浅析船舶自动化设备的信息化保障技术

摘 要：随着互联网技术的深入发展，船舶监测报警系统由此承担着更加艰巨的任务，本文通过研究将其升级为船舶信息化平台，能够对接、处理更多的数据信息，采用PLC技术实现系统的独立控制。此外，信息平台能够链接多台数据化设备，通过共享数据达到对船舶管理优化的目的。加之，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

中图分类号：U665.26 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0233-02

前 言

目前，与西方发达国家相比，我国的造船的船舶自动化水平相对偏低，信息化水平也没有达到期望的标准。倘若不依赖于系统性的设计，仅仅依赖于国内二手技术拼凑而成的通讯水平，不仅达不到现有工作的需要，同时对其进行整合所花费的时间和成本同样不少，由此造成的问题在后期维护也非常麻烦。运用现时比较流行的网络分布数据库代替传统的网络节点间的通讯方式，使用专业设计的芯片就能够实现全网数据的互联，这样就可以取缔现在的繁杂通讯技术，成立信息化平台，构建更便捷的数据网络，优化船舶的整体管理，让船舶更加安全，驾控台也可以实现电脑控制，这就拉近了我们与国外先进国家技术的距离。

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。

1 船舶自动化系统概述

1.1 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。

1.2 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。

2 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，都是由专用平台协議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。

3 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。

4 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获取到同样的信息，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。

5 船舶设备和信息平臺联接

5.1 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。

5.2 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。

6 结束语

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。同时随着互联网技术的应用和发展，信息化改革的不断深入，还加强了设备的安全性与稳定性，简化的工作流程，降低了操作和维护成本，也减少了人为可能出现的数据失误，确保船舶能够更加可靠的，也推进了我国船舶事业的现代化发展。

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收稿日期：2018-10-11

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