發(fā)布時(shí)間：2020-10-15 23:57

　　 目前,船舶綜合平臺(tái)管理系統(tǒng)被國外長期壟斷,從而導(dǎo)致造船成本一直居高難下。而國內(nèi)各子信息系統(tǒng)互為獨(dú)立、數(shù)據(jù)互通困難、無法形成面向全船的綜合資源與信息管理平臺(tái)的現(xiàn)狀,已經(jīng)難以滿足船運(yùn)公司提高管理效率、節(jié)約運(yùn)營成本的迫切需求。針對(duì)上述問題,本文采用硬件和軟件的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化等設(shè)計(jì)方法,研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的船舶設(shè)備綜合管理系統(tǒng),降低對(duì)國外系統(tǒng)的依賴程度,提高船舶設(shè)備及船舶管理水平,節(jié)約船舶建造成本。本文得到廣東省廣州市科技項(xiàng)目資助(項(xiàng)目編號(hào):201604010080)。本文完成的主要工作如下:在簡要介紹本研究課題相關(guān)背景、目的和意義基礎(chǔ)上,就船舶設(shè)備綜合管理系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀展開分析。然后,對(duì)船舶設(shè)備綜合管理系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行需求分析,制定出系統(tǒng)的總體架構(gòu)。結(jié)合系統(tǒng)總體架構(gòu)和當(dāng)今幾款主流組態(tài)軟件的特點(diǎn),確定用西門子的WinCC這款組態(tài)軟件來作為系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)。第三,設(shè)計(jì)了船舶設(shè)備管理系統(tǒng)的軟件系統(tǒng),主要包含數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)和流程設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫詳細(xì)設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)庫ER圖設(shè)計(jì)、表的字段設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系設(shè)計(jì)等;功能詳細(xì)設(shè)計(jì)包括值班報(bào)警功能、航行報(bào)警功能、霧笛控制功能、消防泵/艙底泵等;流程設(shè)計(jì)主要包括:值班報(bào)警功能執(zhí)行流程、航行報(bào)警監(jiān)測功能流程、航行報(bào)警測試功能流程、霧笛控制手動(dòng)模式功能流程和自動(dòng)模式功能流程以及消防泵/艙底泵功能流程。第四,系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)。主要包括數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn),上位機(jī)與下位機(jī)通信的實(shí)現(xiàn),以及值班報(bào)警功能、航行報(bào)警功能、霧笛控制功能、消防泵/艙底泵功能的實(shí)現(xiàn)等。第五,在船舶設(shè)備綜合管理系統(tǒng)各模塊功能測試基礎(chǔ)上,對(duì)測試結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析。測試模塊主要包括航行報(bào)警、航行信號(hào)燈、霧笛控制、消防泵/艙底泵等。測試結(jié)果顯示:航行報(bào)警功能中航行報(bào)警燈最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.512s、0.886、0.674s。霧笛控制功能中測試點(diǎn)霧笛最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.369s、0.556s、0.459s,測試點(diǎn)莫式燈最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.361s、0.484s、0.413s,測試點(diǎn)霧笛+莫式燈最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.716s、0.823s、0.755s。航行信號(hào)燈功能中航行信號(hào)燈打開最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.215s,0.365s,0.288s,航行信號(hào)燈關(guān)閉最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.236s,0.358s,0.294s。消防泵/艙底泵功能中1號(hào)艙底泵和2號(hào)艙底泵啟動(dòng)最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.352s、0.476s、0.423s;0.236s、0.365s、0.286s,消防泵啟動(dòng)最快響應(yīng)時(shí)間、最慢響應(yīng)時(shí)間以及平均響應(yīng)時(shí)間分別為:0.252s、0.426s、0.348s。從以上數(shù)據(jù)可以得出各個(gè)模塊在接收到上位機(jī)發(fā)出的指令動(dòng)作后,響應(yīng)時(shí)間均在1s內(nèi)完成,符合系統(tǒng)預(yù)期要求。第六,根據(jù)本課題所做的工作做出總結(jié)。本系統(tǒng)客戶端主要包括了17個(gè)子系統(tǒng),這樣幾乎將船舶上所有的設(shè)備信息集中到統(tǒng)一的管理系統(tǒng)中,體現(xiàn)了這套系統(tǒng)的高度集成化。其次,各模塊均在1s內(nèi)完成上位機(jī)發(fā)出的指令動(dòng)作,這表明整套系統(tǒng)通訊速率較高,能實(shí)時(shí)跟蹤并顯示設(shè)備正常運(yùn)行的參數(shù)和信息。當(dāng)船舶設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),也能及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行檢修工作,體現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。此外,系統(tǒng)充分考慮界面可視化效果和用戶交互體驗(yàn)。與傳統(tǒng)的船舶設(shè)備綜合管理系統(tǒng)相比,表征設(shè)備狀態(tài)的動(dòng)畫效果更為逼真和絢麗。體現(xiàn)了系統(tǒng)易于操作性。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U665.26;TP311.52
【部分圖文】：

上層網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，主要由一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)、兩臺(tái)模擬設(shè)備以及三由于 ABB 公司是使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此它和 CAE 公司的船舶綜統(tǒng)相比較，優(yōu)勢就是可實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備通訊正常、兼容性好。外，挪威 Kongsberg 公司、德國 STEMENS 公司、德國 SAM Electron Logimatic 公司以及荷蘭 Praxis Automation Technology 公司等國際知統(tǒng)制造商都掌握比較成熟的船舶自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品。這些著名企業(yè)在服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，能夠?yàn)轭櫩吞峁┮徽淄暾拇熬C合自動(dòng)化解決方案，累經(jīng)驗(yàn)的過程中不停前進(jìn)。1）Kongsberg 公司的 K-Chief 600 船舶自動(dòng)化系統(tǒng)圖 1 所示，Kongsberg 公司研發(fā)的 K-Chief 600 船舶自動(dòng)化系統(tǒng)采用標(biāo)以滿足個(gè)性化系統(tǒng)的配置要求，公司為提升這款系統(tǒng)的性能使此系統(tǒng) 20000 個(gè)。系統(tǒng)包含了簡單的報(bào)警系統(tǒng)、以及集成化的電站功率管理進(jìn)過程控制的報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)。

圖 1-2 MCS 2200 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Figure 1-2 MCS 2200system structure隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟，許多領(lǐng)域都運(yùn)用了完整的計(jì)算機(jī)控制，比如駕駛、裝貨和機(jī)艙管理等方面[13]。船舶自動(dòng)化管理和控制作為船舶科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域極為重要組成部分，其技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品迭代較為頻繁和迅速，多方研究顯現(xiàn)21 世紀(jì)國際船舶自動(dòng)化技術(shù)將向著模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化的方向邁進(jìn)1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀在船舶綜合管理和信息化系統(tǒng)的研究方面國內(nèi)仍處于起步階段，主流監(jiān)控平臺(tái)大都基于現(xiàn)場總線技術(shù)開發(fā)，且各子系統(tǒng)之間彼此獨(dú)立運(yùn)行，不僅在技術(shù)層面上落后許多，同時(shí)應(yīng)用場景也相對(duì)狹窄，缺乏對(duì)全船資源進(jìn)行綜合管理和信息共享的平臺(tái)。其船舶綜合監(jiān)控管理還處在一片空白的領(lǐng)域，與國外相對(duì)比還有很長的路要走主要是存在信息集成度低、應(yīng)用水平低、管理水平落后以及船舶行業(yè)信息化發(fā)展失

圖 3-4 值班報(bào)警功能 PLC 電氣接線圖Figure 3-4 Duty alarm function PLC electrical wiring diagram
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2842429