船舶电气自动化技术应用及发展趋势探讨

船舶电气自动化技术应用及发展趋势探讨

常海兵

招商局金陵鼎衡船舶（扬州）有限公司

摘要：经济发展水平的逐步提升，为我国的船舶行业创新提供了充足的动力，同时信息技术的融合也成为了船舶电气体系自动化转型的根本保障，本文便是以船舶电气自动化技术作为切入点，结合实际的技术应用情况，以及未来发展趋势进行探究。船舶电气自动化技术本身存在一定的多元化特点，需要结合不同的需求打造多元化的技术方案，这样才可以有效提升传播发展的智能性以及综合质量。同时在未来发展的过程中，还需要不断加大力度进行自动化效率的提升，打造完善的自动化设备，落实好监控系统的创新，这样才可以不断推动传播体系的高质量发展。

关键词：船舶；电气自动化；应用；趋势

信息技术的发展为当前各行各业的优化提供了新的途径，而随着我国航海领域的不断优化，船舶电器体系已经形成了自动化和智能化的升级方案，并且产生了较好的效果。本文便是以技术分析法以及文献研究法作为主要分析方式，以全面提升船舶电气自动化管理质量作为核心目的，结合当前的优化策略进行探讨，确保能够为整体行业的发展提供理论基础。

一、船舶电气自动化发展的历程分析

我国船舶电气自动化发展的历程较长。最初电子技术以及集成技术的出现，为社会各行业的技术体系创新提供了新的发展空间，这也成为了船舶电气自动化技术发展的源头性技术。而随着后期信息技术以及计算机技术的繁荣兴起，船舶电气自动化的发展有了更加充足的动力，技术体系更为先进，技术类型多种多样，逐渐已经成为了我国航海事业发展的综合系统。

到目前为止，我国的船舶电气自动化发展存在多样性特点，不仅能够保障船舶的安全运行以及综合需求，也可以贴近不同传播类型，满足不同的服务要求。而船舶自身的结构有一定的精细化特点，也可以结合不同结构以及不同系统的实际需求，打造多元化的电气自动控制体系以及监督体系。整体来看，当前船舶电气自动化系统的整体规模较为庞大，由多个小的子系统构成，例如电力传输系统、自动控制系统、预警监督系统、动态识别系统等等。电气系统自动化建设对于船舶的发展具有较强的促进作用，不仅可以提升航海事业的安全稳定建设，也可以有效增强人员生命财产安全，另外对于我国的技术体系提升也有一定促进作用。

二、常见的船舶电气自动化技术分析

（一）容错技术

船舶电气系统本身较为复杂，涉及到了大量的子系统，在运行的过程中受到外界航海状态的影响，电气系统本身必须要具备较强的容错能力，这样才可以有效应对部分细节上的失误以及故障情况。尤其是针对船舶升的柴油机、发动机、负载敏感变量泵、负荷敏感多路阀组、行走系统、起升系统、转向系统、制动系统、蓄能器等领域^[1]，必须要具备较强的容错能力，才可以维持整体系统的稳定运行。因此当前提出了以自动化控制技术为基础的CAD总线控制系统，它是将多个子系统融合到统一的管理体系中，能够结合不同子系统的实际特点打造具有针对性的监控方案。其具体的结构及运行流程见图1。

图1：CAD自动控制容错系统

综合具体的运行流程来看，智能传感系统会集中采集各项系统的运行状态，将其信号转化成模拟量数据。通过数据定位和分析了解当前整体系统的运行状态，结合系统的运行状态，一旦出现故障，会快速地定位故障发生的地点，切断与该故障相关的体系，这样能够有效避免故障对其他系统产生影响。同时快速的启动备用系统以及设备来代替故障，系统执行接下来的操作。这样的过程能够有效避免部分细节故障对系统产生的停机影响，整体的系统有了更强的容错能力，可以进行自动化检测和处理，从而提升电气系统运行稳定性。

（二）自动报警技术

自动报警技术是建立在自动化监测的基础上打造的智能体系，可以直接针对运行设备落实状态检测以及数据信息的记录，一旦出现问题会快速地联动声光报警装置进行报警。能够有效代替传统的人工值班以及人工检查具有较强的时效性以及连续性特点。

而从具体的技术应用角度来讲，当前应用较为广泛的dcs自动监测系统，有着较好的管理效果，能够实现各个细节的统一性管理。比如可以直接在微机控制系统中显示具体的报警信息，又可以直接联动容错系统，快速的启动应急方案。为了确保报警体系自身运行稳定，又设置了通讯站、信息转发站与各种分站等^[2]。通讯站把分站监测的各类信息传送给主站；但各分站之间的监测任务是相互独立的。这种模式可以有效避免整体系统出现故障，又可以提供更加科学安全的预警和防控。

（三）船舵自适应技术

自适应技术是以PID设计法为基础打造的控制体系，主要是通过遥感装置进行传播运行系统的动态检测，又能够实现对整体航海环境的检测。比如可以利用自适应函数分析波浪的条件信号综合船舶行驶的航速以及具体载重自动计算出最佳的控制参数，然后利用传输系统传送到卡尔曼滤波器，来实现船舵的自动调控。这种技术通常应用在当前的船舶自动驾驶中。在实际应用过程中，还需要借助海洋分析器进行辅助应用，能够检测整体的航海运行环境，计算波浪等多种参数。如图2所示，便是自适应技术的具体运行流程。

图2：传做自适应技术运行流程

三、船舶电气自动控制技术的具体优化趋势

（一）强化自动化效率

当前我国已经进入了信息化时代，网络系统的发展依靠计算机技术以及智能化技术得到了长足的创新，因此技术的运用往往决定电气系统自身的运行质量。换言之，在当前的网络结构下，可以直接通过数字化运行机制代替原有的人工操控，进一步提升图像控制功能以及管理体系的标准性和规范化。那么在后续的船舶电气系统自动化优化过程中，可以将重点放置在人机交换界面的优化方面。当前人机交换界面还涉及到了部分人工操作以及系统编程，而优化主要指的是可以结合不同的功能进行分析，更好的整合人机交互屏幕的软件和按钮，全面提升系统的综合性以及全面性。维护好船员的人身安全，确保整体项目运行效率的稳步提升。

（二）强化电气设备运行质量

自动控制系数与电气设备之间的融合应用往往依托于大量的软件系统以及遥感体系，通过遥感设备来实现自动控制，那么在后续的设备升级和研发过程中，可以将重点放置在电气设备自身运行质量方面，进一步丰富船舶电气设备的功能，减少部分冗余设备以及软件的使用^[3]。这可以降低成本和材料投入，更可以打造具有便捷性和高效性的电气管理体系，促使自动化技术的融合更贴近当前的运行需求，更好地发展船舶电力推进技术，并辅助机械电力拖动技术。

（三）强化监管系统的严密性

逆变器技术在当前的电气系统中有一定的应用效果，能够有效提升自动化技术指标，让应用在设备升级方面，但是在后续的船舶电气自动化技术研发过程中，需要加强对该种类型技术以及设备的安全管控。安全监督以及智能监管能够有效提升自动控制技术的应用可行性，这也是有效避免风险出现的根本保障。比如可以进一步加强对自动化监控系统的动态分析模型建设，利用当前先进的技术体系，打造全过程监管方案，主要目的是明确各项参数的计算流程以及执行操作流程，避免自动化控制系统为人所利用，从而造成航海风险。

结束语：

综上所述，转化技术的发展为当前的船舶电气系统创新和优化提供了充足的动力，能够有效增强船舶运行的智能化程度，在代替原有人工生产和管理的同时，又可以增强标准化和规范性。而综合具体的技术应用角度来讲，要结合不同的船舶电气系统运行需求进行针对性选择打造可行且具有安全性的自动化技术，并且不断的进行创新和优化，迎合我国航海事业的发展需求，这样才可以真正提升自动化技术的应用价值，推动我国船舶电气系统的高质量发展。

参考文献：

[1]梁崇博.船舶电气自动化故障排除及发展趋势[J].船舶物资与市场,2022,30(01):10-12.

[2]郭科运.船舶电气自动化控制安全问题与措施[J].船舶物资与市场,2021,29(11):15-16.

[3]缪昶昌.船舶电气自动化技术应用及发展趋势[J].船舶物资与市场,2020(12):3-4.

者简介：常海兵，男，(1983.02.15)，汉族，江苏省泰州市人，船舶电气工程师，

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