0 引　言

近年来，根据需求船舶的吨位越来越大，燃油舱数量较多，燃油补给需求量大，同时动力系统燃油用户较多，因此燃油输送及供给工况复杂。为了保障系统的有效工作，需要设置非常庞大复杂的管路系统、燃油补给设备、燃油输送设备、过滤设备、净化分离设备、各类管路阀组、油舱液位监控设备等设施，为此就有必要对该系统进行需求分析和工况设计，在满足其功能需求的基础上，优化设备配置，简化管路布置。同时，设置1套匹配的智能化调驳系统，实现其系统补给、驳运和净化工况中的自动化控制操作和信息实时监测，减少系统操作过程中的人力负荷，提高系统运行的自动化、信息化和智能化。国内目前有大量学者对阀门遥控系统进行了研究并应用，包括阀门遥控的驱动类型以及原理、潜水性能试验、阀门遥控的选用和探讨、控制方案以及实船应用等^[1-5]。但阀门遥控还主要着重于对阀门的遥控启闭，比较简单，在一定程度上减少了船员的工作量，但并未从系统级形成智能化的调驳系统方案。

因此，随着船舶自动化技术的迅速发展，也为满足船舶越来越复杂而庞大的燃油管网系统以及更高的自动化需求，需设计出高效、可靠、自动化程度高的全船燃油智能补给、驳运和净化的调驳系统，对缩短燃油转运系统工作时间，减少操作人力、提高系统的运行效率具有重要的工程意义。

本文为更直观清晰地描述燃油智能化调驳系统方案，选取某6 000 t船为例，开展智能化调驳方案设计。

1 燃油智能化调驳系统组成与功能 1.1 组成

燃油智能化调驳系统主要由燃油智能补给调驳净化控制模块、阀门数据采集箱、液位采集箱、电液蝶阀、液位传感器、液位开关等组成。

1.2 主要功能

燃油智能化调驳系统能实现全船燃油补给、调驳和日用油舱净化的自动控制，具有补给、调驳、净化时的联锁与安全保护和燃油舱及相关设备状态监测报警、数据记录、查询等功能。

1）控制台

操作人员在控制台处发出控制指令，实现燃油补给、调驳、净化的远程智能控制；

下发控制指令自动实现对电液蝶阀的开/关和燃油输送泵、燃油离心分离机的启/停控制；

实时显示全船燃油舱、日用油舱的装载情况和装置内各设备运行情况，并有报警和数据存储、查询功能；

2）阀门数据采集箱

接收控制台下发的控制指令，远程控制电液蝶阀开/关以及燃油离心分离机及燃油驳运泵的启/停。采集系统中电液蝶阀开/关状态和燃油离心分离机及燃油驳运泵的运行及泵进出口压力等信息，并通过工业以太网将其传送至控制台。

3）液位采集箱

采集燃油舱、日用油舱液位高度、舱容、重量等信息，并通过工业以太网将其传送至控制台。同时在液位采集箱上有就地显示屏实时显示各舱的液位高度。

4）液位传感器

用于监测燃油舱及日用油舱的连续液位高度，输出4～20 mA电流信号至液位采集箱，并通过工业以太网远程传输到控制台。

5）液位开关

用于油舱高、低液位报警，输出开关量信号至阀门数据采集箱，提供安全保护功能，并通过工业以太网远程传输到控制台。

6）电液蝶阀

根据收到的控制指令，通过电液驱动装置驱动蝶阀的方式开启和关闭蝶阀，起到燃油管路连通和隔断的作用。

2 燃油智能化调驳系统架构 2.1 管路系统构架

该船包括10个燃油舱和4个日用燃油柜，如图1所示。其中燃油系统设备包括2台电动燃油驳运泵、2台燃油分油机，下面就围绕以上油舱分布和设备配置的方案，对某型船的智能化燃油补给、驳运和净化的调驳系统进行方案的设计。

燃油系统管系设计方案采用双总管式设计方案。全船共10个燃油舱，每个燃油舱设置2个遥控阀门分别与2根总管连接。2根总管间设有遥控隔离阀。

2.2 监控系统构架

阀门数据采集箱通过工业以太网接收并执行来自控制台的电液蝶阀开/关控制指令，并将阀门的开关及故障状态信息通过工业以太网上传至控制台；燃油驳运泵、燃油离心分离机控制箱通过船用电缆接收并执行来自阀门数据采集箱的启/停泵控制指令，并将燃油驳运泵、燃油离心分离机的运行状态信号反馈给阀门数据采集箱，再通过工业以太网上传至控制台；同时阀门数据采集箱采集燃油舱液位传感器、高低位液位开关、燃油输送压力传感器等信号，并通过工业以太网将采集信息传输给控制台用于阀门及泵的联锁和保护控制。

液位采集箱采集燃油舱、日用油舱的液位信号，将采集的数据进行技术处理，在液位采集箱上通过显示屏显示各舱的液位，并通过工业以太网将数据传输给控制台。

燃油智能补给、调驳、净化智能化调驳系统监控的设备组成图如图2所示。

对燃油调驳系统的操作，在界面上只需选取驳出和驳入油舱，系统程序可以自动开启整个通路上的阀门、燃油泵或分油机等，自动完成油舱间燃油的补给、调驳和净化，同时系统实时监控油舱液位的高低，当驳出油舱达到低液位或驳入油舱达到高液位，系统自动停止调驳操作，关闭阀、燃油泵或分油机等。同时系统具有补给、调驳、净化时的联锁与安全保护功能，燃油舱及相关设备状态实时监测，监测报警数据存储不低于100 d的数据量，可供实时查询。

3 人机界面设计

在监测主画面上有燃油补给/调驳/净化/主画面/液位/数据表/报警记录等功能选择按钮。同时，在监测主画面上选择补给/调驳/净化功能按钮后画面增加自动和手动2种模式，在自动模式下同时有请求和终止功能按钮用于进入和退出自动控制。

在监测主画面上还有进入液位盲区设定/报警/数据查询等分画面的按钮。其控制主界面如图3所示。

4 结　语

通过燃油智能调驳系统方案的设计，构建了全船燃油补给、调驳和净化的智能化调驳控制系统，燃油智能化调驳系统能实现全船燃油补给、调驳和净化的自动控制，具有补给、调驳、净化时的联锁与安全保护和燃油舱及相关设备状态监测报警、数据记录、查询等功能。

通过本系统的应用，只需设定驳出和驳入油舱，就可以完成整个通路自动开启，包括阀、燃油泵、分离机等，并自动完成调驳操作，结束后自动停止运行，可以显著减少人工开启油舱和管路阀门、燃油泵、分油机的时间。同时无需人员站位在机器附近值守，所有油舱、设备、阀门等数据都可在控制台实时监控，并有自动保护和结束自动关闭功能，可以显著提高自动化水平，减少船员的工作强度。