船舶電氣自動化的發(fā)展探究

唐慧清

摘 要：伴隨各種先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用于船舶制造行業(yè)，船舶電氣自動化水平和整體性有了較大幅度的加強(qiáng)。本文就船舶電氣自動化的發(fā)展進(jìn)行深入地探究。

關(guān)鍵詞：船舶；電氣自動化；發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.191

1 引言

伴隨電氣自動化技術(shù)不斷的變革創(chuàng)新，其在船舶制造過程中獲得了較為廣泛的運(yùn)用。在我們國家社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、科技競爭力逐漸加強(qiáng)的背景下，船舶電氣自動化水平必然會獲得更深層次的發(fā)展，其技術(shù)同樣會有巨大的突破。

2 船舶電氣自動化發(fā)展歷程

船舶電氣自動化所指的是船舶電站自動化，其是伴隨控制技術(shù)、通信技術(shù)以及微處理技術(shù)的不斷發(fā)展而產(chǎn)生的。在進(jìn)入到21世紀(jì)以后，因?yàn)橛嬎銠C(jī)輔助設(shè)計、制造以及通信技術(shù)的日趨完善，計算機(jī)技術(shù)在機(jī)艙管理、駕駛與裝貨等層面有著大量運(yùn)用。當(dāng)前，船舶自動化已經(jīng)發(fā)展成集航行自動化、機(jī)艙自動化、裝載自動化以及機(jī)械自動化等于一身的多功能綜合系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要是由2個工作母站、若干工作分站以及大量分控制系統(tǒng)等構(gòu)成，往往將1個工作母站設(shè)置于機(jī)艙控制室內(nèi)，另1個設(shè)置在駕駛室內(nèi)。2個工作母站單獨(dú)運(yùn)作、互不影響，同時互為備用。分控制系統(tǒng)將會按照船舶的類型與自動化水平而確定，比如：機(jī)艙監(jiān)測報警、主機(jī)遙控、泵控制、電站管理、冷藏集裝箱監(jiān)控、液位遙測、壓載控制以及自動導(dǎo)航等等。2個工作母站以及全部分控制系統(tǒng)均運(yùn)用高速傳輸技術(shù)構(gòu)成綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)中按照具體需求連接相應(yīng)數(shù)目的工作分站，以實(shí)現(xiàn)在船舶主要位置針對各類設(shè)備實(shí)施監(jiān)測、操作以及控制的目標(biāo)。

3 我國船舶電氣自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

由現(xiàn)階段我們國家船舶電氣自動化技術(shù)發(fā)展的具體情況而言，我國即使在船舶電氣自動化的部分技術(shù)領(lǐng)域?qū)用嬉呀?jīng)完善趕上又或是超出西方發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平，初步達(dá)到了全球先進(jìn)水平。然而由具體細(xì)節(jié)層面而言，我們國家大多數(shù)船舶所運(yùn)用的電氣自動化技術(shù)依然相對滯后，還處在電氣自動化過程的半自動化時期，同時正向著自動化系統(tǒng)高度集成的方向不斷發(fā)展。船舶電氣自動化的系統(tǒng)集成，不單單是較為簡單的將各個系統(tǒng)連接起來，而是需要將各個系統(tǒng)間的功能經(jīng)過連接以后實(shí)現(xiàn)共享共用的目標(biāo)。換而言之，促進(jìn)各個系統(tǒng)間的功能互補(bǔ)、各個方面的信息分享等，進(jìn)而避免當(dāng)前多島系統(tǒng)的各個系統(tǒng)單一運(yùn)用、信息獨(dú)享的問題。伴隨我們國家計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)逐步達(dá)到了應(yīng)用計算機(jī)實(shí)施自動化的、全方位的控制，進(jìn)而達(dá)到船舶電氣自動化的目標(biāo)。經(jīng)過計算機(jī)模擬操縱，能夠達(dá)到電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的監(jiān)管和判斷功能。

4 船舶電氣自動化的發(fā)展趨勢

4.1 系統(tǒng)監(jiān)控綜合化

因?yàn)槟壳半姎庠O(shè)備已經(jīng)具備了較強(qiáng)的功能，同時在船舶中獲得了大量的運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的資源配置。伴隨計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸達(dá)到了人機(jī)接觸外表的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，操作相對靈活，主菜單創(chuàng)建、操作便利，分類圖片的轉(zhuǎn)型與運(yùn)行是非常靈活的，能夠通過相應(yīng)的軟件針對各種功能進(jìn)行選擇，經(jīng)過屏幕按鈕可以直接選擇。然而，按照性能需求不同的船舶在新時期的先進(jìn)程度要求，然而單一的運(yùn)用程序必然會逐漸轉(zhuǎn)向于綜合監(jiān)測系統(tǒng)，由于運(yùn)用了整體監(jiān)督的方式，能夠形成雙重又或是多重冗余，其對于加強(qiáng)整個系統(tǒng)又或是船舶自身的可靠性有著非常重要的促進(jìn)作用。

4.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化

工業(yè)生產(chǎn)可以達(dá)到自動化生產(chǎn)目標(biāo)最為重要的緣由之一便是總線技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用，然而總線技術(shù)的運(yùn)用，達(dá)到了各種信號線間的集成，為模塊與模塊之間、設(shè)備與模塊之間的通信創(chuàng)造了標(biāo)準(zhǔn)化的信號通道。現(xiàn)場總線技術(shù)是一類雙向的數(shù)字通信技術(shù)，能夠運(yùn)用于現(xiàn)場設(shè)備連接、模塊與控制裝置連接。現(xiàn)階段的現(xiàn)場總線技術(shù)大都運(yùn)用雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，第一層大多運(yùn)用于收集數(shù)據(jù)和傳送網(wǎng)，而第二層則是控制網(wǎng)，控制網(wǎng)往往運(yùn)用冗余結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)整個系統(tǒng)的可靠性。為了提升其安全性，分散風(fēng)險，系統(tǒng)能夠劃分成大量的子網(wǎng)，例如推進(jìn)系統(tǒng)網(wǎng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)以及消防系統(tǒng)網(wǎng)等等，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)定，不但能夠達(dá)到各個子系統(tǒng)間的功能集合，同時還能夠使得分布式系統(tǒng)在數(shù)據(jù)收集與控制平臺相互融合，并且還具備極強(qiáng)的主動性。如果系統(tǒng)控制平臺當(dāng)中的部分設(shè)備破損，必然會對其它設(shè)備的運(yùn)行造成影響，設(shè)備冗余又或是網(wǎng)絡(luò)冗余、不間斷后備電源，在一定程度上加強(qiáng)了系統(tǒng)的生存能力。各個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體優(yōu)勢便是運(yùn)用高層次與數(shù)字化的自動化技術(shù)以代替最初的人工操作，推動船舶制造業(yè)又好又快的發(fā)展。

4.3 智能化

航運(yùn)作為運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，其未來必然會有非常廣闊的發(fā)展空間，伴隨通信技術(shù)、電力電子技術(shù)以及自動控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)廣泛運(yùn)用于船舶制造領(lǐng)域，將會在較大程度上加強(qiáng)船舶制造行業(yè)的電氣自動化水平。但是機(jī)電一體化逐漸滲透進(jìn)各個學(xué)科中，造成電子與電力、弱電和強(qiáng)電間的界線并不是那么的清晰，并且模糊計算技術(shù)與人工智能技術(shù)的運(yùn)用拓寬了船舶電氣自動化的控制領(lǐng)域，此必定會船舶建造行業(yè)與航運(yùn)事業(yè)的改革產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響。以中控系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，將會逐漸由基層電腦監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)向于零散型電腦監(jiān)控系統(tǒng)，接著逐步發(fā)展到多級監(jiān)控體系以及網(wǎng)絡(luò)智能化監(jiān)控系統(tǒng)。

5 結(jié)論

電站控制系統(tǒng)、自動遙控系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等是船舶電氣自動化系統(tǒng)最為關(guān)鍵的構(gòu)成部門，我們國家即使可以自主制造上述各種系統(tǒng)，然而與歐美等發(fā)達(dá)國家對比依然有著較大的差距，主要表現(xiàn)為運(yùn)用壽命偏低、電力產(chǎn)品精度不夠等等。所以，國內(nèi)的船舶企業(yè)還需要在加強(qiáng)產(chǎn)品實(shí)用性、規(guī)范化以及后續(xù)產(chǎn)品維護(hù)管理等層面增大資金投入力度，進(jìn)而達(dá)到我們國家船舶電氣自動化發(fā)展國際化、現(xiàn)代化的目標(biāo)。

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