船舶电站自动化系统领域的发展现状与趋势

船舶电站自动化系统领域的发展现状与趋势

庄昊

招商局重工（江苏）有限公司  江苏南通  226100

摘要：为了适应当下对运输的不断提高的市场需求情况，船舶运输行业也在进行着高速的发展与进步对应的船舶电站自动控制系统的设计也在持续不断地进行着改进和发展，以能够更好地适应船舶运输整体行业未来的发展环境与需求情况。本文对船舶电站及对应的自动化系统建设情况进行了介绍，并分析了自动化技术未来的发展趋向与情况。

关键词：船舶电站；自动化系统；船舶运输

一、船舶电气自动化技术的现状

随着计算机辅助设计、制造和通信技术的不断发展，计算机已经在驾驶、机舱管理、装载等领域得到了全面的全面的管理。2.21世纪，船舶自动化，即机舱自动化，航行自动化，机械自动化；一种多用途的集成式加载系统，一般包括两个工作母站、几个辅助控制和若干个工作子站。两个工作母台可以是完全的分开的，既可以是并行的，也可以是分开的。按舰船类型和自动化水平，进行分段式的控制，如主机遥控、机舱监控报警、电站管理等；泵浦控制，液位遥感及压载控制，冷藏集装箱监控，自动驾驶等。本机控制与辅助控制系统均利用快速传送技术构成一套完整的联网体系，并依需求将若干作业子台与网路相连，以实现对关键设备之监控、控制及操纵。它的工作分站可以成为与外部通讯设备连接的窗户，通过各种通讯方式，如数据传输、电子邮件等，实现岸与船、船与岸、船与船的交流，以及各种信息交流、咨询、设备维护；故障诊断，数据查询，备件查询；为了使航行的安全性、可靠性和经济性最大化，开展了船舶经营的经营活动。

二、船舶电站与自动化系统

为了适应愈加紧密的全球化趋势，船舶运输发展速度飞快，船舶运输本身的运输环境有着比较明显的特殊性，必须要确保运输的安全与稳定，要想提升整体船舶运输系统可靠性的持续增长，为了适应当下向着大型化、复杂化为重点趋向发展的船舶制造行业，船舶电站的自动化控制技术支持变得尤为重要，通过对船舶电站自动化系统的发展与应用，使得船舶事故概率降低，促进船舶运输行业进步。

作为船舶上不可缺少的电力装置，船舶电站包括了原动机，发动机以及相关的信号处理设备等电气元件，需要能够负担起为整条船提供电能的重要责任，对于船舶电站来说，为了适应实际船舶上的用电需求情况，通常需要能够实现直流供电和交流供电，对于船舶电站而言，还必须要设置好主电站和应急电站，有时还需要设置有临时应急用电设备，以确保船舶运行过程中正常供电工作，在面对突发的故障之下，也能够保障短时间内的供电正常，未检修提供时间。

电气元件的发展与自动化技术的进步，使得船舶电站的自动化系统建设愈加完善，借助船舶电站的自动化系统，可以对船舶上的各项信号进行实时监测与记录，一旦发现了异常问题，可以进行及时警报，实现对整体电站的全面控制。举例来说，如果船舶上有一部分发电机组存在了故障问题，出现了启动困难的明显故障，那么，作为自动控制系统，可以将发电机组故障信号传输给其他能够稳定工作的发电机组，或者将信号传输给备用机组，此时，备用机组开始工作，使得整个船舶上的各项设备仍然能够正常稳定的工作。

另外，对于船舶电站而言，很多时候，都需要有不同的发电机组，不同的设备共同配合开展工作，根据实际的用电情况变化，需要进行一些调频调速，此时，如果由自动控制系统进行控制，则可以高效，迅速地完成设备的自动调试工作，根据实际的用电需求情况，结合电网频率来实现对个发电机组工作功率的更合理分配。

另外，在船舶上还有一些设备需要的电量较大，如果这些设备再启动之前，可以首先借助自动化系统检查实际的用电情况和发电情况，确保能够允许该设备进行对应的启动工作。

三、船舶电站自动化系统设计

对于船舶电站自动化系统而言，主要由三个子系统构成。

（一）安全保护系统

对于船舶电站而言，安全保护系统格外关键，需要能够完成对整个电力系统的安全监测与监控，对于船舶柴油机组的运行情况的检测与监控，并且对不正常的状态开启警报并上传信息。

通过对电力系统的监测和监控工作，实现对船舶整个电力系统中电流，电压以及频率情况的全方位把握，对这些数据的变化情况及时进行反映，一旦发现过载短路的非正常问题，快速进行上报和处理。

对于船舶而言，通常是由柴油机提供航行动能的，如果柴油机组发生故障，对于船舶运行而言影响巨大，通常来说，柴油机组需要监控油压情况，进行超速保护，同时确保开展对应的冷却工作，这项工作也需要船舶电站的参与，借助自动控制系统的工作进行完成。

警报工作是一项非常重要的内容，需要能够监测整体设备是否存在非正常的工作状态。并且一般情况下，如果要实现对船舶电站整体的安全保护，必须要能够实现自动化地对故障部分进行切除，避免事故向着更严重的方向发展。

（二）控制系统

对于船舶电站自动控制系统而言，其自动控制功能主要由对应的控制系统进行实现，借助这一控制系统，对电机情况，电机运行情况进行全面的分析，对电网中的各项数据进行实时采集，确保整个船舶的供电正常。

（三）警报系统

另外一个非常重要的系统就是对整个船舶电站自动化系统的监控系统，这个警报系统承担着对整个电站运行情况以及自动控制系统工作情况的全面检测，结合信息传输技术，远程通信技术目前来说，警报系统已经能够实现对整个船舶电站自动化系统的远程控制工作。

四、船舶电站自动化系统的软硬件系统

（一）硬件系统构成

船舶电站的硬件系统选择格外重要。

首先，控制屏是必不可少的，工作人员需要借助控制屏来实现对整个自动控制系统的全面控制，控制屏起到了非常重要的人机交互作用，船员可以借助控制屏更加直接地对各项数据情况进行全面的掌控，现阶段，船舶电站中的控制屏包括了负载控制屏，发电机组控制屏等。

检测元件与装置是实现对整个设备运行状况监控的重要元件，借助检测元件，对整个电站中个设备的输入，输出电压设备运行情况，电压频率情况等进行全面的监测，再将收集到的信息传输给控制器，根据事先设定好的程序进行数据调整，实现对整个船舶电站的自动控制工作。

控制器也非常重要，目前来说比较常用的控制器为PLC，这种控制器本身的可靠性很高，并且反应速度也很快，技术发展也已经趋向成熟，因此得到了更为广泛的应用。

（二）船舶自动控软件系统建成

要想实现船舶的自动控制，另外一个非常关键的部分就是软件系统的设计，借助软件系统的设计，才可以实现对参数的调整和指令的下达，借助计算机对整个电站中个检测元件传输过来的具体信息进行全方位的接收，评估，对比和调整，将异常数据进行上报，这样就才能够真正实现对整个船舶电站内部设备负载信息的全面把握和控制，借助软件系统的设计与应用，更加高效地实现对船舶电站，多台机组和不同设备的调度与控制。

五、船舶电站自动化系统的发展趋向

对于船舶电站而言，如果要确保自动化系统的进一步发展，智能技术的应用和远程监控技术的应用，必然是未来发展的重点趋向和研究关键之一，结合远程控制系统的应用，使得船舶自动控制系统不仅仅能够完成传统的监控和操作，当技术人员在岸上即可远程对整个自动化系统进行全面的检修与软件升级。

目前来说，整个船舶的电站自动控制系统仍然以PLC作为不可或缺的核心控制器，这种控制器工作有效，同时具有较好的工作效率。

对于传统的船舶电站自动控制系统而言，主要是在船舶本身上进行设置的，也就是说，这个自动控制系统仍然依靠船员开展对应的控制工作，很多故障一旦发生，船员无法处理，就必须立刻靠港，等待专业人员进行维修，而建筑智能化的船舶电站控制系统的应用，可以在整个船舶航行的过程中对船舶电站自动化系统的实际运行情况进行全面的监控与控制，技术人员可以在岸上远程接入控制系统进行对应的维修工作，船舶不需靠港，极大程度地节约了时间，降低了船舶行驶的成本。

六、结束语

总体来说，船舶运输行业向着现代化方向发展历程中，自动化最为重要的一个特点，整体的发展趋向也向着智能化持续进行着加强，并且，自动化技术结合现代通信技术的飞速发展与高度应用，也可以实现对船舶电站的远程控制，使得船上工作人员的工作压力，工作难度大大降低，能够更加灵活简便地实现对船舶的操作工作，自动化技术的全面发展与应用，也顺应了时代新兴技术的整体发展趋向，有助于我国船舶行业的发展。

参考文献

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