船用自動化系統(tǒng)操作手冊一、系統(tǒng)概述船用自動化系統(tǒng)是集成計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的綜合平臺，主要實現(xiàn)船舶航行、動力、裝卸、安全等核心功能的自動化管理。系統(tǒng)采用分布式控制架構(gòu)，通過多層級網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)設(shè)備間數(shù)據(jù)交互，具備高可靠性、實時性和可擴展性。2025年主流系統(tǒng)已融合人工智能算法與邊緣計算技術(shù)，支持智能決策、遠程監(jiān)控及能效優(yōu)化，滿足國際海事組織（IMO）最新安全與環(huán)保規(guī)范要求。1.1核心組成系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)構(gòu)成：駕駛自動化系統(tǒng)：含自動舵、電子海圖（ECDIS）、AIS避碰系統(tǒng)及智能航行輔助模塊；機艙自動化系統(tǒng)：基于第四代DCS（分布式控制系統(tǒng)），實現(xiàn)主機、發(fā)電機、輔機的集中監(jiān)控與遠程控制；裝卸自動化系統(tǒng)：針對液貨船（如LNG運輸船）的智能裝卸臂控制、流量調(diào)節(jié)及安全聯(lián)鎖功能；動力管理系統(tǒng)（PMS）：動態(tài)分配發(fā)電機組負荷，優(yōu)化燃油消耗與排放；安全監(jiān)控系統(tǒng)：集成火災(zāi)探測、氣體檢測、視頻監(jiān)控及應(yīng)急響應(yīng)模塊。1.2技術(shù)特點冗余設(shè)計：關(guān)鍵控制器、通信網(wǎng)絡(luò)及電源采用雙冗余配置，故障切換時間＜50ms；智能算法：采用深度學(xué)習(xí)優(yōu)化航跡規(guī)劃，自動識別異常工況并觸發(fā)預(yù)警；能效優(yōu)化：通過主機轉(zhuǎn)速與螺旋槳螺距協(xié)同控制，降低油耗達8%-12%；遠程運維：支持衛(wèi)星通信實現(xiàn)岸基專家對系統(tǒng)的實時診斷與參數(shù)調(diào)校。二、駕駛自動化系統(tǒng)操作2.1自動舵操作2.1.1模式切換手動模式：通過舵輪直接控制舵角，適用于狹窄水域或緊急避讓；自動模式：設(shè)定航向（0°-359°）后，系統(tǒng)通過PID算法維持航向，航向偏差≤0.5°；航線跟蹤模式：導(dǎo)入ECDIS預(yù)設(shè)航線后，自動舵根據(jù)GPS定位與電子海圖數(shù)據(jù)，在轉(zhuǎn)向點前1海里預(yù)啟動轉(zhuǎn)向程序。2.1.2參數(shù)設(shè)置靈敏度調(diào)節(jié)：高海況時選擇“低靈敏度”（舵角變化速率≤2°/s），減少舵機頻繁動作；平靜水域選擇“高靈敏度”（速率≤5°/s）；偏航報警閾值：默認設(shè)置為±1.5海里，可通過菜單調(diào)整至±0.5-3海里。2.2AIS避碰系統(tǒng)2.2.1目標監(jiān)測系統(tǒng)實時接收周圍船舶AIS信號，在顯示屏上分三級顯示目標威脅：危險目標（CPA＜2海里，TCPA＜12分鐘）：紅色圖標閃爍并伴隨聲光報警；注意目標（CPA2-5海里，TCPA12-30分鐘）：黃色圖標；一般目標（CPA＞5海里）：綠色圖標。2.2.2自動避讓激活“自動避讓”功能后，系統(tǒng)按《國際避碰規(guī)則》生成避讓方案：對正橫前目標：優(yōu)先右轉(zhuǎn)30°-60°，保持航向直至目標CPA＞3海里；對追越目標：自動減速至70%額定航速，待目標通過后恢復(fù)原航向。2.3電子海圖（ECDIS）操作2.3.1航線規(guī)劃在主界面點擊“航線編輯”，輸入起始點、轉(zhuǎn)向點經(jīng)緯度；系統(tǒng)自動計算恒向線航向與航程，并標注航線上的禁航區(qū)、淺灘等危險物；點擊“氣象疊加”可導(dǎo)入實時風(fēng)浪數(shù)據(jù)，生成浪向修正后的建議航線。2.3.2數(shù)據(jù)更新每周通過衛(wèi)星接收更新包，包含最新海圖、航行警告及潮汐數(shù)據(jù)；更新前需備份當前數(shù)據(jù)，避免因傳輸中斷導(dǎo)致文件損壞。三、機艙自動化系統(tǒng)操作3.1DCS控制站操作3.1.1監(jiān)控界面總覽頁：顯示主機轉(zhuǎn)速、滑油壓力、排煙溫度等關(guān)鍵參數(shù)，正常狀態(tài)為綠色，超限值閃爍紅色；趨勢圖：可查看任意參數(shù)24小時歷史曲線（如主機負荷變化），點擊曲線節(jié)點顯示具體數(shù)值；報警列表：按優(yōu)先級排序（緊急＞重要＞一般），處理后需點擊“確認”消除報警音。3.1.2主機遠程控制在駕駛臺或集控室將“控制地點”切換至“遠程”；通過手柄或觸屏設(shè)定轉(zhuǎn)速（20-100%額定轉(zhuǎn)速），系統(tǒng)響應(yīng)延遲≤2秒；緊急停車時按下紅色“ES”按鈕，主機將在10秒內(nèi)切斷燃油供應(yīng)。3.2動力管理系統(tǒng)（PMS）3.2.1自動并車當船舶用電負荷超過當前發(fā)電機容量80%時，系統(tǒng)自動啟動備用發(fā)電機：檢測待并機與電網(wǎng)電壓、頻率差（允許偏差≤2%）；同步后自動閉合斷路器，負荷轉(zhuǎn)移過程無沖擊；并車完成后，原運行機組負荷降至50%-60%。3.2.2負荷限制重載詢問：啟動大功率設(shè)備（如側(cè)推器）前，系統(tǒng)自動評估電網(wǎng)裕量，不足時拒絕啟動并提示；優(yōu)先脫扣：電網(wǎng)故障時，按“保主棄輔”原則自動切斷非必要負載（如空調(diào)），保障推進與導(dǎo)航供電。四、LNG船裝卸自動化系統(tǒng)操作4.1裝卸前準備4.1.1系統(tǒng)檢查在“裝卸控制站”執(zhí)行“預(yù)冷測試”，確認裝卸臂溫度傳感器顯示-162℃（LNG沸點）時無報警；檢查緊急切斷閥（ESV）遠程操作功能，閥門全開/全關(guān)時間≤15秒；啟動氮氣吹掃系統(tǒng)，確保管道氧含量＜0.5%。4.1.2參數(shù)設(shè)定流量限制：根據(jù)碼頭接收能力設(shè)定（最大2000m3/h），系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速；壓力聯(lián)鎖：當管道壓力＞1.2MPa時，自動打開泄壓閥并聲光報警。4.2裝卸流程4.2.1裝貨操作對接完成后，點擊“裝卸模式”選擇“裝貨”，系統(tǒng)進入“就緒”狀態(tài)；遠程開啟陸側(cè)泵，當船上流量計顯示流量＞100m3/h時，啟動船上增壓泵；接近滿載（95%艙容）時，系統(tǒng)自動降低流量至30%，達到100%時關(guān)閉ESV。4.2.2應(yīng)急停止出現(xiàn)以下情況時，系統(tǒng)自動觸發(fā)緊急停車：裝卸臂位移傳感器檢測異常偏移（＞0.5m）；LNG泄漏檢測儀讀數(shù)＞500ppm；船舶橫搖角＞5°（超出安全作業(yè)范圍）。五、日常維護與故障處理5.1系統(tǒng)巡檢5.1.1每日檢查清潔操作站觸摸屏，校準亮度與觸摸精度；檢查控制器指示燈狀態(tài)（正常為綠燈常亮，閃爍表示故障）；測試UPS備用電源切換功能（斷開主電后，UPS應(yīng)維持供電≥30分鐘）。5.1.2月度檢查使用專用軟件對DCS控制器進行“健康診斷”，重點檢測CPU負載率（應(yīng)＜60%）；校準AIS天線方位角，確保接收距離≥20海里；測試火災(zāi)報警系統(tǒng)與CO?滅火系統(tǒng)的聯(lián)動功能。5.2常見故障處理故障現(xiàn)象可能原因處理步驟自動舵航向偏差大GPS信號丟失切換至“陀螺羅經(jīng)”模式，檢查GPS天線電纜主機無法遠程啟動控制權(quán)限未切換至“遠程”在集控室操作面板確認“遠程/本地”開關(guān)位置裝卸臂壓力異常升高過濾器堵塞關(guān)閉對應(yīng)臂路閥門，更換濾芯（需氮氣置換）AIS目標不顯示VHF天線故障檢查天線饋線絕緣電阻（應(yīng)＞100MΩ）5.3數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)每日備份：系統(tǒng)自動將報警記錄、操作日志存儲至本地硬盤（保留3個月）；季度備份：通過U盤導(dǎo)出DCS組態(tài)參數(shù)、PLC程序，存放于防水保險柜；恢復(fù)操作：在工程師站選擇“系統(tǒng)恢復(fù)”，導(dǎo)入備份文件后重啟控制器。六、安全注意事項6.1操作權(quán)限管理系統(tǒng)設(shè)三級權(quán)限：操作員（監(jiān)控與常規(guī)操作）、工程師（參數(shù)修改與維護）、管理員（權(quán)限分配）；密碼需包含大小寫字母、數(shù)字及特殊符號，每90天強制更換。6.2應(yīng)急操作黑匣子模式：當主系統(tǒng)故障時，關(guān)鍵參數(shù)（主機轉(zhuǎn)速、舵角、船位）自動切換至獨立備用儀表顯示；手動優(yōu)先原則：任何自動功能均可通過物理手柄或應(yīng)急按鈕強制切換至手動操作。6.3環(huán)保要求動力管理系統(tǒng)默認啟用“ECO模式”，優(yōu)先選擇低硫燃油并優(yōu)化燃燒效率；靠港前30分鐘啟動“岸電準備”程序，自動斷開主發(fā)電機并切換至岸電接入。七、技術(shù)升級與擴展7.1軟件升級通過衛(wèi)星鏈路接收廠家推送的固件更新包，升級過程需在錨泊或碼頭進行；升級前必須確認當前系統(tǒng)版本與新包兼容性，避免因硬件不支持導(dǎo)致故障。7.2功能擴展可選配“船體狀