在上世纪50年代中期,“船舶自动化”这个概念才被人提出。机舱分布式控制系统经过了全分布式现场总线、自动化单元装置和监控系统集散化以及系统的集中监控四个阶段的发展,系统的功能越发的完善,可靠性也越来越高,结构也越来越集中,不占用太多空间。84394
(1)单元装置自动化这个阶段作为机舱自动化的初始阶段,只能在某些装置上实现了自动化,如自动调节柴油机的压力和温度,还有自动舵以及自动锅炉的调节等。
(2)集中型监控系统
上世纪50年代末期,日本、丹麦等国家第一次尝试在机舱中建立起了集中监控室,并获得不小进展。监控室首次将所有需要监控的信号进行控制。这样一来船上工作人员可以非常便利的对机舱设备进行监视和遥控,大大降低操作设备的人员,从而实现了无人机舱。从20世纪60年代开始,日本、丹麦等国率先在机舱中设立了集中监控室[4]。上世纪70年代末期,微型计算机的发展逐步应用于机舱监控系统上,机舱监控水平得到很大的提高。系统不仅可以完成机舱设备的调节控制功能,还可以记录轮机日志以及巡回监测等功能。论文网
(3)集散型监控系统由于微处理器开始被广泛应用于多个行业,计算机网络技术得到了飞速发展。世界上第一套集散型控制系统在上世纪70年代由美国霍尼韦尔(Honeywell)公司推出[5]。集散型控制系统(DistributedControlSystem,DCS),又称为分布式控制系统。
(4)现场总线式全分布系统
上世纪80年代中期,现场总线成为了一种新型的现场设备。现场总线是用来将智能现场设备和自动化系统连接通信网络。现场总线可以将工业控制底层的数字通信网络互联起来使整个系统有数字性,双向性和多站性。现场总线系统(FieldbusControlSystem,FCS)是由各种传感器、大量控制器以及执行机构等通过现场总线连接起来的。现场总线系统具有集散性、开放性以及通信数字化等非常优越的特点[6]。
到了上世纪90年代以后,现场总线式全分布控制系统才开始在船舶领域发挥出作用,并得到了大量研究与发展。现场总线式全分布系统真正将当前前机舱监控报警推向最先进的水平,代表产品有挪康(NORCONTROL)公司的DatachiefC20系统、SIMENS公司的SISHIPIMAC系统等。
中国国内的船舶分布式控制系统的应用起步较晚,60年代末国内研究机构和学者开始进行船舶分布式控制系统的研究。到了80年代后期已经开发出国家自行研究的船舶分布式控制系统。进入21世纪,由几所重点船舶研究中心通过不懈努力,终于开发出了中国自己的船舶分布式控制系统,真正意义上打破了中国一直以来船舶都需进口的情况。
由于国产的船舶分布式控制系统整体水平大致相当与美国、德国20世纪80年代的水平,所以国产的船舶分布式控制系统还是与许多国家相比比较落后的。国产的船舶分布式控制系统的制造成本太高,设备功能不足,占用空间较大,精度与可靠性也不够,智能化太低,所以用国产机场监控系统的船舶在性能上要比其他国家的的许多,在市场上难以有竞争力。所以导致国内船舶行业还在引用国外生产设备,国内生产的设备命悬一线,所以船舶分布式控制系统已经成为国内非常重要的研究方向了。