KONGSBERG DPS112 是康斯伯格海事(Kongsberg Maritime)公司K-Chief系列船舶自动化系统中的一款核心分布式处理系统单元。它是一款高性能、高可靠性的模块化控制器,专为现代船舶的集成平台系统(如K-Chief 600)设计,负责对机舱、货舱、压载、消防等系统的数据进行采集、处理、逻辑控制,并通过高速网络与上层操作站通信,是实现船舶“无人值班机舱”和全船集中监控的“智能节点”与“本地大脑”。
应用场景
在一艘穿越印度洋的18,000 TEU超大型集装箱船的集控室内,值班轮机员正通过K-Chief 600系统的大屏幕,从容监控着全船数百台设备的运行状态。在远离集控室的机舱底层、泵舱、艏侧推间,数台KONGSBERG DPS112分布式处理器正不知疲倦地工作。其中一台安装在主机遥控系统附近,专门采集主机各缸的排烟温度、冷却水压力、轴承温度等关键参数,并执行主机安全保护逻辑;另一台在泵舱,监控着压载泵、消防泵的状态,并管理阀门的开关序列。当机舱某个区域的烟雾探测器被触发,最近的DPS112会立即采集到该报警信号,通过其内置的预编程逻辑,自动启动该区域的通风挡板关闭程序,并通过高速冗余网络将报警信息毫秒级上传至集控室和驾驶台。在整个航行过程中,DPS112不仅被动收集数据,更主动执行着成千上万条连锁控制逻辑,从设备自动启停到故障安全处理,构成了船舶自动化系统坚韧而灵敏的“外周神经系统”,将船员从繁重重复的巡检和操作中解放出来,专注于更高层级的决策与优化。
核心参数速览
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | DPS112 |
制造商 | 康斯伯格海事(Kongsberg Maritime) |
产品类别 | 分布式处理系统单元 / 模块化控制器 |
所属系统 | KONGSBERG K-Chief 600 集成自动化系统(IAS) |
处理器性能 | 采用高性能工业级处理器,具备强大的数据处理和逻辑运算能力。 |
内存与存储 | 充足的内存用于运行实时控制程序,内置闪存用于存储固件、配置和事件记录。 |
通信网络 | 集成双冗余以太网接口,支持KONGSBERG专用的高速、确定性船舶自动化网络。 |
I/O连接能力 | 通过高速本地总线(如CANopen, PROFIBUS DP)连接KONGSBERG的远程I/O模块(如SIP模块),可扩展支持数百个I/O点。 |
冗余配置 | 支持处理器1:1热备冗余,主从模块间实时同步,实现无扰动切换,满足船级社最高冗余要求。 |
控制功能 | 支持IEC 61131-3标准编程,实现复杂的顺序控制、过程调节、报警管理、数据记录等功能。 |
环境适应性 | 坚固的金属外壳,设计满足船用环境:高抗振动、冲击、宽温(0-70°C)、高湿度、盐雾防护。 |
电源要求 | 24 VDC 双路冗余供电,保障极端条件下的电力供应。 |
认证标准 | 获得全球主要船级社认证(如DNV-GL, ABS, LR, BV, CCS等)。 |
物理安装 | 模块化设计,安装于标准机架或控制柜内。 |
技术原理与创新价值
创新点1:真正面向船舶的分布式、高可用性架构。
DPS112 的核心设计理念是“分布式智能”。它将控制功能从中央计算机下放到各个设备密集的区域。每个DPS112都是一个独立的控制节点,即使与集控室的网络连接暂时中断,也能基于本地程序继续维持所辖设备的基本运行和安全连锁,极大地提高了系统的生存能力和可用性。其无缝的1:1热备冗余机制,确保了单个处理器硬件故障不会导致其控制的系统(如主机安全系统)瘫痪,这是实现“无人机舱”(UMS)和“一人桥楼”(EO)认证的关键技术基础。
创新点2:开放而高效的网络与I/O集成能力。
DPS112 不仅是控制器,更是强大的系统集成器。它通过标准化的现场总线(如CANopen)连接KONGSBERG的远程I/O模块,以极低的成本扩展I/O点数。更重要的是,它通常内置多种通信协议驱动,能够作为网关,直接与第三方设备(如主/辅机遥控系统、分油机、焚烧炉的独立控制器)进行通信,读取其数据并纳入统一的监控平台。这种强大的集成能力,使得船东可以在不同造船厂、选择不同设备供应商,最终仍能通过DPS112整合成一个完整、透明的全船自动化系统。
创新点3:为全生命周期管理优化的工程与诊断。
DPS112 与KONGSBERG的工程工具(如K-Config)深度集成。控制逻辑采用图形化编程,直观易懂。其内置的详细诊断功能,可以监控处理器负载、内存使用、网络状态、每个I/O通道的健康状况。所有的配置变更、报警事件、操作记录都被安全存储,并可通过网络访问。这不仅方便了船厂的调试和交船,更为船东在船舶长达25-30年的生命周期内,进行故障排查、系统优化、备件管理乃至未来改造升级,提供了无与伦比的数据支持和便利性。
应用案例与行业价值
案例:新一代双燃料LNG动力散货船的集成自动化系统。
一艘采用LNG为主燃料的Newcastlemax型散货船,其自动化系统极度复杂,需集成主机双燃料控制、LNG供气系统(FGSS)、货舱/压载水管理以及传统的机舱监测报警。
应用价值体现:
实现复杂系统的无缝集成与安全控制:在机舱,一台DPS112专门负责集成LNG供气系统的控制单元,实时监测气体压力、温度、阀件状态,并执行从燃油到燃气的安全切换序列。其确定性的控制和高可靠性,是防止气体泄漏、确保双燃料系统安全运行的核心。另一台DPS112则集成主机遥控系统,实现与燃料模式的协调控制。
大幅提升运营效率与船员福祉:全船数十个DPS112节点构成了一个智能监控网络,将所有设备信息集中到集控室和驾驶台的少数几个工作站上。轮机员无需再穿梭于嘈杂、高温的机舱进行日常巡检,通过工作站即可完成大部分监控和操作,改善了工作环境,并允许实施“无人值班机舱”,优化了船员编制。
降低全生命周期成本:系统的模块化设计和强大的远程诊断功能,使得船上保留的备件种类和数量得以优化。当某个DPS112模块出现预警时,岸基技术支持中心可以通过卫星链路远程访问进行分析,指导船员进行预防性维护或提前准备备件,有效减少了不必要的停航等待时间,降低了运营成本。船东机务总监评价:“KONGSBERG DPS112及其K-Chief系统,为我们这艘技术复杂的船舶提供了一个稳定、透明且‘未来验证’的自动化骨架。它的分布式设计让我们对系统的可靠性充满信心,而其强大的集成能力也让日常管理变得异常高效。”


相关产品组合方案
KONGSBERG 远程I/O模块:如各种SIP(传感器接口板) 模块,用于采集模拟量、数字量信号,是DPS112的“手和眼”。
KONGSBERG 操作站:如OCP(操作员控制面板) 系列,是船员与DPS112控制系统进行交互的本地或远程人机界面。
KONGSBERG 网络交换机:构成连接所有DPS112、操作站和服务器的冗余环形以太网骨干。
KONGSBERG 网关模块:用于将DPS112系统与第三方协议(如MODBUS RTU/TCP, PROFIBUS)的设备连接。
电源分配单元:为DPS112及其I/O模块提供冗余、稳定的24VDC电源。
K-Config 工程软件:用于对DPS112及整个K-Chief系统进行组态、编程、调试和诊断的核心工具。
冗余处理器套件:包括用于实现DPS112 1:1热备冗余所需的配套模块、连接电缆和软件许可证。
机架与背板:用于安装DPS112处理器模块、通信模块和电源模块的硬件平台。
安装维护与全周期支持
安装与调试:DPS112通常安装于符合IP等级的防护箱或控制柜内,通过DIN导轨或直接螺栓固定。安装需严格遵守船舶电气规范,确保接地良好。网络电缆需使用船用级双绞线或光纤,并规范布线以减少干扰。调试工作主要通过K-Config软件在笔记本电脑上完成:首先进行网络扫描识别所有DPS112节点;然后为每个节点分配地址、下载硬件配置;接着上传并激活控制应用程序;最后进行I/O通道校准、功能测试和冗余切换测试。整个调试过程结构化、可视化,但需由经过KONGSBERG培训的工程师执行。
维护与全周期支持:日常维护主要是保持设备清洁、通风良好,检查网络和电源指示灯状态。定期通过K-Config软件或操作站上的诊断页面,查看各DPS112处理器的健康状态、事件日志和通信负载。