于海明
山东海洋蓝鲲运营有限公司 山东 济南 250000
摘要：随着造船业及市场需求的发展，船舶结构日趋复杂，功能不断增强，机舱是船舶的心脏，集中了船舶的主要动力设备。研究设计先进的机舱监控系统对于推进机舱自动化的发展具有重要意义。传统的机舱监控系统以中小型计算机集中监控为主，难以实现远程控制，已不能适应造船业的迅猛发展。我国已进入造船大国行列，研究新型的船舶机舱监控系统对于提高船舶自动化水平，推动我国船舶工业的迅速发展具有重要意义。
关键词：船舶机舱，自动化监控
引言
机舱监控系统提供了机舱管理的权限设定、机舱管理人员登录密码设定、数据备份、初始化以及监控系统机舱日常管理的系统日志的生产和打印等功能。机舱监控信息系统根据机舱货品的实际信息以及机舱运行的实时信息，为货品的入舱提供科学合理的储区和储位，从而提高监控系统机舱的整体运作效率。
一、船舶机舱自动化发展历程
1.随着陆用自动化技术的发展与进步，船舶自动化也取得了一定的突破。自上世纪50年代末起，在船舶上就开始广泛运用反馈控制理论，机舱内所有运行参数也由此实现了控制的自动化，基于当时的电子技术，船舱集中监视与参数越限报警系统也得到了开发与应用。到了上世纪60年代，“无人机舱”开始得到运用，并且随着计算机技术的不断发展，该项技术得到了越来越广泛的应用，船舶机舱自动化系统也由此得到了迅猛的发展。
2.基于网络技术的网络控制系统。尽管分散型系统已经解决了集中型系统中存在的诸多问题，然而受限于各个系统之间的独立性与分散性，系统之间的信息通信无法实现，因此对于集中管理与控制的实现有着不利的影响。虽然有将集中监视系统设置在集控室，然而监视系统与各个分散系统之间的数据通信仍然无法实现，仅仅是进行分散系统报警信号的接收，起到的作用也局限于监视警报，在管理与控制上有所缺失。在计算机通信技术不断发展的背景之下，到了上世纪80年代末，网络型微机监控系统在新造船舶中开始得到运用。这种系统采用的是多微机分布式控制方法，尽管不同的设备与系统采用的微机控制依然具有独立性，然而微机之间的数据通信已经实现，通过网络可以将各个分散系统连接到一起，为集中管理与控制的实现提供了强有力的支持。与集中型与分散型控制系统相比，网络监控方式同时继承了上述两者的优点，在目前以及未来船舶机舱自动化发展中必然得到广泛的应用。现阶段，国际上各主要生产厂商在船用控制系统的制造中也开始广泛运用网络型控制系统。
二、船舶机舱自动化监控系统研究设计
船舶机舱监控系统的发展经历了集中监控系统、分布式监控系统及现场总线网络型监控系统的发展阶段，自上世纪80年代末以来，有几种现场总线技术已逐渐形成其影响并在一些特定的应用领域中显示了自己的优势，如LonWorks、Profibus、cAN总线等。对于局域网体系结构来说，目前国内外应用较广泛的是以太网，它的最大优点是检测故障容易，扩展或改变网络布局容易，安装、管理、使用简单和成本低。虽然双绞线抗干扰能力弱，因此在铺设双绞线时要与电力电缆分开并采用屏蔽双绞线。局域网通信协议采用统一的协议标准TCP／IP以太网架构，这不仅确保了信息准确、快速、完整地传输，还可以极大地简化系统设计，网络设备、网络接口及软件开发环境都与主流市场相同，很容易达到资源共享的目的，适合新造船舶的网络集成。结合现场总线与以太网技术在相关领域的应用，通过现场总线和以太网双层网络搭建系统的网络架构，实现信息的本地采集、传输及远程监控功能。
分散型系统可以有效地处理集中型系统存在的不足，但是，因为各个系统中都具备一定的分散性质，每个系统之间都不可以进行数据交换，所以，不能很好地实现对船舶机舱进行实时的管理和监控。根据目前的情况来看，虽然船舶机舱监管依然设置了集中监控系统，但是由于各个系统不能进行及时的数据交换，使得该系统只能对接受的数据进行报警，但不能对这些数据进行集中管理和监控。
三、实时数据显示功能
1.监控系统机舱管理信息系统的出入舱管理模块主要是对机舱进行出入舱实时监控和显示，以及相关的操作进行显示。监控系统机舱中货品的入舱操作可以分为货架前区的入舱、各加工区的入舱。按照货品的不同的类别可以分为采购入舱、领用退回入舱以及生产产品入舱。根据货品类型的不同的采购入舱、领用退回入舱以及生产产品入舱的流程是一样的，入舱的时候根据货品的类型的不同，在入舱的时候把货品类型选定好就可以。货架前区的入舱一般是货品的类别是采购、领用退回的，这些货品一般在机舱的入舱口，仓管员接到纸质入舱单，使用监控系统机舱管理信息系统生产入舱任务，监控系统机舱管理信息系统后台会根据机舱储位以及货品的基本信息等对入舱任务进行储区和储位分配优化，然后把优化的储区和储位信息通过通信接口传递给堆垛机控制系统，堆垛机控制系统接收到入舱任务后控制堆垛机完成入舱任务。
2.控制系统运用了嵌入式电子技术的数字化传感器与数字化执行机构，与集散型控制系统相比具有更强的先进性。关于现场总线型控制系统的特点，具体包括：第一，基于对数字化传感器与执行机构的运用，该系统在硬件设备上更加简单，信号传递的可靠性更强；第二，与集散型控制系统相比，FCS将分层多级的结构形式打破，并采用全分布式的串行双向的通信系统，并在现场进一步下放控制功能；第三，采用的公开化、标准化设计方案，与DCS系统相比不再受到专用通信网络的限制，根据统一的国际标准，实现不同厂家在设备生产中想同一个FCS系统的集成，同时在互换性与互操作性上具有更强的优势。
3.硬件积木化主要是应用松耦合的多微机进行结构分布，并应用标准化的模式进行标准化设计，进而具有较强的可用性。通常情况下，客户可以结合船舶实际情况来合理选择应用的模板，并采用积木式的方式进行整合，进而保证设备的灵活性。软件的模块化设计和组态功能系统具备多种功能设备：控制设备，显示设备，报表打印设备。客户可以结合船舶实际的情况来来对这些功能设备进行随意搭配，这样不仅可以实现控制功能，同时也有效提升了应用灵活性。
4.船舶机舱监控系统作为船舶自动化系统的重要组成部分，主要实现对船舶机舱动力设备的运行状态及热工参数的监控，一旦设备故障或者运行参数越限自动发出声光报警并进行报警信息打印，它还能定时的对有关设备的运行参数进行打印制表。系统将按标准化、模块化、系列化进行设计，采用现场总线和以太网搭建双层网络架构：基于现场总线的机舱监控网络和基于以太网的上位机网络。在机舱监控网络中，监控装置直接挂接在现场总线之上，实现对机舱重要设备的监控，如对船舶主机、辅机、齿轮箱、锅炉等设备的滑油、燃油压力、冷却水压力以及液位的监控。上位机网络接收机舱监控网络上传的设备运行状况和热工参数，存储于服务器数据库中以备查询，并对报警信息进行实时显示、打印。
结束语：
在船舶机舱控制系统中应用自动化监控技术，不仅可以实现船舶机舱的运行安全，同时也能推动我国船舶行业更好发展。但是根据目前的情况来看，在进行船舶机舱自动化控制时，总是会存在一定的故障，这些故障的出现严重阻碍了船舶自动化今后的发展。因此。需要采取有效的机舱自动化监控系统故障自诊断方法。
参考文献：
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