淺談船舶電氣自動化發展

[摘 要]文章論述了船舶電氣自動化領域展望機電一體化將使學科互相交叉滲透，人工智能和模糊技術的應用。

[關鍵詞]船舶電氣 自動化 發展

隨著我國船舶工業的電氣自動化程度、性能和技術水平已有了很大程度的提高，不少設備通過引進、消化、吸收國外先進技術，亦已達到了國際先進水平。隨著我國科技競爭力的提高，船舶自動化技術勢必有不少新的突破。

船舶自動化技術將不斷向全船綜合自動化層次發展，船舶綜合自動化，是集機艙自動化、航行自動化、機械自動化、裝載自動化等一體的多功能綜合系統，該系統通常由兩個工作母站、若干個分控制系統及若干個工作分站組成。通常一個工作母站設在機艙控制室，另一個設在駕駛室。兩個工作母站完全獨立，可同時或單獨操作，并互為備用。分控制系統將根據船舶種類和自動化程度而定，如主機遙控、機艙檢測報警、電站管理、泵閥控制、液位遙測和壓載控制、冷藏集裝箱監控、自動導航等。所有工作母站和分控制系統采用高速傳輸技術組成一個綜合網絡系統，在網絡上根據需要連接一定數量的工作分站，以達到在船舶重要部位對各設備進行監測和操縱等目的。同時，其工作分站可以作為一個窗口，與船舶對外通信設備聯網，借助于數據傳輸、電子郵件等各種通信手段，執行岸與船、船與船之間對話，進行各種信息交流、咨詢、設備維護、故障診斷、資料查閱、備件查詢、船舶管理等業務活動，從而最大程度提高船舶航行的安全性、可靠性和經濟性。

21世紀將會有越來越多的新建船舶配套船舶綜合自動化系統，用計算機進行全船智能管理，保證安全、經濟地操作。船舶電氣自動化系統發展的趨勢，系統監控的綜合化由于電氣設備已經日趨通用化、計算機所有功能選擇均能通過屏幕軟件按鈕直接完成，為系統監控的綜合化提供了必要的基礎。

隨著數字化技術和總線技術應用已經相當成熟，現場總線是一種互聯現場設備(或模塊)與控制系統之間的雙向數字通信網絡。采用雙層網，第一層為數據采集與傳送網，第二層為控制網。為保證系統的可靠性，控制網絡可采用冗余結構。考慮到危險分散原則，按系統又分成若干子網，如：推進系統、管道系統、電力監控系統等獨立于網。通過系統的網絡化，功能上集各子系統之眾，從可靠性出發又是一個分布式系統；在數據采集和控制平臺上各分系統密切結合，但在系統結構上又是一個主動性極強的系統，在平臺某系統局部受損時不影響獨立工作；采用網絡冗余和設備冗余設計及不間斷后備電源，生存能力很強；具有圖像控制功能，人機界面和對話效果。網絡系統的優勢在于采用數字化和高層次的自動化技術代替大量繁瑣的人工操作，提高工作效率。有助于減少頻繁操作和減輕人員疲勞，把船員從環境惡劣的工作場合中解放出來。船舶電氣自動化領域展望機電一體化使學科互相交叉滲透，電力與電子、強電與弱電更難分難解，人工智能和模糊技術的應用使船舶電氣自動化領域更加寬廣，必將會對造船和航運業帶來重大變革。新一代大功率半導體電力電子器件，在材料、理論、機理、制造工藝和應用技術等方面的研究開發，船舶設備將會進一步向高可靠、性能型發展，將會對船舶電力推進和輔機電力拖動技術帶來重大變革。可編程序控制器和單片機將逐漸發展成為船舶控制中的一種普遍控制方式。計算機監控系統正在經歷著從集中型計算機監控系統→分散型微機監控系統→集散(分布式)多級、多微機監控系統→網絡型(智能式)計算機監控系統。而這些技術的發展會使船舶工業向著智能綜合自動化、微機監視、智能控制、衛星通信導航、全球定位系統、船岸信息直接交流、全船自動化領域延伸，船舶電氣化程度的提高對船舶航行和安全有著重大影響。