船舶主機機旁自動化系統設計常見問題剖析

田兆波

（中國船級社青島分社，山東 青島 266071）

1 引言

目前國內的機旁電氣系統設計大多為集中式信號采集和控制，即機旁設置一個控制箱對全機數據進行采集并執行安保功能，其功能大體可分為安保系統和監測報警兩部分。其中監測報警一般提供現場總線的接口和機艙的監測報警系統互聯，接入現場總線網絡。主機的控制功能大多由主機遙控廠家開發，船東船廠單獨訂貨，在船上進行安裝調試，主機廠參與遙控的設計調試較少。

我國機旁電氣系統較世界知名主機廠有一定差距，存在一些問題。根據實際的工作經驗，對此類產品的幾個常見缺陷進行分析。

2 系統的獨立性

各船級社均對帶有自動化附加標志船舶的獨立性有明確的規定。對機旁控制箱而言，因其集合了安全系統和報警系統二大功能，所以其獨立性應從整個回路進行剖析，即雖然裝在一個機箱內，應為兩套系統。按照中國船級社《鋼質海船入級規范》2009的規定，可總結為如下幾個方面：

1) a類保護的傳感器應完全獨立，b類保護的傳感器可與報警系統合二為一。比較典型的是轉速測量單元、滑油壓力測量單元，因超速、滑油壓力低為a類動作，故應至少配兩套測量單元，對可換向主機，一套轉速測量單元一般由兩個傳感器組成，以測量轉向；

2) 保護系統的主控單元模塊和接線應和報警系統完全隔離；

3) 保護系統的報警顯示板應和報警系統的報警顯示板獨立；

4) 保護系統的供電模塊應和報警系統的供電模塊獨立。

工作中碰到了幾個實例，如下所述：

案例1：某國內制造廠的產品完全把安保系統和報警系統合二為一，其安保系統和報警系統共用電源模塊、傳感器和顯示板，很明顯不符合前述所有要求，不應在具有自動化附加標志的船舶上使用。

案例2：某國外知名制造廠的系統只配備了一套轉速測量單元通過轉速信號分發單元分別送保護、報警和遙控系統，這也是不符合獨立性要求的，不應使用在具有自動化附加標志的船舶上。

案例3：某國內廠家生產的系統注意到了各個船級社的規范要求，設計的系統在傳感器、主控單元和顯示單元均為獨立，但是兩套系統共用一套電源模塊，當一套系統失電時，均不能正常工作，這也是不符合獨立性要求的，同樣不應使用在具有自動化附加標志的船舶上。

目前裝設在中小功率主機上的設備能符合上述所有要求的較少，在對具有自動化附加標志船舶自動化系統驗收試驗時，應仔細核查圖紙，并現場細致逐條驗證上述的獨立性要求，以發現相關安全隱患，并督促廠家改進升級。

3 越控功能

越控的功能為國際公約的要求，各船級社規范均有規定。中國船級社規定如下“為保證船舶的安全，船舶的主機一般應設有越控的功能”。根據同類產品的相關經驗，越控功能的要求如下：

1) 在駕駛室安保系統的遠傳板，駕駛員可以按下越控按鈕對安保系統的保護功能進行越控。

2) 提供給駕駛員考慮的時間一般應可調，且主機廠應給出參考值。

近幾年工作中碰到的設備均添加了越控功能，但越控時間基本在主機出廠時由主機廠調定，主機遙控通過越控的接口和機旁控制箱連接，實現越控的功能。

對一些中小功率主機控制系統，沒有越控功能的系統也很常見，需要在驗收時根據船舶自動化標識符的情況進行核查。

4 風浪模式的使用

近些年，國內主機廠均在自己的控制箱上添加了風浪功能，其主要是在風浪模式下，發生了超速停車，當主機轉速降低到80%時，主機可自動繼續投入運行。

針對這種模式有一些爭議，有觀點認為這不符合船級社的要求，因為基本船級社對安保停車的要求都是需要復位才能自動投入運行。

在風浪模式下，為了保證船舶的正常航行，使用風浪模式過濾了一些誤停車同時也保護了主機和航行安全，這應該是符合船級社要求的。

船級社的規范對復位的要求其理解為主機超速完全停車后，由于人員正在檢修或故障沒有解除，為了對主機和人員的保護，防止自動化系統自動啟動主機，風浪模式防止了主機的誤停車，應該是符合規范要求的功能。

5 機旁排溫表的配備

中國船級社規范規定“氣缸直徑等于和大于200 mm的柴油機，每缸應裝有測量排氣溫度的儀表”，目前國際上多數主機廠理解為“對帶有自動化附加標志的船舶，若每缸設有溫度傳感器并傳送到機旁電氣控制箱顯示，可免除單缸設置模擬溫度表”，且各船級社也是按照此條要求執行。

工作中碰到一個案例，某油輪配備的中速主機因為排煙波紋管損壞，廢氣完全燒毀了其排煙溫度的采集線纜，機旁控制箱無法顯示各缸排溫，船員的操作沒有排溫的參考，結果造成其中一缸連續高溫，燒毀了排氣閥，進而損毀了增壓器。

當然這次機損的案例不是由于沒有裝設排溫表而直接造成的，但裝設機旁表可以給船員一個選擇，故建議柴油機制造廠在配備溫度傳感器的同時也裝設機旁的溫度表。

6 外殼的防護等級

對在機艙中使用的電子設備的防護等級各船級社有統一規定，中國船級社的規定如下“位于固定局部水基滅火系統所保護的區域及其噴霧直接到達的臨近區域中的電氣和電子設備，應有不低于IP44的防護等級”。

主機是固定局部水基滅火系統的保護區域，一般情況下，控制箱不會裝設在保護區域內，若可以裝設在區域內，應驗證防護等級是否滿足IP44的要求。對裝設在主機上的壓力開關和溫度繼電器等，應滿足IP44的要求，若不能滿足應驗證是否裝設有防水檔板等措施。

7 結論

機旁電氣系統的設計應至少滿足船級社規范的要求，以上是對常見的幾個問題的分析和總結，供參考。

[1]中國船級社, 鋼質海船入級規范（2009）. 北京： 人民交通出版社, 2009.

[2]屠宏偉, 蔡云高, 施建榮. 主機遙控系統就地控制站的設計當于規范無悖[J]. 中國修船, 2001（1）：31～33.