浅析船舶电站自动化系统领域的发展现状与趋势

浅析船舶电站自动化系统领域的发展现状与趋势

张彦振 贺兰

第一作者： 62050319881102 **** 第二作者： 15220219890412****

摘要：随着电气自动化技术的不断发展与完善，其在船舶中的应用也越来越广泛。在我国国民经济建设不断发展、科技竞争力不断提高的推动下，船舶电气自动化程度将得到进一步的发展，其技术亦将有更新、更好的突破。

关键词：船舶电站 自动化系统领域 发展现状与趋势

引言

进入2l世纪后，我国船舶工业的电气自动化程度和技术水平有了很大的提高，不少设备通过引进、消化国外先进技术，亦已达到了国际先进水平。随着我国科技竞争力的提高，船舶的自动化程度将进一步发展，船舶自动化技术将有新的突破。

1.船舶电气自动化技术的现状

由于计算机辅助设计、制造与通讯技术的日益成熟，电子计算机在驾驶、机舱管理和装货等方面已实现了全盘控制。展望2l世纪，舶舶自动化，是集机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统，该系统通常由二个工作母站、若干个分控制系统及若干个工作分站组成，通常一个工作母站设在机舱控制室，另一个设在驾驶室。 两个工作母站完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。分控制系统将根据船舶的种类和自动化程度而定，如主机遥控、机舱监测报警、电站管理、泵浦控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等。所有工作母站和分控制系统采用高速传输技术组成综合网络系统，在网络上根据需要连接一定数量的工作分站，以达到在船舶重要部位对各设备进行监测、控制和操纵等目的。同时，其工作分站可以作为一个窗口，与船舶对外通信设备联网，借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段，执行岸与船、船与船之间对话， 执行岸与船、船与船之间对话，进行各种信息交流、咨询、设备维护、故障诊断、资料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动，从而最大程度地提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。

2.船舶电气自动化系统的发展趋势

随着电气自动化在船舶上应用的不断深入以及其自身的发展不断进步，如电力与电子、强电与弱电的难分难解，机电一体化使学科互相交叉渗透，以及人工智能和模糊技术的普及应用， 这些都将使得电气自动化在船舶上的应用范围更加宽泛，其为船舶运行及发展带来诸多便利和效益的同时，必将会对造船和航运业带来重大变革

2.1提高效率

网络系统的优势在于采用数字化和高层次的自动化技术，且具有图像控制功能，这一方面，使得人机界面和对话效果良好，计算机所有功能选择均能通过屏幕软件按钮直接完成，为系统监控的综合化提供了必要的基础； 另一方面，有助于更好地减少频繁操作和减轻人员疲劳，把船员从环境恶劣的工作场合中解放出来，提高工作效率。

2.2设备完善

电气自动化的发展，使得更多新一代的大功率半导体电力电子器件在材料、机理、理论、制造工艺和应用技术等方面得到研发与利用，其所取得的突破性进展，会使船舶设备进一步朝着更高、可靠、节能型方向发展，这为船舶机械、船舱、运作等方面提供了更快、更好、更方便条件的同时，亦将对船舶电力推进和辅机电力拖动技术带来重大变革，二者互相促进、相辅相成。

2.3监控准确

计算机、网络、自动化技术的成熟，使船舶在驾驶、机舱管理和装货等方面实现了全盘计算机控制，同时亦将使船舶工业向着智能综合自动化、全球定位系统、卫星通信导航、微机监视、智能控制、船岸信息直接交流、全船自动化领域延伸得更加深入，这对提高系统或者全船整体可靠性具有积极的促进意义，从而最大程度提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。

3.船舶电气自动化领域的展望

随着电力、电子、控制技术、通讯及信息技术等的不断发展及其在船舶上的广泛应用，船舶电气自动化程度将会大大地提高。机电一体化使学科界限互相交叉渗透，电力与电子、强电与弱电更难分难解。人工智能和模糊技术的应用使船舶电气自动化领域将更加宽广，必将会对造船和航运业带来重大变革。新一代大功率半导体电力电子器件，在材料、理论、机理、制造工艺和应用技术等方面的研究开发，将取得突破性的进展，船舶设备将进一步向高可靠、节能型方向发展，对船舶电力推进和辅机电力拖动技术带来重大变革；可编程序控制器和单片机在我国将逐渐发展成为船舶控制中的一种普遍控制方式。随着电子技术、信息技术的飞速发展，计算机技术在船舶自动化领域的应用将越来越广泛， 计算机监控系统正在经历着从集中型计算机监控系统一分散型微机监控系统一集散型（分布式）多级、多微机监控系统一网络型（智能式）计算机监控系统。而这些技术的发展，将会使船舶工业向着智能综合自动化、微机监视、智能控制、卫星通讯导航、全球定位系统、船岸信息直接交流、全船自动化领域延伸得更深入。随着船舶电气化程度的提高，作为传输信息和能量的电缆品种会增多，对船用电缆的要求愈来愈高。船用电缆的安全可靠性，对船舶的正常航行和生命安全有着重大影响，世界各国对船用电缆的阻燃防火性能和安全等方面的要求将不断提高，进入新的世纪，随着高新技术的发展，电缆制造新工艺和新材料的应用将会有重大突破，如利用高能高压电子加速器对电缆绝缘进行辐照，产生交联， 使其分子结构由原来互相独立的链状结构变成三维网状结构，增加了分子间的作用力。经过辐照交联，可以提高电缆的耐温性、阻燃防火性和机械强度，大大延长电缆的寿命。 出于经济性和可靠性的考虑，在今后10—20年柴油发动机作为船舶原动机具有无可争议的地位。 然而，当石油面临枯竭，环境污染、生态受到破坏，使柴油发动机的地位受到了冲击，21世纪人们有可能通过技术上的突破而获得绿色能源，如太阳能不仅丰富而且无污染；氢是另一种新能源，它作为潜在的热源，也可以作为太阳能电池的储能部件，通过电解的方式来达到储能的目的；燃料电池采用可逆式氢电池来发电以及氢电解装置；超导电磁推进等。但上述能源进入到船舶上的实际应用，尚需要进行大量的研究和试验，还要有一个相当长的时间，且初始投资高昂。

4.结束语

随着时代进步、科技发展，将有越来越多的船舶及其配套系统的电气自动化领域不断向集机械自动化、装载自动化、航行自动化、机舱自动化等于一体的多功能全船综合自动化层次发展，从而实现全船智能管理，保证了船舶更加经济、安全、可靠的操作和运行。

参考文献

[1]刘毅.浅谈船舶电气自动化发展.CHINA’SFOREING TRADE，2010(14).

[2]陈念宁.船舶电气自动化系统的现状及发展.广东造船，2005(4).

[3]白永昕，彭成.船舶电气自动化中几个重要技术的应用.世界海运，2005(3).