摘 要:综合平台管理系统(IPMS)是通过传感器、计算机等监控和管理舰船设备的一种自动化设备。目前欧美发达国家舰船应用比较成熟。本文对加拿大CAE公司开发的综合平台管理系统进行了介绍。首先,介绍了该系统的系统组成模块及其拓扑结构,然后,对系统中的基本组成模块分别进行了介绍,在此基础上,介绍了用户可选择添加的其它功能模块。

关键词:IPMS 综合平台管理系统

中图分类号:U665文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0014-01

自动化在现代舰船平台上的广泛的应用,使得现代舰船的生存能力和操纵效率得到了空前的提高。对舰船平台上不同的自动化应用进行集成,可以使操作效率达到最优化,同时有助于舰船减少舰员。可以说,高度的集成化和自动化是现代舰船发展的必然趋势。而实现高度集成和自动化的重要形式就是建立高效的舰船综合平台管理系统。

目前世界上主要海上大国都在加紧对舰船综合平台管理系统的研究,其中美国的ABB公司和加拿大的CAE公司在该领域技术领先,在很多舰船上进行了成功应用。我国近年来也正在积极开展相关的研究。为了解该技术在国际上的发展现状,探讨适合我国国情的舰船综合平台管理系统,本文对比较有代表性的加拿大CAE公司开发的综合平台管理系统进行介绍。

1 系统结构

综合平台管理系统是一个分布式结构的实时数字化控制系统。这个开放式的系统包含有用来进行数据的获取、控制的远程终端单元(RTU)和多功能控制台,控制台为处在船的不同地方的操作者提供人机交互界面(HMI)。整个系统通过冗余数据总线进行连接。系统通过多点传送的方法保证总线上数据传输的完整,同时,减少了总线上的数据通信量,缩短了数据延迟时间。数据总线的电缆被沿着船体独立的进行布置,从而能使系统具有最大的生存能力。该开放系统结构允许使用多种数据网络以满足用户的要求。它还允许综合平台管理系统通过域总线等接口与其他系统进行互联。

系统集成了舰船推进系统、电力系统、辅机和损管设备的监视和控制系统,除此之外,它还可以集成以下的功能模块:船上训练系统OBTS;损害控制系统 BDCS;数字化闭路电视系统CCTVS;基于情况(状态)的维护系统CBMS。

2 基本集成模块

2.1 人机交互界面

综合平台管理系统拥有先进的人机交互界面,是专为应用在设备复杂的军舰上而设计的。主人机交互界面设计为多功能控制台的形式,一般布置在集控室和舰桥部位。动力舱室和其他有机器的舱室拥有嵌入式控制台,用于损害管制和机旁控制。移动式操作单元利用嵌入式测试设备和软件支持紧急情况下的控制操作和故障的及时发现并修理。系统通过采用集成的控制面板和高分辨率彩色监视器来实现从控制台进行控制和监视。每个控制台是多功能的,如果应用适当的密码权限可以实现综合平台管理系统所有赋予的功能。平台具有很强的生存能力。系统的平面、分层图形方法(TLG)使得在不同缩放水平的信息实现自动过滤,保证了在任何时候有简单易读的显示。

系统采用了几种不同的页面来显示设备的总体情况、机械数据、系统图表、趋势图、警报、事件和错误消息。综合平台管理系统内置强大的警报处理技术,可以过滤掉杂乱的警报从而减少操作者的工作量,提高操作者工作效率。

2.2 数据获取和控制

系统接口可以至少接收100个信号和没有数量限制的传感器和探测器。为了管理如此大量的不同的信号,该综合平台管理系统通过使用不同密度的远程终端单元获得了一个灵活和高效的数据获取、控制的途径,这些远程终端单元可以同大量不同种类的传感器和探测器交互。这些交互数据可以直接通过电缆或者通过区域总线等传递到设备。远程终端单元获得设备传感器数据,进行合理性检测,进行门限值检查,当综合平台管理系统的其他子系统需要时为它们传递数据,处理自动控制流程,向控制器输出控制信号,进行网上或者脱机嵌入式监测。

2.3 燃气轮机控制器

使用同样的远程终端单元硬件和软件,该系统可以为当今新型军舰上使用的多种型号的燃气轮机提供气轮机控制器。综合平台管理系统拥有的既可进行训练又可实际使用的、可升级的发动机控制模块(ECM),为很多国家的海军显著的降低了设备的生命周期费用。

2.4 数据的记录、分析和制作报表

综合平台管理系统持续记录传感器数据和控制命令的变化并为其标注日期和时间。每个控制台有短期保存数据的能力,可以保存最近24个小时的数据,而通过安装在专门控制台上的可拆卸式硬盘驱动器可以保存长时间的数据。这些数据既可以在船上浏览,也可以通过岸基的设备进行分析。

3 备选集成模块

3.1 船上训练系统

综合平台管理系统包括一个先进的船上训练系统,这时需要使操作控制台工作在训练模式。除了一个留作值班外,其他所有的操作控制台都可以置于训练模式,从而使船上所有的人员进行完整的训练。其中的1台控制台被指定为指挥设备,其他的控制台在训练模式操作。如果一个或者一组值班模式的控制台出现故障,其他处在训练模式的控制台会自动转换到值班模式。船上训练系统使用实时高保真仿真船体模型、平台系统和设备,既可以实施先前设定的训练想定,又可以由船上的指挥员自己创建新的想定,这保证了训练有很强的真实感。

3.2 损害管制系统

损害管制系统功能模块包括了如下的模块。

损害部位标定:是传统的、使用声力电话和板上损管图表作业的损管控制报告系统的替代。图板被包含全船的、彩色的带有标准损管符号标记的图表代替。当损害信息一旦进入任何1台控制台,所有的控制台会自动刷新。这可以为指挥员、技术军官和损管人员提供一个实时、完整和动态刷新的损坏态势图。

自动损管系统:用来协助操作人员在出现紧急状态时做出快速和准确的反应。

船舶稳性计算机:可以为船员提供网上专家系统。本系统可以接受来自传感器或手动输入的数据以确定在正常或船体损坏状态下的船舶的稳定性。此模块可以计算重力、流体静力学各值和波浪中船的运动。系统还可以提供提高舰船稳定性的建议。

3.3 数字闭路电视系统

为了使综合平台管理系统减少操作人员,系统集成了一套数字闭路电视系统来对机舱和其它部位进行视频监控。彩色数码监视器可以利用现有的网络连接在综合平台管理系统控制台,任何控制台可以选择显示任何照相机的图像;不过,火警或进水警报会在特定的控制台上自动显示。

3.4 基于状态的维护系统

综合平台管理系统可以安装振动监控系统来对装备状态进行周期性的监测。为了实现机械设备的预先监测,平台采用专家系统软件为维护人员提供关于设备维护需求的建议。基于设备状态的而不是定期的维护大大降低了舰船生命周期内的总费用。基于状态的维护系统自动监测联机的加速计、转速计、主机、轴承、发电机的位移探针。

参考文献

[1]IPMS－INTEGRATED PLATFORM MANAGEMENT SYSTEM[EB/OL]..