船舶电气自动化发展的现状及趋势

2022-09-11

随着船舶电气化水平的不断提高, 对船舶用电设备也在逐渐增加, 用电负荷迅速增长, 使现代船舶电力系统的能力相对传统船只有很大的增长。同时, 随着现代科学技术的不断进步, 大量新技术, 新工艺, 新设备上广泛应用的新船, 造成目前一代的船舶电力系统及相关设备在很多方面非常大的变化。首先是在系统的电压等级方面, 一些新建的大型船舶和海洋工程结构已经采用了高压系统, 其次是在船舶电气设备方面构造, 从传统的结量是巨大的复杂的, 对经营困难的智能化, 模块化的机电设备移动时, 集成高智能设备, 在电力自动化的技术方面, 传统的简单的机械和电气控制等情报模式被网络、数字化控制方法逐步取代。

在船舶电气设备中, 主要包括船舶电厂, 电气传动和控制系统, 自动化系统, 照明和信号系统, 船舶通讯系统等。在船舶电力技术的发展, 船舶动力技术的发展不断进步, 从第一次使用继电控制技术在20世纪60年代, 实现了船舶机械设备的自动化控制, 事后控制的晶体管分离技术, 20世纪70年代的小规模集成电路电路, 大规模集成数字, 模拟电路控制技术, 上个世纪80年代的微处理器控制技术, 90年代的PLC控制技术, 船舶电气设备的自动化地位也从早期的简单单台设备, 自动化控制系统集成开发自动控制, 发展为轮机自动化控制系统, 以及全船自动化系统。

1 船舶电气发展现状

1.1 船舶综合自动化

随着计算机技术的高速发展, 已导致船舶的蓬勃发展, 越来越广泛的应用自动化技术, 纵观21世纪的船舶自动化技术, 整个船舶综合自动化这个阶段发展的最高水平, 船舶综合自动化, 将不断收集机舱自动化, 导航自动化, 机械自动化, 装卸自动化等多用途系统, 该系统通常由两个工作的母站, 某些控制系统和某些工作变电站组成, 通常总站工程将在机房控制室设置, 另一个位于驾驶室。工作母站在两个工作完全独立, 可同时或单独运作, 以及相互备用。根据船舶的类型和自动化程度将控制系统划分, 例如主机遥控, 机舱监测报警, 电站管理, 水泵控制, 液位遥测和镇流器控制, 冷藏集装箱监控, 自动导航等等。所有工作的母亲与分站的控制系统采用高速传输技术, 组成一个全面的网络系统, 根据需要连接网络中的一定数额的工作变电站, 在船舶达到重要的位置上进行目标监控等, 控制和操作各种设备。

1.2 一人驾驶综合导航系统

德国的ATLAS公司是一人驾驶综合导航系统计划的主要参加者。该设备能够对驾驶室中的电子海图系统、通讯驾驶室等进行监视。控制能够达到很高的自由度, 可以看起来像船只上的飞行员坐在驾驶舱内的控制。这个设备它可以提供正确的船舶位置, 方向, 速度, 雷达影像, 主机立即传送, 每个检查警告等实物, 使船舶航行自动监测, 但在安全的最佳船舶航线, 并能自动采集和危险目标的区别, 实行有效的船舶碰撞回避行动。装有一人驾驶综合导航系统船舶在航行时, 驾驶室只需要一人操作, 可以省略其他服务员。

1.3 全球海上遇险安全系统

1976年, 美国首先开始使用海洋卫星通信。在1979年7月国际海事卫星组织的国际海事卫星通信组织宣告正式成立, 并建成了覆盖全球的国际海洋卫星通信系统, 可以提供服务的世界, 国际海事卫星组织提供了一种被称为增强舰艇编队, 要求调用 (EGC) 的服务, 它通过大容量, 高可靠的卫星通信信道的海域, 分配到舰队人群发送海情, 风暴等危险情况, 这个系统整体上由卫星, 岸站系统, 网络协调站与船舶电台组成。

由于对导航和保障生命财产的安全, 我国公海舰队采用了“八五”的技术改造, 已安装G M D S S普及了80%以上的远洋轮船。该GMDSS系统目前最主要的用途是增强海洋沟通能力, 确保海上安全, 随着移动通讯方式扩大的逐渐扩大, 如:导航数据, 主机辅机设备运行状况, 船舶服装卸货计划, 港口和上级公司的指示, 医疗咨询, 旅游服务, 乘客的个人电话等。国际海事卫星组织还编写了服务的范围扩大到陆地通讯和航空通讯。

1.4 全球定位系统GPS

目前普遍采用的差分GPS定位精度可以达到几米, 全球定位系统已成为船舶的主要固定器材。它还在其他领域广泛应用, 在1991年海湾战争, 美国的制导武器侵入伊拉克地下掩体的武器缓存的发泄准确, 而且还救出茫茫沙漠中的美军飞行员, 其精确度之高、性能之优越使得全球定位系统得到了人们普遍的关注。

2 船舶电气自动化发展趋势

2.1 系统监控的综合化

由于电气设备已经实现了强大的功能, 并在船舶中得到了广泛的普及, 系列化可实现灵活配置为;随着计算机技术的迅速发展, 实现了人机接触表面的设计标准, 操作灵活, 主菜单建立操作方便, 分类图片的运作和转型是灵活的, 所有的功能选择可以完成软件, 通过屏幕按钮直接选择, 提供了系统监控的一体化的重要基础。当然, 根据不同的需求和性能要求不同的船只在新世纪的先进程度, 但单机的应用程序必将逐步向综合监测系统过渡, 因为使用了综合监督的形式, 可以构成双重或多重冗余, 对于提高系统或整个船舶整体的可靠性具有积极的意义。

2.2 系统的网络化

目前, 数字化技术和总线技术已经接受了船舶电场。尤其是总线技术, 它实际上各个信号线的集合, 这种设定提供了模块化德机场, 为了每个部分之间的种类和标准模块的信号提供了通道。现场总线是一种互连外地器具 (或模块) 和控制系统之间的双向数字通信网络。

网络系统由于采用了数字化技术以及更高层次的自动化技术的使用, 替代了以往大量冗繁的人力操作, 不但提高了工作效率, 而且对于设备的准确性以及可靠性都有了很大的提升, 避免了频繁操作人力所带来的误操作, 解放了人力劳动, 使得船舶的安全得到了有效的保障。

3 结语

船舶电气化程度越来越高, 这不但从技术上是一种提升, 从管理上也需要跟上。随着船舶的技术设备不断升级, 这就要从管理上要求逐步完善维修管理条例不断的工作, 从而提高了科学性, 减少盲目的性质, 提高了工作效率, 要求在维护利益。必须管理好电器设备, 以改善管理人才质量, 必须认识到, 科学的管理规则的本质, 主动进行的每一个标准, 并按照规定的规则。

摘要：船舶是我国的领海安全以及航海能力的重要体现, 而船舶的电气化是船舶能力提升的重要保障。本文分析了船舶电气自动化的发展现状, 并对其电气化发展的趋势进行了分析。

关键词：船舶,电气化,现状,发展趋势