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论船舶自动化设备的信息化保障技术

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  摘 要:随着信息化的发展使得船舶本身的安全性大大提升,在没有增加设备整体成本的情况下提高了船舶设备的自动化水平,对我国的船舶配套的现代化具有实践价值,为赶超国际先进水平奠定了坚实的基础。
  关键词:船舶;自动化设备;信息化
  近些年来,我国已研制出可以用于信息化平台的一些产品,在一些军民船上进行了投入使用,现在技术已经成熟,且安全性、稳定性相对可靠,有一些方面已经赶上了国际化水平,可以广泛应用到船舶上,可以用于取代原有的监测报警系统,链接船上的全部电子设备,从而实现信息化。同时,自动化配套设备也获得了长足的发展,降低了与国外的差距,还能降低之前总体设计以及调试所花费的成本,进而提升了船舶的建造效率。在采用信息化平台的基础上,可以优化网络,降低硬件资源的优化配置,降低其他的配套设施。由此可见,船舶自动化的提升问题有时不仅仅是技术的问题,而更是整体的配套问题,只有考虑整体设计和协调才能更好的降低成本,提高船舶的安全和质量,从而取得相关部门的高度关注。
  一、船舶自动化系统概述
  1.电子信息化。随着互联网技术的发展和计算机的广泛应用,电气设备的通讯设施也在逐渐建立并完善,船舶的自动化水平在提升。可能只需要操作几个关键的步骤,就可以实现对整个船舶信息的把握,从而保证信息系统的流畅性。另外,影响船舶自动化系统的因素比较多,能够从众多因素中摒除干扰,简化操作流程,也可以提高自动化的水平。
  2.网络可控化。数字化和网络技术的应用无疑会提升电气自动化的水平,尤其是设备的各个零件之间的信号通道的建立,就可以完成系统的指令操作。可以说传输的关键因素在于系统总线,只要其具备链接控制各个设备并执行指令的作用,那么就可以确保整个系统的稳定和安全。当然,自动化还需要简化冗余的操作,从而充分有效的利用资源,取代传统的手工劳作,增强工作效率。
  二、船舶信息平台工作原理
  船舶信息平台的构建是相对有保障的,主要是基于以太网、专用接口、专用平台协议、交换机链路、分布是网络数据库以及电脑设备等组建。其原理并不复杂,主要是节点之间的联系,船舶中信息平台上的每个节点,都是由专用平台协议以及分布是网络数据库组成的,这样就限定了彼此之间的关系。利用每个节点协议对全网数据库加以管控,随后在一定的时间内,大约1ms,将它们变成一致同等,这需要利用比较科学、合理的设计,能够达到对数据的纠偏功能。可以说,这种实现显然是一项极具创新的发展。正因为全网的每个节点的数据库都是一致等同的,那么每个节点的端口都可以显示完整的数据库,达到对其实时读取的目标,不仅大大提高了效率,节约了大量的时间,也让系统可以容纳更多的信息量。因为每个节点都能够实现数据的共享,还可以根据需要增设或者减少节点的设置,同时运用即插即用的平台设计,完成有效数据的获取。整个系统的节点采用类似并联的结构,当平台在正常使用中,倘若个别节点由于特殊原因发生损坏,都不会影响对整体网络的使用和数据应用,可靠性和稳定性很强。系统采用了冗杂设计,因此,数据的相关性并不明显,即使个别出现错误,也不会导致其他数据的丢失。此外,数据库并未采用服务器设备,这就简化了整个系统,为更安全的工作奠定了良好的平台基础。
  三、船舶信息平台自动化系统结构
  船舶信息化平台化结构相对比较简化,在整个船舶运作过程中,各个地方都会设置交换机链路,这样就搭建了最基础的信息化平台。在交换机链路上,不仅可以将甲板、机舱设备等进行随时插入,对集控台和驾控台而言,也是非常有保障的。因为其具备混合模式,这就需要一整套设备,包括电脑、操作板、仪表以及报警灯等,以实现预期的功能。另外,可以采用全电脑操控模式,这样就可以在显示屏上直接监测信息,做到对船舶自动化设备的全面监控。
  四、可编程通用采集控制和PLC
  对于船舶设备来说,一定要具备可靠的控制力,其稳定性才能有保障,否则数据信息安全就无法实现。即设备不应该受到电脑信息系统的干扰,独立运行不会受到任何影响,这是电脑编程无法实现的功能,必须采用PLC进行独立控制。然而,在我国现阶段,由于PLC设备的开发明显要晚于其他发达国家,所以在技术上无法达到更高的要求,网络化水平偏低,各个节点之间的链接不到位,就无法将数据库信息共享,各个端口不能通过编程解决数据传输的问题,即使接入传感器也无能为力。而更为先进的PPC64型通用可编程采集控制器却轻而易举的解决了上述所有的问题,它不仅是PLC的设计版,还具备对应的信息平台的能力,主要优势体现在以下三点:
  1.这种可编程设备能进行对应的编程,也可以根据需求接入传感器设备,这样就能保证中央处理器的性能,具备一点的硬件条件,因此,在进行后期维护或者维修时仅需要调试一个硬件设备。在其内部共设有8种不同的传感器程序,对这些程序都具备输出预设,从而可以保证每个端口都能独立作业,信号的输入和输出不受因素影响,为整体设计提供了先决条件,保障了整个产品的质量水平。在船舶流动设备的维护过程中,仅仅需要准备硬件,就能够确保整个船舶正常工作。
  2.PLC的网络性相对较差,一些本机的输入输出编程勉强能应付,但是复杂的信号对接和共享就无法实现。PPC64不仅延续了PLC原本的性能,还弥补的它的缺陷,能利用网络数据库对输入和输出进行编辑和整理,从而达到和本机输入输出一样的效率,因此更加有效的提升了原本PLC的性能。
  3.PPC64还能链接到平台数据库,这样就让每个端口实现数据的实时动态共享,在不同的电脑显示屏上了解和獲取到同样的信息,而不需要进行切换、通讯的冗繁的操作,更能发挥信息平台的作用。
  五、船舶设备和信息平台联接
  1.船舶信息平台专用接口芯片。在船舶的信息平台中,在一般情况下,需要使用特制的接口芯片,这样就可以链接船舶上的所有设备,从而确保信息传输的有效性和可靠性。
  然而,信息化平台进行链接的专用协议、以太网接口等都是内部专用的,与用户使用的关系并不密切,用户可以利用分布式数据库RAM链接到总线,实现与平台之间的联系,这样就可以在1ms内共享到平台的数据信息。因此,用户的分布式数据库其实更多的是指可以对数据信息进行实时读写,通过RAM链接到信息化平台,达到共享的目的。同时,分布式数据库采用的是二字节16位,这样就可以实现对全网数据的相应读写,确保信息安全、可靠。
  2.路由器联接。在构建网络化平台的过程中,让人很容易想到运用路由器实现连接,在信息化平台搭建上,同样也少不了发挥它的作用。这些路由器主要用来连接传统设备,由于能够实现通讯向数据库的转化,所以路由器的作用发挥的更加全面。具体而言,就是传统设备一般是串口输出的,可以实现两大功能:(1)可以直接读写信息化平台的数据库;(2)可以实现只读取不发送的功能。
  六、结语
  综上所述,通过对船舶自动化设备信息化的保障,在一定阶段和程度上,不仅提升了整体设备的建造水平,降低了我国和发达国家的差距。
  参考文献:
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  [3]彭辉.关于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研析[J].科技风,2017(18).
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