摘 要：為了能夠在最短的時(shí)間內(nèi)了解到船舶機(jī)艙設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的綜合信息與運(yùn)行狀態(tài)，船員需要對船艙機(jī)艙的工作狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，這時(shí)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控的無線網(wǎng)局域技術(shù)就能使船員的工作效率得到很大程度上的提升。本文筆者就采集系統(tǒng)的一些基本功能與要求對船艙機(jī)艙設(shè)備的運(yùn)行采集系統(tǒng)的一些方案以及船艙機(jī)艙的動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行研究探討。

關(guān)鍵詞：船舶機(jī)艙設(shè)備；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；無線局域網(wǎng)；實(shí)時(shí)監(jiān)測

由于船舶的主機(jī)、發(fā)電機(jī)以及機(jī)艙等設(shè)備在正常的航行中的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)參數(shù)都隨時(shí)發(fā)生著改變，為了能夠及時(shí)并且隨時(shí)隨地了解到船機(jī)艙的運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)機(jī)艙內(nèi)如果能夠有一套完備的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)就能夠使船員方便的對船舶行駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。作為實(shí)現(xiàn)船舶自動(dòng)化運(yùn)行的主要部分的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以提供準(zhǔn)確的船舶運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)，并且對于船舶機(jī)艙實(shí)現(xiàn)無人駕駛的功能也有著至關(guān)重要的作用。目前我國的船舶機(jī)艙的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)多是由多微機(jī)分層監(jiān)控系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)擁有可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控、顯示、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能的完備的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠通過分散控制，集中監(jiān)控以及管理系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠性。

一、船舶機(jī)艙設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能

（一）采集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)顯示檢測的列表數(shù)據(jù)。船舶機(jī)艙中用于顯示機(jī)艙內(nèi)運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)的采集設(shè)備軟件是上位機(jī)組態(tài)軟件，并且其內(nèi)部的列表功能能夠?qū)崿F(xiàn)將所采集的參數(shù)根據(jù)一定的規(guī)律特征顯示出來，而船舶機(jī)艙在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)船員需要監(jiān)測采集的參數(shù)主要包括參數(shù)的序號(hào)、監(jiān)測點(diǎn)名稱、變量名、實(shí)際監(jiān)測到的值、參數(shù)單位以及參數(shù)的上下限值等方面。

（二）采集系統(tǒng)的人機(jī)界面顯示。對于船舶機(jī)艙中主機(jī)、輔機(jī)以及其他一些設(shè)備參數(shù)的顯示主要由虛擬模型和儀表來完成。這時(shí)其主要顯示的參數(shù)主要包括主機(jī)排氣和冷卻水進(jìn)出口的溫度、滑油進(jìn)機(jī)的壓力以及所有發(fā)電機(jī)的壓力和溫度等。

（三）采集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警顯示。船舶機(jī)艙的采集系統(tǒng)在船舶運(yùn)行時(shí)對采集到的參數(shù)與船舶的先前設(shè)定值進(jìn)行比較分析，如果檢測到的參數(shù)數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)值相差很多的話，采集系統(tǒng)中的監(jiān)測系統(tǒng)就會(huì)對監(jiān)測到的參數(shù)進(jìn)行紅色標(biāo)記，并且能夠及時(shí)向船員做出報(bào)警警示或者進(jìn)行緊急處理工作，可以在很大程度上減少船舶的損壞以及保障船舶中人員的人生安全。

二、設(shè)計(jì)采集系統(tǒng)需要注意的幾個(gè)方面

（一）系統(tǒng)的安全性。由于船舶機(jī)艙的內(nèi)部構(gòu)造很復(fù)雜，為了能夠?qū)崿F(xiàn)船舶的運(yùn)行，機(jī)艙內(nèi)往往會(huì)裝載一些容易自燃、易爆的設(shè)備，這時(shí)對于采集系統(tǒng)中所需的電纜的鋪設(shè)問題就會(huì)顯得尤為重要，它需要相關(guān)的船舶技術(shù)人員按照嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采集系統(tǒng)電纜的鋪設(shè)。

（二）采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采集系統(tǒng)中的監(jiān)測系統(tǒng)能夠在一定程度上保障船舶在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行長時(shí)間的安全運(yùn)行，因此它對于監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著很高的要求。其中擁有良好穩(wěn)定性的線路連接、硬件設(shè)備以及軟件設(shè)計(jì)等部分對于船舶進(jìn)行安全行駛與運(yùn)行有著關(guān)鍵性作用。

（三）采集系統(tǒng)的可維護(hù)性。擁有可維護(hù)性的采集系統(tǒng)裝置不僅對于設(shè)備在安裝方面具有便捷、方便的要求，對于其拆卸以及更換也應(yīng)具有便捷性功能。

（四）采集系統(tǒng)的擴(kuò)展性?？紤]到采集系統(tǒng)的采集站需要根據(jù)需要能夠進(jìn)行擴(kuò)容，在對采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，選取PLC（Programmable Logic Controller）I/O模塊以及接線端子時(shí)需要進(jìn)行余量考慮。

三、機(jī)艙設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

（一）電纜選型要求。船舶所用的電纜需要金屬不透性護(hù)套或者非金屬不透套護(hù)套，當(dāng)然對于一些有凝結(jié)水和有害蒸汽出現(xiàn)的場所需要用特殊材質(zhì)的電纜進(jìn)行鋪設(shè)。而船舶機(jī)艙中所需的電纜設(shè)備的材質(zhì)有著更高的要求。由于機(jī)艙中的環(huán)境非常復(fù)雜，因此它要求鋪設(shè)在此的電纜擁有極高的抗腐蝕功能、耐油形、能夠防火、防擠壓以及抗電磁干擾等性能。

（二）PLC模塊選型以及布置。在能夠滿足采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的情況下，PLC一般會(huì)采用具有可靠性、方便維護(hù)以及性價(jià)比很高的控制器。由于采集系統(tǒng)需要在情況復(fù)雜的機(jī)艙設(shè)備中進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集，以及需要在后期對采集設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和容量擴(kuò)展，船舶在進(jìn)行PLC布置時(shí)一般采用A-B PLC，因?yàn)槠渚哂休^高的穩(wěn)定性，功能很齊全，更能夠進(jìn)行便捷的模塊連接和配置。

（三）PLC采集站的設(shè)計(jì)。采集柜的存在是為了使各個(gè)模塊和部件可以實(shí)現(xiàn)方便快捷的安裝、拆卸以及線路連接，因此在PLC的各個(gè)模塊都需要進(jìn)行采集柜的設(shè)計(jì)。而對于需要放置重要設(shè)備的控制箱也擁有著較高的技術(shù)要求，其中包括需要其能夠進(jìn)行自主散熱以及擁有照明、防護(hù)等級(jí)、銘牌等。

（四）PLC模塊的接線設(shè)計(jì)。CPU、電源、I/O模塊的設(shè)計(jì)都屬于PLC模塊設(shè)計(jì)的主要范疇，因此在進(jìn)行PLC設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)者需要對各個(gè)模塊的接口原理進(jìn)行熟悉，了解各個(gè)接口存在的功能以及各個(gè)模塊之間的差異，這些工作都有助于減少工作量以及避免冗余。

四、機(jī)艙設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

（一）PLC模塊組態(tài)。在進(jìn)行模塊組態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先創(chuàng)建能夠存儲(chǔ)控制器的邏輯、組態(tài)、數(shù)據(jù)以及文檔的工程文件，并且同構(gòu)PLC的模塊位置對控制器以及信息進(jìn)行控制器類型、名稱、機(jī)架大小以及槽點(diǎn)等方面的組態(tài)。在控制文件中對I/O進(jìn)行屬性的配置可以實(shí)現(xiàn)控制器與I/O之間的通信，以及對硬件設(shè)備與工程文件進(jìn)行匹配。

（二）I/O地址的分配。軟件需要進(jìn)行I/O地址分配是在PLC按照特定的邏輯順序組合在機(jī)架上安裝以后所需要做的工作，這種工作有助于CPU控制器根據(jù)邏輯地址對各個(gè)模塊的物理地址進(jìn)行訪問。

（三）數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計(jì)。PLC程序的編寫是在所有模塊的硬件組態(tài)完成之后進(jìn)行的，這些程序的編寫運(yùn)行有助于現(xiàn)場設(shè)備的信號(hào)采集工作，并且能夠就采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及做出邏輯上的判斷。以線性規(guī)則改變的模擬量在程序設(shè)計(jì)時(shí)作為主要的設(shè)計(jì)對象。

五、結(jié)語

數(shù)據(jù)采集設(shè)備作為船舶機(jī)艙設(shè)備中的關(guān)鍵部件，對于幫助船員進(jìn)行船舶運(yùn)行時(shí)機(jī)艙的行駛運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控有著至關(guān)重要的作用。但是由于船舶機(jī)艙的內(nèi)部構(gòu)造環(huán)境較為復(fù)雜以及船舶后期維護(hù)技術(shù)不夠成熟等問題導(dǎo)致當(dāng)前我國的船舶機(jī)艙采集設(shè)備存在很多不足之處。希望通過本文的一些研究工作能夠?qū)Σ杉到y(tǒng)的研制工作有些幫助。隨著時(shí)代的發(fā)展，我國的船舶技術(shù)要走的路還很長，它需要我們每一位建設(shè)者的努力與貢獻(xiàn)。

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