船舶分布式智能损管监控系统开发.pdf

ol.36No.82016.8
它技应用研究
船舶分布式智能损管监控系统开发
谢坤,2
(1.中国船舶研究设计中心,武汉430064;2.上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240)
摘要;针对影响船舶安全的各种损害隐患问题,将可计算机网络技术和先进控制技术应用到船舶损管监
控系统中。对该系统的功能、组成和原理进行分析,建立损管监控台、现场控制设备及数据处理设备、各
类传感器及执行机构之间的关系,提出了船舶损管监控方法。在半实物仿真试验、陆上联调试验和实船上
对该监控系统进行了实际应用,研究结果表明:该系统提高船舶损害隐患的管控水平,保证了船舶的安全
性、可靠性和生命力。
关键词:船损管监控系統传感器可编程逻控制罂损管监控台
中图分类号:TP273
文献标识码:A
文章编号:1003-4862(2016)08-0005-05
Ship,s Distributed Intelligent Damage Control System
Xie
(1. China Ship Development and Design Center, Wuhan 430064, China; 2. State Key Laboratory of Ocean Engineering,
Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 2002
Abstract: Aimed at the problem of various hidden damage to the safety of the ship, the computer network
technology and advanced control technology are applied to the ship ' s damage control system. The function,
composition and principle are analyzed, and the relationship between the monitoring station, field control
equipment and data processing eguipment, various types of sensors and actuators are set up. The paper
put forwards the method to control ship s damage, and applies the monitoring system to the semi physical
simulation test, land-based integration test and ship. The research resulis show that the system improves
the management level of hidden danger of damage to the ship, to ensure the ship safety, reliability and
vitality
Keywords: integrated ship damage control system, sensor programmable logic controller(PLC);
damage console
要手段。损管的目的在于将船舶维持在正常或接
近正常的工作环境下,保障船舶的安全性。
船舶在使用过程中,会因战时受导弹、鱼雷
要保障船舶的安全性、可靠性和生命力,迫
水雷和炮弹等武器的政击或平时因碰撞、搁浅、切需要建立一套功能齐全、技术先进、设备可靠、
起火、爆炸等事故产生影响船舶安全的各种损害响应快速的损管系统来实施损害管制。而且,在
隐患(如火灾、浸水等),如果不采取及时有效地船舶上安装损管监控系统已经成为保证相关人员
损害管制(以下称“损管”)措施,就会对船舶的及时掌握全船安全状况的关键。目前,船舶损管
安全性构成极大的威胁。船舶因为初次损伤而直监控系统已经有了很大的发展,特别是随着计算
接丧失生命力的是少数,快速、准确地定位损害机?络技术和先进控制技术的高速发展,损管监
隐患并迅速采取有效的措施是提高其生命力的重控系统已经逐步发展成为具有可视化、可评估、
可泆策、可控制、可预测功能的现代智能化系统
收稿日期:2016-03-07
[1,2]
作者简介:谢坤(1986-),男,博上研究生,工程师。
研究方向:船舶电气自动化。
系统架构
万方数据
船电故木应用研究
Vol.36No.82016.8
如图1所示,船舶损管监控系统在逻辑上采设备及数据处理设备、各类传感器及执行机构
用基于管理层、控制层、数据层三层模型的系统(
架构,其承载实体分别是损管监控台、现场控制
摄管监控台
管理层
控制层
现场
数据
数据
控制
控制
控制
处理
设备
设备
设备
设备
设各
双冗余现场总
数据层
分有式1/0传感器
传感器现场执器现执行器
图1船舶损管监控系统基本系统架构图
管理层通过人机交互来完成。损管监控台能等功能模块。船舶损管监控系统组成如图3所示。
够以图形化的方式显示损管系统的状态,并能将
控制保护模块由抗防沉、灭火、液舱、舱
控制指令传送到各个现场控制设备及数据处理设『」、辅机等监控子系统组成。抗沉防沉监控子系
备,实现人机交互。
统显示船体水密性、浮态、姿态等状态信息,指
控制层是核心的现场控制设备及数据处理设导疏排水、浮态调整、姿态调整等抗沉防沉操作:
备。它分布在全船各舱室,采集数据信息传送到灭火监控子系统实时监测火情,指导人员疏散、
网络,接收控制指令将其发送到相应的设备,执隔离火源、遥控释放灭火剂等灭火操作;液舱监
行指令相应的操作。
控子系统显示各燃油舱和淡水舱的装载量,计算
数据层包括各种终端设备,如传感器、本地并显示日前船舶的续航力、自持力状况;舱门监
处理控制器、执行器等
控子系统实时监控门和盖的开闭情况;辅机等监
管理层、控制层、数据层三层模型分离了人控子系统监控船上重要辅机的启停、运行或故障
机交互与控制的功能及数据层和控制层,増强了报警信息。运行管理模块由综合监控、运行支持
可维护性和安全性5.?。图2为损管监控系统的等子系统组成
系统工作流程框图。
船舶损管监控系统的主要设备包括损管监控
传感器:采集温度、烟雾、浸水、转速、湿度、
台、现场控制设备、信号处理设各、执行元件等:
乐力、液位等损管系统实时参数,并通过现场总
线以模拟信号的形式上传车信号处理设备。
此外,还包括采集温度、燜雾、浸水、转速、湿
度、压力、液位等损管系统实时参数的先进传感
信号处理设各/现场控制设备:将传感器的模拟信
器或测量仪器。
ち数字化,并通过以太网上传至管监控台
硬件设计
监控软件:对
缃助决餘软件;通过损」操控单元:对主
3.1损管监控台
船解火灾、破管状态信息的综合分
要设备进行遥
损等状态信息
析,给山辅助决策支
控、自动控制操
损管监控台实时显示船舶的抗沉防沉、灭火<