船舶设备综合管理系统研制

发布时间：2020-10-15 23:57

　　目前,船舶综合平台管理系统被国外长期垄断,从而导致造船成本一直居高难下。而国内各子信息系统互为独立、数据互通困难、无法形成面向全船的综合资源与信息管理平台的现状,已经难以满足船运公司提高管理效率、节约运营成本的迫切需求。针对上述问题,本文采用硬件和软件的标准化、模块化等设计方法,研发具有自主知识产权的船舶设备综合管理系统,降低对国外系统的依赖程度,提高船舶设备及船舶管理水平,节约船舶建造成本。本文得到广东省广州市科技项目资助(项目编号:201604010080)。本文完成的主要工作如下:在简要介绍本研究课题相关背景、目的和意义基础上,就船舶设备综合管理系统的国内外研究现状展开分析。然后,对船舶设备综合管理系统的实际情况进行需求分析,制定出系统的总体架构。结合系统总体架构和当今几款主流组态软件的特点,确定用西门子的WinCC这款组态软件来作为系统的开发平台。第三,设计了船舶设备管理系统的软件系统,主要包含数据库设计、功能设计和流程设计。数据库详细设计包括数据库ER图设计、表的字段设计、数据表之间的关系设计等;功能详细设计包括值班报警功能、航行报警功能、雾笛控制功能、消防泵/舱底泵等;流程设计主要包括:值班报警功能执行流程、航行报警监测功能流程、航行报警测试功能流程、雾笛控制手动模式功能流程和自动模式功能流程以及消防泵/舱底泵功能流程。第四,系统软件的实现。主要包括数据库的实现,上位机与下位机通信的实现,以及值班报警功能、航行报警功能、雾笛控制功能、消防泵/舱底泵功能的实现等。第五,在船舶设备综合管理系统各模块功能测试基础上,对测试结果数据进行研究分析。测试模块主要包括航行报警、航行信号灯、雾笛控制、消防泵/舱底泵等。测试结果显示:航行报警功能中航行报警灯最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.512s、0.886、0.674s。雾笛控制功能中测试点雾笛最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.369s、0.556s、0.459s,测试点莫式灯最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.361s、0.484s、0.413s,测试点雾笛+莫式灯最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.716s、0.823s、0.755s。航行信号灯功能中航行信号灯打开最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.215s,0.365s,0.288s,航行信号灯关闭最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.236s,0.358s,0.294s。消防泵/舱底泵功能中1号舱底泵和2号舱底泵启动最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.352s、0.476s、0.423s;0.236s、0.365s、0.286s,消防泵启动最快响应时间、最慢响应时间以及平均响应时间分别为:0.252s、0.426s、0.348s。从以上数据可以得出各个模块在接收到上位机发出的指令动作后,响应时间均在1s内完成,符合系统预期要求。第六,根据本课题所做的工作做出总结。本系统客户端主要包括了17个子系统,这样几乎将船舶上所有的设备信息集中到统一的管理系统中,体现了这套系统的高度集成化。其次,各模块均在1s内完成上位机发出的指令动作,这表明整套系统通讯速率较高,能实时跟踪并显示设备正常运行的参数和信息。当船舶设备出现故障时,也能及时通知相关人员进行检修工作,体现了系统的稳定可靠性。此外,系统充分考虑界面可视化效果和用户交互体验。与传统的船舶设备综合管理系统相比,表征设备状态的动画效果更为逼真和绚丽。体现了系统易于操作性。
【学位单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U665.26;TP311.52
【部分图文】：

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上层网络的一个节点，主要由一台中心计算机、两台模拟设备以及三由于 ABB 公司是使用标准的网络协议，因此它和 CAE 公司的船舶综统相比较，优势就是可实现与其他设备通讯正常、兼容性好。外，挪威 Kongsberg 公司、德国 STEMENS 公司、德国 SAM Electron Logimatic 公司以及荷兰 Praxis Automation Technology 公司等国际知统制造商都掌握比较成熟的船舶自动化技术和产品。这些著名企业在服务网点，能够为顾客提供一整套完整的船舶综合自动化解决方案，累经验的过程中不停前进。1）Kongsberg 公司的 K-Chief 600 船舶自动化系统图 1 所示，Kongsberg 公司研发的 K-Chief 600 船舶自动化系统采用标以满足个性化系统的配置要求，公司为提升这款系统的性能使此系统 20000 个。系统包含了简单的报警系统、以及集成化的电站功率管理进过程控制的报警监控系统。

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图 1-2 MCS 2200 系统结构Figure 1-2 MCS 2200system structure随着通信技术和计算机技术的日益成熟，许多领域都运用了完整的计算机控制，比如驾驶、装货和机舱管理等方面[13]。船舶自动化管理和控制作为船舶科学技术领域极为重要组成部分，其技术发展和产品迭代较为频繁和迅速，多方研究显现21 世纪国际船舶自动化技术将向着模块化、网络化、集成化、智能化的方向迈进1.2.2 国内的研究现状在船舶综合管理和信息化系统的研究方面国内仍处于起步阶段，主流监控平台大都基于现场总线技术开发，且各子系统之间彼此独立运行，不仅在技术层面上落后许多，同时应用场景也相对狭窄，缺乏对全船资源进行综合管理和信息共享的平台。其船舶综合监控管理还处在一片空白的领域，与国外相对比还有很长的路要走主要是存在信息集成度低、应用水平低、管理水平落后以及船舶行业信息化发展失

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