論船舶自動化設備的信息化保障技術

劉成 孫偉 尹大和 原鵬

摘 要：隨著信息化的發展使得船舶本身的安全性大大提升，在沒有增加設備整體成本的情況下提高了船舶設備的自動化水平，對我國的船舶配套的現代化具有實踐價值，為趕超國際先進水平奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：船舶;自動化設備;信息化

近些年來，我國已研制出可以用于信息化平臺的一些產品，在一些軍民船上進行了投入使用，現在技術已經成熟，且安全性、穩定性相對可靠，有一些方面已經趕上了國際化水平，可以廣泛應用到船舶上，可以用于取代原有的監測報警系統，鏈接船上的全部電子設備，從而實現信息化。同時，自動化配套設備也獲得了長足的發展，降低了與國外的差距，還能降低之前總體設計以及調試所花費的成本，進而提升了船舶的建造效率。在采用信息化平臺的基礎上，可以優化網絡，降低硬件資源的優化配置，降低其他的配套設施。由此可見，船舶自動化的提升問題有時不僅僅是技術的問題，而更是整體的配套問題，只有考慮整體設計和協調才能更好的降低成本，提高船舶的安全和質量，從而取得相關部門的高度關注。

一、船舶自動化系統概述

1.電子信息化。隨著互聯網技術的發展和計算機的廣泛應用，電氣設備的通訊設施也在逐漸建立并完善，船舶的自動化水平在提升。可能只需要操作幾個關鍵的步驟，就可以實現對整個船舶信息的把握，從而保證信息系統的流暢性。另外，影響船舶自動化系統的因素比較多，能夠從眾多因素中摒除干擾，簡化操作流程，也可以提高自動化的水平。

2.網絡可控化。數字化和網絡技術的應用無疑會提升電氣自動化的水平，尤其是設備的各個零件之間的信號通道的建立，就可以完成系統的指令操作?？梢哉f傳輸的關鍵因素在于系統總線，只要其具備鏈接控制各個設備并執行指令的作用，那么就可以確保整個系統的穩定和安全。當然，自動化還需要簡化冗余的操作，從而充分有效的利用資源，取代傳統的手工勞作，增強工作效率。

二、船舶信息平臺工作原理

船舶信息平臺的構建是相對有保障的，主要是基于以太網、專用接口、專用平臺協議、交換機鏈路、分布是網絡數據庫以及電腦設備等組建。其原理并不復雜，主要是節點之間的聯系，船舶中信息平臺上的每個節點，都是由專用平臺協議以及分布是網絡數據庫組成的，這樣就限定了彼此之間的關系。利用每個節點協議對全網數據庫加以管控，隨后在一定的時間內，大約1ms，將它們變成一致同等，這需要利用比較科學、合理的設計，能夠達到對數據的糾偏功能。可以說，這種實現顯然是一項極具創新的發展。正因為全網的每個節點的數據庫都是一致等同的，那么每個節點的端口都可以顯示完整的數據庫，達到對其實時讀取的目標，不僅大大提高了效率，節約了大量的時間，也讓系統可以容納更多的信息量。因為每個節點都能夠實現數據的共享，還可以根據需要增設或者減少節點的設置，同時運用即插即用的平臺設計，完成有效數據的獲取。整個系統的節點采用類似并聯的結構，當平臺在正常使用中，倘若個別節點由于特殊原因發生損壞，都不會影響對整體網絡的使用和數據應用，可靠性和穩定性很強。系統采用了冗雜設計，因此，數據的相關性并不明顯，即使個別出現錯誤，也不會導致其他數據的丟失。此外，數據庫并未采用服務器設備，這就簡化了整個系統，為更安全的工作奠定了良好的平臺基礎。

三、船舶信息平臺自動化系統結構

船舶信息化平臺化結構相對比較簡化，在整個船舶運作過程中，各個地方都會設置交換機鏈路，這樣就搭建了最基礎的信息化平臺。在交換機鏈路上，不僅可以將甲板、機艙設備等進行隨時插入，對集控臺和駕控臺而言，也是非常有保障的。因為其具備混合模式，這就需要一整套設備，包括電腦、操作板、儀表以及報警燈等，以實現預期的功能。另外，可以采用全電腦操控模式，這樣就可以在顯示屏上直接監測信息，做到對船舶自動化設備的全面監控。

四、可編程通用采集控制和PLC

對于船舶設備來說，一定要具備可靠的控制力，其穩定性才能有保障，否則數據信息安全就無法實現。即設備不應該受到電腦信息系統的干擾，獨立運行不會受到任何影響，這是電腦編程無法實現的功能，必須采用PLC進行獨立控制。然而，在我國現階段，由于PLC設備的開發明顯要晚于其他發達國家，所以在技術上無法達到更高的要求，網絡化水平偏低，各個節點之間的鏈接不到位，就無法將數據庫信息共享，各個端口不能通過編程解決數據傳輸的問題，即使接入傳感器也無能為力。而更為先進的PPC64型通用可編程采集控制器卻輕而易舉的解決了上述所有的問題，它不僅是PLC的設計版，還具備對應的信息平臺的能力，主要優勢體現在以下三點：

1.這種可編程設備能進行對應的編程，也可以根據需求接入傳感器設備，這樣就能保證中央處理器的性能，具備一點的硬件條件，因此，在進行后期維護或者維修時僅需要調試一個硬件設備。在其內部共設有8種不同的傳感器程序，對這些程序都具備輸出預設，從而可以保證每個端口都能獨立作業，信號的輸入和輸出不受因素影響，為整體設計提供了先決條件，保障了整個產品的質量水平。在船舶流動設備的維護過程中，僅僅需要準備硬件，就能夠確保整個船舶正常工作。

2.PLC的網絡性相對較差，一些本機的輸入輸出編程勉強能應付，但是復雜的信號對接和共享就無法實現。PPC64不僅延續了PLC原本的性能，還彌補的它的缺陷，能利用網絡數據庫對輸入和輸出進行編輯和整理，從而達到和本機輸入輸出一樣的效率，因此更加有效的提升了原本PLC的性能。

3.PPC64還能鏈接到平臺數據庫，這樣就讓每個端口實現數據的實時動態共享，在不同的電腦顯示屏上了解和獲取到同樣的信息，而不需要進行切換、通訊的冗繁的操作，更能發揮信息平臺的作用。

五、船舶設備和信息平臺聯接

1.船舶信息平臺專用接口芯片。在船舶的信息平臺中，在一般情況下，需要使用特制的接口芯片，這樣就可以鏈接船舶上的所有設備，從而確保信息傳輸的有效性和可靠性。

然而，信息化平臺進行鏈接的專用協議、以太網接口等都是內部專用的，與用戶使用的關系并不密切，用戶可以利用分布式數據庫RAM鏈接到總線，實現與平臺之間的聯系，這樣就可以在1ms內共享到平臺的數據信息。因此，用戶的分布式數據庫其實更多的是指可以對數據信息進行實時讀寫，通過RAM鏈接到信息化平臺，達到共享的目的。同時，分布式數據庫采用的是二字節16位，這樣就可以實現對全網數據的相應讀寫，確保信息安全、可靠。

2.路由器聯接。在構建網絡化平臺的過程中，讓人很容易想到運用路由器實現連接，在信息化平臺搭建上，同樣也少不了發揮它的作用。這些路由器主要用來連接傳統設備，由于能夠實現通訊向數據庫的轉化，所以路由器的作用發揮的更加全面。具體而言，就是傳統設備一般是串口輸出的，可以實現兩大功能：（1）可以直接讀寫信息化平臺的數據庫;（2）可以實現只讀取不發送的功能。

六、結語

綜上所述，通過對船舶自動化設備信息化的保障，在一定階段和程度上，不僅提升了整體設備的建造水平，降低了我國和發達國家的差距。

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