用于超大型油轮的液货管理系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921565851.5 (22)申请日 2019.09.19 (73)专利权人 中国船舶重工集团公司第七0四 研究所 地址 200031 上海市徐汇区衡山路10号 (72)发明人 石磊陈次祥殷非许环运 范松伟蓝玉黎珊珊赵丹 董九洋庄加兴 (74)专利代理机构 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人 徐颖 (51)Int.Cl. G05B 19/042(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 用于超大型油轮的液货管理系统 (5。

2、7)摘要 本实用新型涉及一种用于超大型油轮的液 货管理系统， 两个网络交换箱和数据处理柜内置 管理型网络交换机组成一个冗余的以太网环网； 两个工作站连接在以太网环网上处于热备份状 态。 数据处理柜内置了两个冗余的数据处理单元 和数个网关服务器， 数个网关服务器分别连接各 个液货子系统， 并将液货子系统的实时信号统一 转换为MODBUS-TCP信号送数据处理单元， 数据处 理单元接受工作站命令实时控制液货子系统设 备， 可以监控装卸货油及设备保护功能。 数据处 理柜内同时内置了安全型路由器， 用于接收配载 计算机发送的配载方案， 同时可以通过安全型路 由器将液货系统的实时数据对外发布。 本实用新。

3、 型液货管理系能够保证VLCC液货系统的高实时 性、 高稳定性和高安全性。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 210466077 U 2020.05.05 CN 210466077 U 1.一种用于超大型油轮的液货管理系统， 其特征在于， 包括两个工作站， 两个网络交换 箱以及一个数据处理柜， 两个网络交换箱和数据处理柜内置管理型网络交换机组成一个冗 余的以太网环网， 两个工作站分别通过两个网络交换箱连接到冗余以太网环网， 处于热机 备份状态； 数据处理柜内置了两个冗余的数据处理单元和数个网关服务器， 数个网关服务 器分别对应连接各个液货子系统， 网关服务器将各个液货子系统的实时信号。

4、统一转换为 MODBUSTCP信号连接到数据处理柜内数据处理单元和以太网环网上， 数据处理单元也连接 在以太网环网上， 数据处理单元接受工作站命令实时控制液货子系统； 数据处理柜内同时 内置安全型路由器， 安全型路由器与配载计算机和船用网络平台连接。 2.根据权利要求1所述用于超大型油轮的液货管理系统， 其特征在于， 数据处理柜内置 了两个冗余的数据处理单元， 每个数据处理单元配有独立的两个CPU模块， 两个同步模块分 别与两个CPU模块连接， 两个冗余的数据处理单元分别通过两个以太网通讯网口接入以太 网环网。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210466077 U 2 用于超大型油轮的液货。

5、管理系统 技术领域 0001 本实用新型涉及一种数据管理系统， 特别涉及一种用于超大型油轮的液货管理系 统。 背景技术 0002 VLCC是超大型油轮的简称， VLCC里面的液货系统是一个复杂、 庞大的系统， 由许多 子系统构成， 如货油泵和压载泵系统、 液位监测系统、 阀门遥控系统、 可燃气体监测系统、 压 载水系统、 惰气系统、 油气回收系统、 排油监测系统等， 目前在VLCC的货控室内各个子系统 之间互相独立， 子系统之间没有数据交互， 缺少一个具有综合数据处理能力的智能管理系 统来处理各个子系统之间复杂的逻辑关系。 而且各个子系统通讯接口形式和协议多样， 且 实时数据信号量大， 因此需。

6、要一个高实时性且具有扩展能力的智能管理系统。 VLCC装载的 原油是易燃易爆物品， 在装卸载中单点设备故障可能导致货油跑冒漏滴， 不仅会造成环境 污染而且还会引起火灾爆炸， 威胁船舶安全。 对于VLCC超大型油轮的液货系统亟需一个高 实时性、 高稳定性、 高安全性， 且具有综合数据分析能力的液货智能管理系统。 发明内容 0003 本实用新型是针对超大型油轮液货子系统多、 接口多样、 数据量大， 难以管理的问 题， 提出了一种用于超大型油轮的液货管理系统， 具有综合数据分析处理能力， 能够保证 VLCC液货系统的高实时性、 高稳定性和高安全性。 0004 本实用新型的技术方案为： 一种用于超大型。

7、油轮的液货管理系统， 包括两个工作 站， 两个网络交换箱以及一个数据处理柜， 两个网络交换箱和数据处理柜内置管理型网络 交换机组成一个冗余的以太网环网， 两个工作站分别通过两个网络交换箱连接到冗余以太 网环网， 处于热机备份状态； 数据处理柜内置了两个冗余的数据处理单元和八个网关服务 器， 八个网关服务器分别对应连接八个液货子系统， 网关服务器将液货子系统的实时信号 统一转换为MODBUSTCP信号连接到数据处理柜内数据处理单元和以太网环网上， 数据处理 单元也连接在以太网环网上， 数据处理单元接受工作站命令实时控制液货子系统设备后， 自动完成装卸货油及设备保护功能； 数据处理柜内同时内置了安。

8、全型路由器， 安全型路由 器用于接收配载计算机发送的配载方案， 通过安全型路由器将液货管理系统的实时数据对 外发布。 0005 所述用于超大型油轮的液货管理系统， 数据处理柜内置了两个冗余的数据处理单 元， 两个冗余的数据单元为硬冗余， 有两个CPU模块独立运行各自的控制程序， 两个同步模 块用于两个CPU模块之间的数据进行实时同步， 两个冗余的数据处理单元分别通过两个以 太网通讯网口接入以太网环网， 八个网关服务器连接任意通讯协议的液货子系统。 0006 所述用于超大型油轮的液货管理系统， 通过数据处理柜内的安全型路由器， 工作 站接受配载计算机的配载方案文件， 并且将配载方案通过环网发送给。

9、数据处理单元， 数据 处理单元解析配载计划后监控货油的装卸载过程； 液货管理系统通过安全型路由器将液货 说明书 1/3 页 3 CN 210466077 U 3 系统内部的数据发送到船用网络平台。 0007 本实用新型的有益效果在于： 本实用新型用于超大型油轮的液货管理系统， 解决 超大型油轮液货子系统多、 接口多样、 数据量大问题， 综合管理数据， 提高系统稳定和安全 性。 附图说明 0008 图1为本实用新型用于超大型油轮的液货管理系统结构示意图； 0009 图2为本实用新型数据处理柜内部结构示意图。 具体实施方式 0010 如图1所示用于超大型油轮的液货管理系统结构示意图， 系统包括两个。

10、工作站， 两 个网络交换箱以及一个数据处理柜。 两个网络交换箱和数据处理柜内置管理型网络交换机 组成一个冗余的以太网环网； 两个工作站为海事用工控一体机， 内装有液货系统智能管理 软件， 可以对液货各个子系统采集的数据进行实时显示、 报警及操作， 两个工作站处于热备 份状态。 数据处理柜内置了两个冗余的数据处理单元和八个网关服务器， 八个网关服务器 分别对应连接液货子系统， 液货子系统包括货油泵和压载泵系统、 液位监测系统、 阀门遥控 系统、 可燃气体监测系统、 压载水系统、 惰气系统、 油气回收系统、 排油监测系统， 网关服务 器将这些子系统的实时信号统一转换为MODBUSTCP信号连接到数。

11、据处理柜内数据处理单元 和以太网环网上， 数据处理单元也连接在以太网环网上， 数据处理单元接受工作站命令实 时控制液货子系统设备， 可以自动完成装卸货油及设备保护功能。 数据处理柜内同时内置 了安全型路由器， 用于接收配载计算机发送的配载方案， 同时可以通过安全型路由器将液 货系统的实时数据对外发布。 0011 两个工作站采用型号为MOXA的MPC-1240的海事工控一体机， 分别为1号工作站和2 号工作站， 1号工作站通过网线连接到1号网络交换箱， 2号工作站通过网线连接到2号网络 交换箱， 1号工作站和2号工作站在环网内组成热备份状态， 两个工作站内都装有基于类C言 语开发的液货智能管理系。

12、统软件， 可以通过图形页面来查看液货子系统的实时数据以及进 行对子系统设备的控制等。 0012 1号网络交换箱和2号网络交换箱内部装置有MOXA的EDS-408管理型网络交换机， 分别引出一个网线连接到数据处理柜的管理型交换机接口， 并且两个网络交换箱之间也通 过网线进行连接， 如图1所示， 从而构成了一个冗余的环形网络。 0013 如图2所示数据处理柜内部结构示意图， 数据处理柜内置了8个赫优讯的NT50-RS- EN的网关服务器， 可以将液货系统的8个子系统的实时MODBUS-RTU信号转换为MODBUS-TCP 信号发送到冗余环网上供工作站和数据处理柜内部的数据处理单元处理。 数据处理单。

13、元采 用ABB的AC500控制器， 以及同步模块组成硬冗余的结构， 两个数据处理单元分别连接到两 个管理型网络交换机， 两个管理型网络交换机通过网线互联。 管理型网络交换机通过MOXA 的安全型路由器EDR-810可以连接到配载计算机， 接收配载计算机发送的装卸载计划文件， 也可以将液货管理系统的数据对外发布到船用网络平台。 0014 两个工作站通过网络交换箱连接到冗余以太网环网， 处于热机备份状态， 任何一 台故障， 都可以保证液货智能管理系统进行无缝切换， 当故障的工作站恢复后投入网络， 正 说明书 2/3 页 4 CN 210466077 U 4 常的工作站会把丢失的数据回传给恢复投入的。

14、工作站， 让两个工作站保持数据的实时同 步， 通过其中任一工作站可以查看液货各个子系统实时数据， 并且可以在线对各个子系统 的报警和控制参数进行修改。 0015 两个网络交换箱和一个数据处理柜都有一个管理型网络交换机组成了一个高速 的冗余以太网环网， 在环网内任何一处通讯线路的故障或者管理型交换机的故障都能保证 液货管理系统的正常运行， 而且环形网络的自愈时间小于20毫秒， 保证液货智能管理系统 的实时性、 安全性和稳定性。 0016 数据处理柜内置了两个冗余的数据处理单元， 两个冗余的数据单元为硬冗余， 有 两个CPU模块独立运行各自的控制程序， 两个同步模块用于两个CPU之间的数据进行实时。

15、同 步， 两个冗余的数据处理单元通过两个以太网通讯网口接入冗余以太网环网， 八个网关服 务器可以连接任何通讯协议的子系统， 也可根据需要进行增加和减少。 0017 由于冗余工作站、 冗余环形网络以及数据处理单元冗余， 从而使得液货智能管理 装置的冗余度有增加， 在单个工作站、 单个网络设备、 单个数据处理单元同时故障的情况下 也能保证VLCC的液货智能管理系统的安全性和稳定性。 0018 通过数据处理柜内的安全型路由器， 工作站可以接受配载计算机的配载方案文 件， 并且可以将配载方案通过环网发送给数据处理单元， 数据处理单元解析配载计划后监 控货油的装卸载过程。 液货管理系统还可以通过安全型路由器将液货系统内部的重要数据 发送到船用网络平台。 说明书 3/3 页 5 CN 210466077 U 5 图1 说明书附图 1/2 页 6 CN 210466077 U 6 图2 说明书附图 2/2 页 7 CN 210466077 U 7 。