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[摘 要]随着社会经济的不断发展，船舶照明系统也开始逐渐往节能控制的方向发展，本文将对这种新型船用照明节能控制系统进行分析，并借助较为成熟的软硬件产品，对船东所想的高附加值船舶使用的控制及节能要求进行探讨，应用实用、简单及性价比较高的方式，来设计一套全新的构想，以此使日后绿色船舶在照明的控制方面能有一套全新的解决方案。
[关键词]船舶照明；节能控制；技术
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章編号：1009-914X（2016）14-0107-01
现阶段船用技术的发展迅速，而船舶设备以及制造工艺也在日益更新，而船舶航行的生活条件以及操控技术也有了较大的完善；加上目前人们在节能环保意识上的重视，让人们对所有耗能领域都有较高的关注，并以此制定了一些相关规范，对其进行更为严格的限制。本文将从关于船舶智能化节能照明控制系统、就地控制系统、硬件控制系统、控制软件的应用与编程以及系统节能五个方面分别来进行论述。
一、关于船舶节能照明控制系统
船舶智能化节能照明控制系统是集现代数字控制与多种控制方式以及网络技术与照明技术为一体的一种控制系统。而在船舶智能照明控制系统中主要是由硬件、软件以及通讯系统三个部门所组成。其硬件系统中就包含了控制站以及就地控制系统，而两者是通过通讯系统来讲控制参数进行相应传输的，以此使之智能化照明的遥控及控制等显示任务得以完成[1]。
二、硬件通讯系统
在硬件通讯系统中还包含了分层网关、控制站以及MODBUS专用双绞屏蔽线等。其分控制盒主要负责的是采集就地信号以及控制信号的发出，而分控制盒当中逻辑控制模块，针对的是信号采集后的逻辑分析，并将其信号转换及输入输出模块进行传输；而信号转换模块是所采集到的所有信息逐渐转变为MODBUD RTU信号，在通过网关收集之后再发至工作站。其网关负责把MODBUS RTU信号渐渐转变为MODBUS TCP信号，将其送至控制工作站中，而在控制站显示屏上能完善控制及监控照明系统的相关工作，因发出或采集到的是数字量信号，这主要是继电器开闭的信号。而在信号进入到微处理器CPU之前，必须先行经过驱动器[2]。
三、就地控制系统分析
就地控制系统就是通过分控制盒以及热红外触发电路来进行对应的就地控制，而在分控制盒中应用编码技术来定位编码，并进行通讯及控制。其中最重要的硬件就是分控制盒以及热红外触发电路。在热红外传感器中存在三个关键性的元件，分别是匹配低噪放大器、热释电红外感器以及菲涅尔滤光透镜。其中匹配低噪放大器的主要作用就是如果探测器上面的环境温度在持续升高，特别是即将与人体常温相接近时，其传感器灵敏度就会不断下降，并由它补偿放大器增益，以此使灵敏度不断增加。而热释电红外传感器是通过滤光晶片红外辐射能量中的相关变化来逐渐转换成为电信号，也就是热电的转换[3]。
分控制盒是将IO转换成输入输出、MODBUS RTU以及逻辑控制等三个模块组成。其就地控制方式也可以分成手动及自动控制，但多数应用手动控制方式。如果自动状态启动按钮按下，那么控制就会立即进入到自动触发状态中；如果人员在进入到热红外触发单元后有所感应时，就会经过输出或输入模块将主控制继电器触发，以此点亮照明灯[4]。如果人在房间当中，热红外触发单位就能感应到人存在，让主控制继电器能时刻处在保有状态当中；如果人离开房间，那么辅控制继电器的线圈就会失电，那么在数秒延时之后，常开辅助触点就会断开，并且还会导致主控制继电器因为失电所以灯灭；而灭灯这个动作在工作站中就能应用分控制盒来遥控完成。就地控制盒对安装在上层建筑区域当中的走道以及公共处所中，主要对这些地方照明的开关进行控制；而控制机舱照明系统能通过机舱值班员报警系统来实现。如果机舱没有人值班的时候，那么正常的照明就会自行断开；而如果有人值班的时候，那么正常照明就会立即自动接通；而应急照明要时刻保持，其机舱正常的照明信号需通过控制盒来进行传递，最后传递至控制站，同时也可以应用控制盒来进行相关遥控。
四、控制软件的应用与编程
控制站可以应用施耐德Magelie XBT CC系列来对单元进行显控，其编程软件应用Vijeo Designer7.0。XBT CC图形控制器的功能如下。
（一） 可提供的控制功能
应用5种IEC语言，能使逻辑控制程度有效执行；远程扩展模块与管理内置的离散I/O；对远程扩展模块中模拟的I/O进行管理，同时还能对CANopen现场总线上面的设备进行相应管理[5]。
（二） 人-机界面功能予以提供
应用8种类型模拟动画，分别是运动、触摸、填充、尺寸、旋转、改变颜色、数值显示以及隐藏等；其中字母与数字数值能有一定的修改与显示；而日期与时间也所有显示；同时带有记录趋势以及实时的相关区县；并且报警显示、记录以及管理；可进行多窗口的管理；操作员能对页面进行查询；语言管理要多应用；进行配方管理；可通过Java脚本来进行相关的数据处理；可进行配方管理；可将条形码阅读器与打印机进行串行管理[6]。其XBT总段现阶段以及逐渐成为透明就绪的设备及体系。
五、探讨系统节能
本文以32万tVLCC船为例，其全船总共的主照明功耗大概是97kW。因为每个区域照明要求不一样，所以依照以往数据的统计来看：上层建筑部分多数为11h左右，而总功率大概是60kW左右，而机舱内大概是24h，其总功率约为25kw。如果这个船的照明系统都是应用这个控制系统，那么就以机舱部分技能80%以及部分节能30%来进行计算，其每天能技能大概625kW·h；而以该船用重油850美元每吨来进行计算，即使在常用低速主机燃油消耗率167g/（kW·h）的情况之下，其每千瓦燃油的价格就是美元，所以每天能节约89美元，其一年可节约32485美元[7]。
结束语
该船所应用的照明控制系统是与高附加值船型课题进行研究的相关内容。因为硬件与实验条件的制约，目前还处在一个初期的设想当中。而系统中所应用的软硬件设计都是现阶段市场上较为成熟的产品，不过有一些特殊模块还是需要与器件厂家相配合进行探讨及开发。应用Modbus协议能基本进行通讯，因为其速度较快、其抗感染性也较强、而且误码率也比较低、而电路又相对较简单，所以让很多功能都能得以实现。在这项研究当中，尽管现阶段只针对照明系统，但如能将其他类型的传感器加入到就地单元中，就能为其小规模系统的相关监控提供有效借鉴。
参考文献
[1] 王立波，陶志超.船舶照明节能控制技术研究[J].船舶，2013，03（03）：369-372.
[2] 张军朝.路灯、景观灯照明控制系统节能技术研究[D].太原理工大学，2012，03（07）：155-156.
[3] 夏宝莹，黄勇，王德哲.照明节能在海洋石油设施上的应用[J].化学工程与装备，2014，07（03）：168-172+64.
[4] 初众.船舶电力系统新型模拟电子负载的研究与设计[D].大连海事大学，2014，03（05）：222-223
[5] 李晓丽.高校照明节电技术和管理方案研究[D].郑州大学，2013，04（12）：105-107.
[6] 李乐，杨程，王毓蓉.船舶绿色照明光源技术探讨[A].中国科学技术协会、广东省人民政府.第十七届中国科协年会——分6中国海洋工程装备技术论坛论文集[C].中国科学技术协会、广东省人民政府：，2015，03（07）：250-251.
[7] 潘有彬，赵伟，陈小洪，宋春雷.VLCC超级油轮照明设备的特性[J].中国照明电器，2014，10（03）：116-121.
[关键词]船舶照明；节能控制；技术
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章編号：1009-914X（2016）14-0107-01
现阶段船用技术的发展迅速，而船舶设备以及制造工艺也在日益更新，而船舶航行的生活条件以及操控技术也有了较大的完善；加上目前人们在节能环保意识上的重视，让人们对所有耗能领域都有较高的关注，并以此制定了一些相关规范，对其进行更为严格的限制。本文将从关于船舶智能化节能照明控制系统、就地控制系统、硬件控制系统、控制软件的应用与编程以及系统节能五个方面分别来进行论述。
一、关于船舶节能照明控制系统
船舶智能化节能照明控制系统是集现代数字控制与多种控制方式以及网络技术与照明技术为一体的一种控制系统。而在船舶智能照明控制系统中主要是由硬件、软件以及通讯系统三个部门所组成。其硬件系统中就包含了控制站以及就地控制系统，而两者是通过通讯系统来讲控制参数进行相应传输的，以此使之智能化照明的遥控及控制等显示任务得以完成[1]。
二、硬件通讯系统
在硬件通讯系统中还包含了分层网关、控制站以及MODBUS专用双绞屏蔽线等。其分控制盒主要负责的是采集就地信号以及控制信号的发出，而分控制盒当中逻辑控制模块，针对的是信号采集后的逻辑分析，并将其信号转换及输入输出模块进行传输；而信号转换模块是所采集到的所有信息逐渐转变为MODBUD RTU信号，在通过网关收集之后再发至工作站。其网关负责把MODBUS RTU信号渐渐转变为MODBUS TCP信号，将其送至控制工作站中，而在控制站显示屏上能完善控制及监控照明系统的相关工作，因发出或采集到的是数字量信号，这主要是继电器开闭的信号。而在信号进入到微处理器CPU之前，必须先行经过驱动器[2]。
三、就地控制系统分析
就地控制系统就是通过分控制盒以及热红外触发电路来进行对应的就地控制，而在分控制盒中应用编码技术来定位编码，并进行通讯及控制。其中最重要的硬件就是分控制盒以及热红外触发电路。在热红外传感器中存在三个关键性的元件，分别是匹配低噪放大器、热释电红外感器以及菲涅尔滤光透镜。其中匹配低噪放大器的主要作用就是如果探测器上面的环境温度在持续升高，特别是即将与人体常温相接近时，其传感器灵敏度就会不断下降，并由它补偿放大器增益，以此使灵敏度不断增加。而热释电红外传感器是通过滤光晶片红外辐射能量中的相关变化来逐渐转换成为电信号，也就是热电的转换[3]。
分控制盒是将IO转换成输入输出、MODBUS RTU以及逻辑控制等三个模块组成。其就地控制方式也可以分成手动及自动控制，但多数应用手动控制方式。如果自动状态启动按钮按下，那么控制就会立即进入到自动触发状态中；如果人员在进入到热红外触发单元后有所感应时，就会经过输出或输入模块将主控制继电器触发，以此点亮照明灯[4]。如果人在房间当中，热红外触发单位就能感应到人存在，让主控制继电器能时刻处在保有状态当中；如果人离开房间，那么辅控制继电器的线圈就会失电，那么在数秒延时之后，常开辅助触点就会断开，并且还会导致主控制继电器因为失电所以灯灭；而灭灯这个动作在工作站中就能应用分控制盒来遥控完成。就地控制盒对安装在上层建筑区域当中的走道以及公共处所中，主要对这些地方照明的开关进行控制；而控制机舱照明系统能通过机舱值班员报警系统来实现。如果机舱没有人值班的时候，那么正常的照明就会自行断开；而如果有人值班的时候，那么正常照明就会立即自动接通；而应急照明要时刻保持，其机舱正常的照明信号需通过控制盒来进行传递，最后传递至控制站，同时也可以应用控制盒来进行相关遥控。
四、控制软件的应用与编程
控制站可以应用施耐德Magelie XBT CC系列来对单元进行显控，其编程软件应用Vijeo Designer7.0。XBT CC图形控制器的功能如下。
（一） 可提供的控制功能
应用5种IEC语言，能使逻辑控制程度有效执行；远程扩展模块与管理内置的离散I/O；对远程扩展模块中模拟的I/O进行管理，同时还能对CANopen现场总线上面的设备进行相应管理[5]。
（二） 人-机界面功能予以提供
应用8种类型模拟动画，分别是运动、触摸、填充、尺寸、旋转、改变颜色、数值显示以及隐藏等；其中字母与数字数值能有一定的修改与显示；而日期与时间也所有显示；同时带有记录趋势以及实时的相关区县；并且报警显示、记录以及管理；可进行多窗口的管理；操作员能对页面进行查询；语言管理要多应用；进行配方管理；可通过Java脚本来进行相关的数据处理；可进行配方管理；可将条形码阅读器与打印机进行串行管理[6]。其XBT总段现阶段以及逐渐成为透明就绪的设备及体系。
五、探讨系统节能
本文以32万tVLCC船为例，其全船总共的主照明功耗大概是97kW。因为每个区域照明要求不一样，所以依照以往数据的统计来看：上层建筑部分多数为11h左右，而总功率大概是60kW左右，而机舱内大概是24h，其总功率约为25kw。如果这个船的照明系统都是应用这个控制系统，那么就以机舱部分技能80%以及部分节能30%来进行计算，其每天能技能大概625kW·h；而以该船用重油850美元每吨来进行计算，即使在常用低速主机燃油消耗率167g/（kW·h）的情况之下，其每千瓦燃油的价格就是美元，所以每天能节约89美元，其一年可节约32485美元[7]。
结束语
该船所应用的照明控制系统是与高附加值船型课题进行研究的相关内容。因为硬件与实验条件的制约，目前还处在一个初期的设想当中。而系统中所应用的软硬件设计都是现阶段市场上较为成熟的产品，不过有一些特殊模块还是需要与器件厂家相配合进行探讨及开发。应用Modbus协议能基本进行通讯，因为其速度较快、其抗感染性也较强、而且误码率也比较低、而电路又相对较简单，所以让很多功能都能得以实现。在这项研究当中，尽管现阶段只针对照明系统，但如能将其他类型的传感器加入到就地单元中，就能为其小规模系统的相关监控提供有效借鉴。
参考文献
[1] 王立波，陶志超.船舶照明节能控制技术研究[J].船舶，2013，03（03）：369-372.
[2] 张军朝.路灯、景观灯照明控制系统节能技术研究[D].太原理工大学，2012，03（07）：155-156.
[3] 夏宝莹，黄勇，王德哲.照明节能在海洋石油设施上的应用[J].化学工程与装备，2014，07（03）：168-172+64.
[4] 初众.船舶电力系统新型模拟电子负载的研究与设计[D].大连海事大学，2014，03（05）：222-223
[5] 李晓丽.高校照明节电技术和管理方案研究[D].郑州大学，2013，04（12）：105-107.
[6] 李乐，杨程，王毓蓉.船舶绿色照明光源技术探讨[A].中国科学技术协会、广东省人民政府.第十七届中国科协年会——分6中国海洋工程装备技术论坛论文集[C].中国科学技术协会、广东省人民政府：，2015，03（07）：250-251.
[7] 潘有彬，赵伟，陈小洪，宋春雷.VLCC超级油轮照明设备的特性[J].中国照明电器，2014，10（03）：116-121.