[发明专利]船舶损管监控可靠性改善设计系统及方法

说明书

本发明提供了一种船舶损管监控可靠性改善设计系统及方法，针对船舱室结构划分不同的损管站点，各损管站点设置损管显控台，作为分布式架构的管理层；由PLC分布式站点构成现场监控设备，分布于各船舱室，采集数据信息传送到网络，接受控制指令，执行相应的指令操作，作为分布式架构的控制层；由各类传感器和执行机构组成，作为分布式架构的数据层。本发明提出一种不增加过多冗余设计的实现高可靠容错的设计方法，使系统能避免意外故障导致损害事故，保障系统安全可靠运行。适用于多舱室、多站点、结构复杂的船舶损管环境，故障时由指定的备用损管显控台接管保证该损管区域的监控功能正常，运行更加安全、可靠。

技术领域

本发明涉及自动控制可靠性设计领域，具体地，涉及一种船舶损管监控可靠性改善设计方法及系统。

背景技术

要保障船舶的安全性、可靠性和生命力，迫切需要建立一套功能齐全、技术先进、设备可靠、响应快速的损管系统来实施损害管制。在船舶上安装损管监控系统已经成为保证相关人员及时掌握全船安全状况的关键。目前，损管监控系统已经逐步发展成为具有可视化、可评估、可决策、可控制、可预测功能的现代智能化系统。大型舰船运用PLC技术构建分布式智能损管监控系统。PLC即可编程逻辑控制器，是一种高效的工业现场控制设备，以可编程的存储器为基础，具有执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数算法操作等面向用户指令的功能，并通过数字或模拟信号的输入和输出控制各类机械的工作状态。尽管PLC在设计制造时已经采取了恶劣的工作条件，受各种因素的影响，如温度过高、湿度过大、振动和冲击过强、电磁干扰严重或安装使用不当、外围电路的抗干扰措施不力等，如果PLC出现故障会直接影响整个控制系统的正常、安全和可靠运行而使整个控制系统的可靠性大大降低，甚至出现灭火剂误施放等严重损管事故。

为提高系统可靠性，通常采取如下手段，例如尽量改善环境条件，满足PLC运行要求，例如使用隔离变压器、滤波器、稳压电源，采用屏蔽措施，以改善电磁环境，但缺点在于不能消除故障可能；或者，选用可靠性较高、能适应复杂运用环境的PLC产品，缺点在于无法避免PLC故障状态下的误动作；或者，采用冗余技术，增加一个或多个同等功能的部件，并通过一定的冗余逻辑使各部件协调同步运行，当某一部件出现故障，可以由冗余部件代替其功能，保证系统正常运转，其缺点在于增加系统的复杂性、成本、空间消耗；或者，注意系统平时的保养和维护工作，及时更换易损耗零部件，合理规范的使用PLC控制系统等方式来降低故障发生率，缺点在于维护保养成本增加；或者，设计故障检测程序提高系统工作可靠性，缺点在于不能减少故障发生。

与本申请相关的现有技术是专利文献CN 204507212U，提供一种调整船舶姿态的自动平衡装置，包括传感器组、数据采集器组、通信网络、控制器组、泵组、遥控阀、监控台，传感器组通过数据采集器组接入通信网络，泵组和遥控阀通过控制器组接入通信网络，数据采集器组、控制器组、监控台通过通信网络实现互联。克服了传统损管监控台装置无法自动进行姿态平衡的不足，通过传感器组和数据采集器组获取船舶当前参数，监控台根据船舶当前参数进行平衡决策，进而通过控制器组实现了压载泵启闭、平衡阀开关、舱室排水泵启闭以及油泵和水泵启闭的自动控制，为船长提供了一个自动化程度较高、平衡速度较快的自动平衡装置，大大提高了船体平衡的速度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种船舶损管监控可靠性改善设计系统及方法。

根据本发明提供的一种船舶损管监控可靠性改善设计系统，采用分布式架构，包括：

损管监控台模块：针对船舱室结构划分不同的损管站点，各损管站点设置损管显控台，损管显控台与第一PLC控制器通讯，作为分布式架构的管理层；

逻辑控制器模块：由PLC分布式站点构成现场监控设备，分布于各船舱室，采集数据信息传送到网络，接受控制指令，执行相应的指令操作，作为分布式架构的控制层，所述PLC分布式站点的第二PLC控制器与第一PCL控制器通讯；