《KCHIEF网络型监测报警与控制系统》的学习教案详细阐述了现代船舶自动化系统的发展历程和技术特点,重点介绍了集中型、分散型以及网络型(全分布式)系统,并以K-CHIEF 500系统为例,解析了其组成和工作原理。
1. 系统类型比较:
- **集中型系统**:依赖单台计算机,一旦计算机故障,系统完全瘫痪,可靠性较低。
- **分散型系统(DCS)**:结合集中和分散,由多个微机分别完成监视任务,通过通信总线实现集中管理和信息共享。DCS包括操作站、现场控制站和通信总线,具备一定的冗余能力,某一子系统故障不会影响全局。
- **网络型(全分布式)系统**:进一步优化分散型系统,采用现场总线技术,如CAN、LONWORKS、PROFIBUS、CC-LINK等,实现全数字化、分散化和开放化的控制,提高了可靠性和效率。
2. **现场总线技术(FCS)**:
- FCS是网络型系统的重要进步,使用数字信号替代模拟信号,将控制功能下放到现场传感器,减少了硬件和信号电缆的使用,增强了系统开放性和互操作性。
- FCS技术采用串行数据传输,对比传统的并行信号传输,能有效减少干扰,提高数据传输的准确性和稳定性。
3. **K-CHIEF 500系统**:
- K-CHIEF 500是典型的网络型机舱监视报警和控制系统,结合了CAN现场总线和Ethernet网络,实现了分布式处理。
- 系统主要组成部分包括分布式处理单元(DPU)、本地操作站(LOS)、远程操作站/网关(ROS/GW)、Watch Calling系统、commissioning工具等。
- DPU分布在不同位置,负责各自区域的监控任务,通过CAN总线和Ethernet网络相互连接,确保系统稳定运行。
4. **K-CHIEF 500系统的特点**:
- 高度集成:系统整合了多种功能,如数据采集、报警、控制及通讯,形成一体化解决方案。
- 冗余设计:各个组件可以独立工作,即使某一单元失效,其他部分仍能保持正常运行,提高了系统的可用性和安全性。
- 灵活性:网络架构允许快速扩展和灵活配置,适应船舶复杂的环境和需求变化。
通过深入学习K-CHIEF 500系统,不仅能够理解现代船舶自动化系统的先进理念,还能掌握网络型监控系统的设计和实施方法,对于提升船舶运营的安全性和效率具有重要意义。同时,这种技术的发展也为其他工业领域的自动化控制提供了借鉴。