摘 要：21世紀以來，我國的電氣自動化技術(shù)水平得到了較大提高，開始被廣泛應(yīng)用于軍工業(yè)中，特別是船舶工業(yè)。電氣自動化技術(shù)的發(fā)展影響著整個國家的工業(yè)生產(chǎn)，我國通過引進、借鑒國外先進技術(shù)和自主探索，電氣自動化已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平。筆者就我國船舶電氣自動化的現(xiàn)狀進行了分析，并對電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展前景進行了簡要探討。相信隨著科技的進步，我國的船舶電氣自動化技術(shù)會有新的突破。

關(guān)鍵詞：船舶；電氣自動化系統(tǒng)；發(fā)展前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.005

0 引言

隨著信息時代的到來，實現(xiàn)電力設(shè)備信息化和智能化成了船舶行業(yè)新的發(fā)展方向。在早期，船舶自動化主要是機場設(shè)備自動化，再到發(fā)展為航行自動化、動力定位自動化、裝卸貨物自動化、故障定位自動化，基本上實現(xiàn)了整個船體的自動化。但在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展下，傳統(tǒng)的機電式控制船舶的控制方式已經(jīng)被逐步摒棄，網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化的控制方式是新的技術(shù)潮流。如何將船體各個部分的自動控制系統(tǒng)集成為全船的電氣自動化系統(tǒng)，如何加強我國電氣自動化技術(shù)在船舶行業(yè)中的應(yīng)用，是我國科研人員目前急需攻克的難題。

1 船舶電氣自動化技術(shù)的現(xiàn)狀概述

二十一世紀以來，計算機輔助設(shè)計技術(shù)、通訊技術(shù)、電子信息技術(shù)的日益成熟給船舶自動化的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。由電子計算機對船舶駕駛、機艙管理和貨物裝卸進行自主控制，進而實現(xiàn)機艙自動化、航行自動化和裝卸貨物自動化為一體的綜合的電氣自動化系統(tǒng)，是船舶自動化需要達到的要求。

綜合性強的船舶電氣自動化系統(tǒng)通常由若干個分控制系統(tǒng)、兩個主控的工作母站和若干個工作分站組成。通常情況下，一個主控工作母站設(shè)置在機艙控制室內(nèi)，在駕駛室設(shè)置另一個工作母站。兩個主控的工作母站必須完全獨立，分別控制，必要時可以兩者協(xié)同控制船舶。這樣的好處是一方面可以讓兩個工作母站互為備用，當(dāng)其中一個發(fā)生故障時，可以及時啟用另一個工作母站以保證船體的正常運行；另一方面兩者協(xié)同控制也大大提高了整體船舶自動化的準(zhǔn)確性。由高速信息傳輸技術(shù)組成的綜合網(wǎng)絡(luò)是兩個工作母站和其余分控制系統(tǒng)間進行信心交換的渠道，在這個網(wǎng)絡(luò)中可以根據(jù)不同船舶的需要（監(jiān)控、控制、運輸?shù)龋┻B接一定數(shù)目和種類的工作分站。而分控制系統(tǒng)將根據(jù)船舶的實際自動化程度和用途而定，例如主機遙控、自動網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航、負載控制、天氣預(yù)警等。

目前電氣自動化技術(shù)在船舶行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，國際上的著名船電產(chǎn)品公司（西門子、約克等）的技術(shù)處于世界前列。德國西門子公司的SMOS MAC55將程序分解為小型的只能控制單位，實現(xiàn)分片操作，這樣的好處就是使電氣自動化系統(tǒng)更加開放化，能夠進行檢測報警和故障診斷。另外在控制和機艙的管理方面的自動化程度也得到了極為顯著的提高，如燃油系統(tǒng)、動力系統(tǒng)管理、自主導(dǎo)航系統(tǒng)等，也實現(xiàn)了自動控制燃油消耗、船體內(nèi)液面的檢測、貨物裝卸以及安全防衛(wèi)功能。值得一提的是，SMOS MAC55有整列的外端接口，可以實現(xiàn)其內(nèi)部信息與其他電子計算機的互換，其船舶自主管理系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)可以通過無線電波與衛(wèi)星進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)多端異地控制。

2 船舶電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向

首先，電力系統(tǒng)綜合化。如今電力設(shè)備已經(jīng)逐步走向系列化、模塊化，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的綜合化的好處就是能夠靈活控制整個系統(tǒng)。計算機軟件的發(fā)展為船舶電氣自動化系統(tǒng)的綜合化提供了基礎(chǔ)，各種功能可以通過界面進行選擇。當(dāng)然，綜合化的過程中免不了出現(xiàn)一些冗雜、無用的操作，因此設(shè)計人員需要對這些不必要的操作進行簡化，根據(jù)船舶的性能需求實現(xiàn)綜合化，這樣能夠保證全船整體的安全可靠性和建造的經(jīng)濟性。

其次，船舶電氣自動化要向系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化這方面靠攏，現(xiàn)場總線技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)為電氣自動化系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化提供了基礎(chǔ)。各種信號線集合成了現(xiàn)場總線，它成為控制模塊之間、電力設(shè)備與模塊之間信息交互的通道，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)場設(shè)備與各個分控制系統(tǒng)之間雙向數(shù)字通信的綜合網(wǎng)絡(luò)。

雙層網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)場總線常見的結(jié)構(gòu)，即第一層實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳送，第二層實現(xiàn)控制。通常控制網(wǎng)絡(luò)采用冗余結(jié)構(gòu)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。另外又可以將整個船體的電力自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分解成管道系統(tǒng)、自動監(jiān)控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等若干獨立的子網(wǎng)，以避免某處出現(xiàn)故障影響整個船舶運行的情況發(fā)生。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢在于，采用數(shù)字化和信息化的自動控制技術(shù)方便了整個船體的操控，減少了人工管理的投入，提高了工作效率，未來甚至可能出現(xiàn)一個人單獨操控整個船體運行的局面。

3 船舶電氣自動化的發(fā)展前景

航運作為我國的主要運輸方式之一，其擁有著廣闊的發(fā)展前景。電子電力技術(shù)、智能控制技術(shù)等的發(fā)展必將繼續(xù)提高電氣自動化在船舶行業(yè)中的應(yīng)用程度。如PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化中，一方面可以使設(shè)備運行的安全性提升，另一方面可以根據(jù)實際的運轉(zhuǎn)需要設(shè)置參數(shù)，避免了能源不必要的浪費，使得設(shè)備的運行效率得到提高。另外新材料、新科技的出現(xiàn)也為船舶行業(yè)引領(lǐng)了新的方向，未來電力設(shè)備的運行效率和使用壽命必將提升。

4 結(jié)束語

自動遙控系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)和電站控制系統(tǒng)是船舶電氣自動化系統(tǒng)的三個主要組成部分，我國雖然能夠自主生產(chǎn)以上各大系統(tǒng)，但與歐美等發(fā)達國家還存在著一定差距，具體表現(xiàn)在我國自主研發(fā)的電力產(chǎn)品精度不夠高，使用壽命較低等。因此我國各船舶企業(yè)還需要在提升產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)性、實用性以及后期產(chǎn)品維護等方面加大投資力度，以實現(xiàn)我國船舶電氣自動化發(fā)展現(xiàn)代化、國際化的目的。除自動化電力設(shè)備研發(fā)外，船舶企業(yè)還應(yīng)該升級信息管理系統(tǒng)，爭取實現(xiàn)整船信息化管理。

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作者簡介：楊淑娟（1987-），女，山東濟寧人，本科，研究方向： 船舶電氣與自動化。