專利名稱：一種用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于火警綜合報警技術領域，尤其涉及一種用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置。
背景技術：
船舶作為重要的水上運輸工具，所處環(huán)境特殊、結構復雜，一旦發(fā)生火災，燃燒劇烈，蔓延迅速，后果嚴重。船舶消防系統(tǒng)是關系到船舶人員和財產安全的重要設備，船舶火 災報警系統(tǒng)能使船員盡早發(fā)現(xiàn)火災，及時采取有效措施，撲滅初期火災，最大限度的減少因火災造成的生命和財產損失。隨著科技的發(fā)展，船舶的自動化程度越來越高，駕馭以計算機技術為主導的自動化機艙設備，是現(xiàn)代輪機管理人員面臨的首要問題。特別是STCW公約馬尼拉修正案于2010年6月25日在菲律賓召開的STCW公約締約國外交大會上通過，其中關于恢復船舶電氣電子船員的規(guī)定，為今后一段時期全球海員培訓、發(fā)證和值班建立了更為嚴格、統(tǒng)一的標準。目前輪機人員對弱電設備的修理存在很大的障礙，尤其對自動化裝置故障存在認知難、修理難的問題，電氣電子船員難以達到對自動化設備的維護管理和維修的根本要求。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置，旨在解決目前輪機人員對弱電設備的修理存在很大的障礙，尤其對自動化裝置故障存在認知難、修理難的問題，電氣電子船員難以達到對自動化設備的維護管理和維修的根本要求的問題。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置，該模擬試驗裝置包括火警參數(shù)采集模塊、故障設置模塊、顯示控制模塊、主控單片機、參數(shù)存儲電路、執(zhí)行機構、光電隔離電路、通訊電路、遠程監(jiān)控終端、電源模塊；所述火警參數(shù)采集模塊、故障設置模塊及顯示控制模塊分別與所述主控單片機相連接，所述主控單片機與所述參數(shù)存儲電路及執(zhí)行機構相連接；所述主控單片機與所述光電隔離電路相連接，所述光電隔離電路與所述通訊電路相連接，所述通訊電路與所述遠程監(jiān)控終端相連接，所述電源模塊與所述顯示控制模塊相連接。進一步，所述火警參數(shù)采集模塊包括煙霧傳感器、信號鑒別電路、去噪電路、溫度傳感器、數(shù)值采集電路；所述煙霧傳感器與所述信號鑒別電路相連接，所述信號鑒別電路與去噪電路相連接，所述去噪電路與所述主控單片機相連接；所述溫度傳感器與所述數(shù)值采集電路相連接，所述數(shù)值采集電路與所述主控單片機相連接。進一步，所述煙霧傳感器采用聯(lián)網(wǎng)型離子式煙霧傳感器，所述溫度傳感器采用數(shù)字式溫度傳感器。進一步，所述故障設置模塊包括煙霧報警設置單元、溫度報警設置單元；所述煙霧報警設置單元及溫度報警設置單元分別與所述主控單片機連接。進一步，所述顯示控制模塊中設置有LED顯示器、操作按鍵、狀態(tài)指示燈、電源開關;所述LED顯示器、操作按鍵及狀態(tài)指示燈分別與所述主控單片機相連接，所述電源開關的一端與所述電源模塊相連接，所述電源開關的另一端與所述主控單片機相連接；所述操作按鍵包括增加按鍵、減少按鍵、設置按鍵、切換按鍵；所述狀態(tài)指示燈包括電源指示燈、報警指示燈、正常指示燈、教學指示燈。 進一步，所述電源模塊采用電壓為220V、頻率為50Hz的交流電源。進一步，所述執(zhí)行機構包括消防聯(lián)動控制閥、聲光報警器； 所述消防聯(lián)動控制閥及聲光報警器分別與所述主控單片機相連接。本實用新型提供的用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置，是一套以實訓及教學為目的的機艙監(jiān)視試驗設備，正常監(jiān)測工作模式及試驗教學模式的設置，便于學員深刻掌握監(jiān)測設備的工作原理，正常監(jiān)測工作模式下，設備可根據(jù)煙霧傳感器和溫度傳感器監(jiān)測并輸出顯示數(shù)據(jù)，并能顯示具體區(qū)域；試驗教學模式下，可人為設置故障模式，進行虛擬報警，學員可直接更換插件和探頭，實現(xiàn)了對機艙火災的智能報警與消防的聯(lián)動控制的模擬實驗，并結合教學的特點，對整個模擬實驗裝置進行了功能分區(qū)和人為故障設置，增加了教學的可實施性，讓學生能較快掌握整個系統(tǒng)的工作原理和維修方法，可用作海事院校的船電專業(yè)教學和輪機員考證培訓，提高了學員對自動化設備的故障維修技能，減少了航運公司的修船成本，提高了航運公司的經(jīng)濟效益，增強了船舶海上航行的安全可靠性，結構簡單，實用性強，具有較強的推廣與應用價值。

圖I是本實用新型實施例提供的用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置的結構框圖。圖中11、火警參數(shù)采集模塊；111、煙霧傳感器；112、信號鑒別電路；；113、溫度傳感器；114、數(shù)值采集電路；115、去噪電路；12、故障設置模塊；121、煙霧報警設置單元；122、溫度報警設置單元；13、顯示控制模塊；131、LED顯示器；132、操作按鍵；133、狀態(tài)指示燈；134、電源開關；14、主控單片機；141、參數(shù)存儲電路；15、執(zhí)行機構；151、消防聯(lián)動控制閥；
152、聲光報警器；16、電源模塊；17、光電隔離電路；18、通訊電路；19、遠程監(jiān)控終端。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖I示出了本實用新型實施例提供的用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置的結構。為便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。該模擬試驗裝置包括火警參數(shù)采集模塊11、故障設置模塊12、顯示控制模塊13、主控單片機14、參數(shù)存儲電路141、執(zhí)行機構15、光電隔離電路17、通訊電路18、遠程監(jiān)控終端19、電源模塊16 ；火警參數(shù)采集模塊11、故障設置模塊12及顯示控制模塊13分別與主控單片機14相連接，主控單片機14與參數(shù)存儲電路141及執(zhí)行機構15相連接；主控單片機14與光電隔離電路17相連接，光電隔離電路17與通訊電路18相連接，通訊電路18與遠程監(jiān)控終端19相連接，電源模塊16與顯示控制模塊13相連接。進一步，火警參數(shù)采集模塊11包括煙霧傳感器111、信號鑒別電路112、去噪電路115、溫度傳感器113、數(shù)值采集電路114 ；煙霧傳感器111與信號鑒別電路112相連接，信號鑒別電路112與去噪電路115相連接，去噪電路115與主控單片機14相連接；溫度傳感器113與數(shù)值采集電路114相連接，數(shù)值采集電路114與主控單片機14 相連接。在本實用新型實施例中，煙霧傳感器111采用聯(lián)網(wǎng)型離子式煙霧傳感器111，溫度傳感器113采用數(shù)字式溫度傳感器113。在本實用新型實施例中，故障設置模塊12包括煙霧報警設置單元121、溫度報警設置單元122 ；煙霧報警設置單元121及溫度報警設置單元122與主控單片機14相連接。在本實用新型實施例中，顯示控制模塊13中設置有LED顯示器131、操作按鍵132、狀態(tài)指示燈133、電源開關134 ；LED顯示器131、操作按鍵132及狀態(tài)指示燈133分別與主控單片機14相連接，電源開關134的一端與電源模塊16相連接，電源開關134的另一端與主控單片機14相連接；操作按鍵132包括增加按鍵、減少按鍵、設置按鍵、切換按鍵；狀態(tài)指示燈133包括電源指示燈、報警指示燈、正常指示燈、教學指示燈。在本實用新型實施例中，電源模塊16采用電壓為220V、頻率為50Hz的交流電源。在本實用新型實施例中，執(zhí)行機構15包括消防聯(lián)動控制閥151、聲光報警器152 ；消防聯(lián)動控制閥151及聲光報警器152分別與主控單片機14相連接。
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型的應用原理作進一步描述。如圖I所示，火警參數(shù)采集模塊11中的煙霧傳感器111及溫度傳感器113分別實現(xiàn)對煙霧信號和溫度信號的自動采集和自動報警，報警時均會伴隨聲光報警器152發(fā)出的聲光報警信號；通過顯示控制模塊13中的切換按鍵，可根據(jù)教學需要將該模擬試驗裝置切換成正常模式或者是教學模式，在教學模式下可通過故障設置模塊12人為的設置煙霧報警或者是溫度報警，在出現(xiàn)報警時，顯示控制模塊13上相應報警類別的狀態(tài)指示燈133會點亮，同時在顯示控制模塊13上的LED顯示器131會顯示對應的報警類別；可根據(jù)教學需要，通過顯示控制模塊13上的操作按鍵132設置溫度報警的門限值；可對報警系統(tǒng)故障進行區(qū)域顯示；根據(jù)教學的特性，進行功能分區(qū)，各個模塊功能集中，便于學生較快掌握整個系統(tǒng)的工作流程。將多個采集煙霧參數(shù)的煙霧傳感器111和多個采集溫度參數(shù)的溫度傳感器113布置于需要進行火警監(jiān)測的房間或者區(qū)域內，并在火警采集控制器上設置好煙霧和溫度的報警閾值；火警采集控制器實時在線監(jiān)控煙霧報警器及溫度傳感器113的工作狀態(tài)和溫度值，并將相關信息通過通訊電路18上傳至遠程監(jiān)控終端19，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控終端19與火警采集控制器間的實時通訊及遠程監(jiān)控。通過不間斷的采集煙霧傳感器111及溫度傳感器113的信號，檢測的信號經(jīng)過必要的轉換或處理后，統(tǒng)一送給主控單片機14行計算、綜合分析和智能判斷等系統(tǒng)處理，并通過LED顯示器131、狀態(tài)指示燈133及相應的聲光報警器152輸出系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并可根據(jù)教學需要進行人為設置，增加了可操作性。主控單片機14會每隔一定的周期觸發(fā)一次采集，實時獲取此時整個裝置所監(jiān)測區(qū)域的工作狀態(tài)，遠程監(jiān)控終端19在設定好通訊間隔后，也可以實時監(jiān)控各部分的各種工作參數(shù)。從而實現(xiàn)多參數(shù)、實時、遠程綜合火警參數(shù)報警，在實際應用中的干燥、潮濕、密閉、開放的空間中均可實時、有效地實現(xiàn)報警；主控單片機14是由MSP430系列單片機構成，MSP430系列單片機是一種十六位超低功耗、具有精簡指令集的混合信號處理器。具有處理 能力強、運算速度快、超低功耗、片內資源豐富等特點；通訊電路18采用485、232雙通訊的電路方案，光電隔離電路17在滿足不同通訊電路18總線要求的同時，更增加了通訊的安全及可靠性。采用多傳感器同時采集的方式，防止因某一個傳感器故障而引起的誤動作；對于同一個傳感器的信號，采用信號自動甄別技術，防止系統(tǒng)性干擾引起的傳感器信號采集錯誤；遠程監(jiān)控終端19通過RS-232或RS-485通信接口實時監(jiān)測各個傳感器的工作狀態(tài)及監(jiān)控結果，并可進行參數(shù)的遠程設置；參數(shù)存儲電路141采用的是型號為24C256的存儲電路，該存儲電路是一個256K位串行CMOS E2PR0M,先進CMOS技術實質上減少了器件的功耗，該器件通過12C總線接口進行操作。電源模塊16通過采用高性能D⑶C模塊將系統(tǒng)電源隔離，對模擬電路和數(shù)字電路分別供電，從而減少系統(tǒng)電源部分的噪聲，同時3. 3V供電系統(tǒng)采用SPX3819(LD0)供電，更能提聞電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。溫度傳感器113采用型號為18B20的數(shù)字式溫度傳感器113，具有如下特點采用獨特的單線接口方式，與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與該數(shù)字式溫度傳感器113的雙向通訊；在使用中不需要任何外圍元件；可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍+3. OV +5. 5V;測溫范圍-55 +125°C，固有測溫分辨率為O. 5°C。當在-10°C +85°C范圍內，可確保測量誤差不超過O. 5°C，在-55 +125°C范圍內，測量誤差也不超過2°C ;煙霧傳感器111采用聯(lián)網(wǎng)型離子煙霧傳感器111，精度達到II級，相對于傳統(tǒng)的光電傳感器更加靈敏；通訊電路18采用485、232雙通訊電路18方案；顯示控制模塊13中操作按鍵132的功能如下短按切換按鍵用于切換正常模式和教學模式，教學模式下長按切換按鍵用于手動設置一個煙霧傳感器111報警；設置模式下短按增加按鍵用于增加設置值，教學模式下長按增加按鍵用于手動設置另一個煙霧傳感器111報警；設置模式下短按減少按鍵用于減少設置值，教學模式下長按減少按鍵用于手動設置一個溫度傳感器113報警；短按設置按鍵用于切換正常模式和設置模式，教學模式下長按設置按鍵用于手動設置另一個溫度傳感器113報警。[0056]主要技術指標⑴使用溫度-10°C至60°C ；⑵監(jiān)測對象機艙內的煙霧濃度和溫度；(3)煙霧濃度測試范圍0-2000ppm ； (4)煙霧濃度測試分辨率5ppm ； (5)煙霧測量精度2% ; (6)溫度測試范圍-30°C -IOO0C ； (7)溫度分辨率0. 05°C ； (8)溫度測量精度O. 50C ；(9)平衡時間< O. 5h。該模擬試驗裝置解決的關鍵問題有傳感器的反應靈敏度和報警穩(wěn)定性；有效和無效報警信號的自動甄別；報警信號的平滑濾波算法；正常模式和教學模式的無縫轉換；鍵盤輸入信息的處理；關鍵系統(tǒng)參數(shù)的保存；確定在實際使用時的技術細節(jié)和驗證整個系統(tǒng)設計的正確性、可靠性；整個系統(tǒng)的在教學過程中的改進及整個裝置的調試和試運行。本實用新型實施例提供的用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置，是一套以實訓及教學為目的的機艙監(jiān)視試驗設備，正常監(jiān)測工作模式及試驗教學模式的設置，便于學員深刻掌握監(jiān)測設備的工作原理，正常監(jiān)測工作模式下，設備可根據(jù)煙霧傳感器111和溫度傳感器113監(jiān)測并輸出顯示數(shù)據(jù)，并能顯示具體區(qū)域；試驗教學模式下，可人為設置故障模式，進行虛擬報警，學員可直接更換插件和探頭，提高了學員的在船維修能力，實現(xiàn)了對機艙火災的智能報警與消防的聯(lián)動控制的模擬實驗，并結合教學的特點，對整個·模擬實驗裝置進行了功能分區(qū)和人為故障設置，增加了教學的可實施性，讓學生能較快掌握整個系統(tǒng)的工作原理和維修方法，可用作海事院校的船電專業(yè)教學和輪機員考證培訓，提高了學員對自動化設備的故障維修技能，減少了航運公司的修船成本，提高了航運公司的經(jīng)濟效益，增強了船舶的海上航行的安全可靠性，有著重要的理論意義和實用價值，具有較強的推廣與應用價值。以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置，其特征在于，該模擬試驗裝置包括火警參數(shù)采集模塊、故障設置模塊、顯示控制模塊、主控單片機、參數(shù)存儲電路、執(zhí)行機構、光電隔離電路、通訊電路、遠程監(jiān)控終端、電源模塊； 所述火警參數(shù)采集模塊、故障設置模塊及顯示控制模塊分別與所述主控單片機相連接，所述主控單片機與所述參數(shù)存儲電路及執(zhí)行機構相連接； 所述主控單片機與所述光電隔離電路相連接，所述光電隔離電路與所述通訊電路相連接，所述通訊電路與所述遠程監(jiān)控終端相連接，所述電源模塊與所述顯示控制模塊相連接。
2.如權利要求I所述的模擬試驗裝置，其特征在于，所述火警參數(shù)采集模塊進一步包括煙霧傳感器、信號鑒別電路、去噪電路、溫度傳感器、數(shù)值采集電路； 所述煙霧傳感器與所述信號鑒別電路相連接，所述信號鑒別電路與去噪電路相連接，所述去噪電路與所述主控單片機相連接； 所述溫度傳感器與所述數(shù)值采集電路相連接，所述數(shù)值采集電路與所述主控單片機相連接。
3.如權利要求I或2所述的模擬試驗裝置，其特征在于，所述煙霧傳感器采用聯(lián)網(wǎng)型離子式煙霧傳感器，所述溫度傳感器采用數(shù)字式溫度傳感器。
4.如權利要求I所述的模擬試驗裝置，其特征在于，所述故障設置模塊進一步包括煙霧報警設置單元、溫度報警設置單元； 所述煙霧報警設置單元及溫度報警設置單元分別與所述主控單片機連接。
5.如權利要求I所述的模擬試驗裝置，其特征在于，所述顯示控制模塊中設置有LED顯示器、操作按鍵、狀態(tài)指示燈、電源開關； 所述LED顯示器、操作按鍵及狀態(tài)指示燈分別與所述主控單片機相連接，所述電源開關的一端與所述電源模塊相連接，所述電源開關的另一端與所述主控單片機相連接； 所述操作按鍵包括增加按鍵、減少按鍵、設置按鍵、切換按鍵； 所述狀態(tài)指示燈包括電源指示燈、報警指示燈、正常指示燈、教學指示燈。
6.如權利要求I所述的模擬試驗裝置，其特征在于，所述電源模塊采用電壓為220V、頻率為50Hz的交流電源。
7.如權利要求I所述的模擬試驗裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機構進一步包括消防聯(lián)動控制閥、聲光報警器； 所述消防聯(lián)動控制閥及聲光報警器分別與所述主控單片機相連接。
專利摘要本實用新型適用于火警綜合報警技術領域，提供了一種用于機艙火警監(jiān)測與消防聯(lián)動控制的模擬試驗裝置，正常監(jiān)測工作模式及試驗教學模式的設置，便于學員深刻掌握監(jiān)測設備的工作原理，正常監(jiān)測工作模式下，設備根據(jù)煙霧傳感器和溫度傳感器監(jiān)測并輸出顯示數(shù)據(jù)，并顯示具體區(qū)域；試驗教學模式下，可人為設置故障模式，進行虛擬報警，學員可直接更換插件和探頭，增加了教學的可實施性，學生能較快掌握整個系統(tǒng)的工作原理和維修方法，可用作海事院校的船電專業(yè)教學和輪機員考證培訓，提高了學員對自動化設備的故障維修技能，減少了航運公司的修船成本，提高了航運公司的經(jīng)濟效益，增強了船舶海上航行的安全可靠性，具有較強的推廣與應用價值。
文檔編號G09B9/00GK202677655SQ20122017318
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2012年4月23日
發(fā)明者孫明, 盛進路, 周明順, 王新華, 鄭婉媚 申請人:青島遠洋船員職業(yè)學院