ABB CMA122 是ABB集团海事事业部为其船舶与海洋工程自动化解决方案推出的一款高性能通信网关/网络接口模块。该模块专为严苛的海上环境设计,主要部署于ABB Azipod®吊舱式推进系统、船舶电站管理系统(PMS)及集成自动化系统(IAS)中,负责在不同网络和协议(如CAN、Modbus、以太网等)之间进行可靠、安全的数据转换与路由,是实现全船各子系统信息集成的关键枢纽。
应用场景:
在一艘新建的豪华游轮上,拥有极其复杂的动力系统:包括多台ABB Azipod®推进吊舱、一套庞大的柴油发电机组电站以及遍布全船的泵控、照明、通风等辅助系统。为了让驾驶台的集成桥楼系统(IBS)能够统一监控从螺旋桨转速到发电机负载的所有关键参数,并实现高效的能效管理,需要将不同制造商、使用不同通信协议的各子系统数据整合到一个统一的网络中。项目工程师在Azipod®推进控制柜和主配电板中部署了多台ABB CMA122 网关。其中一台CMA122 专门负责将Azipod®内部高速控制总线的数据,转换为标准工业以太网协议,安全地发送至全船监控网络。通过CMA122,船长在驾驶室便能实时、清晰地掌握每一个推进单元的功率、扭矩和健康状况,实现了真正意义上的“全船一张网,数据全掌控”,极大提升了船舶的操作性、安全性和运营效率。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | CMA122 |
制造商 | ABB (Marine & Ports) |
产品类别 | 船用通信网关 / 网络接口模块 |
典型应用系统 | ABB Azipod® 推进系统, 船舶IAS/PMS |
支持协议 | 通常支持CAN总线, Modbus RTU/TCP, 以太网(TCP/IP)等 |
物理接口 | 多个串行端口(如RS-485), 以太网RJ45端口 |
环境适应性 | 符合船级社标准(如DNV-GL, ABS等), 抗振动、抗冲击、宽温设计 |
防护等级 | 适用于控制柜内安装(IP20或更高,取决于具体版本) |
供电电压 | 24 V DC(标准船用直流电源) |
主要功能 | 协议转换, 数据路由, 网络隔离, 诊断与日志记录 |
关键特性 | 高可靠性、实时性、易于配置、专为海事应用优化 |
技术原理与创新价值:
创新点1:面向海事应用的坚固性与可靠性设计。
与陆用工业网关不同,ABB CMA122 从设计之初就严格遵循各大船级社(如DNV, ABS, LR)的规范。其硬件采用了高等级的元器件和加固设计,能够长期承受船舶环境中特有的振动、冲击、宽温变化(-25°C至+70°C)以及高盐雾腐蚀。这种与生俱来的“海洋基因”,确保了其在船舶寿命周期内,即使在机舱等恶劣位置也能稳定运行,是保障关键系统通信不中断的基石。
创新点2:灵活的协议栈与数据映射引擎。
该模块内置了可配置的多协议栈。工程师可以通过ABB专用的海事配置工具,以图形化方式定义每个物理端口所承载的协议(如 Port A: Modbus RTU 主站; Port B: CANopen 从站; Ethernet: Modbus TCP 服务器)。更重要的是,其强大的数据映射功能,可以将来自不同协议、不同地址的原始数据点(如“发电机1电流”),抽象并映射到统一的内部数据模型中,再以目标协议转发出去。这极大地简化了异购系统集成的复杂性。
创新点3:增强的网络隔离与安全性。
在船舶网络中,确保关键控制系统(如推进控制)与信息管理系统之间的安全隔离至关重要。CMA122 可以作为一道可靠的“防火墙”。它能够通过配置,有选择地转发数据,并阻隔不必要的网络流量或广播风暴从非安全网络侵入安全网络。这种硬件级的隔离和过滤能力,有效提升了整个船舶自动化网络的健壮性和安全性,防止了因局部网络问题导致全系统瘫痪的风险。
应用案例与行业价值:
案例:大型LNG运输船的综合能效管理系统
一艘现代化的LNG船,其运营成本极高,因此能效管理(EEMS)至关重要。系统需要实时采集并分析来自主机、发电机、锅炉、货物装卸系统以及Azipod® 推进器的上千个数据点,以优化航速、调整负荷分配。
应用流程: 在该船的ABB集成自动化系统中,CMA122 网关被战略性地部署在各个数据汇聚点。例如,连接主机监控系统的CMA122 将主机的燃油消耗率、转速等数据通过Modbus TCP上传至能效管理服务器;同时,连接Azipod®系统的另一台CMA122 则将螺旋桨推力、电机功率等关键效率参数同步送出。
带来的改进: 通过CMA122 构建的可靠数据通道,船上的能效管理系统获得了高质量、实时的全局数据。系统可以精确计算每海里燃油消耗,并给出最优的航速与发电机组负荷组合建议。船东反馈:“CMA122 网关就像我们船舶神经系统的‘交换机’,它稳定无声地工作,却让所有关键数据流动起来。基于它提供的数据,我们的能效优化系统每年为单船节省了超过3%的燃油消耗,投资回报非常显著,并且提升了我们船队的绿色运营评级。”


相关产品组合方案:
构建或维护一套完整的ABB船舶自动化与推进解决方案,以下产品与CMA122 协同工作:
ABB Azipod® 推进单元及配套控制柜: CMA122 作为其与全船网络的标准接口。
ABB AC500 PLC 系列(海事版): 用于船舶电站管理(PMS)或辅助控制系统,可通过CMA122 与上层网络集成。
ABB MNS 数字配电板: 集成智能断路器,其数据可通过内置或外置的CMA122 网关上传。
ABB 800xA 或 System 800xA 船舶版: 作为全船监控与信息管理平台,是CMA122 所转发数据的最终呈现和存储端。
ABB Marine Remote Diagnostic System (RDS): 远程诊断系统,依赖CMA122 等网关将船载设备数据安全地发送至岸基支持中心。
ABB 船用传感器与变送器: 如压力、温度、液位传感器,其信号通过本地PLC或直接经由CMA122 支持的协议(如Modbus)接入网络。
ABB 配置与诊断软件: 如CMA122 Configuration Tool,用于对网关进行设置、监控和故障诊断。
安装维护与全周期支持:
安装与调试: ABB CMA122 通常设计为DIN导轨安装,便于在标准控制柜内集成。其接线端子清晰标识,连接电源和通信电缆(如双绞线、光纤)需遵循海事布线规范,特别注意屏蔽与接地。调试工作主要在软件端完成,使用专用配置工具连接模块,根据具体的系统集成方案,加载或创建对应的协议配置与数据映射文件。模块通常支持固件升级,以增强功能或兼容性。
维护与全周期支持: 模块的可靠性极高,日常维护主要是定期检查其状态指示灯(如电源、通信活动、故障)是否正常,并确保其安装环境通风良好。得益于模块化设计,如有故障可进行整件更换。更换新模块后,导入原有配置文件即可快速恢复功能。