船舶自动化系统网络的设计进展

文/袁永祥，烟台中集来福士海洋工程有限公司

1 船舶自动化概述

通过网络交换机，由主局域网把全船各子局域网连接在一起，组成一个统一的船舶信息数字化监控平台，各子局域网为下级网络平台，子局域网下属各被监控设备的计算机监控单元，为最基本的应急数字监控系统，通过区域权限管理和虚拟网VAN 技术，进行优先级控制，根据实际需要，由主局域网、子局域网或应急数字监控系统，对每台设备实施有效的三级数字化实时监控，即在正常航行时，通过主局域网数字化平台，直接对全船被监控设备进行有效实时监控，若主网控制系统发生故障，可方便地转换至各子局域网，通过其相应的数字化平台，对各子系统设备进行有效的常规集中监控，万一某些子局域控制系统失灵，可及时转至就地控制单元，通过就地计算机数据库及PC 逻辑控制系统进行应急控制，且各监控系统相对独立，互不影响，其数字化信息平台综合监控系统拓扑结构见。为保证全船数字化信息综合监控系统高速安全运行，对主网、子网和应急网络的数据传送速率，根据实际需要进行分级合理配置，一般在主网内部以及在主网和子网之间，其数据传送速率为1000M bps（即千兆网）或更高的速率，采用光缆连接，在子局域网内部以及子网和其所属设备之间，其数据传送速率为100Mbps（即百兆网），采用通信网络电缆连接，在用于设备就地控制的应急网络内，其数据传送速率不大于10Mbps，采用六类屏蔽通讯电缆连接。

2 船舶自动化设计实例分析

尽管船舶数字化信息平台综合监控系统，比传统的计算网络监控系统有其无比的优越性，但在船舶自动化系统设计时，要根据船舶的实际情况、用户的需求和所选用设备的技术状态，进行具体分析论证，要选取技术先进、结构简单、工作可靠、经济适用的最佳方案。通常被检测超过10000 点的大型舰艇和船舶，其监控系统复杂，要求控制性能高、数据容量大、传送速率高，一般应选用高速大容量的数字化信息平台综合监控系统，对于中小型船舶，尽管自动化程度也很高，其监控系统也异常复杂，由于其被测点较少，考虑其系统的经济性和适用性等因素，一般选用传统式计算机监控系统为宜。例如，在上海京荣船舶设计有限公司设计的6000 吨级化学品船中，其自动化设备要求按照一人桥楼配置，自动化系统入德国G 周期性无人值班机舱级，在其自动系统设计中，经分析论证后，我们优先选用了传统式计算机网络监控系统。本船主推进装置，是用1 台非逆转中速柴油机作为主机，经齿轮箱变速后，分别驱动C PP 主推进器和m 轴带发电机运行，轴带发电机又兼作朋用，即在应急工况，用作驱动主推进器的电动机，以取代主柴油机；电站由3 台主柴油发电机组、台轴带发电机组和应急发电机组组成，应急发电机又兼作停泊发电机用。在正常航行时由轴带发电机对全船供电；进出港时，由2 台主柴油发电机组并联运行对全船供电；在卸货时，用3 台主柴油发电机组并联运行对全船供电。液货泵和压载水泵采用由液压动力驱动的潜液泵，该液压动力泵站兼作首侧推器的液压驱动力；所有液货舱、污油舱、压载水舱、淡水舱的阀门均需遥控，且各舱配有相应的液位、压力、温度测量系统；液货舱、污油舱配有高液位及高高液位报警系统，并配有制氮装置。船内通信采用多媒体综合通信系统，船外通信，除配有常规的无线电台、海事卫通C 站外，尚配有卫通F 站和高速宽带的卫通SEvSAT站；在驾驶室，除配有常规的导航设备外，尚配有双套电子海仪等；船舶管理局域网在每个船员房间、及各主要控制站均设有通信终端，以便对船内、外通信。船舶自动化设计中需要注意的环节

船舶自动化系统实质上是一种涉及专业范围广、科技含量高、工作难度大的较复杂的系统工程，该系统包括全船综合监控系统、各区域设备的集中监控系统、各设备自身的监控系统等。所谓纵观全局，就是在自动化系统设计中，首先要从全局出发，对全船监控系统要进行统筹安排，要根据船型、用户要求和所选用设备的技术状态等，确定适用于该船的自动化监控系统总方案，并根据各区域监控系统实际需要，分级合理配置相应的监控设备，制定主控局域网、各区域的子局域网络的拓扑及其通讯速率等。所谓着眼细节，就是在总的监控网络拓扑确定基础上，必须针对各区域所隶属的具体监控子系统，进行科学配置和精心设计，使各子监控系统更加科学化、人性化，以促使该船的“节能”和“减排”。

3 结束语

科学是生产力，科技的进步促进了社会生产的发展，生产进一步发展的需要又推动了科学技术进一步发展，船舶自动化技术也是在不断促进和发展过程中逐步发展和完善，好的船舶自动化系统，是以相关高性能、高质量的船舶自动化设备为基础的，而更高层次的自动化系统的需要，又要求有更好的自动化设备产生，因此，好的自动化系统设计，对科技发展、对船型改进都有着积极的影响。