船舶電氣自動化系統的發展于

渺彭暉 林貴鵬

摘 要：隨著電氣化技術的不斷革新，其在各個領域的應用也越來越廣泛。在船舶領域，電氣自動化系統大大促進了其發展進步的歷程。本文主要從船舶電氣自動化系統概述、發展現狀、發展趨勢以及發展未來三方面對船舶電氣自動化系統發展的相關問題進行了論述。

關鍵詞：船舶；電氣自動化系統；發展

在國家有關資金、政策等的大力扶持下，我國的船舶工業得到了大力發展。尤其是在船舶工業的電氣自動化系統方面，更是取得了較大的成果。加之不斷從國外引進先進技術，使得我國的船舶電氣自動化水平也已經達到了國際先進水平，其競爭力得到了進一步提高。

一、船舶電氣自動化系統概述

船舶電氣自動化系統主要包括船舶配電系統和船舶機艙自動化系統。

其中船舶配電系統主要由電源、配電裝置、電網以及負載四個部分構成。電源的主要作用是將機械能、化學能等轉化成電能，船舶上的電源裝置很多，例如柴油發電機組、穩壓電池等等；配電裝置的主要作用是對電源和負荷進行分配、監視、測量、保護、轉換以及控制等等；電網是船上所有的電纜和電線的總稱；負載主要包括艙室機械、甲板機械、傳播照明以及通導設備等。

船舶機艙自動化系統存在的意義是提高船員判斷和操作正確的概率，提高船員的反應速度，并降低船員體力上的消耗。由于不同船東訂貨技術規格書的約定不同，因此機艙自動化系統的配置也不同。但主要配置大概包括主推進裝置自動化系統、主柴油發電機及電站自動化系統、應急柴油發電機自動化系統以及艏側向推進裝置遙控系統、艦船自動見搖水艙系統等等。

二、船舶電氣自動化系統的發展現狀

隨著計算機技術、制造技術以及通訊技術等的不斷進步，其在船舶的駕駛、機艙管理以及裝貨等方面都得到了很好的應用。現代的船舶自動化系統，是將機艙自動化、航行自動化、裝載自動化等有機結合的自動化體系。該系統主要是由工作母站、分控制系統以及工作分站組成的。工作母站方面，一般有兩個，一個設置于機艙控制室，另一個則在駕駛室。二者互相獨立，既能單獨操作，也可同時操作；分控制系統方面，不同種類和自動化程度的船舶，其分控制系統也不同，例如主機遙控、機艙監測報警、泵浦控制、冷藏集裝箱監控等等。工作母站和分控制系統之間的聯系采用的是由高速傳輸技術組成的綜合網絡系統。該系統根據實際需求，將滿足需求數量的工作分站連接起來，對船舶的各個重要部位、設備等進行監控。而且工作分站可作為與船舶進行對外通信的窗口，使用數據傳輸等各種手段實現船船之間以及岸船之間的對話，使雙方進行各種業務活動，例如信息交流、咨詢、故障診斷、設備維護以及船舶管理等等，從而使得船舶航行的可靠性和安全性得到保障。

三、船舶電氣自動化系統的發展趨勢

1.船用中壓電力系統將會成為大型船舶電力系統發展的主流

由于船舶的電氣化水平不斷提高，因此我國新出現了很多總裝機容量達到十幾、幾十甚至上百兆瓦的船舶，例如客滾船、半潛船、汽車運輸專用滾裝船等等。由于考慮到斷路器短路電流分段能力、發電機組單機容量、發電機組數量以及電纜載流量等因素，這些新建的船舶大部分都采用了中壓配電系統，而且基本上所有的海洋平臺、海洋工程船舶等都采用了中壓電氣系統。

2.研發重點將聚焦于節能、環保、高效的船舶配套設備

在2011年船舶能效設計指數以及能效管理計劃被正式納入MARPOL公約附則中的VI修正案中，其中對船舶的節能減排提出了強制性的要求。因此船舶工業圍繞著電氣與自動化，提出了多種有效提升船舶能效水平的方案，方案中的大多數技術都集中于船舶配套設備節能減排技術的研發。例如高效螺旋槳及其優化、柴油機性能改進、廢熱回收、主機后處理裝置、混合電力推進技術等等。

3.系統的網絡化水平更高

目前數字化技術及總線技術在船舶電氣自動化中的應用已經非常普遍且成熟。尤其是總線，將各模塊、部件等連接起來，是互聯網現場設備與控制系統之間的雙向數字通信網絡。實現船舶電氣自動化系統的網絡化的優勢在于能夠使用較為簡單的自動化技術代替繁瑣的人工操作，提高了工作效率，降低了工作成本，而且能夠將船員從惡劣的工作環境中解放出來。

四、船舶電氣自動化領域的發展未來

1.由“單一商品”生產向系統集成化方向發展

由于國際經濟的增長速度減慢，造船市場的需求減少，對散貨船的需求較少，而對高技術的海洋工程裝備的需求則相對較多。而我國的船舶制造方面所生產的商品較為單一，抗風險能力不強。因此為了適應不斷變化的國際形勢，未來我國的船舶業會由單一商品生產向集成化方向發展，船舶電氣自動化也會隨之向集成化轉變。具體來說，一方面，船用設備生產企業向集成化方向發展，另一方面，船舶電氣、機艙自動化系統等行業中具有競爭力的大型企業會由船舶配套設備加工商向系統集成商轉變，例如部分船舶企業正在積極提高自身的船舶電氣系統及機艙自動化系統的集成能力。

2.技術進步促進行業發生重大變化

機電一體化、人工智能、模糊技術、新一代大功率半導體電子元器件等的利用使得船舶電氣自動化領域更加寬廣。而且隨著技術的進步，船舶電氣自動化行業也會發生重大變化。具體來說，就是相關技術使得船舶電氣的電制控制方式、推進方式、綜合自動化水平以及配電方式等發生了重大改變，從而使得整個行業發生較大變化。

3.授權合作模式被自主創新所代替

由于船舶配套設備中的關鍵設備例如船舶電氣自動化系統對設計技術的要求較高，而且制造工藝也非常復雜，因此使得我國船舶電氣、自動化系統等設備的裝船率較低。采用授權合作模式雖然能夠使我國的船舶電氣自動化設備的制造技術及工藝等處于世界前沿水平，但在我國對船舶工業的最新規劃中，要求船舶業要提高自主創新能力，加強技術研發、工藝開發、綜合服務的力度，因此未來船舶電氣自動化必將走上自主創新的道路。

五、結語

綜上所述，我國的船舶電氣自動化系統經過近幾十年的發展，取得了一系列成果。而且在未來，隨著技術的不斷革新，其所取得的成就也是不可估量的，能夠為促進國民經濟的發展貢獻重要力量。

參考文獻：

[1]彭輝.關于船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術研析[J].科技風，2014，（18）.

[2]蔣文強，朱明晶.淺談船舶電氣自動化的發展及其設備故障的排除[J].科技傳播，2011，（8）.

[3]沈松斌.基于船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術探究[J].中國水運（下半月），2013，（4）.

[4]張偉.論船舶電氣自動化發展的現狀及趨勢[J].新課程·中學，2014，（11）.