随着计算机技术、卫星通信导航技术、虚拟仪器和船舶自动识别(AIS)技术等现代导航通讯技术飞速的发展,对船舶监测系统的研发也被提上日程。船舶监控系统可以分成不同的架构。根据监测内容的不同可以分为两类,一种是对船舶运行状态参数的监测和控制,另一种是对船舶在海上航行中地理位置,所在海域气象变化等综合因素的监测。遍及世界的大型IT企业纷纷加入对船舶监测系统的开发,并陆续的开发出了一系列的船舶监控系统,大都提供了对船舶静态信息和其周围环境信息的查询功能。83765

早期经历了船舶机舱集中监控、“无人机舱”和“微型计算机集中监控”等几个阶段,之后船舱环境监测系统向智能化发展,以“集散型微机网络”做为船舶机舱环境监测系统发展的主要标志。20世纪50年代,人们提出了“船舶自动化”的概念,船舱环境监控技术迅速发展,经历了三个发展阶段,下面分别进行阐述。

(1)。集中型监控系统

在20世纪60年代,船舶机舱集中监控系统是日本、丹麦等国最先建立起来的。这种系统的典型特点是船舶各个机舱的温度、湿度、噪声、烟雾浓度等环境参数以及动力设备的运转状况均由安装在集中监控室中的一台计算机进行集中测量和监控[1-3]。集中监控室中设立的计算机,须具备功能强、运算速度快的特点,能够实现对整个船舶机舱内的几百个参数进行监测,对数十个监控对象进行调节。集中监控系统成本高,同时如果主控计算机发生故障,会造成整个系统瘫痪,系统的可靠性难以保证。论文网

图1-1集中型监控系统结构

随着大规模集成电路技术的发展成熟,计算机的造价也随之降低,功能增强,高可靠性的计算机及计算机网络技术广泛应用在工业过程控制中。集散型船舶机舱监控系统成为船舶自动化领域的必然发展趋势[4]。

(2)。集散型监控系统

1975年,美国霍尼韦尔(Honeywell)公司推出了TDC2000,是世界上第一套集散型监控系统。它是一种由多台计算机构成的集中和分散控制相结合的控制系统,基本思想是在整个机舱内建立多个监控子系统,然后将监控任务分配给各个子系统,共同分担集中型监控系统中由一台计算机负责的监控任务,

分散监控得以实现;同时在监控通信网络中设立一台面向用户管理层的监控

主机,各个通信子系统的主控单元通过高速局域网与这台管理层计算机连在一起,实现了集中管理、数据资源共享。以太网是船舶集散型系统中常采用的局部网络[5-6]。图1-2集散型监控系统结构

(3)现场总线型监控系统

随着计算机技术,智能控制技术、网络通信技术的使用日臻成熟,特别是现场总线技术在工控领域的广泛应用,使计算机控制子系统的功能向网络化、智能化、模块化发展。现场总线系统(fieldbuscontrolsystem,FCS)是在生产现场采用现场总线技术将多种控制器、数据采集设备、各种执行机构通过通信媒体连接起来实现数据快速通信的网络系统,并且它能够现实全数字、双向的数据通信。典型现场总线监控系统结构如图1-3所示,从二十世纪九十年代起,FCS在船舶监控中得到广泛的应用,用来连接机舱现场监控设备与各种自动化控制系统。代表产品有NORCONTROL公司的DAIACHIEFC20系统[7]。这种系统具有控制模块集成度高、性能高度可靠的特点,通过数字信号与上位机之间进行通信。而且微机与下层的智能仪表间的通信采用先进的CAN、LONWORK、FC基金总线等方式,使通信更加快速可靠[8]。

目前,为了资源共享和提高监控设备的监控功能,将机舱内监测设备及可共享的设备通过计算机网络互连起来,实现了智能控制和全船联网。日本及欧洲一些船舶发展先进的国家已经实现了船舶综合自动化系统,使无人机舱成为现实。

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