船舶电气自动化系统的现状及发展建议

船舶电气自动化系统的现状及发展建议

任皓宇

（中国电建集团港航建设公司，天津塘沽300450）

摘要：我国目前经济和科学技术的蓬勃发展，特别是船舶行业的进步得到显著提升，船舶行业如何将电气自动化相互结合与应用，促进相关行业发展至关重要。相关电气自动化技术的广泛应用，显著提高了船舶工作人员的工作效率和船舶行业的经济效益。本文就船舶电气自动化系统角度出发，对其发展现状及其趋势进行探讨。

关键词：船电自动化；现状；发展；建议

现如今是各行各业信息化、数字化的时代，船舶行业在不断创新的同时，其发展的方向也必定是更加自动化与智能化。现如今，装卸货物、故障定位、航行、动力定位的自动化依靠的是传统的机电式控制方式，这种方式已经逐渐的被取缔^[1]。新的技术发展方向应是船体各个部分自动控制并进程并集成为全船的自动化系统，这才是数字化、信息化、智能化的控制方式，如何加强相关电气自动化技术将船舶行业结合并应用是眼下的一道难关^[2]。

一、船舶电气自动化系统的现状

目前，船舶自动化实现的基础为计算机技术，以计算机辅助设计、制造与通讯。该技术的日趋成熟，实现了船舶自主控制航行，货物装卸和管理的自动化。而船舶机舱、航行、装卸、机械自动化为一体的多功能电气自动化综合系统，是船舶电气自动化的基础要求。该系统一般设立两个工作母站，可相互备用和协同控制，通常情况下分别设置在机舱控制室和驾驶室。这样可保证船舶的正常运行与提高自动化的准确性。其他控制系统和工作分站可按实际情况而定(例如根据船舶的种类、全船报警系统、自动航行定位、机舱监测、货舱集装箱监控等)。工作母站和分控制体统需组成综合链接网络，设立并连接一定的工作分站，对船舶各个部位进行连接、观测、操作等目的。使船舶各个部位模块化，减少相关工作人员劳动强度，提升工作效率。分站也可联网作为窗口对外通信，实现船与船之间，船与岸之间进行信息交流、数据传输等通讯手段与业务活动。随着设备的不断改进，系统一体化和机电一体化，使船舶的各个模块链接更加紧密，变得更加智能化。近年来船舶行业的飞速发展，我国目前已经完成船舶电气自动化基础。简单整合各个自动化模块，并不代表船舶整体自动化，要使每个基础模块有机结合，化零为整共同完成设备整体功能，这需要相关科学人员对自动化技术的发展和创新，完善我国船舶电气自动化的相关领域。目前相关行业发达国家的著名船电产品制造厂(德国的西门子、丹麦的约克船舶等)已有应用于各类船舶相应成熟技术和产品^[3]。目前最为先进的发展趋势：用小型智能单位进行程序控制，具有就地操纵的优势。这样的分片操作，可分布式、开放式的进行控制系统各个重要方面，如推进系统的管理、全船的监测与报警、燃油、压舱系统泵阀的控制，舱内油、水量的计算与监测、货物的装卸监测等功能，其设备还具有整列的接口以便其他电脑或控制系统与其进行资料的交换。其对船舶管理影响和改进最大的是其主时钟系统和卫星通信系统，可通过卫星联网，同步其他操作站，使其他操作站具有同样的功能。使用计算机进行智能化管理船舶，可大幅提高其运行可靠度，还能预先监测故障，降低经济成本，保证安全的操作。

二、发展与建议

电气系统目前已经在船舶中得到了广泛的应用，且计算机辅助技术的迅猛进步，已经实现人机操作界面。可以通过操作界面船舶上所有主体功能都能通过软件灵活应用于实现，通过不同的需求和性能设立不同的操作菜单，更加方便快捷，对提高船舶和电气系统结合具有积极意义；可以把船舶“化整为零”，把每个主要功能模块化、精准化。使用数字化技术进行总体连接，这是更高层次的自动化技术应用，取缔了以往需要大量人力的基础操作，在提供工作效率的同时，显著的提升了设备的可靠性，而且显著降低了以往因人力的频繁使用，带来的错误操作频率，为船舶的安全提供了可靠的保障^[4]。数字化和总线技术较为成熟的今天，总线即为种类繁多信号线的集合，提供标准的通道供各个模块与部件相互传输信号，是一种相互连接设备、模块与控制系统的一种双向数字通信网。现场总线为保证系统的可靠性，一般采用冗余结构的数据收集与传送网和控制网的双层网络系统。按系统分为电力管理系统、定位系统、推进系统等若干独立的子网，各个子网在局部损坏时不影响其他网络独立工作，是分布式极强的系统。在提高船舶电气化程度的同时，电缆作为传输信息的媒介，对其可靠性的要求肯定会逐步提高，船用电缆的高度可靠对船舶的正常行驶和生命安全的保障。如何提高电缆的耐温性、防火性及其强度，增强其寿命也是一个关键点。计算机技术、电子电力控制技术、信息通讯技术的逐步发展，并在船舶上的广泛应用，船舶电气自动化程度必将相助提高。船舶的设备的发展方向也应是向更可靠、更节能发展，给船舶的动力技术带来显著变化；可编程控制的单片机和控制器，将逐步发展为常规的船舶控制方式；信息通信技术、计算机技术的发展，广泛应用到船舶自动化领域。船舶计算编辑监控系统正在从集中型监控->分散性监控->分布式多级监控->网络化监控系统进行发展。进而促进船舶工业的智能控制、GPS导航、全船自动化、智能综合化等领域深入延伸

^[5]。当前，环境的污染、生态环境的破坏、石油储量的不足，柴油发动机的地位以不如往日，相关科研人员应突破技术上的桎梏，大力发展清洁绿色能源，如太阳能、风能等，不仅可再生且无污染。政府在相关事业上可拟定政策，完善航运部门和相关自动化设备制造商合作政策。

结语：

目前，我国船舶电气自动化事业发展虽然十分迅速，相较于世界先进水平仍较为落后。故我们仍需突破技术上的桎梏，制造更先进的产品。此外，我国在机舱系统相关自动化方面已初具成熟，其自动化体系统将达到全船智能化、信息化水平，为船舶电气自动化夯实基础。综上所述，我们应大力发展相关事业，研究创新，完善现代化建设，终能超越国外先进技术。

参考文献

[1]冯太君.船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究[J].科技创新与应用,2017(6):157-157.

[2]康健.基于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术[J].电子技术与软件工程,2017(14):151-151.

[3]王焱,梁存圆.浅析电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].电脑知识与技术,2017,13(31):249-250.

[4]成文芳.浅析电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].中国培训,2017(2):287-287.

[5]王凯.浅谈船舶电气自动化的发展及故障排除[J].山东工业技术,2017(7):217-217.