船舶設(shè)備數(shù)字通信的應(yīng)用

王美龍

摘 要：本文介紹船舶設(shè)備通信使用現(xiàn)狀，通過實(shí)際應(yīng)用對(duì)比總結(jié)了使用通信轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)信息相比于傳統(tǒng)的信號(hào)采集方式（硬點(diǎn)連接）的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)船用通信方案進(jìn)行了適當(dāng)?shù)挠懻摗?/p>

關(guān)鍵詞：通信；環(huán)形總線；RS485/422 ； 通信協(xié)議

中圖分類號(hào)：U665.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Data Communication of Bulk Carriers Equipment

WANG Meilong

（ Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co.， Ltd. Jiangmen 529145 ）

Abstract：This paper discusses the application of data communication for equipment on bulk Carrier and summarizes the advantages of communication transmitting data information for marine equipment by comparing with the traditional signal acquisition method （point-to-point connection）.

Key words： Communication； Ring bus； RS485/422； Communication protocol

1 前言

隨著船舶自動(dòng)化水平越來越高，數(shù)字通信在船上的使用也越來越廣泛，數(shù)字通信的可靠性和通信速率完全可滿足船舶數(shù)據(jù)采集和通信要求。

數(shù)字通信相比傳統(tǒng)的硬點(diǎn)連接，有下面幾個(gè)很突出的優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)約成本；（2）擴(kuò)充方便；（3）數(shù)信類型多；（4）調(diào)試方便。船用數(shù)字通信方式的種類很多，目前用得較多的有RS485/422，、CAN網(wǎng)、以太網(wǎng)等。這些通信方式都是非常成熟的技術(shù)，可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，也可以組網(wǎng)連接，完全可以在船舶設(shè)計(jì)中充分使用。本文就數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)和現(xiàn)階段船舶上使用情況及發(fā)展趨勢作一些分析和探討。

2 數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)

（1）節(jié)約電纜成本

電纜成本的節(jié)約主要在兩個(gè)方面：節(jié)約電纜長度和節(jié)約電纜芯線。

對(duì)于電纜長度的節(jié)約，可以用我司的一些實(shí)例來說明：某船進(jìn)水報(bào)警系統(tǒng)，貨艙和首部共有17個(gè)探頭，大部分設(shè)備廠家每個(gè)探頭輸出一個(gè)開關(guān)量，只能一根一根電纜拉到采集處硬點(diǎn)連接（如圖1）；但也有些廠家采用數(shù)字通信，探頭編址采用環(huán)形總線連接（如圖2）。這兩種連接電纜長度有很大差異：圖1中共17個(gè)探頭，首部7個(gè)探頭，每根電纜約200 m；貨艙10個(gè)探頭，平均約每根電纜100 m；17根電纜總長約2 400 m。圖2中同樣17個(gè)探頭，采用數(shù)字通信的方式后，電纜可以用 環(huán)形總線連接，電纜從近到遠(yuǎn)逐個(gè)連接，總電纜長度相當(dāng)于到最遠(yuǎn)探頭一個(gè)來回長度多一點(diǎn)，只有500～600 m，即總長度只有第一種方式的1/4。并且采用環(huán)形總線連接可靠性一點(diǎn)都不差，甚至更好。

對(duì)于電纜芯線的節(jié)省就更明顯了：比如鍋爐系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)等，我司有些設(shè)備廠家使用的是硬點(diǎn)連接，每個(gè)設(shè)備有30個(gè)左右報(bào)警點(diǎn)，使用傳統(tǒng)方式一個(gè)報(bào)警點(diǎn)一對(duì)芯線，需要30對(duì)芯線的電纜，或者15對(duì)芯線的電纜兩根；而有些廠家則使用RS485通信，只要一對(duì)芯線電纜就可以，如果再備用一對(duì)，也只有兩對(duì)芯線。

船上能夠使用通信方式來節(jié)約電纜長度和電纜芯線的地方很多，但目前還沒有引起足夠的重視，因受到設(shè)備廠家的制約。從技術(shù)上來說，大多數(shù)設(shè)備若使用通信方式并不一定會(huì)造成設(shè)備成本增加，如我司使用的NABTESCO的主機(jī)遙控系統(tǒng)，從M-800-III升級(jí)到M-800-V后，使用內(nèi)部CAN網(wǎng)通訊，就明顯節(jié)約了很多電纜，并且調(diào)試、顯示方便直觀。

（2）擴(kuò)充方便

使用傳統(tǒng)的硬點(diǎn)連接方式，無論是模擬量還是開關(guān)量，一個(gè)信號(hào)需要一對(duì)芯線，電纜的芯線在設(shè)計(jì)時(shí)就定下來了。船舶在施工或者營運(yùn)中若需要增加報(bào)警點(diǎn)，如果備用芯線足夠還好，否則就需要重新增加電纜，既麻煩又增加成本。但是，若使用通信方式就不存在這個(gè)問題，通信線路已經(jīng)存在，隨時(shí)可以增加通信量，只需要通信兩端軟件設(shè)置增加就可以了。如我司曾經(jīng)使用的MAN發(fā)電機(jī)，使用RS485通信到報(bào)警，報(bào)驗(yàn)中船東臨時(shí)需要增加報(bào)警點(diǎn)，隨時(shí)就增加了。但使用洋馬發(fā)電機(jī)，使用硬點(diǎn)連接，如果要增加報(bào)警點(diǎn)就需要看電纜的備用芯線是否夠用了。

（3）通信數(shù)據(jù)類型多

采用通信方式可以傳送各種類型信息：模擬量、開關(guān)量、數(shù)字量、狀態(tài)信息，甚至?xí)r間信息、文字信息、圖片信息等，這些是硬點(diǎn)傳送無法比擬的，有些信息現(xiàn)在看似沒有多少傳送的意義，可能以后增加這些信息對(duì)使用方便性、管理方面或者售后服務(wù)方面有很大幫助，只需要設(shè)備提供這方面的功能和支持就可以。

（4）調(diào)試方便性

使用傳統(tǒng)硬點(diǎn)連接，需要每個(gè)信息量一個(gè)一個(gè)檢查正確，每個(gè)芯線都要檢查是否接通。但使用通信方式后，用專門調(diào)試工具，只要線路調(diào)通，一個(gè)信號(hào)沒有問題，就整個(gè)通信線路沒有問題。

3 數(shù)字通信使用狀況

船舶設(shè)備數(shù)字通信包括兩個(gè)方面：一個(gè)是設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部通信，另一個(gè)是設(shè)備系統(tǒng)對(duì)外通信。

（1）設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部通信

現(xiàn)在船舶設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部越來越多使用通信系統(tǒng)，如主機(jī)遙控、機(jī)艙監(jiān)測、通信導(dǎo)航等大多數(shù)廠家都使用了內(nèi)部數(shù)字通信，都是組網(wǎng)通信，各模塊數(shù)據(jù)共享，其中使用較多的是雙CAN網(wǎng)或者以太網(wǎng)?；鹁瘓?bào)警系統(tǒng)、貨艙進(jìn)水系統(tǒng)、水霧系統(tǒng)的探頭連接也有部分廠家使用內(nèi)部環(huán)網(wǎng)通信。設(shè)備內(nèi)部各部件之間使用環(huán)網(wǎng)通信后，特別是對(duì)于布置分散的設(shè)備，電纜使用量明顯下降，并且調(diào)試也方便。隨著船廠的要求以及廠家設(shè)備升級(jí)，今后將會(huì)有越來越多的廠家設(shè)備內(nèi)部連接使用網(wǎng)絡(luò)通信。

（2）設(shè)備系統(tǒng)對(duì)外通信

設(shè)備對(duì)外的數(shù)字通信使用目前參差不齊，有些廠家用數(shù)字通信，有些廠家用硬點(diǎn)連接。這些通信主要是到航行數(shù)據(jù)記錄儀和到機(jī)艙報(bào)警監(jiān)測系統(tǒng)的通信，也有部分其它設(shè)備之間的通信?，F(xiàn)階段基本上都是通信協(xié)議相互公開，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，沒有成網(wǎng)。通信方式使用最多的是RS485/422 通信，RS485/422通信使用平衡電平，抗干擾能力強(qiáng)，通信距離可以超過1 000 m，也可以多點(diǎn)組網(wǎng)通信，半雙工工作只需要一對(duì)芯線，很適合船舶設(shè)備之間通信使用。

4 數(shù)字通信發(fā)展趨勢及展望

總的來說，使用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通信是船舶設(shè)備數(shù)據(jù)采集的發(fā)展趨勢，會(huì)越來越多被使用。有些設(shè)備內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可以通過廠家之間合作擴(kuò)充到其它設(shè)備。可能將來通過船用設(shè)備通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，船用設(shè)備全部按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接口掛網(wǎng)通信，這樣設(shè)備數(shù)據(jù)采集就發(fā)展到組網(wǎng)總線通信，直接掛網(wǎng)，從網(wǎng)上提取并傳送數(shù)據(jù)。

船舶設(shè)備使用數(shù)字通信采集數(shù)據(jù)有很多優(yōu)點(diǎn)，特別是環(huán)網(wǎng)通信，可以節(jié)約大量電纜成本，相信會(huì)為更多的設(shè)備廠家接受并推廣應(yīng)用。endprint