船舶主機(jī)機(jī)旁自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題剖析

田兆波

（中國(guó)船級(jí)社青島分社，山東 青島 266071）

1 引言

目前國(guó)內(nèi)的機(jī)旁電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)大多為集中式信號(hào)采集和控制，即機(jī)旁設(shè)置一個(gè)控制箱對(duì)全機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并執(zhí)行安保功能，其功能大體可分為安保系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)報(bào)警兩部分。其中監(jiān)測(cè)報(bào)警一般提供現(xiàn)場(chǎng)總線的接口和機(jī)艙的監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)互聯(lián)，接入現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)的控制功能大多由主機(jī)遙控廠家開(kāi)發(fā)，船東船廠單獨(dú)訂貨，在船上進(jìn)行安裝調(diào)試，主機(jī)廠參與遙控的設(shè)計(jì)調(diào)試較少。

我國(guó)機(jī)旁電氣系統(tǒng)較世界知名主機(jī)廠有一定差距，存在一些問(wèn)題。根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此類產(chǎn)品的幾個(gè)常見(jiàn)缺陷進(jìn)行分析。

2 系統(tǒng)的獨(dú)立性

各船級(jí)社均對(duì)帶有自動(dòng)化附加標(biāo)志船舶的獨(dú)立性有明確的規(guī)定。對(duì)機(jī)旁控制箱而言，因其集合了安全系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)二大功能，所以其獨(dú)立性應(yīng)從整個(gè)回路進(jìn)行剖析，即雖然裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，應(yīng)為兩套系統(tǒng)。按照中國(guó)船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》2009的規(guī)定，可總結(jié)為如下幾個(gè)方面：

1) a類保護(hù)的傳感器應(yīng)完全獨(dú)立，b類保護(hù)的傳感器可與報(bào)警系統(tǒng)合二為一。比較典型的是轉(zhuǎn)速測(cè)量單元、滑油壓力測(cè)量單元，因超速、滑油壓力低為a類動(dòng)作，故應(yīng)至少配兩套測(cè)量單元，對(duì)可換向主機(jī)，一套轉(zhuǎn)速測(cè)量單元一般由兩個(gè)傳感器組成，以測(cè)量轉(zhuǎn)向；

2) 保護(hù)系統(tǒng)的主控單元模塊和接線應(yīng)和報(bào)警系統(tǒng)完全隔離；

3) 保護(hù)系統(tǒng)的報(bào)警顯示板應(yīng)和報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警顯示板獨(dú)立；

4) 保護(hù)系統(tǒng)的供電模塊應(yīng)和報(bào)警系統(tǒng)的供電模塊獨(dú)立。

工作中碰到了幾個(gè)實(shí)例，如下所述：

案例1：某國(guó)內(nèi)制造廠的產(chǎn)品完全把安保系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)合二為一，其安保系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)共用電源模塊、傳感器和顯示板，很明顯不符合前述所有要求，不應(yīng)在具有自動(dòng)化附加標(biāo)志的船舶上使用。

案例2：某國(guó)外知名制造廠的系統(tǒng)只配備了一套轉(zhuǎn)速測(cè)量單元通過(guò)轉(zhuǎn)速信號(hào)分發(fā)單元分別送保護(hù)、報(bào)警和遙控系統(tǒng)，這也是不符合獨(dú)立性要求的，不應(yīng)使用在具有自動(dòng)化附加標(biāo)志的船舶上。

案例3：某國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的系統(tǒng)注意到了各個(gè)船級(jí)社的規(guī)范要求，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在傳感器、主控單元和顯示單元均為獨(dú)立，但是兩套系統(tǒng)共用一套電源模塊，當(dāng)一套系統(tǒng)失電時(shí)，均不能正常工作，這也是不符合獨(dú)立性要求的，同樣不應(yīng)使用在具有自動(dòng)化附加標(biāo)志的船舶上。

目前裝設(shè)在中小功率主機(jī)上的設(shè)備能符合上述所有要求的較少，在對(duì)具有自動(dòng)化附加標(biāo)志船舶自動(dòng)化系統(tǒng)驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)核查圖紙，并現(xiàn)場(chǎng)細(xì)致逐條驗(yàn)證上述的獨(dú)立性要求，以發(fā)現(xiàn)相關(guān)安全隱患，并督促?gòu)S家改進(jìn)升級(jí)。

3 越控功能

越控的功能為國(guó)際公約的要求，各船級(jí)社規(guī)范均有規(guī)定。中國(guó)船級(jí)社規(guī)定如下“為保證船舶的安全，船舶的主機(jī)一般應(yīng)設(shè)有越控的功能”。根據(jù)同類產(chǎn)品的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，越控功能的要求如下：

1) 在駕駛室安保系統(tǒng)的遠(yuǎn)傳板，駕駛員可以按下越控按鈕對(duì)安保系統(tǒng)的保護(hù)功能進(jìn)行越控。

2) 提供給駕駛員考慮的時(shí)間一般應(yīng)可調(diào)，且主機(jī)廠應(yīng)給出參考值。

近幾年工作中碰到的設(shè)備均添加了越控功能，但越控時(shí)間基本在主機(jī)出廠時(shí)由主機(jī)廠調(diào)定，主機(jī)遙控通過(guò)越控的接口和機(jī)旁控制箱連接，實(shí)現(xiàn)越控的功能。

對(duì)一些中小功率主機(jī)控制系統(tǒng)，沒(méi)有越控功能的系統(tǒng)也很常見(jiàn)，需要在驗(yàn)收時(shí)根據(jù)船舶自動(dòng)化標(biāo)識(shí)符的情況進(jìn)行核查。

4 風(fēng)浪模式的使用

近些年，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠均在自己的控制箱上添加了風(fēng)浪功能，其主要是在風(fēng)浪模式下，發(fā)生了超速停車，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速降低到80%時(shí)，主機(jī)可自動(dòng)繼續(xù)投入運(yùn)行。

針對(duì)這種模式有一些爭(zhēng)議，有觀點(diǎn)認(rèn)為這不符合船級(jí)社的要求，因?yàn)榛敬?jí)社對(duì)安保停車的要求都是需要復(fù)位才能自動(dòng)投入運(yùn)行。

在風(fēng)浪模式下，為了保證船舶的正常航行，使用風(fēng)浪模式過(guò)濾了一些誤停車同時(shí)也保護(hù)了主機(jī)和航行安全，這應(yīng)該是符合船級(jí)社要求的。

船級(jí)社的規(guī)范對(duì)復(fù)位的要求其理解為主機(jī)超速完全停車后，由于人員正在檢修或故障沒(méi)有解除，為了對(duì)主機(jī)和人員的保護(hù)，防止自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)主機(jī)，風(fēng)浪模式防止了主機(jī)的誤停車，應(yīng)該是符合規(guī)范要求的功能。

5 機(jī)旁排溫表的配備

中國(guó)船級(jí)社規(guī)范規(guī)定“氣缸直徑等于和大于200 mm的柴油機(jī)，每缸應(yīng)裝有測(cè)量排氣溫度的儀表”，目前國(guó)際上多數(shù)主機(jī)廠理解為“對(duì)帶有自動(dòng)化附加標(biāo)志的船舶，若每缸設(shè)有溫度傳感器并傳送到機(jī)旁電氣控制箱顯示，可免除單缸設(shè)置模擬溫度表”，且各船級(jí)社也是按照此條要求執(zhí)行。

工作中碰到一個(gè)案例，某油輪配備的中速主機(jī)因?yàn)榕艧煵y管損壞，廢氣完全燒毀了其排煙溫度的采集線纜，機(jī)旁控制箱無(wú)法顯示各缸排溫，船員的操作沒(méi)有排溫的參考，結(jié)果造成其中一缸連續(xù)高溫，燒毀了排氣閥，進(jìn)而損毀了增壓器。

當(dāng)然這次機(jī)損的案例不是由于沒(méi)有裝設(shè)排溫表而直接造成的，但裝設(shè)機(jī)旁表可以給船員一個(gè)選擇，故建議柴油機(jī)制造廠在配備溫度傳感器的同時(shí)也裝設(shè)機(jī)旁的溫度表。

6 外殼的防護(hù)等級(jí)

對(duì)在機(jī)艙中使用的電子設(shè)備的防護(hù)等級(jí)各船級(jí)社有統(tǒng)一規(guī)定，中國(guó)船級(jí)社的規(guī)定如下“位于固定局部水基滅火系統(tǒng)所保護(hù)的區(qū)域及其噴霧直接到達(dá)的臨近區(qū)域中的電氣和電子設(shè)備，應(yīng)有不低于IP44的防護(hù)等級(jí)”。

主機(jī)是固定局部水基滅火系統(tǒng)的保護(hù)區(qū)域，一般情況下，控制箱不會(huì)裝設(shè)在保護(hù)區(qū)域內(nèi)，若可以裝設(shè)在區(qū)域內(nèi)，應(yīng)驗(yàn)證防護(hù)等級(jí)是否滿足IP44的要求。對(duì)裝設(shè)在主機(jī)上的壓力開(kāi)關(guān)和溫度繼電器等，應(yīng)滿足IP44的要求，若不能滿足應(yīng)驗(yàn)證是否裝設(shè)有防水檔板等措施。

7 結(jié)論

機(jī)旁電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)至少滿足船級(jí)社規(guī)范的要求，以上是對(duì)常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題的分析和總結(jié)，供參考。

[1]中國(guó)船級(jí)社, 鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范（2009）. 北京： 人民交通出版社, 2009.

[2]屠宏偉, 蔡云高, 施建榮. 主機(jī)遙控系統(tǒng)就地控制站的設(shè)計(jì)當(dāng)于規(guī)范無(wú)悖[J]. 中國(guó)修船, 2001（1）：31～33.