盧迪

摘 要：現(xiàn)代技術的發(fā)展，為我國船舶行業(yè)的發(fā)展提供了技術保障，本文對船舶電氣自動化應用現(xiàn)狀進行了分析，并對其發(fā)展方向進行了展望。

關鍵詞：船舶；電氣；自動化；發(fā)展前景

船舶行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)由獨立設備的自動化控制逐漸進入到信息化和智能化的發(fā)展階段。船舶自動化最早開始于機艙設備自動化，然后發(fā)展至航行自動化、貨物裝卸自動化、動力定位自動化，基本實現(xiàn)了全船自動化。而傳統(tǒng)的機電式控制方式已經(jīng)發(fā)展成為網(wǎng)絡型、數(shù)字化和智能型的控制方式，各設備的自動化控制系統(tǒng)集成為全船自動化系統(tǒng)。如何進一步推進提高我國電氣的自動化水平，促使船舶行業(yè)向新的方向發(fā)展，成為首要解決的問題。

1 船舶電氣自動化的現(xiàn)狀

1.1 船舶電氣自動化技術分析 船舶電氣自動化是隨著控制技術、通信技術和微處理技術發(fā)展起來的一項綜合性應用技術。傳統(tǒng)電氣自動化主要指電站自動化，現(xiàn)在已經(jīng)擴展至多個領域，尤其是信息技術和集成技術的發(fā)展，為船舶電氣的自動化發(fā)展帶來了新的契機，已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了集駕駛系統(tǒng)自動化、機艙設備管理自動化和裝卸貨物自動化于一體的多功能綜合系統(tǒng)，最終實現(xiàn)一個人操縱全船設備。

1.2 自動化控制系統(tǒng) 船舶自動化控制系統(tǒng)是一個多功能一體化的綜合系統(tǒng)，主要有機艙自動化系統(tǒng)、航行自動化系統(tǒng)、機械自動化系統(tǒng)和裝載自動化系統(tǒng)集成。如機艙自動化控制系統(tǒng)可見圖1所示。

由圖1可知，機艙監(jiān)控系統(tǒng)包括兩個總工作站，若干分控制系統(tǒng)以及設立的若干個分站；2個工作站可以獨立運作，也可同時運作；若一方出現(xiàn)異常，另一方可作為備用，確保監(jiān)控的連續(xù)性。

除機艙監(jiān)測系統(tǒng)外，還有多個分控制系統(tǒng)，如用于電站管理的自動化系統(tǒng)、監(jiān)測液位的控制系統(tǒng)、壓在控制系統(tǒng)、自動導航控制系統(tǒng)等；每個分控制系統(tǒng)的功能不同，其自動化控制程度也有差異；分控制系統(tǒng)與工作母站之間的連接通過網(wǎng)絡實現(xiàn)，而船舶位置、設備的監(jiān)測、控制和操作等功能的實現(xiàn)則通過工作分站；工作站之間通過衛(wèi)星通信，在網(wǎng)絡技術的輔助下，能實現(xiàn)船舶、岸上之間信息的傳輸。如船舶設備出現(xiàn)故障，可通過定位系統(tǒng)和網(wǎng)絡技術進行故障診斷，查找故障檢修歷史記錄資料，傳輸文件等多項業(yè)務，不僅提高了船舶航行的安全性和可靠性，還減少了維修成本，實現(xiàn)了經(jīng)濟性。

2 船舶電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展

2.1 綜合化 電氣設備的標準化合模塊化設計，使得不同設備之間的通用性越來越強大，不同設備可通過集成技術做到組態(tài)靈活。計算機技術的發(fā)展促使人機界面設計更加規(guī)范化、人性化，為工作人員的操作提供了極大的便利，如操作人員可通過主菜單完成功能轉(zhuǎn)換、畫面切換等多項功能，減輕了工作人員的勞動強度，提高了工作效率。綜合監(jiān)控還能構成雙重或多重冗余，對提升船舶電氣運行性能具有積極意義。

2.2 網(wǎng)絡化 工業(yè)生產(chǎn)能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的主要原因之一是數(shù)字化技術和總線技術的應用，而總線技術的應用，實現(xiàn)了不同信號線的集成，讓設備與模塊，模塊與模塊之間的通信提供了標準的信號通道。現(xiàn)場總線技術是一種雙向數(shù)字通信技術，可用于連接現(xiàn)場設備，連接模塊和控制設備；當前的現(xiàn)場總線技術一般采用雙層網(wǎng)絡結構，第一層主要是數(shù)據(jù)采集與傳送網(wǎng)，而第二層是控制網(wǎng)，控制網(wǎng)一般采用冗余結構，以提升系統(tǒng)的可靠性。為提高安全性，分散風險，系統(tǒng)可分為若干個子網(wǎng)，如電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)、消防系統(tǒng)網(wǎng)和推進系統(tǒng)網(wǎng)，系統(tǒng)的網(wǎng)絡化設置，既可以實現(xiàn)不同子系統(tǒng)的功能集合，又可使分布式系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和控制平臺上緊密結合，同時還具有很強的主動性。若系統(tǒng)控制平臺中某局部設備受損，不會對其他設備的運行產(chǎn)生影響，用網(wǎng)絡冗余或設備冗余、不間斷后備電源，很大程度上提高了系統(tǒng)的生存能力。所有網(wǎng)絡系統(tǒng)的總體優(yōu)勢就是采用數(shù)字化和高層次的自動化技術來取代原有的人工操作，為制造行業(yè)的飛速發(fā)展創(chuàng)造了極大的空間。

3 船舶電氣自動化未來展望

3.1 智能新技術的應用 航運作為運輸系統(tǒng)的重要組成部分，其未來發(fā)展前景十分廣闊，隨著電力電子技術、自動控制技術和通信技術等技術在船舶行業(yè)的大范圍應用，將大大提高船舶行業(yè)的電氣自動化程度。而機電一體化加速滲透了不同學科之間，使得電力與電子，強電與弱電之間的界限不在那么分明，同時人工智能技術和模糊計算技術也更加深入了船舶電氣自動化控制領域的應用，這就會對造船和航運事業(yè)的變革帶來深遠影響。以中控系統(tǒng)為例，將由基層電腦監(jiān)控系統(tǒng)向分散型電腦監(jiān)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，然后逐漸升級到多級監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡智能監(jiān)控系統(tǒng)。

3.2 節(jié)能高效技術的應用 節(jié)能環(huán)保是衡量我國工業(yè)生產(chǎn)水平的新指標，船舶電氣行業(yè)也應逐漸實現(xiàn)節(jié)能高效。近年來，新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，為電子器件的研發(fā)提供了有力基礎，在國家節(jié)能減排的號召下，船舶電氣設備將進一步提高能源利用率，達到高效、節(jié)能、可靠的目的。如PLC技術的應用，不僅可提升設備的安全性，還能根據(jù)實際需求設置運行參數(shù)，極大的提高了設備運行效率。

4 結束語

船舶電氣自動化主要包括遙控系統(tǒng)、通用監(jiān)控系統(tǒng)和電站控制系統(tǒng)這三大部分，我國企業(yè)雖然能生產(chǎn)以上各大系統(tǒng)，但與國外先進技術仍存在一定差距，需要在標準化、可靠性和后期維修變量性方面進一步改善，以滿足現(xiàn)代船舶電氣自動化發(fā)展的應用。除設備自動化外，還應加大信息化管理系統(tǒng)的研發(fā)，為實現(xiàn)全船信息化管理奠定基礎。

參考文獻：

[1]黃丞.船舶電氣自動化的發(fā)展及其設計要點[J].湖南農(nóng)機，2013，01：67-68.

[2]王欣.船舶電氣自動化的發(fā)展初探[J].科技信息，2010，21：561.

[3]蔣文強，朱明晶.淺談船舶電氣自動化的發(fā)展及其設備故障的排除[J].科技傳播，2011，08：89+78.

[4]陳明志.船舶電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展初探[J].廣東科技，2011，16：222.