船舶主机机旁自动化系统设计常见问题剖析

田兆波

（中国船级社青岛分社，山东 青岛 266071）

1 引言

目前国内的机旁电气系统设计大多为集中式信号采集和控制，即机旁设置一个控制箱对全机数据进行采集并执行安保功能，其功能大体可分为安保系统和监测报警两部分。其中监测报警一般提供现场总线的接口和机舱的监测报警系统互联，接入现场总线网络。主机的控制功能大多由主机遥控厂家开发，船东船厂单独订货，在船上进行安装调试，主机厂参与遥控的设计调试较少。

我国机旁电气系统较世界知名主机厂有一定差距，存在一些问题。根据实际的工作经验，对此类产品的几个常见缺陷进行分析。

2 系统的独立性

各船级社均对带有自动化附加标志船舶的独立性有明确的规定。对机旁控制箱而言，因其集合了安全系统和报警系统二大功能，所以其独立性应从整个回路进行剖析，即虽然装在一个机箱内，应为两套系统。按照中国船级社《钢质海船入级规范》2009的规定，可总结为如下几个方面：

1) a类保护的传感器应完全独立，b类保护的传感器可与报警系统合二为一。比较典型的是转速测量单元、滑油压力测量单元，因超速、滑油压力低为a类动作，故应至少配两套测量单元，对可换向主机，一套转速测量单元一般由两个传感器组成，以测量转向；

2) 保护系统的主控单元模块和接线应和报警系统完全隔离；

3) 保护系统的报警显示板应和报警系统的报警显示板独立；

4) 保护系统的供电模块应和报警系统的供电模块独立。

工作中碰到了几个实例，如下所述：

案例1：某国内制造厂的产品完全把安保系统和报警系统合二为一，其安保系统和报警系统共用电源模块、传感器和显示板，很明显不符合前述所有要求，不应在具有自动化附加标志的船舶上使用。

案例2：某国外知名制造厂的系统只配备了一套转速测量单元通过转速信号分发单元分别送保护、报警和遥控系统，这也是不符合独立性要求的，不应使用在具有自动化附加标志的船舶上。

案例3：某国内厂家生产的系统注意到了各个船级社的规范要求，设计的系统在传感器、主控单元和显示单元均为独立，但是两套系统共用一套电源模块，当一套系统失电时，均不能正常工作，这也是不符合独立性要求的，同样不应使用在具有自动化附加标志的船舶上。

目前装设在中小功率主机上的设备能符合上述所有要求的较少，在对具有自动化附加标志船舶自动化系统验收试验时，应仔细核查图纸，并现场细致逐条验证上述的独立性要求，以发现相关安全隐患，并督促厂家改进升级。

3 越控功能

越控的功能为国际公约的要求，各船级社规范均有规定。中国船级社规定如下“为保证船舶的安全，船舶的主机一般应设有越控的功能”。根据同类产品的相关经验，越控功能的要求如下：

1) 在驾驶室安保系统的远传板，驾驶员可以按下越控按钮对安保系统的保护功能进行越控。

2) 提供给驾驶员考虑的时间一般应可调，且主机厂应给出参考值。

近几年工作中碰到的设备均添加了越控功能，但越控时间基本在主机出厂时由主机厂调定，主机遥控通过越控的接口和机旁控制箱连接，实现越控的功能。

对一些中小功率主机控制系统，没有越控功能的系统也很常见，需要在验收时根据船舶自动化标识符的情况进行核查。

4 风浪模式的使用

近些年，国内主机厂均在自己的控制箱上添加了风浪功能，其主要是在风浪模式下，发生了超速停车，当主机转速降低到80%时，主机可自动继续投入运行。

针对这种模式有一些争议，有观点认为这不符合船级社的要求，因为基本船级社对安保停车的要求都是需要复位才能自动投入运行。

在风浪模式下，为了保证船舶的正常航行，使用风浪模式过滤了一些误停车同时也保护了主机和航行安全，这应该是符合船级社要求的。

船级社的规范对复位的要求其理解为主机超速完全停车后，由于人员正在检修或故障没有解除，为了对主机和人员的保护，防止自动化系统自动启动主机，风浪模式防止了主机的误停车，应该是符合规范要求的功能。

5 机旁排温表的配备

中国船级社规范规定“气缸直径等于和大于200 mm的柴油机，每缸应装有测量排气温度的仪表”，目前国际上多数主机厂理解为“对带有自动化附加标志的船舶，若每缸设有温度传感器并传送到机旁电气控制箱显示，可免除单缸设置模拟温度表”，且各船级社也是按照此条要求执行。

工作中碰到一个案例，某油轮配备的中速主机因为排烟波纹管损坏，废气完全烧毁了其排烟温度的采集线缆，机旁控制箱无法显示各缸排温，船员的操作没有排温的参考，结果造成其中一缸连续高温，烧毁了排气阀，进而损毁了增压器。

当然这次机损的案例不是由于没有装设排温表而直接造成的，但装设机旁表可以给船员一个选择，故建议柴油机制造厂在配备温度传感器的同时也装设机旁的温度表。

6 外壳的防护等级

对在机舱中使用的电子设备的防护等级各船级社有统一规定，中国船级社的规定如下“位于固定局部水基灭火系统所保护的区域及其喷雾直接到达的临近区域中的电气和电子设备，应有不低于IP44的防护等级”。

主机是固定局部水基灭火系统的保护区域，一般情况下，控制箱不会装设在保护区域内，若可以装设在区域内，应验证防护等级是否满足IP44的要求。对装设在主机上的压力开关和温度继电器等，应满足IP44的要求，若不能满足应验证是否装设有防水档板等措施。

7 结论

机旁电气系统的设计应至少满足船级社规范的要求，以上是对常见的几个问题的分析和总结，供参考。

[1]中国船级社, 钢质海船入级规范（2009）. 北京： 人民交通出版社, 2009.

[2]屠宏伟, 蔡云高, 施建荣. 主机遥控系统就地控制站的设计当于规范无悖[J]. 中国修船, 2001（1）：31～33.