造船業(yè)簡介
我國目前的造船水平及能力都位于世界前列。2010年，本土化配套設(shè)備裝船率達(dá)到60％，年船舶制造能力要達(dá)到1000萬載重噸，造船產(chǎn)量占世界份額達(dá)到25％以上，接近或超過日本，形成中、日、韓三足鼎立的格局。2015年，本土化配套設(shè)備裝船率達(dá)到80％，達(dá)2400萬載重噸造船產(chǎn)量，占世界份額達(dá)到35％以上，接近或超過韓國，成為世界一流的造船大國。2020年前后，整體技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力進(jìn)入國際前列，成為世界造船強(qiáng)國。
造船強(qiáng)國所建造出的船舶必定代表著高水平，而船舶的自動化水平必將成為一個重要的考核標(biāo)準(zhǔn)。
船舶自動化的要求
1、系統(tǒng)監(jiān)控的綜合化
由于電氣設(shè)備已經(jīng)日趨通用化、模塊化、系列化，可以做到組態(tài)靈活；計算機(jī)所有功能選擇均能通過屏幕軟件按鈕直接完成，為系統(tǒng)監(jiān)控的綜合化提供了必要的基礎(chǔ)。當(dāng)然，根據(jù)需求不同仍舊存在著先進(jìn)程度不同和性能要求不同的船舶，但是單機(jī)單控的系統(tǒng)必將逐步向綜合監(jiān)控的系統(tǒng)過渡。因?yàn)椴捎镁C合監(jiān)控的形式，可以構(gòu)成雙重或多重冗余，對提高系統(tǒng)或者全船整體可靠性是有積極意義的。
2、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化
當(dāng)前，數(shù)字化技術(shù)和總線技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟。現(xiàn)場總線是一種互聯(lián)現(xiàn)場設(shè)備（或模塊）與控制系統(tǒng)之間的雙向數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。通常采用雙層網(wǎng)，第一層為數(shù)據(jù)采集與傳送網(wǎng)，第二層為控制網(wǎng)。為保證系統(tǒng)的可靠性，控制網(wǎng)絡(luò)可采用冗余結(jié)構(gòu)。考慮到危險分散原則，按系統(tǒng)又分成若干子網(wǎng)，如：推進(jìn)系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等獨(dú)立子網(wǎng)。通過系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，功能上集各子系統(tǒng)之眾，從可靠性出發(fā)又是一個分布式系統(tǒng)；在數(shù)據(jù)采集和控制平臺上各分系統(tǒng)密切結(jié)合，但在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上又是一個主動性極強(qiáng)的系統(tǒng)，在平臺某系統(tǒng)局部受損時不影響?yīng)毩⒐ぷ鳎徊捎镁W(wǎng)絡(luò)冗余和設(shè)備冗余設(shè)計及不間斷后備電源，生存能力很強(qiáng)；具有圖像控制功能，人機(jī)界面和對話效果良好。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于采用數(shù)字化和高層次的自動化技術(shù)代替大量繁瑣的人工操作，提高工作效率是顯而易見的。它有助于減少頻繁操作和減輕人員疲勞，把船員從環(huán)境惡劣的工作場合中解放出來。
西門子網(wǎng)絡(luò)解決方案
在西門子船舶自動化方案中采用SCALANCE X-400系列工業(yè)級千兆模塊化
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，利用HSR技術(shù)組成千兆環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)。SCALANCE X-400系列工業(yè)級千兆模塊化工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)其滿足船級社認(rèn)證的指標(biāo)，集成網(wǎng)絡(luò)管理，豐富診斷功能、同時又提供大量可擴(kuò)展的端口、能夠支持光纖和雙絞線傳輸介質(zhì)。由分別安裝有千兆單模介質(zhì)模塊的6臺交換機(jī)構(gòu)成兩個千兆主干環(huán)網(wǎng)，并且都過每個環(huán)網(wǎng)的其中兩臺交換機(jī)直接通過百兆介質(zhì)模塊構(gòu)成更高可用性的冗余雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)真正的網(wǎng)絡(luò)冗余，增強(qiáng)系統(tǒng)容錯能力。
由wincc冗余服務(wù)器構(gòu)成監(jiān)控器的配置，并且通過在客戶端安裝web navigator的服務(wù)器選件，實(shí)現(xiàn)了通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布監(jiān)控界面的系統(tǒng)要求，保證船長，航海長或者機(jī)電長等重要職能人員隨時隨地監(jiān)控和指揮，保證安全。Wincc冗余服務(wù)器保證數(shù)據(jù)采集、畫面瀏覽和操作互為熱備，此外通過web負(fù)載平衡軟件可以把web客戶端的通訊平均分配到兩個冗余服務(wù)器，并在其中一個服務(wù)器故障時把客戶端自動切換熱備服務(wù)器。Wincc提供完備和開放的平臺用于嵌入第三方功能軟件、代碼和連接外部數(shù)據(jù)庫，這樣可以方便地把wincc集成到外部系統(tǒng)中，特別是信息系統(tǒng)。
西門子網(wǎng)絡(luò)解決方案的優(yōu)勢
1、工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢
（1）1000M網(wǎng)絡(luò)更好的滿足多網(wǎng)合一的需求。
（2）工業(yè)以太網(wǎng)因滿足工業(yè)控制的需求而生，所以實(shí)時性更好設(shè)備響應(yīng)時間小于10ms。（3）支持以太網(wǎng)協(xié)議的設(shè)備越來越多。
（4）與公共IP網(wǎng)絡(luò)可無縫連接，通用性好。
（5）在船舶自動化行業(yè)有眾多應(yīng)用。
2、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備的優(yōu)勢
（1）由于為工業(yè)領(lǐng)域打造，設(shè)備具有滿足惡劣環(huán)境的優(yōu)勢。
（2）可采用多種安裝方式，如卡軌、壁板安裝。
（3）寬工作溫度范圍（-40°C-70°C）滿足設(shè)備安裝在現(xiàn)場一年四季、早晚的溫度變化。
（4）通過多國船級社認(rèn)證
? 美國艦艇協(xié)會
? 英國勞氏船級社
? 挪威船級社
? 德國勞氏船級社
? 日本海事協(xié)會
? 法國船級社
? 俄羅斯船級社
（5）抗干擾能力強(qiáng)。
（6）設(shè)備平均無故障時間長（幾十至上百年），節(jié)省投資及后期維護(hù)費(fèi)用。
（7）支持工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。
（8）支持VLAN，可根據(jù)系統(tǒng)劃分，提高傳輸效率保證數(shù)據(jù)安全。支持三層交換技術(shù)，保證需要通訊的VLAN間可交換數(shù)據(jù)。
（9）支持IGMP協(xié)議，可以高效快捷的傳輸視頻源信號至多個監(jiān)測位置，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源。
3、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
（1）支持多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
（2）采用西門子HSR（快速冗余環(huán)）、西門子Standby協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)允許多個斷點(diǎn)同時出現(xiàn)， 網(wǎng)絡(luò)可快速自愈，保證通訊不中斷。
