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[摘 要]船舶不仅是现代水上运输的重要交通工具，而且是我国的领海安全以及航海技术的重要体现，而船舶机舱集中了船上所有的动力装置，其监控系统则是船舶自动化系统的重要组成部分。随着我国船舶工业快速发展，目前在船舶自动化中，机舱监控技术水平得到不断发展与完善，其在船舶中的应用也越来越广泛。本文对我国船舶机舱监控系统技术的应用进行探讨。
[关键词]船舶 机舱监控系统 应用
中图分类号：TG332 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0372-01
引言
随着我国各方面技术的发展，船舶也逐渐向着自动化与数字化的方向发展，船舶机舱监控系统作为船舶自动化系统的重要组成部分，主要用来辅助操作人员监控船舶运行中的各项机组运行参数的变化情况，如在航行中发生异常，就会立即向操作人员发出警报，让其迅速做出处理，从而大幅度降低船舶的损耗。船舶机舱监测系统是远洋船舶中的一个必备系统，它关系到远洋船舶的安全、可靠运行。机舱监控的目的一直以来都是降低船舶成本、提高效益、保证航行作业无事故。因此，对船舶机舱监控系统进行研究就有很大的必要性和实用性。
1.船舶机舱监控系统的发展情况及存在问题
1.1 传统的船舶竞机舱监控系统的检测功能与控制功能都是通过硬件的结构实际来实现，因此，可靠性低，经济消耗高，浪费比较严重，再加上互换性低，这直接影响了机舱监控系统的维护与使用，船舶的性能得不到充分的发挥。船舶的机舱监控系统研制始于60年代末，至今已经历了四个阶段，既，发展气、液、电等单一自动调节监控设备就地分散控制阶段，电气、动力与中小规模集成电子模件控制，驾驶室、机舱、集控室集中控制阶段，以微机作为基础的主从式分布结构监控系统，至今进入到了以单片机为基础的局部网络控制，从而船舶机舱监控系统中现场信息的可利用程度得到了提高，增强了这整个系统的可靠性，这种分布式应用对机舱自动监控系统的体系结构、设计方法、安装调试方法与产品结构方面产生了极大的影响。
1.2 由于我国对机舱监控系统开始研究得较晚，导致现在大部分的船舶机舱基本还处在各系统单独监控的状态，在电站监控装置方面还比较落后，很多问题都还没有得到根本的解决。目前我国机舱监控系统技术还存在着以下问题：1）由于在监控技术方面还有欠缺，因此对于机舱监控系统及以微机为基础的监控系统功能和作用得不到全面的理解，对实践应用中出现的一些问题得不到正确地判断；2）机舱监控系统的制造工艺与安装工艺相对国外来说比较落后，缺少实践及调试验收的整套设备，自动化设计水平普遍较低；3）对现代化的产品通用性差，技术人员水平偏低等。
2.船舶机舱监控系统的技术与应用
2.1 现场总线技术是指为了实现现场设备数字化通信的一种计算机局域网络技术，它由测量系统、控制系统、管理系统三个部分组成，其中通信部分的硬件及软件是其最有特色的部分。现场总线既是船舶控制站到现场设备的延伸，也是支撑船舶网络信息集成的基础及现场设备实时监控的重要手段。现场总线具有比较强的信息集成能力，可实现全数字化通信以及彻底分散性，既能节省连接的导线，降低安装与维护的费用，又具备着相互操作性与互换性。现场总线系统的出现为分布式控制系统实现了各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。目前在船舶中用到的现场总线有LONWORKS、PROFIBUS两种，LONWORKS现场总线是一种分布式智能控制网络技术，其作用主要在于工业控制以及楼宇自动化、数据采集系统方面，LONWORKS现场总线对船舶监控系统有着一定的适应性，但因其单一的局限性加上灵活性差，使得该总线在市场上稳定性受到冲击，因此不宜采用其作为船舶的总线标准。相对而言PROFIBUS总线从开始就在长距离与高速通讯可靠性方面占 了绝对的优势，PROFIBUS总线最高的速率达到12M，其在船舶机舱监测报警系统中的使用通常只运用到第一、第二层及用户接口，这样就简化了结构确保DP快速的传输数据，达到其高效、快速的通信协议效果。
2.2 机舱集中监控系统是船舶现代化动力系统的重要设备之一，依据PLC的众多优点，以PLC为基础的局部网络系统将是机舱集中监控未来发展的必然趋势。PLC既可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，它可以通过可编程序的储存器对各种作业下达的操作命令，通过通信总线使计算机与PLC之间实现信息的传送与转换。由于PLC能够直接应用在恶劣的环境中，可靠性高，具有较强的自诊功能，因此，在进行作业一旦某一程序系统或者硬件设备出现了故障的时候，其CIU都能及时采取有效措施，及时通知操作人员进行故障排除，防止故障扩大。PLC的抗干扰能力强、通用性强，再加上其编程比较容易学，其中的系统设计与调试周期短，不仅具有较强的逻辑处理能力，同时还兼备数字运算与联网通讯等功能，因此，在现代船舶机舱监控系统中得到广泛应用。这样不仅降低了电气控制的耗能，提高了船舶工作的安全可靠性，节约了维修费用也在很大程度上改善了劳动条件，降低了船员的劳动强度。
2.3 在机舱监控系统中，我们可以通过计算机使用热键或者鼠标点击对各个监控画面进行切换，进而对船舶中参数比如温度、压力、流量等进行监测，并且令其对阀门进行控制。机舱监控系统中的另外一个重要功能就是报警记录，其采用标准的微软数据库格式，通过各种模块对在系统运行过程中发生的报警信息进行记录，而其他系统能够通过ODBC接口直接访问到该数据库。与历史数据记录相同，报警记录也可以进行灵活的配置，包括记录的优先级和存储设定。另外，监控系统还可以实现将所有报警用报表的样式给出，便于在系统外部对历史报警进行分析与查询。这就保证了在日常航行中船舶的安全性。
3.船舶机舱监控系统的未来发展趋势
3.1 机舱监控系统作为保障船舶运行安全的重要系統之一，应该要提高其控制能力与自诊能力，使其能够在恶劣的环境下更好地协助操作人员及时排除故障。
3.2 随着我国船舶自动化程度的逐步提升与计算机网络技术的快速发展，机舱监控系统作为船舶自动化的重要一环，更要运用科学技术使其形成模块的标准化，让它能够进一步实现信息的监控与共享，从而实现船舶整体自动化。
3.3 随着计算机网络型监控系统技术的发展，机舱监控系统的多功能以及高效性，为了研发低成本，维护与保障的低消耗等要求，为早日实现船舶全自动化，机舱监控系统必须往系列化、标准化方向发展。
4.结语
随着现代经济市场的发展，我国船舶结构日趋复杂，其功能也在不断加强，而机舱是船舶的主要组成部分，它集中了船舶的主要动力设备。从以上可以看出，在信息技术高速发展的当下，传统的机舱监控系统已经难以满足船舶工业的发展。我国要想进入船舶自动化大国行列，就必须研究新型的船舶机舱监控系统来提高船舶自动化水平。
参考文献
[1] 郑万章.基于PCL的船舶电站网络式监控系统的研究[D].大连：大连海事大学，2007.
[2] 张海涛，哈建林.船舶自动化发展趋势[J].中国水运（理论版）：2006，4（5）：10-11.
[3] 郑华耀，汤天浩.自动化机舱检测系统与计算机现场总线技术，机电一体化，2001（5）.
[关键词]船舶 机舱监控系统 应用
中图分类号：TG332 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0372-01
引言
随着我国各方面技术的发展，船舶也逐渐向着自动化与数字化的方向发展，船舶机舱监控系统作为船舶自动化系统的重要组成部分，主要用来辅助操作人员监控船舶运行中的各项机组运行参数的变化情况，如在航行中发生异常，就会立即向操作人员发出警报，让其迅速做出处理，从而大幅度降低船舶的损耗。船舶机舱监测系统是远洋船舶中的一个必备系统，它关系到远洋船舶的安全、可靠运行。机舱监控的目的一直以来都是降低船舶成本、提高效益、保证航行作业无事故。因此，对船舶机舱监控系统进行研究就有很大的必要性和实用性。
1.船舶机舱监控系统的发展情况及存在问题
1.1 传统的船舶竞机舱监控系统的检测功能与控制功能都是通过硬件的结构实际来实现，因此，可靠性低，经济消耗高，浪费比较严重，再加上互换性低，这直接影响了机舱监控系统的维护与使用，船舶的性能得不到充分的发挥。船舶的机舱监控系统研制始于60年代末，至今已经历了四个阶段，既，发展气、液、电等单一自动调节监控设备就地分散控制阶段，电气、动力与中小规模集成电子模件控制，驾驶室、机舱、集控室集中控制阶段，以微机作为基础的主从式分布结构监控系统，至今进入到了以单片机为基础的局部网络控制，从而船舶机舱监控系统中现场信息的可利用程度得到了提高，增强了这整个系统的可靠性，这种分布式应用对机舱自动监控系统的体系结构、设计方法、安装调试方法与产品结构方面产生了极大的影响。
1.2 由于我国对机舱监控系统开始研究得较晚，导致现在大部分的船舶机舱基本还处在各系统单独监控的状态，在电站监控装置方面还比较落后，很多问题都还没有得到根本的解决。目前我国机舱监控系统技术还存在着以下问题：1）由于在监控技术方面还有欠缺，因此对于机舱监控系统及以微机为基础的监控系统功能和作用得不到全面的理解，对实践应用中出现的一些问题得不到正确地判断；2）机舱监控系统的制造工艺与安装工艺相对国外来说比较落后，缺少实践及调试验收的整套设备，自动化设计水平普遍较低；3）对现代化的产品通用性差，技术人员水平偏低等。
2.船舶机舱监控系统的技术与应用
2.1 现场总线技术是指为了实现现场设备数字化通信的一种计算机局域网络技术，它由测量系统、控制系统、管理系统三个部分组成，其中通信部分的硬件及软件是其最有特色的部分。现场总线既是船舶控制站到现场设备的延伸，也是支撑船舶网络信息集成的基础及现场设备实时监控的重要手段。现场总线具有比较强的信息集成能力，可实现全数字化通信以及彻底分散性，既能节省连接的导线，降低安装与维护的费用，又具备着相互操作性与互换性。现场总线系统的出现为分布式控制系统实现了各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。目前在船舶中用到的现场总线有LONWORKS、PROFIBUS两种，LONWORKS现场总线是一种分布式智能控制网络技术，其作用主要在于工业控制以及楼宇自动化、数据采集系统方面，LONWORKS现场总线对船舶监控系统有着一定的适应性，但因其单一的局限性加上灵活性差，使得该总线在市场上稳定性受到冲击，因此不宜采用其作为船舶的总线标准。相对而言PROFIBUS总线从开始就在长距离与高速通讯可靠性方面占 了绝对的优势，PROFIBUS总线最高的速率达到12M，其在船舶机舱监测报警系统中的使用通常只运用到第一、第二层及用户接口，这样就简化了结构确保DP快速的传输数据，达到其高效、快速的通信协议效果。
2.2 机舱集中监控系统是船舶现代化动力系统的重要设备之一，依据PLC的众多优点，以PLC为基础的局部网络系统将是机舱集中监控未来发展的必然趋势。PLC既可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，它可以通过可编程序的储存器对各种作业下达的操作命令，通过通信总线使计算机与PLC之间实现信息的传送与转换。由于PLC能够直接应用在恶劣的环境中，可靠性高，具有较强的自诊功能，因此，在进行作业一旦某一程序系统或者硬件设备出现了故障的时候，其CIU都能及时采取有效措施，及时通知操作人员进行故障排除，防止故障扩大。PLC的抗干扰能力强、通用性强，再加上其编程比较容易学，其中的系统设计与调试周期短，不仅具有较强的逻辑处理能力，同时还兼备数字运算与联网通讯等功能，因此，在现代船舶机舱监控系统中得到广泛应用。这样不仅降低了电气控制的耗能，提高了船舶工作的安全可靠性，节约了维修费用也在很大程度上改善了劳动条件，降低了船员的劳动强度。
2.3 在机舱监控系统中，我们可以通过计算机使用热键或者鼠标点击对各个监控画面进行切换，进而对船舶中参数比如温度、压力、流量等进行监测，并且令其对阀门进行控制。机舱监控系统中的另外一个重要功能就是报警记录，其采用标准的微软数据库格式，通过各种模块对在系统运行过程中发生的报警信息进行记录，而其他系统能够通过ODBC接口直接访问到该数据库。与历史数据记录相同，报警记录也可以进行灵活的配置，包括记录的优先级和存储设定。另外，监控系统还可以实现将所有报警用报表的样式给出，便于在系统外部对历史报警进行分析与查询。这就保证了在日常航行中船舶的安全性。
3.船舶机舱监控系统的未来发展趋势
3.1 机舱监控系统作为保障船舶运行安全的重要系統之一，应该要提高其控制能力与自诊能力，使其能够在恶劣的环境下更好地协助操作人员及时排除故障。
3.2 随着我国船舶自动化程度的逐步提升与计算机网络技术的快速发展，机舱监控系统作为船舶自动化的重要一环，更要运用科学技术使其形成模块的标准化，让它能够进一步实现信息的监控与共享，从而实现船舶整体自动化。
3.3 随着计算机网络型监控系统技术的发展，机舱监控系统的多功能以及高效性，为了研发低成本，维护与保障的低消耗等要求，为早日实现船舶全自动化，机舱监控系统必须往系列化、标准化方向发展。
4.结语
随着现代经济市场的发展，我国船舶结构日趋复杂，其功能也在不断加强，而机舱是船舶的主要组成部分，它集中了船舶的主要动力设备。从以上可以看出，在信息技术高速发展的当下，传统的机舱监控系统已经难以满足船舶工业的发展。我国要想进入船舶自动化大国行列，就必须研究新型的船舶机舱监控系统来提高船舶自动化水平。
参考文献
[1] 郑万章.基于PCL的船舶电站网络式监控系统的研究[D].大连：大连海事大学，2007.
[2] 张海涛，哈建林.船舶自动化发展趋势[J].中国水运（理论版）：2006，4（5）：10-11.
[3] 郑华耀，汤天浩.自动化机舱检测系统与计算机现场总线技术，机电一体化，2001（5）.