CN102662365B - 一种船舶电力监控网络的状态监测方法及系统 - Google Patents
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一种船舶电力监控网络的状态监测系统，用于对船舶电力监控网络的状态进行监测。船舶电力监控网络中多功能工作站和数据库服务器分别与交换机连接形成上层高速交换式工业以太网，交换机通过OPC供电网关、OPC配电网关接入下层CAN现场总线网络，交换机通过卸载网关与RS422网络连接，维修保障计算机与电力监控网络中的交换机连接，维修保障计算机包括控制模块及与控制模块连接的网络监测模块、交换机信息获取模块、流量曲线绘制模块、数据收发模块及数据库存取模块。本发明能实时显示以太网及CAN网中设备的状态信息、可全面获取各交换机的状态及报警信息，显著降低船员发现网络故障的劳动强度，缩短维修保障时间，提高船舶保障水平。
Description
技术领域
本发明涉及船舶电力监控系统技术领域，具体是一种船舶电力监控网络的状态监测方法及系统。
背景技术
电力监控系统是船舶电力系统信息化的核心设备，如何保障该系统电力监控网络安全可靠运行，是实现船舶电力系统信息化的关键。
电力系统监控系统的主要任务是监控整个舰船电力系统的运行状态，对发电、配电、变电及耗电这四个环节进行实时测量、集中监管和指令遥控，并进行必要的协调、限制和保护，使之无论在正常情况或事故情况下，都能稳定、安全、经济和高质量地运行。
船舶电力系统监控系统基于开放式网络框架结构，拓扑结构为两层。上层网络采用冗余的高速交换式工业以太网，网络的拓扑结构采用环形方式，工作站提供系统应用服务和人机交互操控界面。下层网络采用冗余的CAN现场总线网，按系统或按区域分成26个相对独立的子网,另有5个RS422通信链路。下层网完成数据采集和实时控制任务。两层网络之间由OPC智能网关连接。网关实现通讯协议转换和提供数据服务。
上层网络分布在机电集控及损管中心、备用机电集控及损管中心和五个主配电板室。下层网络按供电系统、配电系统和卸载装置分别组网。供电系统按5个电站组成5个独立的子网。配电系统按24个配电区和5个主配电板分别组成21个独立子网。每个CAN子网区域内的区域配电板、专用配电板、照明配电模块、直流管理装置都接在双冗余的CAN网上。5个卸载装置通过RS422与网关联接。
下层网与上层网的信息交换通过网关实现。上层建筑配电区域的1个区域配电网关布置在备用电力集控台内，主船体的15个区域配电网关、主配电板室的5个主配电网关、5个供电网关和5个卸载网关分别布置在五个电站监控台内。电力监控网络承担了全舰电力系统信息数据的汇聚与交互。
在半自动和自动控制方式下，可以通过控制台上有控制权的工作站显示屏或操作面板发送操作控制指令。工作站发送的指令，通过两层网络传递给电站控制装置，由电站控制装置实施控制过程。电站控制装置发送控制指令执行的结果，通过两层网络传递给工作站。操作面板发送的指令，通过双冗余的下层CAN网络传递给电站控制装置，由电站控制装置实施控制过程。电站控制装置发送控制指令执行的结果，通过双冗余的下层CAN网络传递给操作面板。工作站显示屏和操作面板是相互独立的，运行在两个不同的网络层面。操作面板是工作站遥控操作功能的备份。当同一操作部位的工作站显示屏无法发送遥控指令时，系统可以降级使用操作面板对本电站进行指令遥控。
电站控制装置、交流配电监测装置以及现场配电监测装置发送的监测信息，通过两层网络快速汇聚传递给工作站，在工作站上实现电力系统信息的监测与显示。电站控制装置发送监测信息，通过下层CAN网络快速传递给供电模拟屏，在供电模拟屏上实现供电网络基本运行信息的显示。主配电监测装置发送的监测信息，通过下层CAN网络快速传递给配电模拟屏，在配电模拟屏上实现主配电板开关状态信息的显示。工作站显示屏和供电模拟屏、配电模拟屏是相互独立的，运行在两个不同的网络层面。供电模拟屏、配电模拟屏是工作站显示屏相应显示功能的备份。当同一操作部位的工作站显示屏无法显示时，系统可以降级使用，由供电模拟屏、配电模拟屏显示电网运行情况和主配电板开关状态。
现有的电力监控网络上层网以太网挂有70多台以太网设备，下层网CAN网络挂有265台设备，RS-422网络挂有5台设备。由于两层网络设备众多，操作系统多样，位置分散，一旦出现网络故障将不易发现故障点。为了便于快速的发现网络故障，保障电力监控网络的可靠运行，需要研制一种船舶电力监控网络的状态监测方法及系统。
发明内容
本发明提供一种船舶电力监控网络的状态监测方法及系统，可以对电力监控网络上的以太网设备和CAN总线和RS-422网络设备进行监测，及时获取这些设备的网络状态，通过重点监测交换机网络端口的信息流量，获取交换机配置信息、日志，方便进行分析和查找网络故障，并快速排除，以保障电力监控网络安全可靠运行。
一种船舶电力监控网络的状态监测系统,用于对船舶电力监控网络的状态进行监测，所述船舶电力监控网络中多功能工作站和数据库服务器分别与交换机连接形成上层高速交换式工业以太网，交换机通过OPC供电网关、OPC配电网关接入下层CAN现场总线网络，交换机通过卸载网关与RS422网络连接，其特征在于：还包括维修保障计算机，所述维修保障计算机与电力监控网络中的交换机连接，所述维修保障计算机包括控制模块、网络监测模块、交换机信息获取模块、流量曲线绘制模块、数据收发模块及数据库存取模块，网络监测模块、交换机信息获取模块、流量曲线绘制模块、数据收发模块及数据库存取模块分别与控制模块连接。
一种船舶电力监控网络的状态监测方法,其应用维修保障计算机对船舶电力监控网络的状态进行监测，所述船舶电力监控网络中多功能工作站和数据库服务器分别与交换机连接形成上层高速交换式工业以太网，交换机通过OPC供电网关、OPC配电网关接入下层CAN现场总线网络，交换机通过卸载网关与RS422网络连接，所述维修保障计算机与船舶电力监控网络中的交换机连接,所述维修保障计算机包括控制模块及与所述控制模块连接的网络监测模块、交换机信息获取模块、流量曲线绘制模块、数据收发模块及数据库存取模块，其中所述数据收发模块用于收发网关数据，所述状态监测方法包括如下步骤：
A、所述网络监测模块通过SNMP协议对网关、工作站及交换机进行网络信息数据采集，根据获取的网络信息显示上层高速交换式工业以太网和下层CAN现场总线网络的状态；
B、所述交换机信息获取模块获取交换机的配置、端口流量、报警数据；
C、所述流量曲线绘制模块显示测点实时和历史曲线，并进行流量曲线的显示和打印;
D、所述数据库存取模块对前述获得的网络监测信息、交换机信息进行数据存储。
本发明能实时显示以太网及CAN网中设备的状态信息、可以全面获取各交换机的状态信息、报警信息，并对可能的网络故障进行诊断，可显著降低船员的发现网络故障的劳动强度，缩短维修保障时间，节约人力物力，降低维修保障成本，提高经济效益，而且对提高船舶保障水平有很大作用。
附图说明
图1是本发明船舶电力监控网络的状态监测系统的结构示意图；
图2是本发明中维修保障计算机的电路模块图。
图中：1—维修保障计算机，2—多功能工作站，3—数据库服务器，4—交换机，5—OPC供电网关，6—OPC配电网关，7—卸载网关，11—控制模块，12—网络监测模块，13—交换机信息获取模块，14—流量曲线绘制模块，15—数据收发模块，16—数据库存取模块。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明船舶电力监控网络的状态监测系统包括维修保障计算机1，所述维修保障计算机1与船舶电力监控网络中的交换机4连接，多功能工作站2和数据库服务器3分别与交换机4连接形成上层高速交换式工业以太网，交换机4通过OPC供电网关5、OPC配电网关6接入下层CAN现场总线网络，交换机4通过卸载网关7与RS422网络连接。
如图1所示，OPC供电网关5通过CAN总线分别与区域控制器和模拟测量模块连接；OPC配电网关6通过CAN总线分别与交流配电监测装置、照明配电模块、24V区域直流管理装置、220VV区域直流管理装置、UPS信息采集箱、消磁检测装置及I/O输入输出模块连接。
请继续参考图2，所述维修保障计算机1包括控制模块11、网络监测模块12、交换机信息获取模块13、流量曲线绘制模块14、数据收发模块15及数据库存取模块16，网络监测模块12、交换机信息获取模块13、流量曲线绘制模块14、数据收发模块15及数据库存取模块16分别与控制模块11连接。其中，所述网络监测模块12用于通过SNMP协议对网关、工作站及交换机进行网络信息数据采集，根据获取的网络信息显示上层高速交换式工业以太网和下层CAN现场总线网络的状态；所述交换机信息获取模块13用于获取交换机的配置、端口流量、报警等数据；所述流量曲线绘制模块14用于显示测点实时和历史曲线，并可进行流量曲线的显示和打印；所述数据收发模块15用于收发网关数据，包括UDP数据打包、发送，UDP数据接收、解包等步骤。所述数据库存取模块16用于对前述获得的网络监测信息、交换机信息等进行数据存储，方便进行数据分析和处理。
本发明还提供一种船舶电力监控网络的状态监测方法，其应用上述维修保障计算机1对船舶电力监控网络的状态进行监测，所述船舶电力监控网络中多功能工作站2和数据库服务器3分别与交换机4连接形成上层高速交换式工业以太网，交换机4通过OPC供电网关5、OPC配电网关6接入下层CAN现场总线网络，交换机4通过卸载网关7与RS422网络连接，所述维修保障计算机1与船舶电力监控网络中的交换机4连接,所述维修保障计算机1包括控制模块11及与所述控制模块11连接的网络监测模块12、交换机信息获取模块13、流量曲线绘制模块14、数据收发模块15及数据库存取模块16，其中所述数据收发模块15用于收发网关数据，所述状态监测方法包括如下步骤：
A、所述网络监测模块12通过SNMP协议对网关、工作站及交换机进行网络信息数据采集，根据获取的网络信息显示上层高速交换式工业以太网和下层CAN现场总线网络的状态；
B、所述交换机信息获取模块13获取交换机的配置、端口流量、报警数据；
C、所述流量曲线绘制模块14显示测点实时和历史曲线，并可进行流量曲线的显示和打印;
D、所述数据库存取模块16对前述获得的网络监测信息、交换机信息进行数据存储。
Claims (2)
1.一种船舶电力监控网络的状态监测系统，用于对船舶电力监控网络的状态进行监测，所述船舶电力监控网络中多功能工作站（2）和数据库服务器（3）分别与交换机（4）连接形成上层高速交换式工业以太网，交换机（4）通过OPC供电网关（5）、OPC配电网关（6）接入下层CAN现场总线网络，交换机（4）通过卸载网关（7）与RS422网络连接，其特征在于：还包括维修保障计算机（1），所述维修保障计算机（1）与电力监控网络中的交换机（4）连接，所述维修保障计算机（1）包括控制模块（11）、网络监测模块（12）、交换机信息获取模块（13）、流量曲线绘制模块（14）、数据收发模块（15）及数据库存取模块（16），网络监测模块（12）、交换机信息获取模块（13）、流量曲线绘制模块（14）、数据收发模块（15）及数据库存取模块（16）分别与控制模块（11）连接；所述网络监测模块（12）用于通过SNMP协议对网关、工作站及交换机进行网络信息数据采集，根据获取的网络信息显示上层高速交换式工业以太网和下层CAN现场总线网络的状态；所述交换机信息获取模块（13）用于获取交换机的配置、端口流量、报警数据；所述流量曲线绘制模块（14）用于显示测点实时和历史曲线，并进行流量曲线的显示和打印；所述数据收发模块（15）用于收发网关数据；所述数据库存取模块（16）用于对前述获得的网络监测信息、交换机信息进行数据存储，方便进行数据分析和处理。
2.一种船舶电力监控网络的状态监测方法,其应用维修保障计算机（1）对船舶电力监控网络的状态进行监测，所述船舶电力监控 网络中多功能工作站（2）和数据库服务器（3）分别与交换机（4）连接形成上层高速交换式工业以太网，交换机（4）通过OPC供电网关（5）、OPC配电网关（6）接入下层CAN现场总线网络，交换机（4）通过卸载网关（7）与RS422网络连接，所述维修保障计算机（1）与船舶电力监控网络中的交换机（4）连接,所述维修保障计算机（1）包括控制模块（11）及与所述控制模块（11）连接的网络监测模块（12）、交换机信息获取模块（13）、流量曲线绘制模块（14）、数据收发模块（15）及数据库存取模块（16），其中所述数据收发模块（15）用于收发网关数据，所述状态监测方法包括如下步骤：
A、所述网络监测模块（12）通过SNMP协议对网关、工作站及交换机进行网络信息数据采集，根据获取的网络信息显示上层高速交换式工业以太网和下层CAN现场总线网络的状态；
B、所述交换机信息获取模块（13）获取交换机的配置、端口流量、报警数据；
C、所述流量曲线绘制模块（14）显示测点实时和历史曲线，并进行流量曲线的显示和打印;
D、所述数据库存取模块（16）对前述获得的网络监测信息、交换机信息进行数据存储。
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