物联网网关支持下的船舶电力远程安全防护机制

一、背景

随着物联网技术的发展，船舶行业对智能化、远程化管理的需求日益增长。传统的船舶电力系统存在诸多管理难题，如运维不便、故障处理效率低、能耗管理粗放等。船舶在海上航行时，设备的实时监控和维护至关重要，一旦出现故障，可能会影响航行安全和效率，甚至造成巨大的经济损失。因此，构建一套可靠、高效的船舶电力远程控制系统具有重要的现实意义。

二、需求分析

·实时数据采集与监控：需要对船舶电力系统中的各类设备，如发电机组、配电柜、变频器等的运行数据进行实时采集，包括电压、电流、功率、温度等参数，以便及时了解设备的运行状态。

·故障预警与快速响应：能够对采集到的数据进行实时分析，当出现异常情况时，及时发出警报通知相关人员，并提供远程诊断和处理故障的功能，减少设备停机时间和维修成本。

·远程控制与参数调整：允许工作人员在岸上的监控中心通过网络对船舶电力设备进行远程控制和参数调整，如启停设备、调节运行参数等，提高运维效率和灵活性。

·数据存储与分析：对历史数据进行存储和分析，以便进行能耗管理、设备性能评估、故障预测等，为船舶的优化运营提供数据支持。

三、解决方案

·设备选型：选用捷米特品牌的JM-WG310-4GPLC远程控制网关作为数据采集和传输的核心设备。该网关具备强大的PLC数据采集能力，支持多种品牌和型号的PLC，如西门子、三菱、施耐德等，可满足不同船舶电力系统中设备的多样化需求。

·系统架构：

o现场设备层：包括船舶电力系统中的各种设备和传感器，如发电机组、配电柜、智能电表、温度传感器等，这些设备负责采集电力系统的运行数据。

o数据采集与传输层：JM-WG310-4GPLC远程控制网关通过网口或串口与现场设备层的PLC连接，采集设备的数据，并采用4G无线通信方式将数据上传至云端服务器。同时，网关支持MQTT协议，确保数据传输的高效性和可靠性。

o数据管理层：搭建了基于MQTT物联网平台，对采集到的数据进行存储、整理、分析和展示。运维人员可以通过电脑、手机等终端设备访问MQTT物联网平台，实现对船舶电力系统的远程监控和管理。

四、实施过程

·需求调研与方案设计：与船舶运营方和相关技术人员进行深入沟通，详细了解船舶电力系统的规模、设备分布、运行特点以及具体的需求和痛点，制定了基于JM-WG310-4G无线数传模块的船舶电力远程控制系统方案，包括系统架构设计、网络拓扑规划、数据采集点设置等。

·设备安装与调试：按照方案设计要求，在船舶电力系统的各个关键节点安装相应的设备和传感器，并将JM-WG310-4G无线数传模块与PLC进行连接。在安装过程中，确保网关的安装位置符合电磁兼容性要求，避免信号干扰，并严格按照设备安装规范进行操作。完成硬件安装后，对网关进行上电调试，配置网络参数、设备连接参数、协议转换参数等，确保网关与电力设备以及云端服务器之间的通信正常。

·平台对接与功能开发：将JM-WG310-4G无线数传模块采集到的数据通过MQTT协议上传至物联网MQTT物联网平台，并进行平台对接与功能开发。实现了数据的实时显示、历史数据查询、报警处理、远程控制等功能模块，并根据船舶电力系统的实际需求，对MQTT物联网平台界面进行了个性化定制，使其更加直观、易用，方便运维人员进行操作和管理。

·系统测试与优化：在系统实施完成后，进行了全面的测试，包括功能测试、性能测试、稳定性测试等。通过模拟各种实际运行场景，对系统的数据采集准确性、传输可靠性、响应速度、并发处理能力等进行了验证和评估。根据测试结果，对系统进行了优化和调整，确保系统的稳定运行和高效性能。

五、应用效果

·提高运维效率：运维人员可以通过MQTT物联网平台实时查看船舶电力设备的运行状态，随时随地进行远程监控和管理，无需亲自到现场进行巡检和操作，大大减少了人力和时间成本。同时，远程故障诊断和处理功能也提高了维修效率，缩短了设备停机时间。

·增强设备可靠性：通过实时监测设备的运行参数，及时发现潜在的故障隐患，并采取相应的措施进行预防和处理，有效降低了设备故障率，提高了船舶电力系统的可靠性和稳定性，保障了船舶的航行安全。

·实现精细化能耗管理：对船舶电力系统的能耗数据进行实时采集和分析，帮助运营方了解船舶的能耗状况，找出能耗高的环节和设备，制定合理的节能措施，实现精细化的能耗管理，降低了运营成本。

·提升决策科学性：基于大量的历史数据和实时数据，通过数据分析和挖掘技术，为船舶的运营管理提供科学依据，帮助决策者制定更加合理、优化的运营策略，提高了船舶的竞争力和经济效益。

有什么技术问题请与付工留言交流

审核编辑 黄宇