21世紀(jì)艦船自動化技術(shù)的最新發(fā)展

胡思魯+常成+周鑫磊+王晗+吳迪+尹越

摘 要：隨著科技的飛速發(fā)展和社會的不斷進(jìn)步，交通行業(yè)與時俱進(jìn)，其中的艦船技術(shù)也在向著自動化的方向邁進(jìn)。本文概括了艦船的發(fā)展歷史并且主要介紹了21世紀(jì)艦船技術(shù)的最新發(fā)展，深入探索了艦船的自動化技術(shù)，以期艦船可以安全環(huán)保地航運(yùn)并且可以更好的造福人類。

關(guān)鍵詞：21世紀(jì)；艦船；自動化技術(shù)；最新發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.194

1 艦船自動化發(fā)展歷史

早在20世紀(jì)七十年代艦船的自動化技術(shù)就開始萌芽了，最初只是為了達(dá)到節(jié)約人力物力的目的。最初艦船的自動化設(shè)備相對而言也比較簡單，只是包括輪機(jī)自動化、導(dǎo)航自動化、無人值班機(jī)艙、慣性導(dǎo)航、自動操控儀、GPS無線電導(dǎo)航、自動裝卸吊機(jī)、自動絞纜機(jī)、航行信號、氣笛以及報警設(shè)備等。

到了九十年代以后，海洋運(yùn)輸提出了綠色安全的要求，這一要求使得艦船自動化技術(shù)不得不進(jìn)一步提高與創(chuàng)新。為減緩溫室效應(yīng)，國際海事組織還對艦船環(huán)保節(jié)能、高效航運(yùn)提出了相應(yīng)的要求。另外，目前世界上有較多的海盜，安全航運(yùn)地問題得到了高度重視，因此艦船設(shè)備必須要有很好的安全措施，一來可以很好防止艦船事故發(fā)生，二來能對艦船故障進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控以及快速高地修復(fù)。由此可見，生產(chǎn)一批船岸一體化的安全航行自動化設(shè)備尤為重要，這也是當(dāng)務(wù)之急。

2 艦船自動化技術(shù)的發(fā)展方向

傳統(tǒng)的艦船自動化設(shè)備完好率不高，因此艦船自動化發(fā)展的方向就是安全可靠。當(dāng)代的艦船自動化技術(shù)采用了功能強(qiáng)大的電子控制模塊，通過對電腦進(jìn)行輕微二次編程設(shè)置，使得大量的自動化設(shè)備可以在同一個模塊上運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)模塊上的某一個自動化設(shè)備出現(xiàn)了故障，只需更換相應(yīng)的模塊，再將自動化設(shè)備的電腦設(shè)置傳輸過去，就可以完成對自動化設(shè)備的管理和維修。此艦船自動化設(shè)備的完好率高達(dá)90%。

3 AutoNet和PCC200的三項創(chuàng)新技術(shù)

3.1 AutoNet信息平臺

AutoNet是可以提供船岸信息一體化的平臺，其具有容量大、數(shù)據(jù)廣、成本低的優(yōu)點(diǎn)。其具體的運(yùn)轉(zhuǎn)過程為：在一條由有線或無線充當(dāng)介質(zhì)的以太網(wǎng)上鏈接船岸上的所有服務(wù)器以及電腦，然后在每一個節(jié)點(diǎn)上都安裝有數(shù)據(jù)庫芯片和平臺工作軟件包。這樣做的目的是使每個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫可以作為全平臺的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對艦船的監(jiān)控與管理。將其運(yùn)用于防止海盜、安全航運(yùn)領(lǐng)域，起到了極大的作用。

分布數(shù)據(jù)庫信息平臺是在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)得到的，此技術(shù)采用了芯片DRP2000，并將此芯片作為每個節(jié)點(diǎn)的材料，有著使用簡單、快捷高效的優(yōu)點(diǎn)。另外，此技術(shù)又可以分為三項，包括高速響應(yīng)實(shí)時監(jiān)控、控制管理一體化以及信息平臺，根據(jù)具體的環(huán)境選取最合適的技術(shù)會取得事半功倍的效果。

AutoNet信息平臺有兩個獨(dú)立的以太網(wǎng)，兩個以太網(wǎng)之間又相互連通。如果出現(xiàn)報文丟失、報錯或者斷網(wǎng)線的情況，因AutoNet信息平臺獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，上述情況對可靠性也不會產(chǎn)生影響，平臺系統(tǒng)如圖1所示。

3.2 PCC200控制器

PCC200控制器是一種全功能的可進(jìn)行二次編程的控制器，其可以解決艦船自動化設(shè)備完好率不高的問題。此PLC技術(shù)最終的自動化設(shè)備只有一種，這有利于操作人員的管理和維護(hù)，加之該程序可以進(jìn)行二次編程，這就使得船員可以根據(jù)實(shí)際需要對原程序進(jìn)行改動，使自動化設(shè)備有更強(qiáng)大的功能。另外，改動后的程序也會存儲在中心電腦上，船員再次維修時只需要從中心電腦上設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)。以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的PCC200全功能通用的控制器有著以下特點(diǎn)：

（1）編程邏輯圖有著與、或、非三種邏輯關(guān)系，且多個邏輯圖之間還可以通過引入中間變量來實(shí)現(xiàn)混合邏輯，此功能可以運(yùn)用在絕大多數(shù)的輔機(jī)控制中。

（2）對于延時器編程，可以設(shè)置不同的狀態(tài)，包括常關(guān)、常開和延時，只需要在表格中寫上要進(jìn)行的狀態(tài)即可。

（3）要設(shè)定模擬量的多少以及模擬量與邏輯編程之間的關(guān)系，只需要在邏輯圖上寫上數(shù)據(jù)庫號即可。

（4）如果輸入端子需要用可編程放大器接傳感器時，要采用萬能采集編程。

4 將AutoNet及PCC200運(yùn)用于艦船與海洋工程的實(shí)例

某大型艦采用船岸一體化系統(tǒng)，在2000年以后新造的20艘軍艦都運(yùn)用了AutoNet及PCC200技術(shù)。全國絕大多數(shù)救撈局的船只，其監(jiān)控系統(tǒng)都運(yùn)用了AutoNet及PCC200技術(shù)，其中一些民船運(yùn)用PCC200技術(shù)對電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。同樣，某大型艦輔助系統(tǒng)也采用了AutoNet及PCC200技術(shù)，并且加入了不同的指令對上百個設(shè)備進(jìn)行同時控制，極大的實(shí)現(xiàn)了自動化，且穩(wěn)定性好。

上海救撈局“自航八錨精密定位工程船”全船采用AutoNet 及PCC 整船配套技術(shù)，包括機(jī)艙及甲板機(jī)械。

5 結(jié)語

通過以上成功的案例，說明AutoNet及PCC200技術(shù)在艦船及海洋工程中得到了廣泛的應(yīng)用?？梢?，AutoNet及PCC200可以解決艦船信息平臺存在問題，抵御網(wǎng)絡(luò)病毒、設(shè)計安全可靠、且成本較低。將這些技術(shù)加以優(yōu)化創(chuàng)新，可以更好地實(shí)現(xiàn)綠色安全環(huán)保航運(yùn)，可以提高海洋工程新任務(wù)。將這些技術(shù)進(jìn)行推廣創(chuàng)新，艦船自動化技術(shù)將會打造出更廣闊的天地。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉家瑋.船海工程自動化的前沿應(yīng)用領(lǐng)域[J].中國造船行業(yè)協(xié)會艦船電氣與通導(dǎo)學(xué)術(shù)報告集，2015：12.