電氣自動(dòng)化技術(shù)在船舶機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

楊強(qiáng)

摘要：隨著時(shí)代的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用在諸多的領(lǐng)域，促進(jìn)了各行各業(yè)生產(chǎn)效率的提升，從而推動(dòng)了社會(huì)的迅猛發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)在船舶機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，很大程度上完善了船舶機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部系統(tǒng)，為船舶能源的供應(yīng)帶來(lái)了保障。本文主要針對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在船舶機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用進(jìn)行闡述，針對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)階段的應(yīng)用情況展開分析，同時(shí)也對(duì)其在船舶機(jī)械方面的發(fā)展趨勢(shì)和前景給出相關(guān)的探索與展望。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化技術(shù);船舶機(jī)械設(shè)備;GPS定位

0? 引言

電氣自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展后逐漸趨于成熟，開始在各個(gè)領(lǐng)域中廣泛運(yùn)用，對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)效率極其發(fā)展進(jìn)步具有十分顯著的推動(dòng)作用，而船舶機(jī)械設(shè)備開始運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，其供電系統(tǒng)得到了完善，同時(shí)也保障了船舶的能源供應(yīng)[1]。另外，船舶機(jī)械運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，電器設(shè)備都進(jìn)行了更新，原油的電器設(shè)備系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，而現(xiàn)在的設(shè)備更加智能化和模塊化，確保船舶運(yùn)行具備更高的效率，操作流程也不會(huì)過(guò)于繁瑣，為船舶項(xiàng)目的運(yùn)行提供了安全性的保障。

1? 運(yùn)用于船舶機(jī)械中的電氣自動(dòng)化技術(shù)

1.1 電力電子技術(shù)

對(duì)于船舶項(xiàng)目管理而言，電力電子技術(shù)的運(yùn)用能夠十分有效的對(duì)其進(jìn)行推進(jìn)，特別是軸帶發(fā)電和電力推進(jìn)管理項(xiàng)目。軸帶發(fā)電項(xiàng)目在船舶運(yùn)行中具有節(jié)能的屬性，對(duì)于后續(xù)工作而言，其打好了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而電力電子技術(shù)在該項(xiàng)目的運(yùn)用，能夠?yàn)橛嘘P(guān)技術(shù)人員提供便利，針對(duì)軸帶發(fā)電的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，能夠更好的完成管理和控制。

1.2 CAN電站測(cè)控相關(guān)技術(shù)

CAN電站測(cè)控技術(shù)能夠在CAN電站測(cè)控的總線結(jié)構(gòu)當(dāng)中，將發(fā)電機(jī)組、控制臺(tái)和檢測(cè)微機(jī)集中，從而建立起船舶項(xiàng)目控制網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，對(duì)船舶管理進(jìn)行完善[2]。利用采集和傳輸所有節(jié)點(diǎn)信息的方式，將船舶項(xiàng)目具體的運(yùn)行狀況在第一時(shí)間提供給技術(shù)人員，如果出現(xiàn)異常情況，能夠立刻進(jìn)行調(diào)整，確保項(xiàng)目運(yùn)行效率不會(huì)降低，另外，也能夠促進(jìn)船舶項(xiàng)目具備更高的安全可靠。

1.3 可靠性保障相關(guān)技術(shù)

對(duì)于船舶項(xiàng)目管理中，整合自動(dòng)化系統(tǒng)具備的安全性和可靠性的特點(diǎn)具有十分關(guān)鍵的作用，因此，要對(duì)技術(shù)模型和運(yùn)行機(jī)制展開更深層面的分析和研究，以此作為基礎(chǔ)，完成二者的整合，保證電氣自動(dòng)化應(yīng)用和傳播項(xiàng)目的要求保持一致性?，F(xiàn)如今，針對(duì)船舶項(xiàng)目運(yùn)行的可靠性方面，電磁兼容設(shè)計(jì)項(xiàng)目和容錯(cuò)技術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的作用非常重要。

2? 電氣自動(dòng)化技術(shù)在船舶機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化

在船舶機(jī)械設(shè)備中，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用十分普遍，首先，在船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)中運(yùn)用，PLC系統(tǒng)是目前運(yùn)用最廣泛的領(lǐng)域，船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中最重要的部分就是通信能力和可信度[3]。其次，在船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)用，當(dāng)其與互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行了解后，能夠?qū)嵤┻h(yuǎn)程監(jiān)控，保證船舶項(xiàng)目更加安全的運(yùn)行，現(xiàn)如今，CAN總線技術(shù)作為船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)類型。最后，在船舶電站管理系統(tǒng)中運(yùn)用，現(xiàn)階段的船舶大多都具備較大的體積和較快的運(yùn)行速度，想要維持這種特性就要借助大量、穩(wěn)定的電力供應(yīng)，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)τ嘘P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和分析，結(jié)合相關(guān)設(shè)定完成自動(dòng)化操作，從而確保電力輸送的穩(wěn)定性[4]。另外，傳統(tǒng)的電力結(jié)構(gòu)存在一定的不足，而自動(dòng)化技術(shù)也對(duì)其進(jìn)行了完善，確保電力傳輸系統(tǒng)具備高效性的特點(diǎn)。此外，在船舶自動(dòng)避碰領(lǐng)域運(yùn)用，如果船舶項(xiàng)目運(yùn)行出現(xiàn)了人為操作失誤，很有可能會(huì)帶來(lái)十分嚴(yán)峻的后果，而船舶避碰技術(shù)能夠盡量避免出現(xiàn)碰撞事件，確保其運(yùn)行過(guò)程更加安全。

2.2 綜合導(dǎo)航

傳統(tǒng)的船舶駕駛操作無(wú)法依靠單人完成，需要借助多人配合，現(xiàn)如今，大部分船舶使用的駕駛系統(tǒng)和操控系統(tǒng)不再需要過(guò)多的人力，都采用擔(dān)任駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)，而這些都離不開電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)船舶的運(yùn)行速度、位置、航向和周圍環(huán)境等，同時(shí)能夠?yàn)轳{駛員提供反饋[5]。另外，針對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)還能夠展開分析，最終提供最科學(xué)合理的航線，當(dāng)駕駛員在航行時(shí)，會(huì)將存在的危險(xiǎn)物體和目標(biāo)給出非常明顯的提示。確保駕駛員更加全面的獲得船舶運(yùn)行的信息，而駕駛員單獨(dú)操作船舶的落實(shí)也得益于這些信息的幫助。除此之外，船舶運(yùn)行更加安全，操作系統(tǒng)感應(yīng)和分析危險(xiǎn)物體的功能對(duì)于船舶自動(dòng)避碰提供了較為關(guān)鍵的作用。

2.3 遇險(xiǎn)安全

海洋衛(wèi)星系統(tǒng)中包括十分多樣的航海服務(wù)、航海幫助和航海通信功能，這些都會(huì)提供給世界各個(gè)國(guó)家，國(guó)際海事衛(wèi)星通信組織使用的EGC服務(wù)在海上通信能力方面十分強(qiáng)大，對(duì)船舶在海上運(yùn)行的通信安全提供了強(qiáng)有力的保障，能夠在第一時(shí)間將危險(xiǎn)信息提供給船舶，確保其能夠順利避開[6]。另外，如果船舶遇到危險(xiǎn)，還能盡快聯(lián)系其他船舶和站點(diǎn)，希望能夠獲取有效的幫助，該技術(shù)的發(fā)展中將海陸空的通信變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，將航運(yùn)服務(wù)的發(fā)展又向前推進(jìn)了一步。我國(guó)以EGC技術(shù)作為基礎(chǔ)，將GMDSS技術(shù)系統(tǒng)引入其中，能夠更好的服務(wù)移動(dòng)通訊模式的改變，更全面的了解和掌握各種情況，例如貨物卸載計(jì)劃和卸載情況以及傳播運(yùn)輸環(huán)境等。

2.4 GPS定位

在船舶中運(yùn)用該技術(shù)，能夠確保傳播的航行更具備安全性的特點(diǎn)，這也是該項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值所在。GPS定位系統(tǒng)具備非常高的精確度，能夠達(dá)到幾米的精確范圍。因此，規(guī)劃船舶航線的過(guò)程中，GPS技術(shù)的作用至關(guān)重要，在此基礎(chǔ)上能夠完成最優(yōu)航線的規(guī)劃，從而避免在時(shí)間和距離上產(chǎn)生過(guò)多的耗費(fèi)，節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本，促進(jìn)企業(yè)具備更高的競(jìng)爭(zhēng)力[7]。另外，在船舶救援方面，GPS定位系統(tǒng)也能發(fā)揮出十分重要的作用，如果船舶出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，利用GPS定位系統(tǒng)能夠及時(shí)進(jìn)行找到船舶所在的位置，從而展開救援行動(dòng)。

3? 電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)化的操作系統(tǒng)不可或缺，利用總線系統(tǒng)能夠連接船舶運(yùn)行的所有模塊，并對(duì)其進(jìn)行匯總和處理，從而確保能夠更加全面的監(jiān)控到所有模塊，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)屬于雙向的數(shù)字通信技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、模塊與控制裝置而言，其能夠完成連接效果[8]?，F(xiàn)階段的船舶系統(tǒng)在傳輸信息得到過(guò)程中，通常是借助CAN現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)完成，其傳輸信息的為冗余結(jié)構(gòu)，建立其信息冗余，從而保證信息更加可靠，另外，消防網(wǎng)等子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也應(yīng)當(dāng)同步建立起來(lái)，確保所有子系統(tǒng)的功能都能集合在一起，同時(shí)，分布式系統(tǒng)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集以及控制平臺(tái)的過(guò)程中，二者能夠?qū)崿F(xiàn)相互融合，主動(dòng)性的特點(diǎn)也十分顯著。網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備在面對(duì)這樣的情況下都是冗余的，如果存在后備電源，那么能夠促進(jìn)系統(tǒng)具備更強(qiáng)的運(yùn)行能力。

3.2 智能化

對(duì)于船舶智能化發(fā)展的過(guò)程中，CPS技術(shù)的作用至關(guān)重要。電氣自動(dòng)化在船舶項(xiàng)目中的運(yùn)用越來(lái)越普遍，而船舶運(yùn)行中，船員的數(shù)量自然會(huì)減少，因此，必須要保證船舶智能化操作非常可靠。利用CPS技術(shù)能為船舶操作系統(tǒng)帶來(lái)更高的安全性能，主要利用預(yù)防、檢測(cè)、防御性修復(fù)和系統(tǒng)復(fù)原等手段，如果識(shí)別到有可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)，能夠自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行避讓，若系統(tǒng)故障，智能化的手段也能對(duì)其進(jìn)行解決。另外，CPS系統(tǒng)具備容錯(cuò)性，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤也能保證系統(tǒng)運(yùn)行正常，因此提供了更高的可靠性和安全性。

另外，CPS系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)能夠更加全面的感應(yīng)到全部信息，將其傳輸?shù)街袠兄?，這些信息會(huì)被分析和探究，并給出反饋控制，不僅為問(wèn)題解決提供了更高的效率，操作者也能夠隨時(shí)監(jiān)控有關(guān)操作，確保船舶更加安全的運(yùn)行。

3.3 高效化

利用有關(guān)技術(shù)促進(jìn)電器自動(dòng)化管理項(xiàng)目的技術(shù)結(jié)構(gòu)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)側(cè)重于大功率半導(dǎo)體電子器件管理工作，對(duì)于材料管理工作、機(jī)理應(yīng)用管控結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)運(yùn)行策略，應(yīng)當(dāng)將三者進(jìn)行整合，為研發(fā)項(xiàng)目和利用效果提供更高的有效性。另外，針對(duì)所有系統(tǒng)還應(yīng)展開分析和探究，確保建立起更強(qiáng)的系統(tǒng)挽留過(guò)，避免冗余存在過(guò)于繁雜的步驟。同時(shí)，人際交互控制和管理過(guò)程也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，依據(jù)操作按鍵完成整合過(guò)程，避免技術(shù)人員需要進(jìn)行過(guò)多的操作步驟，從而促進(jìn)運(yùn)行具備更高的效率。

3.4 綜合化

現(xiàn)如今，船舶操作系統(tǒng)的功能已經(jīng)較為綜合，針對(duì)船舶的航行速度、位置和外部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)經(jīng)過(guò)分析后能規(guī)劃出更加科學(xué)合理的航線，針對(duì)有關(guān)信息進(jìn)行圖像化處理和展現(xiàn)，確保船只的信息能夠直觀清晰的提供給操作人員，確保其更熟悉這些信息，利用簡(jiǎn)單的按鈕完成操作，因?yàn)楦鱾€(gè)時(shí)期的先進(jìn)程度存在差異，船舶在性能需求方面必然也會(huì)隨時(shí)更新，對(duì)于程序的單一運(yùn)用也無(wú)法滿足時(shí)代的進(jìn)步，因此，必然會(huì)逐步朝著綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展，利用多重監(jiān)控來(lái)對(duì)信息的冗余進(jìn)行監(jiān)控，保證船舶能夠更安全的航行。

4? 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)船舶機(jī)械設(shè)備應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，借助各類技術(shù)的輔助，例如電力電子技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、GPS技術(shù)和可靠性保障技術(shù)，不僅確保船舶運(yùn)行更加的安全可靠，同時(shí)也為其帶來(lái)了更高的效率，促進(jìn)船運(yùn)行業(yè)逐漸走向發(fā)達(dá)?，F(xiàn)如今，電氣自動(dòng)化技術(shù)更深層面的發(fā)展，其應(yīng)用也逐漸趨于綜合化、高效化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特點(diǎn)，對(duì)于船舶運(yùn)行提供了更高的安全保障，同時(shí)也避免其耗費(fèi)過(guò)多的運(yùn)行成本。

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