LYNGSO DNM401 介绍
一、产品说明
LYNGSO DNM401 是一款由 LYNGSO MARINE 公司精心打造的双系统总线模块,作为船舶电子领域的创新结晶,它专为满足现代船舶复杂且严苛的运行需求而设计,在船舶各类关键系统中扮演着核心枢纽的角色。
在船舶的导航系统方面,DNM401 发挥着至关重要的作用。它能有效提升海事导航系统的准确性与可靠性,无论是在复杂的近海海岸环境,还是广阔无垠的公海区域,都能确保船舶始终沿着精准的航线行驶。通过对各类导航数据的高效整合与快速传输,为船员提供稳定、可靠的导航信息,助力船舶安全航行。
对于船舶的通信网络,DNM401 提供了中央连接的关键支撑。船舶上的通信系统繁多且复杂,从船岸通信到船内各部门之间的信息交互,都离不开稳定的数据传输。DNM401 模块能够将所有船舶通信系统紧密连接在一起,确保不同船载系统和网络之间实现高效、稳定且安全的数据交换,保障船舶在航行过程中通信的畅通无阻。
在船舶的安全与监测系统中,DNM401 同样不可或缺。它为船舶安全系统的集成提供了有力支持,例如与火灾探测和灭火系统紧密协作。当船舶发生紧急情况时,DNM401 能够迅速响应,及时将火灾等危险信息传递给相关系统和船员,确保对船上紧急情况做出快速、协调的应对,最大程度保障船舶和人员的安全。
在船舶的运行控制系统中,从发动机的精准控制到船舶电力的合理管理,DNM401 都提供了一个稳定可靠的平台。它能够实时监测和调控船舶关键设备的运行状态,实现对船舶运行参数的精确控制,从而有效提升船舶整体运行效率,降低能耗,同时保障船舶运行的安全性。
DNM401 具备独特的双系统运行特性,特别适用于需要冗余设计的船舶主系统和辅助系统,这对于保障船舶关键作业的连续性和可靠性至关重要。在船舶这样复杂且对安全性要求极高的环境中,一旦某个系统出现故障,冗余系统可立即无缝接管工作,确保船舶各项功能不受影响,继续安全航行。
此外,DNM401 还具有极高的兼容性,能够与各类船舶电子设备良好适配。这使得船舶在进行现有系统升级改造或安装新的电子设备时变得更加便捷,无需担心设备之间的兼容性问题,大大降低了船舶电子系统更新换代的成本和难度。
该模块在设计上充分考虑了船舶恶劣的工作环境,采用了耐腐蚀材料制造,并且进行了严格的密封处理,能够有效抵御海水侵蚀和恶劣天气条件,确保在最严苛的海洋环境下也能稳定运行,为船舶电子系统的长期可靠运行提供坚实保障。同时,其操作界面设计简洁直观,易于船员进行设置和维护,降低了船员的操作难度,提高了工作效率。
二、产品技术参数
(一)电气参数
- 工作电压:支持 AC 220V ±10% 的电压输入,具备良好的电压适应性,可在船舶电网电压存在一定波动的情况下稳定工作。模块内部配备高性能的电源稳压电路,能够将输入电压转换为稳定的直流电压,为模块内部各芯片和电路提供可靠的电力支持,确保数据处理和信号传输的准确性。
- 数据传输速率:具备高速的数据传输能力,其数据传输速率可达 100Mbps,能够快速处理和传输大量的船舶运行数据,满足船舶各类实时性要求较高的系统需求。无论是导航数据的快速更新,还是通信数据的及时传输,DNM401 都能轻松应对,保障船舶各系统之间信息交互的及时性和流畅性。
- 接口类型与数量:拥有丰富多样的接口,包括 4 路 RS - 422/485 接口,支持标准的 Modbus RTU 协议,可方便地与各类船舶传感器、智能仪表等设备进行通信连接,实现数据的采集与控制指令的下达;同时配备 2 路以太网接口,支持 TCP/IP 协议,用于与船舶上层网络系统、服务器等进行高速数据交互,便于实现远程监控和管理功能。
(二)机械参数
- 外形尺寸:模块的外形尺寸为 200mm×150mm×70mm(长 × 宽 × 高),整体结构紧凑,体积小巧,便于安装在船舶狭小的电气设备舱室、控制柜等空间有限的位置,有效节省安装空间,同时不会占用过多船舶宝贵的内部空间资源。
- 安装方式:采用标准的 35mm DIN 导轨安装方式,安装过程简单便捷,无需复杂的机械加工和特殊工具。船员只需将模块的卡扣对准导轨,轻轻推入,即可牢固地将模块安装在导轨上,方便与其他采用相同安装方式的船舶电子设备进行组合安装,提高系统集成的便利性和灵活性。
- 重量:模块重量约为 450g,重量较轻,这不仅降低了对安装结构的承重要求,减少了安装难度,同时在船舶设备布局和重量分配方面也具有优势,不会对船舶的整体重心和航行稳定性产生明显影响。
(三)环境参数
- 工作温度:工作温度范围为 - 15℃~ +55℃,能够适应船舶在不同海域、不同季节航行时所面临的温度变化。无论是在寒冷的极地水域,还是炎热的热带海洋环境,DNM401 都能保持稳定的工作状态,确保船舶电子系统不受温度因素的干扰。
- 相对湿度:可在相对湿度 5%~95%(无冷凝)的环境中正常工作,具备出色的防潮性能。船舶航行过程中,尤其是在潮湿的海洋环境中,舱室内湿度较大,DNM401 的良好防潮性能使其能够有效抵御潮湿空气的侵蚀,避免因潮湿导致的电路短路、腐蚀等问题,保证模块的长期可靠运行。
- 抗振动性能:能承受频率 10Hz~500Hz,加速度 10g 的振动冲击,充分满足船舶在航行过程中由于海浪颠簸、发动机运转等因素产生的振动环境要求。模块内部采用了先进的抗震设计和加固措施,确保在剧烈振动条件下,内部电路和元件不会出现松动、损坏等情况,维持模块的结构稳定性和电气性能。
- 抗电磁干扰性能:符合 EN 61000 - 6 - 2 和 EN 61000 - 6 - 4 标准,具备卓越的抗电磁干扰能力。船舶上存在大量的电气设备和通信装置,这些设备在运行过程中会产生复杂的电磁干扰环境。DNM401 通过优化的电路设计、屏蔽措施以及滤波技术,能够有效抵抗各种电磁干扰,保证数据采集、传输和处理的准确性,避免因电磁干扰导致的数据错误或系统故障。
(四)认证参数
LYNGSO DNM401 通过了严格的 CE 认证,符合欧盟在安全、健康和环保等方面的相关标准,证明其在产品质量和安全性方面达到了国际认可的水平。同时,还通过了多个知名船级社的认证,如 DNV GL、劳氏船级社(LR)等,满足海洋设备在设计、制造和性能等方面的严格要求,可安全、可靠地应用于各类船舶和海洋工程领域。
三、使用方法
(一)安装步骤
- 安装位置选择:挑选通风状况良好、远离高温热源、无强烈振动且电磁干扰较弱的区域进行安装。在船舶电气设备舱室或控制柜内安装时,要保证模块周围预留充足的空间,一般建议模块周围至少留出 50mm 的空间,以便于模块散热和后续维护操作。同时,应避免将模块安装在可能受到水溅、油污污染的位置,确保模块工作环境的清洁和干燥。
- 导轨安装:首先将标准的 35mm DIN 导轨牢固地固定在选定的安装位置上,确保导轨安装水平、牢固,无松动现象。然后,将 DNM401 模块的安装卡扣准确对准导轨,沿着导轨方向轻轻推入,直至模块完全卡入导轨,并且通过摇晃模块确认其已牢固安装,不会出现松动或晃动的情况。
- 接线连接:严格按照模块的接线图进行接线操作。接线前,务必确保船舶电源已关闭,以保障操作安全。首先连接电源进线,仔细区分相线、零线和地线,按照正确的极性接入模块的电源端子,确保接线牢固可靠,避免出现虚接、短路等问题。接着连接各类信号输入输出线,将 RS - 422/485 接口的信号线与对应的船舶传感器、智能仪表等设备的信号线连接,注意区分 A、B 线对,确保连接正确。对于以太网接口,将网线水晶头插入模块的以太网端口,并确保连接紧密。接线完成后,再次仔细检查所有接线是否正确、牢固,确认无误后,方可接通船舶电源。
(二)参数配置
- 软件连接:使用随模块配套的专用配置软件,通过模块的 RS - 485 接口或以太网接口与 DNM401 建立通信连接。在电脑上安装好配置软件后,打开软件,点击软件界面上的 “搜索设备” 按钮,软件将自动搜索与电脑处于同一网络或 RS - 485 总线上的 DNM401 模块。搜索到模块后,选择对应的模块设备,并输入正确的通信参数,如 RS - 485 通信的波特率(一般可设置为 9600bps、19200bps 等)、数据位(通常为 8 位)、校验位(如无校验、奇校验、偶校验)、停止位(一般为 1 位),以及以太网通信的 IP 地址(需确保与船舶网络 IP 地址段一致)、子网掩码、网关等参数,完成通信参数设置后,点击 “连接” 按钮,即可成功与模块建立连接。
- 基本参数设置:进入参数配置界面后,首先设置模块的基本信息,包括设备名称(可根据船舶系统架构和功能需求自定义名称,便于识别和管理)、设备地址(用于在通信网络中唯一标识该模块,避免地址冲突)、日期时间(确保模块内部时钟准确,以便为数据记录提供准确的时间戳)等参数。然后,根据实际连接的船舶传感器和设备类型,配置相应的信号输入输出参数,如传感器的量程、信号类型(电压信号、电流信号等)、转换系数等,确保模块能够正确采集和处理各类信号数据。
- 通信参数设置:除了前面建立连接时设置的基本通信参数外,还可根据船舶通信网络的具体要求,进一步设置模块的通信模式、通信超时时间、数据传输优先级等参数。例如,在多设备通信的复杂网络环境中,可根据不同业务数据的实时性要求,合理设置 DNM401 的数据传输优先级,确保关键数据能够优先传输,保障船舶关键系统的正常运行。
- 功能参数设置:根据船舶不同系统对 DNM401 的功能需求,设置相应的功能参数。例如,在导航系统中,可设置导航数据的更新频率、数据滤波参数等,以提高导航数据的准确性和稳定性;在通信系统中,可设置通信协议的相关参数,如 Modbus RTU 协议的从站地址、寄存器映射等,确保与其他通信设备的兼容性和数据交互的正确性。
- 参数保存与生效:完成所有参数设置后,仔细检查各项参数是否准确无误。确认无误后,点击配置软件界面上的 “保存” 按钮,将设置好的参数写入 DNM401 模块的内部存储器中。部分参数设置完成后,需要对模块进行重启操作才能生效。可通过配置软件界面上的 “重启设备” 按钮远程重启模块,或者在船舶电气设备舱室中,手动断开模块的电源开关,等待数秒后再重新接通电源,使新设置的参数生效。
(三)运行操作
- 启动运行:在完成参数配置且确认所有接线正确、牢固后,接通船舶电源,DNM401 模块开始启动。启动过程中,模块会进行一系列的自检操作,包括对内部电路、存储器、通信接口等部件的检测。自检通过后,模块进入正常运行状态,此时模块面板上的电源指示灯常亮,运行指示灯开始有规律地闪烁,表示模块已正常工作,并开始采集和处理各类船舶运行数据。
- 数据监测与查看:通过船舶上的监控系统或连接到模块的上位机,可实时监测 DNM401 模块采集和处理的各项船舶运行数据。监控系统或上位机软件界面会以直观的方式展示各类数据,如导航数据(船舶位置、航向、航速等)、通信数据(通信链路状态、数据流量等)、设备运行状态数据(发动机转速、油温、油压等)等。数据展示形式多样,包括数字显示、图表曲线等,方便船员和船舶管理人员实时了解船舶各系统的运行状况。
- 控制操作:当船舶需要对某些设备或系统进行控制时,可通过监控系统或上位机向 DNM401 模块发送控制指令。DNM401 模块接收到控制指令后,会根据指令内容对相应的输出接口进行控制操作,如控制继电器输出以实现对设备的启停控制,或者通过模拟量输出接口输出特定的电压或电流信号,对设备的运行参数进行调节。例如,当船舶需要调整发动机的转速时,可通过监控系统发送控制指令给 DNM401,DNM401 再将控制信号传输给发动机控制系统,实现对发动机转速的精确调节。
- 故障处理:在模块运行过程中,若检测到故障,如电源故障、通信故障、传感器故障等,DNM401 会立即采取相应的故障处理措施。一方面,模块会通过自身的报警输出接口发出声光报警信号,提醒船员注意;另一方面,故障信息会实时上传至船舶监控系统或上位机,在软件界面上以醒目的方式显示故障类型、故障发生时间、故障位置等详细信息。船员和维修人员应根据故障提示,及时对相关设备和线路进行排查和维修。例如,若出现通信故障,首先检查通信线路是否松动、损坏,通信接口是否正常,然后逐步排查通信协议设置、模块通信参数等是否正确,找到故障原因并排除故障后,模块将自动恢复正常运行。
四、系统介绍
(一)系统组成
LYNGSO DNM401 作为船舶电子系统中的关键枢纽模块,与其他众多设备共同构建起一个完整、高效的船舶运行监测与控制系统。
- 数据采集层:该层主要由各类船舶传感器组成,包括但不限于用于测量船舶位置和航向的 GPS 传感器、陀螺仪传感器,用于监测船舶动力系统参数的发动机转速传感器、油温传感器、油压传感器,以及用于环境监测的温湿度传感器、风速风向传感器等。这些传感器负责实时采集船舶运行过程中的各种物理量数据,并将其转换为电信号或数字信号,通过信号传输线将数据传输给 DNM401 模块。
- 数据传输与处理层:以 DNM401 模块为核心,它不仅负责接收来自数据采集层各类传感器的数据信号,还对这些信号进行高效处理和分析。模块内部集成了高性能的微处理器和数据处理芯片,能够对采集到的数据进行滤波、转换、计算等操作,提取出有价值的信息。例如,对 GPS 传感器采集到的原始位置数据进行解算,得到船舶精确的地理位置信息;对发动机传感器数据进行分析,判断发动机的运行状态是否正常。同时,DNM401 通过其丰富的通信接口,将处理后的数据上传给船舶上层的监控管理层,并且接收来自监控管理层的控制指令,实现对船舶设备的远程控制。
- 监控管理层:由船舶驾驶室内的监控终端、中央控制计算机以及相应的监控软件组成。监控终端通常采用高分辨率的显示屏,为船员和船舶管理人员提供直观、清晰的船舶运行状态展示界面。通过监控软件,工作人员可以实时查看船舶各系统的详细运行数据,包括设备状态、参数指标、报警信息等。同时,监控管理层还具备数据存储、报表生成、数据分析等功能,能够对船舶运行数据进行长期存储和深度分析,为船舶的维护保养、运营决策提供数据支持。此外,工作人员可通过监控管理层向 DNM401 模块发送各种控制指令,实现对船舶设备的远程操控和系统配置。
(二)通信功能
- 通信接口:DNM401 配备了多种先进的通信接口,以满足船舶复杂的通信需求。其中,4 路 RS - 422/485 接口具有良好的抗干扰性能和长距离传输能力,支持标准的 Modbus RTU 协议,这使得模块能够方便地与各类船舶传感器、智能仪表、PLC(可编程逻辑控制器)等设备进行通信连接。通过 RS - 422/485 接口,DNM401 可以实现与这些设备之间的数据双向传输,既可以采集设备上传的数据,也可以向设备发送控制指令。2 路以太网接口则提供了高速的数据传输通道,支持 TCP/IP 协议,可用于与船舶内部的局域网、服务器以及外部的远程监控中心进行通信。以太网接口的高速特性使得大量的船舶运行数据能够快速、稳定地传输,满足了船舶实时监控、远程诊断和数据共享等功能对数据传输速度的要求。
- 数据传输:在数据传输方面,DNM401 表现出色。模块能够按照设定的通信协议和参数,实时、准确地将采集到的船舶运行数据上传给监控管理层。数据传输速率高,延迟低,确保了船舶运行状态信息能够及时反馈给船员和管理人员,为他们的决策提供及时依据。同时,DNM401 对监控管理层发送的控制指令响应迅速,能够准确无误地接收并执行