現(xiàn)代化人機(jī)界面讓控制更靈活

　　【在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的運(yùn)輸船中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)傳感器的設(shè)置需要調(diào)整時(shí)，操控者可以不必再在狹窄的機(jī)艙里費(fèi)力往返了。利用現(xiàn)代化具有防爆能力的、通訊性能極好的儀表控制臺(tái)，就可以在船長室中對(duì)傳感器的設(shè)定進(jìn)行調(diào)整了?！?/p>本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/111434.htm

　　Mellum是一條多功能運(yùn)輸船。為了能夠完成多種多樣的物資運(yùn)輸任務(wù)，其設(shè)備配置也充滿了多樣性。除了配備消防水炮和破冰器之外，還有其他一些船舶日常操作所需的特殊裝備,其中就包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和特殊的船舶操作技術(shù)，使得該船在技術(shù)改造后一直保持先進(jìn)的技術(shù)水平。重要的是：船舶控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更換的新HMI(人機(jī)界面)系統(tǒng)不僅要滿足當(dāng)前的技術(shù)要求，計(jì)劃的更新改造方案還要考慮到應(yīng)盡可能地不用其他輔助設(shè)備就能支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。

　　每天使用的船舶操作技術(shù)

　　長期以來，在機(jī)艙中的船舶操控信息都是通過串行電纜進(jìn)行傳輸?shù)模軌蛲ㄟ^超級(jí)終端顯示在Windows系統(tǒng)中。將來，計(jì)劃在船舶的操控系統(tǒng)中采用光纖網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)換到現(xiàn)代化的過程控制系統(tǒng)中，有計(jì)劃、有步驟地實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊。船長室的工作環(huán)境對(duì)HMI提出了特殊的要求：它應(yīng)是一個(gè)自我封閉的防爆燃系統(tǒng)，同時(shí)還保證能夠在海洋環(huán)境中可靠使用。船舶的操作和控制系統(tǒng)是R.Stahl公司Open系列HMI中使用非常靈活的Panel PC系統(tǒng)。借助于匹配性能極好的接口技術(shù)，這一系列的人機(jī)界面不僅僅支持現(xiàn)在的通訊解決方案，而且也能適應(yīng)未來通訊解決方案的需要。

　　利用這一儀器，能夠非常舒適地完成各項(xiàng)船舶自動(dòng)化操控任務(wù)。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)傳感器的設(shè)置需要調(diào)整時(shí)，操控者可以不必再在狹窄的機(jī)艙中往返。利用現(xiàn)代化具有防爆能力的、通訊性能極好的儀表控制臺(tái)，就可以在船長室中對(duì)傳感器的設(shè)定進(jìn)行調(diào)整了。而在過去，則需要回到控制臺(tái)進(jìn)行調(diào)整設(shè)置。采用新技術(shù)之后，省略了大量的來回過程。

　　大批量生產(chǎn)的Open HMI的總模塊通過了DNV挪威船級(jí)社安全認(rèn)證，不僅有在易燃易爆危險(xiǎn)場合中使用的類型，在安全環(huán)境中使用的類型也都由獨(dú)立第三方測試實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了船舶操作和監(jiān)控試驗(yàn);其他的設(shè)施平臺(tái)和近海運(yùn)輸設(shè)備也都能夠獲得世界上其他船級(jí)社認(rèn)證。借助于耐海水腐蝕的金屬材料，抗振的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和足夠的抗電磁干擾保護(hù)，保障了所使用的HMI系統(tǒng)在海洋運(yùn)輸中可靠地工作之外，還具有很長的使用壽命。由于其工作環(huán)境非常惡劣，因此沒有使用傳統(tǒng)的硬盤，取而代之的是使用閃存卡。

　　模塊化易燃易爆安全防護(hù)

　　在沒有其他特殊要求的情況下，Open HMI可以在船舶上除指揮臺(tái)以外的各種地方使用，而在指揮臺(tái)中使用時(shí)則還需要進(jìn)行專門的認(rèn)證。Open HMI有著強(qiáng)大的性能和不同規(guī)格的系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的需求配置為各種立式嵌入式的控制儀器(圖1)。借助于性能強(qiáng)大的PC硬件和大型顯示器，能夠全面地展示復(fù)雜的船舶操作過程。顯示屏為19in(1in=0.0254m)的觸摸屏。從軟件技術(shù)方面來講，由于其開放性平臺(tái)，使其有著極高的使用靈活性，除了能夠采用Windows XP系統(tǒng)之外，也可以根據(jù)用戶的需求安裝Windows XP Professional系統(tǒng)。船舶的操作者可以用25種語言對(duì)船舶進(jìn)行控制，用150種不同的鍵盤進(jìn)行操作。

　　Open HMI不僅可以作為標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立系統(tǒng)使用，在必要時(shí)也可以方便地與控制面板連接起來配套使用。與其他的儀表控制計(jì)算機(jī)不同，該系列的儀表控制計(jì)算機(jī)有單獨(dú)的易燃易爆防護(hù)模式;經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)人員有目的地更換儀器中的個(gè)別元器件，可以對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行自我維護(hù)和修理。而傳統(tǒng)的HMI在易燃易爆危險(xiǎn)場合中，在修理或者更換配置時(shí)必須完全拆卸下來，離開危險(xiǎn)環(huán)境(如防爆安全等級(jí)Ex m);或者在受到嚴(yán)格監(jiān)控的條件下進(jìn)行修理(如防爆安全等級(jí)Ex q)。在Open HMI系統(tǒng)中，每一個(gè)零部件都最佳地滿足了防爆安全等級(jí)的要求，從而使得在易燃易爆危險(xiǎn)場合中費(fèi)時(shí)費(fèi)力的儀器檢修工作變得更加輕松方便了。

　　該系統(tǒng)中的少數(shù)零部件滿足了Ex m級(jí)的要求(反向澆鑄);有些元器件，例如CPU和網(wǎng)絡(luò)元器件滿足了Ex d級(jí)的要求，連接用的電路板滿足Ex e級(jí)或者Ex i級(jí)的防爆要求。接線盒的安全保護(hù)等級(jí)為Ex e，提供了與2.0版USB 16GB閃存驅(qū)動(dòng)連接的能力，也滿足了大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要。除了兩個(gè)2.0版USB接口之外，該儀器還有兩個(gè)串行接口，一個(gè)以太網(wǎng)連接接口和鍵盤、軌跡球以及條碼和卡片識(shí)讀設(shè)備的接口，其輕巧的外殼無需特殊的認(rèn)證許可。

　　Stahl公司的產(chǎn)品在出廠時(shí)，為用戶配備防爆安全保護(hù)HMI系統(tǒng)的是DNV挪威船級(jí)社認(rèn)證證書。依據(jù)其靈活的通訊能力，性能強(qiáng)大的硬件和軟件，操作非常舒適的觸摸屏和具有眾多優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得Open HMI支持不同的數(shù)據(jù)通訊方式(圖2)，在船舶操作和可視化方面成為一個(gè)新的里程碑，提供了屬于未來的解決方案。

　　船舶現(xiàn)代化改造中的五點(diǎn)技巧

　　技巧1：在定期對(duì)船舶進(jìn)行現(xiàn)代化技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)注意技術(shù)改造使用的所有元器件具有升級(jí)換代的能力。例如安裝在Mellum船舶上的HMI就帶有串行接口，隨著技術(shù)的發(fā)展將來也會(huì)通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行通訊。

　　技巧2：海洋運(yùn)輸船舶要求結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固，有些機(jī)械裝配的解決方案比電氣自動(dòng)化技術(shù)方案更有利。

　　技巧3：采取有效的措施保障工作環(huán)境惡劣的船舶正常運(yùn)行，例如選擇耐海水腐蝕的材料，足夠的電磁干擾防護(hù)以及使用對(duì)機(jī)械影響因素不敏感的閃存卡替代IT技術(shù)中常規(guī)的硬盤。

　　技巧4：是否滿足海運(yùn)安全是由挪威船級(jí)社DNV認(rèn)證來確認(rèn)的。船舶技術(shù)改造的新裝備在出廠時(shí)帶有DNV認(rèn)證證書或者類似的認(rèn)證，以便能夠順利地使用這些元器件。

　　技巧5：防爆系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)和改造一般都比較困難，而安裝使用具有防爆保護(hù)的單獨(dú)元器件會(huì)使這一工作變得非常簡單。Open HMI系統(tǒng)就是一個(gè)很好的例子，其各個(gè)元器件都滿足一定的防爆等級(jí)要求，從而使元器件、模塊的更換工作更加簡單。