摘要：近年来我国的船舶行业得到了快速的发展，大量的船舶投入到实际的使用中。在船舶控制系统中，一般是采用电气自动化控制系统，为船舶提供自动化控制的功能，。本文首先分析了船舶电气自动化系统的原理及特点，之后介绍了船舶电气自动化系统的发展趋势，并对船舶电气自动化系统的应用情况进行了一定的分析。
关键词：船舶电气；自动化系统；发展趋势
0 引言
船舶电气自动化系统可以保证船舶在航行过程中的安全，提高船舶的安全防护等级，是船舶的重要组成部分。电气自动化技术在目前的工业控制领域中应用得较为广泛，工业控制正越来越依赖电气自动化控制技术，故电气自动化系统在船舶行业中也得到了广泛的应用[1]主要分析了船舶电气自动化系统的工作原理，并对船舶电气自动化系统的的应用情况进行了梳理，并重点介绍了船舶电气自动化系统的目前的不足之处和需要进行改进的方向。
1 船舶电气自动化系统
船舶电气自动化系统的技术较为成熟，目前多个国际著名的船电产品制造商已有较成熟的技术和相应的配套产品，并己实际应用于各类船舶。最新的船舶自动化设备技术的发展趋势是将程序控制分为小型的智能单位，就地操纵。如西门子公司的SIMOS IMAC 55就是这样分片操作、具有开放式的有监测报警和故障诊断控制的系统，它控制和监测无人机舱管理中所有重要的方面，如监测和报警、动力管理、燃油系统、压舱系统等的泵和阀的控制，燃油消耗记录，舱内液面监测和油、水量计算，货物控制和监测，安全功能及保养功能。SIMOS IMAC 55有整列的接口，可使资料与其它电脑或控制系统交换。卫星通信系统通过卫星联网，具有多路终端的能力，可改进船舶管理。21世纪将会有越来越多的新建船舶配套船舶综合自动化系统，用计算机进行全船智能管理，其运行可靠，能预先检测故障，确定预防保养和维修，保证安全、经济地操作。
2 船舶电气自动化系统的应用
船舶电气自动化技术在船舶电气行业中具有广泛的应用，对于提高船舶电气中的自动化水平发挥了重要作用。由于计算机与通信技术日益成熟，在驾驶、机舱管理和装货等方面实现了全盘计算机控制。展望21世纪，船舶自动化技术将不断向全船综合自动化层次发展[2]。船舶综合自动化，是集机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统。该系统通常由两个工作母站、若干个分控制系统及若干个工作分站组成，通常一个工作母站设在机舱控制室，另一个设在驾驶室。两个工作母站完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。分控制系统将根据船舶种类和自动化程度而定，如主机遥控、机舱监测报警、电站管理、泵阀控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等。所有工作母站和分控制系统采用高速传输技术组成一个综合网络系统，在网络上根据需要连接一定数量的工作分站，以达到在船舶重要部位对各设备进行监测和操纵等目的。
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同时，其工作分站可以作为一个窗口，与船舶对外通信设备联网，借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段，执行岸与船、船与船之间对话，进行各种信息交流、咨询、设备维护、故障诊断、资料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动，从而最大程度地提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。在船舶控制系统中具有广播报警系统，广播报警的主要功能是向所需区域广播通知，播放音乐等需要播出的语音信息。其基本具备分区功能，优先级功能，抑制功能，系统状态检测功能，音频发生器功能等等。分区功能主要将整个广播报警所覆盖的区域，大致分为生活区，工作区，机械区等。在不紧急的情况下，需要广播的区域仅仅是工作区域，而不需打扰生活区正在休息的船员。
3 船舶电气自动化系统的发展趋势
随着自动化技术的不断发展，船舶电气自动化系统也将变得更加智能化，主要有以下发展趋势。一是系统监控的综合化。由于电气设备已经日趋通用化、模块化、系列化，可以做到组态灵活；计算机所有功能选择均能通过屏幕软件按钮直接完成，为系统监控的综合化提供了必要的基础[3]。当然，根据需求不同仍旧存在着先进程度不同和性能要求不同的船舶，但是单机单控的系统必将逐步向综合监控的系统过渡。因为采用综合监控的形式，可以构成双重或多重冗余，对提高系统或者全船整体可靠性是有积极意义的。
二是系统的网络化。当前，数字化技术和总线技术应用已经相当成熟。现场总线是一种互联现场设备（或模块）与控制系统之间的双向数字通信网络。通常采用双层网，第一层为数据采集与传送网，第二层为控制网。为保证系统的可靠性，控制网络可采用冗余结构。考虑到危险分散原则，按系统又分成若干子网，如：推进系统、管道系统、电力监控系统等独立子网。通过系统的网络化，功能上集各子系统之众，从可靠性出发又是一个分布式系统；在数据采集和控制平台上各分系统密切结合，但在系统结构上又是一个主动性极强的系统，在平台某系统局部受损时不影响独立工作；采用网络冗余和设备冗余设计及不间断后备电源，生存能力很强；具有图像控制功能，人机界面和对话效果良好。网络系统的优势在于采用数字化和高层次的自动化技术代替大量繁琐的人工操作，提高工作效率是显而易见的。它有助于减少频繁操作和减轻人员疲劳，把船员从环境恶劣的工作场合中解放出来。
随着电气工程技术和自动化控制技术的不断发展，电气自动化控制系统在多个工业控制领域中都将得到广泛的应用。船舶电气自动化系统是电气自动化控制系统应用的重要领域之一，未来随着船舶电气自动化技术的不断发展，船舶电气自动化系统的整体性能也将得到明显的提升。
4 结论
船舶电气自动化系统对系统的控制性能要求较高，应该能够满足船舶在多种复杂的航行环境下都能够可靠运行，保证船舶航行的安全。本文详细介绍了船舶电气自动化系统的控制原理，并对船舶电气自动化系统目前的应用现状以及今后的发展方向进行了分析，对于提高船舶电气自动化系统的应用具有一定的价值。
参考文献
[1] 蒋凯, 崔晶莹, 王俊. 电气设备在船舶中的应用分析[J]. 军民两用技术与产品, 2017(6).
[2] 陈明志. 船舶电气自动化系统的发展初探[J]. 广东科技, 2011, 20(16):222-222.
[3] 曾宪法. 浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J]. 中国科技纵横, 2012(10):32-32.
论文作者:林治安
论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期
论文发表时间:2019/7/25
标签：船舶论文; 自动化系统论文; 电气论文; 系统论文; 控制系统论文; 功能论文; 技术论文; 《科技新时代》2019年5期论文;