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船舶辅机智能远程集中控制系统研制
摘要
船舶辅机作为船舶机舱的重要组成部分,其实时智能化的集中管理对于船舶的安全、
稳定航行具有重要意义。由于其分布离散以及类型繁多的特点,目前大部分辅机设备控
制方式相对落后,缺少面向管理者的智能监控终端;辅机各工况下能耗分配模式粗放,
相关控制策略不尽完善;控制系统智能化水平较低,不能实现突发故障的自我排查与自
我诊断。因此要实现船舶机舱的智能化以及动力系统的节能减排,控制系统的合理设计
就显得尤为重要。
首先,本文针对船舶辅机智能控制系统相关设计标准与法律法规进行详细分析,在
比较研究各国船级社智能船舶规范的基础上,总结出船舶智能机舱标准与船舶辅机控制
系统智能化途径。依据设计标准与实现方式对船舶辅机智能集控系统进行需求分析,分
别从系统功能与设备硬件上得出具体设计要求。
其次,采用集中分布式控制系统(DistributedControlSystem,DCS)概念,结合船
舶辅机设备的分布特点,完成DCS硬件体系和拓扑结构设计。优化燃油、滑油分油机、
主滑油、缸套循环水以及空冷器循环水等系统结构设计,研究船舶辅机中不同设备的运
行工况以及负载特性,优化各自控制策略,确定各系统监控内容以及IO点分配。搭建
DCS系统整体通信网络,使用工业以太网(Enthernet/IP)协议,通过嵌入式交换机及环
网技术实现环网拓扑;协调各控制器之间的通信方式组建快速、高效的通信网络。
最后,进行DCS系统软件开发工作,包括下位机程序编写与上位机软件设计。底
层控制程序主要负责实现辅机系统现场设备的控制逻辑,同时为上位机软件提供具体的
设备接口。上位机软件设计若干功能模块,主要包括实时数据采集模块、历史数据模块、
信息通讯模块、人机对话模块、生产信息查询模块以及其他辅助模块等,后台数据库负
责存放船舶辅机运行历史数据以及实时工况数据,为辅机智能控制提供决策指导,实现
良好的人机交互功能。
关键词:船舶辅机;智能机舱;DCS系统;软件开发
Ⅰ
船舶辅机智能远程集中控制系统研制
Abstract
Asanimportantpartoftheshipengineroom,thereal-timeintelligentcentralized
managementoftheshipauxiliaryequipmentisofgreatsignificanceforthesafeandstable
navigationoftheship.Duetoitsdiscretedistributionandvarioustypes,thecontrolmodeof
mostauxiliaryequipmentisrelativelybackwardatpresent,andthereisalackofintelligent
monitoringterminalformanagers;Theenergyconsumptiondistributionmodeofauxiliary
equipmentundervariousworkingconditionsisextensive,andtherelevantcontrolstrategyis
notperfect;Theintelligentlevelofthecontrolsystemislow,anditcannotrealizetheself-
diagnosisandself-diagnosisofsuddenfaults.Therefore,inordertorealizethe
intellectualizationofshipengineroomandtheenergysavingandemissionreductionofpower