船舶機(jī)械設(shè)備中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用微探

王文濤

摘 要：在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的新時(shí)代下，船舶事業(yè)也出現(xiàn)快速發(fā)展，因?yàn)榇敖?jīng)常駛離陸地，更需要保證船只的穩(wěn)定性。對(duì)此提出電氣自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用，并且在當(dāng)前的應(yīng)用實(shí)踐中，取得良好效果。基于此，文章首先論述了船舶機(jī)械設(shè)備中電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)，總結(jié)常用的技術(shù)，并分析其具體應(yīng)用途徑以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：船舶機(jī)械設(shè)備;電氣自動(dòng)化技術(shù);特點(diǎn);應(yīng)用

1引言

現(xiàn)階段，信息技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的進(jìn)步，在船舶電氣系統(tǒng)的建設(shè)中也積極應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，推進(jìn)電氣系統(tǒng)的優(yōu)化、升級(jí)與發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的提升，進(jìn)而保證船舶的穩(wěn)定運(yùn)行。但是在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用階段，也難免會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，這就需要堅(jiān)持以提升電氣系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益為最終目的，優(yōu)化電電氣自動(dòng)化技術(shù)管理模式，推動(dòng)船舶事業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。

2船舶機(jī)械設(shè)備中電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

一是綜合化，借助傳感技術(shù)的支持，利用集成系統(tǒng)，對(duì)船舶內(nèi)部的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行整體控制，保證不同操作的秩序進(jìn)行，也保證不同操作的落實(shí)在同一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，而且相互之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。這樣可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。二是網(wǎng)絡(luò)化，借助無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用，支持信號(hào)在不同模塊和指令之間的傳遞，保證每次傳播的數(shù)據(jù)信息都能清晰記錄在相應(yīng)的載體中，保證設(shè)備可以按照命令秩序化的實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能。這需要船舶打造專(zhuān)門(mén)的信息化平臺(tái)，結(jié)合總線(xiàn)型操控系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行資源化分配保證，精準(zhǔn)地將指令分配到不同的傳輸機(jī)制中，以此來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3船舶機(jī)械設(shè)備中常用的電氣自動(dòng)化技術(shù)

3.1電力電子技術(shù)

對(duì)于船舶來(lái)說(shuō)，動(dòng)力方面應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)比較普遍，特別是電力推進(jìn)與軸帶發(fā)電這兩個(gè)方向使用的電力電子技術(shù)。電力推進(jìn)是可以提升船舶的動(dòng)力性能，增加運(yùn)行速度;軸帶方面則是有助于節(jié)約能量，節(jié)能效果顯著，對(duì)于下一環(huán)節(jié)的運(yùn)行有積極意義。同時(shí)電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程各方面控制和管理的數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

3.2CAN電站測(cè)控相關(guān)技術(shù)

在CAN電站監(jiān)控的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)中，直接將控制臺(tái)、發(fā)電組和檢測(cè)微機(jī)者三個(gè)方面相結(jié)合，借助自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)和信號(hào)的實(shí)時(shí)傳遞，這樣方面掌握船舶的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，解決異常問(wèn)題，下達(dá)命令等，比如遇到風(fēng)暴要調(diào)節(jié)方向。

3.3可靠性保障相關(guān)技術(shù)

主要是強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，需要相關(guān)技術(shù)的支持。這要求對(duì)技術(shù)模型和運(yùn)行程序進(jìn)行深入分析，結(jié)合到一起，發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)的作用。目前常用的技術(shù)類(lèi)型就是容錯(cuò)技術(shù)和電子兼容設(shè)計(jì)，前者是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)設(shè)定一定的容忍范圍，防范局部錯(cuò)誤的出現(xiàn)，可以提高系統(tǒng)運(yùn)行決策的可靠性。后者是對(duì)系統(tǒng)和分系統(tǒng)以及具體到每個(gè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)，保證可以在一樣的電磁環(huán)境中協(xié)調(diào)的完成各自的功能，展現(xiàn)出統(tǒng)一的共存狀態(tài)，降低相互之間的干擾。

4船舶機(jī)械設(shè)備中電氣自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1自動(dòng)化

最常見(jiàn)的就是PLC技術(shù)，用于遠(yuǎn)程控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，需要在指揮室建立遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中心，設(shè)置好要求的PLC系統(tǒng)，這是船舶自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，對(duì)于通信能力和可信度提供良好的保障。還有就是監(jiān)控系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)各結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，采取連接總線(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)，保證安全運(yùn)行。同時(shí)因?yàn)榇暗囊苿?dòng)速度和體積都在逐漸增長(zhǎng)，運(yùn)行起來(lái)消耗的動(dòng)力和電力需求也很大，為了保證電力供應(yīng)穩(wěn)定，在電站管理系統(tǒng)后加入自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力數(shù)據(jù)的深入分析，評(píng)估供應(yīng)效果，進(jìn)行調(diào)整，可以節(jié)約能源。另外，在船舶自動(dòng)避碰的項(xiàng)目中應(yīng)用電力電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化駕駛，可以自動(dòng)規(guī)避其他船舶和危險(xiǎn)物，避免人為因素帶來(lái)的碰撞，保證安全問(wèn)題。

4.2綜合導(dǎo)航

因?yàn)榇跋到y(tǒng)十分復(fù)雜，水域情況也復(fù)雜，過(guò)去都是依靠人力而且是多人操作進(jìn)行駕駛，方便對(duì)水域現(xiàn)狀進(jìn)行分析，控制船舶的行駛。但隨著船舶規(guī)模的擴(kuò)大，水域環(huán)境逐漸穩(wěn)定，所以引入自動(dòng)化技術(shù)，借助綜合導(dǎo)航系統(tǒng)，發(fā)揮自動(dòng)化判斷水域狀況，控制船舶運(yùn)行的作用，這樣對(duì)當(dāng)前的駕駛系統(tǒng)進(jìn)行更新，實(shí)現(xiàn)了單人駕駛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一個(gè)人就可以操控與調(diào)整駕駛系統(tǒng)。這樣不僅節(jié)省了人力，也為船舶的良好運(yùn)行提供了保證。自動(dòng)化技術(shù)在船舶運(yùn)行過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)反映周邊的運(yùn)行狀況，反映在操控板上，確保駕駛員能夠獲得準(zhǔn)確的信息，為其提供最佳的杭行路線(xiàn)，并及時(shí)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)。這樣也可以及時(shí)針對(duì)危險(xiǎn)物體自動(dòng)避碰，提高了船舶運(yùn)行的安全性。

4.3GPS定位

這是十分關(guān)鍵的技術(shù)，保證船舶的安全運(yùn)行，可以幫助準(zhǔn)確定位船舶的位置，對(duì)于航線(xiàn)控制以及緊急救援有積極意義。當(dāng)前的GPS系統(tǒng)十分成熟，可以精準(zhǔn)定位船舶，誤差僅在幾米范圍內(nèi)。利用該項(xiàng)技術(shù)，可以為船舶出行提供實(shí)時(shí)航線(xiàn)規(guī)劃，指導(dǎo)船舶航行，節(jié)約時(shí)間和損失，降低出行成本。同時(shí)，在船舶救援活動(dòng)中，該技術(shù)也發(fā)揮著重要作用，可以迅速提供船舶遇險(xiǎn)位置，并配合相關(guān)救援團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)高效救援。

5船舶機(jī)械設(shè)備中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

5.1應(yīng)用效率方向

數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的組建，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的傳輸性能，這樣系統(tǒng)在處理某一類(lèi)數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)的對(duì)接模式，界定出不同操控工序下呈現(xiàn)出的應(yīng)用屬性，提高處理的效率。船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)要遵循結(jié)構(gòu)化、層次化原則，對(duì)內(nèi)部項(xiàng)目資源的分配機(jī)制逐步優(yōu)化，在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支持下，實(shí)現(xiàn)智能化控制，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而且還要關(guān)注在復(fù)雜化操控模式下，數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題的解決，這需要對(duì)實(shí)際應(yīng)用層面進(jìn)行拓展，對(duì)承接設(shè)備運(yùn)行的各類(lèi)裝置、機(jī)構(gòu)、軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理，增強(qiáng)數(shù)據(jù)收、發(fā)單元之間的響應(yīng)效率，保證命令接收和執(zhí)行的精準(zhǔn)性，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理的針對(duì)性，提高實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量。

5.2設(shè)備質(zhì)量方向的發(fā)展

船舶屬于消耗型設(shè)備，長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p耗，老化加劇，使用壽命縮短。所以需要借助自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行定期運(yùn)維管理，檢定性能參數(shù)，排除故障隱患，保證性能的穩(wěn)定性，從而保障運(yùn)行質(zhì)量。借助自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)時(shí)分析機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行綜合評(píng)估，控制設(shè)備在最佳參數(shù)內(nèi)運(yùn)行;同時(shí)在信息平臺(tái)的作用下，在系統(tǒng)與終端操控設(shè)備之間建立一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)接渠道，確保各項(xiàng)信息傳輸工作的運(yùn)行，符合設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)。同時(shí)，還可以對(duì)設(shè)備故障隱患進(jìn)行分析，分析不同運(yùn)作模式下自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)性特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析找出不同驅(qū)動(dòng)模式下，數(shù)據(jù)信息存在浮動(dòng)系數(shù)，進(jìn)一步為管理工序的設(shè)定提供基礎(chǔ)保障。

5.3監(jiān)管機(jī)制方向的發(fā)展

在智能化體系的建構(gòu)下，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可通過(guò)程序化指令完成自主化操控，但同時(shí)也削弱了工作人員的參與性，一旦出現(xiàn)程序設(shè)定與執(zhí)行方面的問(wèn)題時(shí)，必然造成對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備造成損害。為此，船舶必須建設(shè)完整的監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)操控工序、設(shè)備運(yùn)行的全過(guò)程監(jiān)督，如果系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)超出系統(tǒng)所能承受的極限值時(shí)，則將產(chǎn)生預(yù)警。此外，船舶應(yīng)對(duì)空間定位技術(shù)進(jìn)行更新，以保證航行過(guò)程中空間位置的精準(zhǔn)性，提高安全行駛性能。

6結(jié)語(yǔ)

船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，可為船舶的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行提供精準(zhǔn)的控制管理服務(wù)，提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。對(duì)此要求結(jié)合船舶機(jī)械設(shè)備、工藝的更新方向，積極選擇合適的電氣自動(dòng)化技術(shù)，廣泛應(yīng)用，可進(jìn)一步推動(dòng)航海事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱佳然，周欣花.船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)探討[J].科技資訊，2021，（4）：32-34.

[2]湯寅琪.淺談電氣自動(dòng)化技術(shù)在船舶機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020，（6）：218-219.