辑接线原理

OCP对管路系统中的相应阀门进行操作，操作命令传送至机舱现场DPU模块，并通过执行机构指挥阀门动作，同时，反映阀门位置的状态信息则

通过传感器送至DPU作为反馈信号。图15-3-3给出了DPU与遥控阀门之间的逻辑接线图。

根据阀门的控制原理，系统可包含以下几种阀门类型：

（1）单作用阀门。单作用阀门的控制只需要1个开关量输出通道和1个或2个开关量输入通道。开关量输出通道控制阀门的动作（阀门的复位由弹簧动作），开关量输入通道用于检测阀门的位置，如图18-4-4（a）所示。

（2）双作用阀门。双作用阀门的控制需要2个开关量输出通道分别用于控制阀门的开启和关闭。另外，还需2个开关量输入通道，用于检测阀门的开关状态，如图18-4-4（b）所示。

（3）带阀门定位器的双作用阀门。对于带阀门定位器的双作用阀门，需要2个开关量输出通道分别用于控制阀门的开启和关闭，开关量输出采用脉冲输出方式。另外，需要1个模拟量输入通道用作阀门开度的连续反馈，如图18-4-4（c）所示。

这种阀门适用于需要对阀门开度大小进行控制的场合。

（4）带阀门定位器的单作用阀门。带阀门定位器的单作用阀门采用模拟量输出进行控制，并通过模拟量输入来检测阀门的实际位置，因此需要一个模拟量输出通道和一个模拟量输入通道，如图18-4-4（d）所示。这种阀门也是适用于需要对阀门开度大小进行控制的场合。 3)PID过程反馈控制

PID控制器是ROS中的一个软件模块，其控制规律通过软件算法实现。PID软件模块可以下载到

图15-3-4 DC C20 PID控制器的逻辑原理

与控制回路相关的DPU中，这些DPU通过模拟量输入通道输入被控量测量值，在DPU内部与设定值比较形成偏差，经控制算法计算后，再由模拟量输出通道送至执行机构，形成闭合的控制回路。图15-3-4所示为PID控制系统中DPU与调节阀的逻辑接线原理图。

PID控制器的调试可在ROS或者LOS上进行，由于控制器以软件模块的形式存在，因此可以方便地对这些模块进行组态，形成各种复杂控制系统，例如一个控制器的输出送至另一控制器的输入端，形成串级控制。

通过ROS的操作面板，可以对控制器软件进行各种设置，主要设置功能如下：

（1）调节器作用强度参数调整，包括比例带、几分时间和微分时间；

（2）被控量设定值调整；

（3）输出模式设定，即自动控制和阀位手动控制设定；

（4）调节器作用规律类型设定，通过切除积分或者微分作用，可以方便地得到P、PI、PD或PID控制规律；

（5）输入输出信号类型设定，输入可以设定为电流、电压或电阻类型，输出可以是电流或者是电压类型。 4)辅助设备的控制

若在CAN网络上挂接必要的DPU，并配置相应的软件模块，DC C20系统还可以实现对空压机、分油机和辅锅炉等辅助设备进行自动控制。来自设备的各种开关量和模拟量通过DPU的输入通道采集，经控制程序处理后，再由输出通道输出开关量信号对设备进行逻辑控制或输出模拟控制量进行参数反馈控制。

（1）空压机自动控制

空压机的自动控制功能包括空压机的自动起停、遥控手动起停、失电重起和自动放残等。

（2）分油机自动控制

DC C20的分油机控制程序专门针对ALFA LAVAL分油机设计，通过DPU的输出通道可以控制分油机进油温度、分油机起停和密封水电磁阀和排渣水电磁阀等。在ROS上可以显示分油机系统的Mimic图，在Mimic图上对阀门进行手动操作即可进行管路组态，选择单机运行、串联运行或并联运行等分油模式。当串联运行时，第一台分油机被默认为分水机，而第二台则可设定为分水机或分杂机。

（3）辅锅炉自动控制

辅锅炉自动控制包括点火时序控制、PID反馈控制和报警显示等，所控制的设备包括燃油备用泵、燃烧器马达、燃油加热器、喷油设备、点火时序、风门挡板和蒸汽泄放阀等，这些设备均与DPU相连接并由DPU输出的控制信号进行控制。DPU通过网络与ROS通信，将锅炉控制系统的各种状态参数送往ROS，分别为监视报警系统和辅锅炉控制系统Mimic软件提供数据。

5)电力管理系统

Global CANRIO-C1RIO-C1RIO-C1dPSCGGMCGGMCGGMCRIO-C1DSSLoc/RemINC/DEDECRIO-C1DSSLoc/RemINC/DEDECRIO-C1DSSLoc/RemINC/DEDECLocal CAN LOS ProtectionInputs RAi-16 AMHeavy ConsumerStart RequireRIO-C2AMHeavy ConsumerStart Inhibit图15-3-5 DC C20的电力管理系统典型结构

DC C20的电力管理系统（Power Management System，PMS）涵盖了电站自动控制的所有功能，包括全船电力的生产、配送和安全保护等。

对于基本型电力管理系统，每台发电机组配置一个DPU，用于单台发电机组的自动控制。DPU与ROS相连，在ROS上可以对各个DPU的监控功能进行初始化设置。控制系统适用于不同类型的发电机组，如柴油发电机组、透平发电机组和轴带发电机组等，但根据发电原动机类型的不同，DPU的配置和控制策略也不同。

对于复杂的电站管理系统，一般通过dPSC将PMS扩展为一个独立的局部CAN网络（Local CAN Bus），这一局部CAN网络再通过全局CAN总线（Global CAN Bus）与ROS通信。图15-3-5所示

DEG24VACTrafoConnectedConnectDisconn.Trafo24VACRIO-C1Trafo0-1AmpACDGCLoc./Rem.RunningIncreaseDecreaseStartStop图15-3-6 DGC与发电机组的逻辑连接

为PMS的典型结构，电站包含三台柴油发电机组，每台机组分别配置两个RIO-C1模块，其中DSS（Diesel engine Start,stop & Safety）为柴油机起停控制和安全保护模块，GMC（Generator Monitoring & Control）为发电机监控模块，根据发电机和电网信息控制主开关动作并通过向柴油机发送INC/DEC（增加/减少）指令进行调频调载。RAi-16模块用于检测发电柴油机是否具备遥控条件，若遥控条件不具备，则将发出相应的报警指示并禁止Loc/Rem（机旁/遥控）切换。Rio-C2则用于重载起动管理，当电站总功率不足时将禁止重载设备起动。由于RIO-C1模块本身具有发电机组的综合管理能力，因此可以将DSS和GMC合并为由一个RIO-C1实现，并把这一RIO-C1模块称为DGC（Diesel Generator Monitoring & Control）。此时，Rio-C1与发电机组的逻辑连接如图15-3-6所示。

以上介绍了远程操作站ROS及系统的主要功

能。在实际中，不同船舶可根据需要对上述功能进行选配。例如，有些船舶采用了其他厂家的电力管理系统，则在DC C20系统中就没有PMS方面的内容，而对于液货船，还可以包含液货装卸系统等。

四、DC C20监测与报警的界面操作 ROS是DC C20系统的重要组成部分，一个ROS由主计算机（MCU）、显示器（VDU）、打印机、操作控制面板（OCP）或普通的PC键盘和鼠标。在系统的监视报警和控制过程中完成以下任务：

（1）和CAN网络中的数据采集或控制设备（即DPU）进行双向数据通信，从DPU收集数据或向DPU传送指令、数据和程序；

（2）对报警信息进行监控和报警信息的确认

功能；

（3）向驾驶台和轮机员舱室提供延伸报警信息；

（4）在CAN网络和Ethernet局域网之间起网关的作用。

DC C20的大部分操作都和ROS有关，下面仅从ROS的角度来介绍操作。

人机交互接口包括输入设备、打印输出和各种显示界面等。主要包括：

1．操作控制面板（OCP）

OCP是DC C20系统的主要输入设备，由按键、指示灯和轨迹球等组成，如图15-3-7（a）所示。此外，在OCP的左下角还设有一个键盘接口，以便需要时连接PC机标准键盘。

按照功能的不同，OCP分为不同的功能区，图15-3-7（b）示出了不同区域的功能划分。分组报警区域用于在发生报警时进行分组报警指示和报警确认；值班功能按钮区域用于值班状态的指示、值班切换和值班呼叫；Mimic功能按钮用于各种系统的Mimic模拟图的显示和操作；数字键区域

Operator Control Panel（a）

Operator Control Panel电 源 分组报警功Mimic 功能按钮 指 能按钮（带功能按钮 示 红色LED） (带黄色LED) 值班功能按钮(带绿色LED) 数字键区域 功能按钮 报警控制按钮 键盘 接口 （b）

图15-3-7 OCP功能结构图

功能按钮 轨迹球按键 轨迹球 用于在需要时输入各种数值，并提供屏幕的翻页和方向键功能；报警控制按钮用于报警确认、消音、报警汇总显示（显示当前存在的所有报警）和历史报警显示（分页显示最后发生的2000个报警，每页26个）；轨迹球和轨迹球按键相配合完成光标移动、光标定位和相应的操作功能；其他功能按钮的具体功能依实际情况不同而异。

如果系统没有配置OCP硬件，则可在主计算机上连接标准键盘和鼠标。按F1功能键，将在显示屏上调出OCP模拟图，可用鼠标进行点击操作。模拟OCP的功能与硬件OPC类似。

2．显示界面

显示界面是计算机监控系统重要的信息输出手段，DC C20的软件系统在ROS上提供了丰富的显示界面，与OCP相配合可以实现各种复杂的人机交互功能。ROS上的显示见面大致包括以下几种类型：

（1）文本显示界面

文本显示界面用于输出报警信息和监视机舱设备运行的实时状态或实时参数，分为报警显示窗口和监视窗口。其中，报警显示窗口具有三种类型：

①分组报警窗口，按分组类型显示当前报警状态；

②报警汇总窗口，显示当前存在的所有报警； ③历史报警窗口，分页显示最后发生的2000个报警，每页26个。 监视窗口类型包括：

①分组显示窗口，显示同一报警组中所有测量点的状态清单；

②选点显示窗口，显示预先选定的各个测量点的状态清单；

③测量点属性窗口，显示某一测量点的详细信息，如测量点名称，报警限等（在计算机编程时，通常用一被称为“标签（Tag）”的变量来保存测量点的属性，因此测量点属性也称为标签属

性）。

图15-3-8给出了一个文本显示界面的例子，显示内容为主机分组显示窗口。

（2）图形显示界面

图形显示界面包括机舱主要系统的Mimic模拟窗口、柱状图窗口和设备状态窗口等，主要包括：

①管路系统Mimic窗口；

②柱状图窗口，如各缸排烟温度及其平均温度柱状图窗口；

③备用泵汇总显示窗口； ④控制器和阀位状态汇总窗口； ⑤参数曲线趋势图窗口； ⑥电站管理窗口；

⑦主配电板和发电机窗口。

这些窗口实时显示设备的工作状态，例如阀门的开闭状态、设备的起停状态、液位或其他参数的高低等。图形显示界面具有可交互的性质，

图15-3-8 DC C20 ROS分组显示窗口

即在图形界面上可以对实际设备进行操作和控制。

（3）访问控制界面

为了安全考虑，系统可以通过访问密码来设置对系统进行操作和控制的权限，包括报警限修改在内的参数调整以及对系统所进行的其他所有操作均以事件记录的形式进行保存。

3．打印设备

ROS可以配置打印设备进行必要的打印输

出。通过设置，打印设备可以按定时或者即时召唤的方式打印各种记录。记录内容包括报警或者事件的名称以及报警或事件发生的具体时间等。对于报警信息，还包括报警消失的时间。 五、K-Chief 500监测与报警系统的界面操作 K-Chief 500监视与报警系统是DC C20系统的升级产品，其结构组成和系统功能与DC C20基本相同，只是在操作面板和屏幕操作界面上作了改进。本节首先介绍K-Chief 500的结构组成，然后给出一个K-Chief 500的系统实例。 1．K-Chief 500的结构组成

K-Chief 500主要由操作站（Operator Station，OS）、便携式操作站（Midi Operator Station，MOS）、集控室操作面板（Control Room Panel，CRP）、值班呼叫系统（Watch Calling System，WCS）和分布式处理单元（Distributed Processing Units，DPU）等组成。

（1）操作站（OS）

K-Chief 500的操作站（OS）在DC C20的ROS基础上进行了改进，主要体现在操作面板和操作界面方面。

ALARMSALARMPANELPOWERFAULTCOMMANDUSB PlugACKALARMVIEWTAKEGIVESTATUSMouse button INPUT14ghi7pqrs-a/A2abc5jkl8tuv03def6mno9wxyz.—PAGEUPHOMEPAGEDOWNESCTrack ballabc...图15-3-9 K-Chief 500操作面板

①操作面板

K-Chief 500的操作面板比DC C20在设计上更为简洁，省去了分组报警功能、值班功能和mimic图形等大量的功能按钮，而是把这些操作功能设计成显示窗口的菜单健。在硬件上只保留了

报警控制按钮、操作权控制按钮、数字/字母小键盘和轨迹球等基本部件。操作面板的结构如图15-3-9所示，图中标明了各个按键的名称和功能。

②操作界面

K-Chief 500采用Windows XP作为操作系统，系统开机后将自动进入一个叫做浏览器（Navigator）的主界面。浏览器主要由各种软件按钮组成，图15-3-10所示为浏览器的一个典型样例。针对不同的船舶，可以设置不同的按钮数量和定义不同的按钮功能。

K-Chief OS 500NavigatorME AUTO SHDME AUTO SLDME MANEUV. SYSME SERVICE SYSME FO SYSME LO SYSME COOL. SYSME EXH&AIR SYSGEAR SHAFT CPPNO.1 GEN.NO.2 GEN.NO.3 GEN.EMERG. GEN.COMBIN. BOILEROIL FIR. BOILERBILGE & TANKELEC. PWR PLANTSTEER GEAR000000000000000000FAVORITESWCALL ENGINEA/E OVERVIEWLIST VIEWSSYS. OVERVIEWFO & LO SYSTEMCONFIG DISPLAYSME OVERVIEWSW/FW SYSTEMSERVICEFIRE SYSTEMPUMP&FAN OVERVALARM SUMMARYALARM HISTORYOFFSCAN TAGSINHIBIT TAGSCOUNTER DISPLAYEVENTLOG图15-3-10 K-Chief 500主界面

浏览器分为2个操作区域，左侧区域为报警浏览器，右侧区域为图形显示浏览器。在报警浏览器中，可对报警进行分组操作和显示。图中当前分组内容分别为“主机自动停车（ME AUTO SHD）”、“主机自动降速（ME AUTO SLD）”、“主机气动操纵系统（ME MANEUV. SYS）”、“主机日用系统（ME SERVICE SYS）”、“主机燃油系统（ME FO SYS）”、“主机滑油系统（ME LO SYS）”、 “主机冷却水系统（ME COOL. SYS）”、“主机排气和空气系统（ME EXH & AIR SYS）”、“轴系和调距桨（GEAR SHAFT CPP）”、“1号发

电机组（NO.1 GEN.）”、“2号发电机组（NO.2GEN.）”、“3号发电机组（NO.3 GEN.）”、“应急发电机组（EMERG. GEN.）”、“组合锅炉（COMBIN. BOILER）”、“燃油锅炉（OIL FIR. BOILER）”、“污水柜和液舱（BILGE & TANK）”、 “应急电源装置（ELEC. PWR PLANT）”以及“舵机系统（STEER GEAR）”，按钮右侧的数字显示各个分组的报警总数（当前的报警数均为0）。点击每个分组按钮即可显示相应分组的参数和报警状态，例如，点击“ME AUTO SHD”将显示与主机自动停车有关的各个参数名称、参数值、报警设定值和当前报警状态等信息。

图中右侧上方小按钮为主按钮组，下方大按钮为二级按钮组。在主按钮组中，点击“收藏夹（FAVORITES）”可进行值班轮机员的个性显示及其管理，点击“列表查看（LIST VIEWS）”可以列表的形式查看监视参数，点击“显示配置（CONFIG DISPLAYS）”可对各种显示进行自定

义配置，进入“服务（SERVICE）”菜单可显示系统信息、说明书查阅、背景亮度调节和报警测试等，进入“值班（WCALL ENGINE）”菜单可操作对值班呼叫系统，进入“系统总览（SYS. OVERVIEW）”可查看整个系统的网络布局及网络工作状态（若采用了AC C20主机遥控系统，则在这里还将显示AC C20的网络结构，并可对主机遥控系统的参数进行设置），“主机总览（ME OVERVIEW）”、“火警系统（FIRE SYSTEM）”、“发电机总览（A/E OVERVIEW）”、“燃滑油系统（FO & LO SYSTEM）”、“海淡水系统（SW/FW SYSTEM）”和“泵与风机总览（PUMP&FAN OVERV）”等则以mimic图的形式显示相应系统的工作状态。

二级按钮组的内容与当前激活的主按钮相对应，若二级按钮指向的目标为列表或mimic图，则该二级按钮将以所指向的列表或mimic图的缩略图形式显示。图18-5-2中当前激活的主按钮为

“LIST VIEWS”，其对应的二级按钮包括“报警汇总（ALARM SUMMARY）”、“报警历史（ALARM HISTORY）”、“离线测量点标签（OFFSCAN TAGS）”、“报警抑制标签（INHIBIT TAGS）”、“计时/计数显示（COUNTER DISPLAY）”和“事件记录（EVENTLOG）”等。点击任意一个二级按钮，都将进入相应的显示页面，例如，点击“ALARM SUMMARY”将显示当前报警的汇总列表。

(2)其他组成

K-Chief 500的其他组成部件，如MOS、WCS和DPU等均与DC C20完全相同，这里不再赘述。 2．系统实例

DC C20和K-Chief 500的模块化设计和总线型的网络结构使之容易配置成从简单到复杂的各种监视与报警系统，适用于不同类型的船舶。为

DC 24V POWER #2DC 24V POWER #1W109W101X10WCU19\" LCDOS1PCNET ANET BDVINET CCAN NETCRPPRINT.W24W25W20W40W122U20U20U20U20X10X10U40U40U40U40Terminal Terminal modulemoduleW201W202GLOBAL GLOBAL CAN 1CAN 2W24W25W20W40X10WCUX10WCUX10X10X10T2W108WBUWCUWCUOS2PCNET ANET BDVINET CCAN NETCRP19\" LCDW29CRPW30W29CRPW30W18ALARM & LOG PRINTERW202W201X9GDPU1T4dPSCT3T4X8L1X102X10X9LX8GDPU 7C4X9LOCAL X8X10CAN 1 W203X8DPU 8C4X9X10X8DPU 9C4T3X10T4X9LOCAL CAN 2 W204W201DPU 2RDo-16X8X9X10DPU 3RAo-8X8X9X10DPU 4RAi-10TCX8X9X10DPU 5RDi-32X8X9X10DPU 6RAi-16X10X8X9W203X8/9T3X10W3W4W5MOS图15-3-11 K-Chief 500系统实例

便于对系统的硬件连接有一个更深入的认识，这里给出一个K-Chief 500的系统实例。

（1）网络连接

一个典型的K-Chief 500网络结构如图15-3-11所示，它由2台集控室OS（OS1和OS2）、7个DPU、1个MOS、1个WBU、5个WCU和1个报警记录打印机组成。

OS1和OS2的主机为2台专用PC计算机，19吋LCD通过电缆W29连接计算机的DVI接口，集控室面板CRP通过电缆W30与计算机的一个USB接口相连，报警记录打印机连接OS1计算机的打印机接口。

两台OS主机均设有NET A、NET B、NET C和CAN NET共4个网络接口，其中NET A和NET

OS1CANNETNETCCANNETOS2NETCTerminal W40W20moduleU20/U21U40ETHERETHERNETNETCANCANR40W40R20/R21W20/W21Terminal W40W20moduleU20/U21U40ETHERETHERNETNETCANCANR40W40R20/R21W20/W21X4013X20/X2113CANCAN 1DPUWCALLW122W201X4013X20/X2113CANCAN 2DPUWCALLW101W202图15-3-12 ETHER/CAN转换局部接线图

B分别通过交叉LAN网线W24和W25对连（若需要3台以上的OS，则需要通过集线器HUB连接，并采用直通LAN网线）；NET C和CAN NET分别通过直通LAN网线W20和W40接至“Terminal module”模块的RJ45插口U20和U40，经ETHER/CAN转换后连接2组CAN总线接线端子U20和U40，其局部连接关系如图15-3-12所示。

来自2台OS的CAN端子U20通过双绞线电缆W122并联对接，并通过双绞线电缆W101连接WBU和WCU，为值班呼叫系统提供CAN网络通信；OS1的CAN端子U40经双绞线电缆W201连接GLOBAL CAN 1网络的各个DPU模块，OS2的CAN端子U40经双绞线电缆W202连接GLOBAL CAN 2网络的各个DPU模块，形成两套互为冗余的CAN总线。

DC C20和K-Chief 500的DPU都至少有2个CAN接口（即

CAN 1LLHHX81X82X83X84CAN 2LLHHX91X92X93X94图15-3-13 DPU的CAN接口

CAN 1和CAN 2），如图15-3-13所示。每个接口设置4个接线端子，CAN 1的端子名称为X8，编号为X81~X84，X81和X83连接网络中相邻的上一个模块，X82和X84连接相邻的下一个模块，若模块为网络中的最后一个模块，则必须在X82和X84之间接入一个120Ω的终端电阻；CAN 2的端子名称为X9，编号为X91~X94，用法与CAN 1类同。CAN 1和CAN2与DPU的连接参见图15-3-11，应特别注意CAN 1和CAN 2是相向布线的，这种布线方法可以确保网络中任意一个节点出现故障时均能使CAN网络覆盖所有DPU。

本系统中还配置了一个电站管理系统PMS。由于PMS是一个相对独立的子系统，因此采用dPSC对GLOBAL CAN进行了扩展，得到2套LOCAL CAN网络（即LOCAL CAN 1和LOCAL CAN 2）。dPSC具有4个CAN接口（即CAN1~CAN4），CAN 1和CAN 2分别对应接线端子X8G和X9G，连接GLOBAL CAN；CAN 3和

CAN 4分别对应接线端子X8L和X9L，连接LOCAL CAN。LOCAL CAN挂接了3个混合DPU模块C4，分别对3台发电机组进行控制和管理。

便携式操作站MOS在理论上可连接至任意一个CAN总线节点，但必须注意的是MOS不能同时与2套CAN网络连接，要么连接X8，要么连接X9。

在DC C20和K-Chief 500系统中，即使对于不同的项目，其电缆编号及DPU端子名称和编号都是统一的。例如，电缆W201、W202和W101总是分别对应GLOBAL CAN 1、GLOBAL CAN 2和值班呼叫CAN总线；DPU的X1、X8、X9和X10总是分别对应输入输出接口、CAN 1、CAN 2和24 V DC电源端子。

（2）DPU与输入输出设备连接

根据模块种类的不同，DPU与输入输出设备的连接也各不相同。但从总体来看，开关量的输入输出和模拟量的输入输出占绝大多数。这里仅

以开关量和模拟量的输入输出模块为例说明DPU与外部输入输出设备的连接方法。

①RDi-32和RDo-16与外部设备的连接 RDi-32和RDo-16分别是DC C20和K-Chief

SENSORX1011012021022031032041042CHANNEL 4CHANNEL 3CHANNEL 2CHANNEL 1CHANNEL 1RDi-32 MODULERDo-16 MODULEX1011012013021022023031032033041042043NOOUTPUT TYPECHANNEL 2NCCHANNEL 3CHANNEL 4321322CHANNEL 32CHANNEL 16161162163（a） （b）

图15-3-14 RDi-32和RDo-16的外部连接

500系统中典型的开关量输入和输出模块，图15-3-14（a）和（b）分别给出了RDi-32与输入开关的连接和RDo-16的开关量输出接线方法。

RDi-32共有32个开关量输入通道，每个通道对应2个接线端子。端子编号为3位数，个位为端子号，十位和百位为通道号，如011和012为第1通道的1号和2号端子。这种端子编号规律适用于其

他所有DPU模块。

RDo-16共有16个开关量输出通道，均为继电器触点输出，可对外部设备进行开关控制或输出脉冲信号。每个通道对应3个接线端，其中端子1和端子2之间为常开（Normally Open，NO）触点，端子1和端子3之间为常闭（Normally Closed，NC）触点。具体使用常开触点还是常闭触点需要根据实际应用情况确定。

②RAi-16与传感器的连接

RAi-16是典型的模拟量输入模块，共有16个

SENSORRAi-16 MODULEX1011012013014021022023024031032033034041042043044051052053054CHANNEL 5INTERNAL SOURCEVOLTAGE INPUT±10V OR ±1VCHANNEL 4CHANNEL 3CHANNEL 2EXTERNAL SOURCE±20mACHANNEL 1INTERNAL SOURCE±20mA061062063064071072073074RTD0810820830842k72k7EXTERNAL SOURCE±1mA091092093094101102103104161162163164CHANNEL 8CHANNEL 6CHANNEL TYPESENSORRAi-16 MODULECHANNEL TYPEEXTERNAL SOURCEVOLTAGE INPUT±10V OR ±1VCHANNEL 7PT 100 POTENTIAL METER0~1 kΩ OR 0~5 kΩLINE CHECK1 OR 2 RESISTORSCAN BE USEDINTERNAL SOURCE±1mACHANNEL 9SIGNALCHANNEL 104~20 mACHANNEL 16ON/OFFDRY CONTACT图15-3-15 RAi-16与传感器的连接

模拟量输入通道和1个计数器输入通道。图18-5-7仅给出了RAi-16模拟量输入通道与外部传感器连接方法。1个模拟量输入通道包括4个接线端子，端子1可为外部传感器或变送器提供工作电源，端子2和端子3用作测量输入，端子4为信号地。通过在ROS上对不同的通道进行软件设置，每个通道都适用于输入各种类型的模拟量，但对于不同的输入信号类型，其连接方法不同。在图18-5-7中，通道1和通道2所示分别为采用内部电源和外部电源的±20 mA电流输入，通道3和通道4所示分别为采用内部电源和外部电源的±1 mA电流输入，通道5和通道6所示分别为采用内部电源和外部电源的±10 V或±1 V电压输入，通道7为热电阻输入，通道8为电位器输入，通道9为带断线检测功能的开关量输入，通道10为4~20 mA电流输入，通道16为干触点开关量输入。其中，通道9和通道16输入的虽然是开关量，但其开关状态是通过检测在开关的不同状态下所输入的模拟量大小来判断的。

应当指出的是，图15-3-15的接线方法只是一个示例，各个通道接入的信号类型可根据实际需要确定。另外，模拟量信号容易受到电磁环境的干扰，因此信号电缆必须采用屏蔽电缆，并确保电缆屏蔽层与机壳的可靠连接。

③RAo-8与外部设备的连接

RAo-8模块专门用在需要模拟量输出的场合，其输出类型包括0~10V DC或2~10V DC的电压信号和0~20mA或4~20mA的电流信号。RAo-8共有8个模拟量输出通道，1个通道

包括3个接线端子，其中端子1输出电压信号，端子2输出电流信号，端子3为信号地。图15-3-16中的通道3和通道5所示分别为电流输出和电压输出

CURRENT OUTPUT0/4~20mACHANNEL 7CHANNEL 8VOLTAGE OUTPUT0/2~10 V DCCHANNEL 5CHANNEL 6CURRENT OUTPUT0/4~20mACHANNEL TYPEVOLTAGE OUTPUT0/2~10 V DCRAo-8 MODULEX1011CHANNEL 1012013021CHANNEL 202202303103203304104204324 V DC4523U370~10V DC9DC/DCISOLATORCHANNEL 3CHANNEL 40510520530610620630710720730810820831346U170/4~20mA9100/4~20mA12图15-3-16 RAo-8的外部连接

直接驱动外部设备的例子，通道1所示为经过电压隔离器进行的电压输出，通道7和通道8为经过隔离器的电流输出。

以上介绍的是几个通用模块的输入输出接线方法，对于一些混合模块（如RIO-C1、C2、C3、C4，DGU和ESU等），在单个模块上同时设有不同的输入和输出通道，其接线方法和通用模块相应的输入输出通道类型相同。

六、DC C20/K-Chief 500的监测与报警系统的维护管理

1.分布式微机监控系统的管理

DC C20/K-Chief 500是一个集监视报警和控制功能于一体的分布式全微机系统，不论是进行日常的操作还是进行管理维护，都需要有一定的计算机基础知识和操作经验，而且还要熟悉被控对象的控制原理。

分布式微机监控系统几乎都具有相似的系统

结构，即以一台高性能的微机作为上位机，进 行集中管理，为提高可靠性，有的系统设有两台。而以其他分布式处理单元或多台微机进行现场参数检测以及作为控制报警一显示信号的延伸管理。对于这样的系统，由于微处理器的应用，一般均具备完善的自检功能，可以对系统核心部件的工作状况进行即时监视，一旦出现异常就会发出故障警报或指示，而大部分外围部件如各种输入、输出接口板，A／D、D／A转换器等均实现了模块化，因而给使用和维护带来极大的方便。 如果保养、维护工作做得很周到，故障出现的机率要低得多。实践证明，尽管如此故障还是可能会出现的。对于分布式微机监控系统来说，根据实践经验，在平时管理工作中还应该注意以下问题。

（1）关心后备电池的情况

有些微机集中监控系统中，设有后备电池，以便在发生失电情况，在一定时间内可以对内 存中的内容起到保护作用。这些内容可涉及到系

统程序，日期时间，参数设定值等等。系统工 作若干年后必须及时更换电池，否则的话，一旦发生断电故障，那么内存中数据丢失的严重情 况就成为不可避免的了。在更换电池的时侯，要注意以下事项。

①参照有关说明书，对设有后备电池的使用寿命、更换周期都要作出统计和记录，定期进 行查阅。

②更换电池之前，应对系统的所有参数设定值进行一次核查，并留出备份。

③更换电池尽量在不断电情况下进行，以避免RAM中数据丢失。

④更换以后，还必须对各有关参数设定值逐一进行核对。

（2）关于通信电缆的连接情况

分布式微机监控系统通信网络的设计形式通常有：

①有的采用总线式结构。 ②有的采用环形结构。

③有的采用星形结构。 ④ 还有不少采用混合式结构。

但是不论系统通信采用哪一种结构，轮机管理人员必须对其网络连线应给予特别注意。一 旦通信线路发生故障，例如某处接线松动，将影响整个系统不能正常运行，严重时甚至会使系 统瘫痪。

这里以总线式结构为例，先来看一下网络连接线是如何安排的。在总线式结构中，网络两 端都设有终端电阻(终端反射器)，如连接用的网线采用不同型号，那么这个终端电阻的大小应 该是不一样的。如采用双绞线，一般取成100Ω。如果选用同轴电缆，则要取成75Ω、93Ω等几种。在工作过程中，只要有一个电阻损坏或连接不好，就会使整个系统无法正常工作。因此，有必要定期对其进行查看，杜绝发生松脱现象。 ‘ （3）关于“软脱离”

在系统通信故障的情况下，有些微机监控系统中的各个微机，允许从网络上实现“软脱

离”，以独立进行工作。在这种情况下，会有部分功能受到影响或不能实现，但是可以避免整个 系统瘫痪。实现“软脱离”也需要进行一定的操作，具体步骤要严格按照说明书的要求进行。 （4）关于存储器

大多数的微机监控系统都设有ROM或EPROM、EEPROM以及RAM等形式的存储 器，一般来说，ROM或EPROM中存放的是系统软件，EEPROM中存放的是用户数据，系统 利用RAM临时存放其赖以正常工作的软件和数据。因此，当系统出现与各类存储器有关的故 障时要区别对待。如果RAM有故障，则只需按其型号购买适用的备件即可，而如ROM或 EPROM、EEPROM故障，则不能随意替换，必须向专门设备厂购买，且需注意软件版本的正 确。

检修时，要严防带电进行印刷线路板（PCB）的插拔操作。

（5）印刷线路板的更换须知

①系统设备中有很多印刷线路板，比较多见的有接口板、变换板等。各种接口板一般都有 各自的地址。在更换同类型印刷线路板的时候，要强调严格遵照说明书中的具体规定和说明进行操作，例如应检查印刷线路板上的跨接线是否一一对应，线路板上各个编码开关是否都设定得正确了。

有一些印刷线路板尽管型号、备件号一样，但是由于用在系统不同环节，印刷线路板上的 跨接线接法可能完全不同，不同的跨接线实现该板不同的输入、输出功能。因此，一定要引起充分注意。

②在更换线路板之前，要切断电源，更换线路板的操作结束以后，才能重新接通电源。 ③在更换备件时应注意不准用手直接接触插件板上的芯片，尤其是芯片的片脚，以防芯 片损坏。

2．ROS的管理维护

（1）熟悉系统

ROS的软件系统具有内建的在线测试和程序自诊断功能，只要与ROS相连的内部或外部设备出现故障，多数情况都可以在屏幕上显示出故障代码。因此，必须充分熟悉说明书，以便在需要时能够快速查阅故障代码所对应的可能的故障原因及其排出方法。

（2）定期进行系统测试

说明书推荐每周进行一次系统测试，以确定系统本身是否工作正常。对于DC C20系统，测试方法如下：

①按下OCP上的“报警测试（Alarm Test）”按钮，“系统故障（System Failure）”指示灯闪光，蜂鸣器响；

②按下“报警确认（Alarm

Acknowledgment）”，“系统故障（System Failure）”指示灯变为平光，蜂鸣器停响；

③再次按下“报警测试（Alarm Test）”按钮，

“系统故障（System Failure）”指示灯熄灭。

对于K-Chief 500系统，则可在系统的主界面（Navigator）上进行。方法是点击“SERVICE”主按钮，在随后出现的二级按钮组中点击“TEST”二级按钮。

如果测试不成功，则应参照设备说明书所述步骤进行故障诊断。

（3）ROS的系统设置

ROS运行的是Windows NT或Windows XP操作系统，为使系统能够正常工作，要进行各种系统设置，特别是网络设置和CAN节点设置。这需要比较专门的知识，但系统调试好之后，如果没有进行设备的更换和维修，除非系统崩溃，一般不需要进行特别的操作。因此，为防范于未然，必须对ROS软件进行必要的备份。

（4）ROS的停机操作

某些时候，例如对系统进行电气维护时，有必要对ROS进行停机。为避免系统故障，说明书

规定了严格的停机操作步骤，因此停机操作必须严格按照规定的程序进行。 3．DPU的管理维护

所有DPU模块均采用统一的金属外壳密闭式封装，在内部电路上采用智能化设计，因此不存在任何用户可维修的部件，也无需进行任何的跳线设置。

当DPU模块出现异常时，在ROS屏幕上将出现模块“通信错误（Communication error）”报警，根据报警显示信息可确定相应模块所在的物理位置。所有DPU模块均设有5个状态指示灯，根据指示灯的不同状态组合可以分别采取模块断电重启或从ROS对模块进行重新加载等措施，若故障依然存在，则应考虑更换模块。更换DPU模块时需要考虑以下问题：

（1）模块更换要按说明书规定的步骤进行，更换完毕要对新模块进行初始化设置。

（2）一旦由于某种原因导致两个DPU的节点

ID发生冲突时，将会使系统出现严重问题。此时，应首先把其中一个从CAN总线断开，对另一个进行断电复位，并在ROS上利用RioLoad工具软件对节点ID进行更正。

（3）若诊断结果显示只是DPU模块中个别通道出现故障，则可考虑启用同一模块的空闲通道，而不必更换整个模块。如果同一模块内的空闲通道不足，则还可以考虑采用其他模块的空闲通道。但无论哪种情况，都需要对所涉及的模块进行重新设置。

七、DC C20/K-Chief 500的监测与报警系统的故障诊断与处理

1．故障诊断的基本概念

所谓系统的故障诊断，概括地说就是指及时发现和排除故障，其中包括判定故障所在部位以及对有关环节实施修复的全过程。这个故障诊断

的全过程通常可以被分解成3个基本组成部分，即鉴别故障现象、确定故障所在部位、正确隔离和排除故障。

（1）鉴别故障现象

以集中监测系统为例，在出现故障报警信号以后，首先要判断有没有误报警或不报警的情况，以防造成错觉，多走弯路。在机舱发生报警或参数出现异常情况的时候，轮机主管人员对该设备工况应立即进行检查，要解决好“是否真的出了问题?”，以求判别是真的有故障、还是误报警，其中包括判定参数的检测结果是否有虚假。例如，“曲轴箱油雾浓度”这一项目发出报警信号，这就应该对该编号的检测结果进行故障鉴别，因为采样管路上的问题、测量管的污染问题、接点开关的错误动作等等，都会造成误报警。只有在故障被确认以后，才应进一步查找和排除故障。 以上实例可以说明：正确进行故障鉴别，是与轮机主管人员对设备是否熟悉密切相关的。又例如，在集中监测系统的控制箱内，设有比较多

的印刷线路板，在控制箱内、外还设有一些指示灯。这些指示灯在不同的工况下，它们的显示状态会有相应变化。管理人员平时就应该注意和记录这些变化。一旦系统出现故障，就可以根据指示灯显示状态的变化，对故障进行初步判别，缩小故障查找的范围。 （2）确定故障所在部位

在故障得到确认以后，“故障出在什么部位?”就成为问题的核心，其中，很重要的一点是要带着问题来观察设备报警的一些表象。例如，“故障现象出现时的特点是什么?”，“这种故障是间歇的、还是持续的?”，“设备的其他功能是否受到影响?”等等。

显然，要确定系统内某一故障的部位，同样要求对系统各功能环节有充分了解，要着手对故障部位进行有针对性的检测，把所获得的检测结果集中起来，通过逻辑分析方法，依照“从大到小，从粗到细”的思路进行排摸，就可以大体确定故障的所在位置，有可能发生在一个或二个环

节上。有的设备还可以借助于模拟测试装置、故障显示指示灯来做好故障查找工作。

实践证明，监测系统故障有80％以上发生在检测元件、传感器及变送单元部位，即使是微机为核心的监测系统，其故障也大多出现在它的外设部分，即相关的检测元件、传感器等等。这就要求我们认真搞好系统外部设备的维修保养工作，具体地说，就是做好全部测试点的保养、检测工作，这是一项非做不可、而且必须做好的基础工作。

（3）隔离和排除故障

对已经被确定的故障部位要充分加以审定，找出其具体的和确定的原因。有的故障可以用船上的条件加以排除，有的故障船上无法解决，需要获得岸上的支持，但是轮机主管人员必须设法采取隔离措施，以免进一步影响系统其他部位的正常工作。例如某船报警系统出现“系统故障报警”，经过查找分析，判断是系统一个部件——电源模块中的电压监视回路有问题，其他功能均正

常。而系统中还有其他部件的电压监视信号与它串在一起，为避免系统其他部件电压监视受到影响，一方面应立即向公司申请备件或安排修理。另一方面可将该故障回路从整个“系统故障监视”回路中隔离开来，使其他监视子回路恢复正常工作。

不论以微机为核心的监测系统是哪一种类型，其可靠性与准确度都不是尽善尽美的，都会存在某些不足的地方，在运行过程中难免出现各种各样的故障。轮机管理人员要及时处理这些意外情况，缩小故障的影响，尽快排除故障，才能保证系统发挥作用。这就要求管理人员熟练掌握设备的特点和弱点，经常对有关技术资料进行消化、分析，从而找出其具有规律性的东西，有针对性地做好预防性的定期检测、调整和保养等工作，不断总结和积累经验。

2．故障诊断的有效手段

在对微机监测系统进行故障诊断时，一般采

取两个步骤。第一步是分析故障、确定故障所处部件，然后用“被确认可用的”备件进行替换，使系统恢复正常。这里所说的“被确认可用的”备件是指：不仅部件的型号要一样，而且其中可调参数的工况也必须与运行中的部件保持一致。如果没有可用的备件，则应采取暂时将故障部件从系统中隔离开来，使它不至于影响其他部件的工作。第二步是在条件许可的情况下，可以进一步确定故障部件中具体的故障部位。一般来说只要能够准确地确定故障部位，那么排除故障就不是很困难的了。

有关查找故障部件的基本方法有以下两种。 （1）拔插法

拔插法最适合于诊断系统死机及无任何显示等各类故障。

出现这类故障时，可利用插拔法将故障尽可能缩小到最小范围内。例如可以拔掉打印机电缆，即可排除因打印机引起的故障。拔掉打印卡、串行通信卡、内存扩充卡等，再逐一观看故障是否

有变化，以求排除由这些部件引起的故障。对于微机系统来讲，只剩下主机和电源，它仍然能够进行自检。如果自检功能没有问题，说明故障位于拔掉的部件中，否则可怀疑的部件就只剩下主机板和电源了。

当然，设备出现故障的时候，并不是随心所欲地插插拔拔，然后再找原因。而是应该根据故障现象进行认真分析和推断，确定出必须插拔的对象，然后再进行插拔操作。 （2）交换法

交换是用相同的插件、部件有目的地进行交换，交换是部件级的，也可以是芯片级的。也就是说两块完全相同的印刷电路板（PCB）或设备可以相互交换，两块完全相同的可拔插的芯片也可以互换。通过替换的办法逐一观察故障现象的变化。显然，如果故障消失，则说明换下来的部件是有问题的。故障未消失，说明可能在其他部位存在有待查的故障。

但是交换法是以船上有两块完全一样的印刷

电路板（PCB）或芯片为前提的，包括芯片上的量程设定、短路设置等情况，也应该是一样的。而且操作时应特别注意，避免因操作不当而损坏好的部件或芯片。特别对于陈旧的设备，采用交换法时应考虑到有可能有一定的风险。

综合运用上述两种方法，一般就可以确认故障部件。要注意部件之间都是相互关联的，切忌孤立地看问题。例如，测量主板上5 V电源没有，怀疑是电源问题，拔下电源插头，5 V电源还是没有。对于这样的情况，如果不知道有的稳压电源如开关稳压电源，它具有“在无负载时无输出”这一特点，那就一定误认为电源坏了。因此，故障部件应该在对各部件功能进行分析的前提下作尽可能多的排列组合，才比较有把握来确定故障所在。对更换下来的部件，还需要作进一步作出诊断，排除故障。

3．DC C20/K-Chief 500的故障诊断与处理 （1）现场操作站LOS故障诊断与处理 排除现场操作站LOS故障流程如图15-3-17所示。

起动现场操作站LOS 排除故障 是 系统故障指示 是 断开并重新合上电源 绿 检查框架内接线板 检查LED指示灯否 检查24V电源 是否正常 否 更换保险丝 复位断路器 是 灭 红 接线极性错误 更正接线 LOS工作否 是 再次检查LOS 工作否否 更换单元 否 和厂家联系 否 LOS工作否 是 结 束 是 图15-3-17 排除现场操作站LOS故障流程图

（2）值班呼叫系统WCS故障诊断与处理 排除值班呼叫系统WCS故障流程用如图

15-3-18所示。

起动值班呼叫系统WCS 排除故障 是 否 ROS工作正常否 排除ROS故障 是 检查延伸报警装置 WCU中的任何一个 的显示情况 是 能和所有的 延伸报警装置WBU/WCU通信否 否 检查ROS到CAN的 接口电路板，如果正 常，故障可能在CAN 网络电缆 是 延伸报警 装置WBU/WCU 工作正常否 否 使用下一个流程图 排除故障 是 再次检查值班 呼叫系统WBU/WCU 工作正常否 否 结 束 是 和厂家联系 图15-3-18排除值班呼叫系统WCS故障流程图

（3）驾驶室延伸报警装置WBU和舱室及公

共场所延伸报警装置WCU故障诊断与处理

排除驾驶室延伸报警装置WBU和舱室及公共场所延伸报警装置WCU的故障流程如图15-3-19所示。

起动延伸报警装置WBC /WCU排除故障 是 否 检查24V电源 工作正常否 否 更换保险丝 或复位断路器 有系统故障指示否 是 是 检查延伸报警装置 WCU中的任何一个 的显示情况 绿 检查框架内接线板 检查LED指示灯 灭 红 接线极性错误 更正接线 WBU/WCU 工作正常否 否 更换单元 是 再次检查WCS系统 工作正常否 否 否 WBU/WCU 工作正常否 和厂家联系 是 结 束 是 图15-3-19排除WBU和WCU故障流程图

（4）分布式处理单元故障显示与处理

DC C20/K-Chief 500系统在运行过程中如果发生显示表15-3-2中某个故障代码，其错误的内容和处理方法如表中所示。

表15-3-2故障错误代码 错误内容 处理方法 49 RAM故障 更换模块 48 变送器过流保护（RAi16和C1模块 进行全面检查 47 保险丝熔断（RAiak2和C1模块） 检查所有输入端口 46 印刷电路板温度高 检查环境温度

45 参数闪存器故障 重复复位，如果故障依然存 在，则需更换模块

CAN1-插件X8: 40 CAN控制器总线关闭 39 CAN控制器设置错误

38 CAN控制器溢出 37 接收排列溢出 检查CAN网络的连接 36 HP TX溢出 35 LP TX溢出

34 传输故障 CAN2-插件X9: 30 CAN控制器总线关闭 29 CAN控制器设置错误

28 CAN控制器溢出 27 接收排列溢出 检查CAN网络的连接 26 HP TX溢出 25 LP TX溢出

24 传输故障

（5）分布式处理单元通信故故障诊断与处理 当远程操作站ROS显示某个分布式处理单元通信错误时，所有的分布式处理单都内置有自检功能，因此可通过观察该分布式处理单元上LED状态指示器的显示状态并与分布式处理单元通信状态表15-3-3对比来查找和确定故障。

表15-3-3 分布式处理单元通信状态表

LED指示灯

故障类型 运行 看门狗 信息 初始化 电源 （Fault Type） （Run） （Watch Dog） （Info.） (End Init.) (Power) 工作正常 绿 灭 黄闪 绿 绿 应用程序未加载 灭 红 灭 绿 绿 未初始化 灭 红 灭 灭 绿 工作停止 灭 红 灭 绿 绿 电源极性错误 灭 灭 灭 灭 红

根据不同故障可进行如下的处理：

工作正常： ①检查布线；

②关闭电源，然后再次重新起动单元；

③如果远程操作站仍然显示错误，更换模块。

应用程序未加载：

表示分布式处理单元已起动软件安装，但没有发现基本软件，用Rioload程序安装相应的软件。

未初始化： 将设备返厂。 工作停止：

①关闭电源，然后再次重新起动单元； ②如果看门狗指示灯仍亮起，更换模块。 电源极性错误：

①更正电源极性，并再次检查；

②如果电源指示灯仍然是红色，更换模块。 无电源：

①检查电源和接线；

②如果电源和接线均正常，更换模块。

第四节 曲柄箱油雾浓度监视报警系统

曲柄箱油雾浓度监视报警器是保证柴油机安全运行的重要装置之一。我们知道，在高温时滑油会产生油气，这些油气在曲柄箱中与70℃左右的较冷空气混合形成油雾，当油雾浓度超过正常标准时，可能会引起曲柄箱的爆炸事故。柴油机装有曲柄箱油雾浓度监视报警器后，一旦油雾浓度超过正常标准时，能及时发出声光报警，同时使主机自动降速或停车。

船上所采用的油雾浓度监视报警器种类繁多，早期有Graviner Mark 4型油雾浓度探测器，其特点是以机械运动部件及分立元件为主，设备本身体积比较大，容易出现故障。随后设计了以单片机为核心的Graviner Mark 5型油雾浓度探测器，该探测器体积减小，它取消了许多机械旋转部件，大大提高了监视报警器工作的可靠性，同时，它

采样准确、执行速度快，并有较强的自检功能。Graviner Mark 6型油雾浓度探测器是随着网络技术的发展及传感器技术的不断进步而发展起来的，它采用CAN总线把传感器及控制单元连接起来，从而可以使系统中的检测点数目增加，一台油雾浓度探测器可以监视多台柴油机。

上述系统反映了技术的不断进步与发展，但从检测方法上来看大同小异，相同的是检测上都是采用光学方法，不同的是前两种产品通过检测透光度反映油雾浓度的大小，Mark 6型油雾浓度探测器通过检测散射光强确定油雾浓度的大小。

一、曲柄箱油雾浓度检测原理

下面以Graviner Mark 5型油雾浓度探测器为例说明油雾浓度检测原理。

各曲柄箱油雾气样采集与测量单元的工作原理如图15-4-1所示。该单元共有11个两位三通电磁阀，其中有10个电磁阀分别采集各曲柄箱的气样，该系统最多可检测10个缸的气样，如果是6缸柴油机，只用其中的6个电磁阀，空4个不用。

另一个是清洗空气电磁阀，

气源 采样点1 采样点2 采样点9 采样点10 光源 测量室 光电池 旁通风机排气

电源 单片机 采样阀控制 控制信号 继电器控制 输显示及报警指示 图15-4-1 气样采集及测量原理图

压缩空气通过该电磁阀清洗测量装置。系统在正常运行期间，单片机轮流使各采样点电磁阀通电，通电的电磁阀（如图所示采样点1的电磁）左位通，该缸曲柄箱油雾气样在抽风机作用下流经测量室，其他点的采样电磁阀断电右位通，曲柄箱气样在抽风机作用下经旁通管路直接排出而不经测量室。

测量部分由测量室、光源和光电池组成。光源接通电源以后将发射一束光强不变的平行光并照射在光电池上，当流经测量室的待测气样油雾浓度变化时，其气样的透光程度发生变化，即照射到光电池的光强也发生变化，光电池输出的电流大小与接收到的光强成一定的函数关系，该电流信号经电流/电压转换并经变增益放大后送至模数（A/D）转换器，把与油雾浓度相对应的电压信号转换成数字量送入单片机。单片机先把所测量到的各缸曲柄箱气样油雾浓度值加在一起除以缸

数，得到一个平均浓度值并存入RAM中。以后每检测一个缸的曲柄箱气样油雾浓度值，就与平均浓度相比较得到一个偏差浓度值，并用新的浓度值取代原先所检测到的该缸气样的油雾浓度值，算出一个新的平均油雾浓度。这样每检测一个缸的曲柄箱气样，就能得到两个值，即偏差浓度值和平均浓度值，单片机再把这两个值与报警设定值相比较，不管平均浓度值达到平均浓度报警值，还是偏差浓度值达到偏差浓度报警值，都将在液晶显示器上显示（显示值为100％），并发出声光报警，同时向主机的安全保护系统送一个故障降速或故障停车信号。

在正常运行中，单片机定时使清洗空气电磁阀通一次电，电磁阀通电后左位通，来自气源的压缩空气经该阀左位进入测量室。该压缩空气一方面对光源、光电池及测量室进行清洗，防止光源和光电池被油雾污染而影响测量精度，另一方面，压缩空气对测量单元还能起到冷却作用，提

高光源和光电池的使用寿命，也能防止光电池因温度升高而产生的特性漂移。除此之外，测量单元要检测一次空气的油雾浓度，该值此时应该为零，如果不是零，则看一下与原零点偏差有多大，若偏差不大，则以新得到的浓度值为相对零点并取代原零点，若偏差较大，系统则认为光源或光电池污染严重，清洗无效，OPTICAL FAULT灯亮，发出报警并终止采样。

二、Mark 6曲轴箱油雾浓度监视报警系统典型实例

故障初期的轴承表面可产生高于200℃的高温，导致快速产生高温油汽，高温油汽遇到曲柄箱内相对低温的空气会凝结成细雾，细雾直径的典型值为0.5～5µm。当密度达到30～50mg/L（取决于油的品种）时就有爆炸的危险。采用光学测量技术，油雾浓度可以测量小到0.05mg/Ld的浓度。油雾浓度探测技术已经用于监视曲柄箱的工作状态，系统从曲柄箱各部位通过管路将油雾样品抽

取出送到传感器进行光学密度分析，这项技术行之有效并随着技术的发展取得了很大的改进。Mark 6型油雾浓度探测器最主要的改进设计是取消了采样管路、每个检测点用一个传感器进行检测，并通过通信总线连接起来，大大降低了扫描时间，提高了检测速度。Mark 6保留了Graviner建立的差动测量系统，使系统有高灵敏度，最大限度地降低了误报警的发生。该系统仍然使用光学传感测量方法，但用散射光测量取代了透明度的测量，从而实现传感器的小型化，通过标准的接口安装固定在机器上，各个采样点独立且不用采样管路，传感器内部多光源的设计使得当一个光源损坏时传感器仍能正常使用。模块化设计使得在很短的时间内就能完成故障探头的更换。

1．Mark 6曲轴箱油雾浓度监视报警系统的组成

Graviner Mark 6 OMD系统可以安装多达64个分布于八台柴油机上的探头。在没有报警的正常情况下全系统扫描时间为1.2s。

传感器电缆直接连接安装于柴油机上的接线盒，然后通过两根电缆（通讯电缆和电源线）分别连接到位于集控室的控制单元及显示单元或其它合适的地方。该系统采用数字传输技术，这意味着显示及控制部分可以安装在位于集控室的控制单元内，在有报警发生时没有必要到现场进行操作。系统由三部分组成：传感器（探头）、接线箱及控制单元如图15-4-2所示。

图 15-4-2 系统结构框图

每个传感器连续不断地监视它所连接的曲柄箱内部的油雾浓度，此外传感器本身要进行自检。控制单元将按顺序扫描传感器内以数字量形式存

储的各种信息，包括传感器的地址码。控制单元根据这些信息分别处理每台机器，计算油雾浓度平均值及相对于平均报警值的偏差值，再与预设的平均报警值及偏差报警值进行比较。

控制单元配有LCD显示器显示每台机器的平均油雾浓度，在报警状态下根据需要自动显示报警点的油雾浓度值及相应的机器的油雾浓度平均值。

油雾浓度探测器可以通过软件设置使之适应二冲程机或四冲程机或其组合，软件菜单提供各种功能的实现方法，它有三个操作级别：用户、工程师及服务商。

用户级别的操作只能实现查询功能，不能进行报警设定及系统设定。工程师级别的操作受密码保护，输入密码后可以完成很多设置，但不可以对事件及历史记录进行更改及复位。 服务商级别的操作受密码保护，但不同于工程师级别的菜单，允许进行所有操作，这种操作必须

有厂家的授权或代理授权。

为了安全，所有的系统控制及报警显示与输出都在控制单元实现，每个传感器上装有三个指示灯：绿色灯指示电源状态，红色灯指示报警状态，淡黄色指示灯指示故障状态，探头上还有设置地址码的开关。

任何一个传感器的工作都是独立的，一个传感器出现故障或者保养并不影响其它传感器的工作，一个传感器或者一个柴油机油雾浓度检测系统都可以被隔离，从而便于维修保养，并不影响其它部分的正常工作，探头之间及控制单元之间采用CAN总线连接完成彼此之间的信息交互。

Mark 6型油雾浓度探测器系统接线如图15-4-3所示，图中安装有14个传感器，每个传感器有5根线，图中符号说明如下：

（1） 每个传感器都有两电源线，0V和+24V。 （2） C+和C-为两根CAN总线通讯线，连接到所有传感器。

（3） AL BCK UP 为故障信号线。

（4） 所有的传感器都通过接线盒再与控制

单元连接，传感器之间通过CAN总线连在一起。

（5） 每台机器配一个接线盒。

（6） 控制单元中每台机器对应一个继电器

故障停车信号，NC为常闭触点，NO为常开触点，C为公共触点。

图15-4-3 Mark 6型油雾浓度探测器系统接线图

2．Mark-6曲轴箱油雾浓度监视报警系统的保养及故障诊断

1）维护与保养

（1）探头的清洗步骤

①如果要对某个探头进行维护保养或对某台机器的全部探头进行保养，需要按照说明书对某个探头或某台机器进行隔离。

图15-4-4 传感器及电缆接头

②拆卸探头电缆，去下探头，如图15-4-4所示。

③用内六角扳手拆卸探头底部的两个螺丝如

图15-4-5所示

④拆卸探头盖，检查密封状态，更换坏损件。

图15-4-5 传感器分解图

⑤用起拔器小心拆卸风机组件。

⑥检查4个风机弹簧及固定销的状态，更换坏损件。

⑦检查风机空转及油污情况，如图15-4-6所示，有问题参考说明书进行操作。

。

图 15-4-6 拔出工具与风机位置图

⑧用玻璃清洗剂清洗烟气探测孔及光导管末端，如图15-4-7所示。

图 15-4-7 光导管位置图

⑨用吹灰器吹出内部杂质并吹干内部单元。 ⑩检查内部腔室及采样管，必要的话进行清洗。

（11）装复风机组件。 （12）解除隔离状态。

（2）探头的更换

需要注意的是在柴油机运转过程中不要拆卸探头，以免热油从安装孔喷射出来。如果此时要拆卸的话，必须非常小心。正在使用中的探头不管什么原因，只要拆卸下来，就必须对光学组件进行清洗。

更换探头按如下顺序

①关闭电源，隔离探头。 ②拆卸探头顶部电缆。

③用4毫米的L型内六角扳手拆卸探头基座固定螺丝。

④拔出探头并记录探头地址。

⑤在新探头上设置与旧探头完全相同的地址。

⑥安装新探头并固定，贴好标签。 ⑦安装电缆。

⑧打开电源，起动程序进行初始化。 ⑨如果该探头隔离了，要解除隔离状态，按下MAIN DISPLAY键返回主显示，然后复

位，起动相同进行初始化。

⑩探头使用5年后要返回授权代理处进行全面检修包括更换密封件。

（3）探头的报警功能试验

探头安装设置好以后可用试烟器进行报警试验，试验步骤如下：

试验所用到的工具如图15-4-8所示。

①剪一段约30毫米长的油芯，放到带有吸球

图15-4-8 试验工具图

的支持器内，将尼龙管与连接头接起来。

②将尼龙管的另一端插到探头底座上的快速连接头上，如图15-4-9所示。

图15-4-9 尼龙管与传感器快速接头的连接

③将油芯放到烟油瓶中沾一点油，然后密封油瓶。

④点燃试烟器中的油芯，然后将火熄灭，捏吸球但不用总捏，只要保持油芯有烟即可，即保持阴燃状态。

⑤将油芯插入管路接头中，同时捏吸球。 ⑥探头指示灯应该由绿色变成红色指示报警状态，

⑦如果指示灯没有变成红色，可能是因为油芯没有处于阴燃状态，必要的时候重新点燃。

⑧为了将尼龙管从连接头拔出，在拔管路的同时用手压住塑料锁紧环。

⑨尼龙管拔出后妥善存放。

⑩油芯可重复使用，用后要完全熄灭。 2）常见的故障及诊断

（1）控制单元电源指示灯不亮显示器无显示：这种现象通常是电源故障，以此为主线进行故障诊断。

（2）设备上的探头电源指示灯不亮：可能的原因是接线箱保险丝损坏或探头故障。 （3）显示器上显示COMMS FAULT：可能

的原因是探头地址码设置错误、探头供电不正常及探头处于各种状态。

（4）显示器上显示FAN FAULT：内部风机故障。

（5）显示器上显示LED FAULT：探头油雾循环腔需要清洗或LED有故障。

（6）显示器上显示DETECTOR FAULT：探头透光孔堵了、导光管损坏及探头故障。

（7）错误的偏差报警FALSE DEVIATION ALARM：偏差报警设置有问题。