摘要：海洋强国战略的大力实施促进了船舶技术的快速发展。随着我国海洋事业的不断发展，船舶技术也得到快速提升。作为对船舶优质运营具有关键影响的自动化技术，对船舶的经济效益及安全性能均具有重要影响，近年来受到船舶行业各界人士的密切关注，船舶自动化技术发展也日渐成熟。本文就船舶自动化技术应用及发展趋势展开探讨。
关键词：船舶；自动化；应用；发展
1船舶与海洋工程自动化发展历史
自动化设备在二十世纪七十年代就开始出现，早期出现的船舶自动化主要目的是高效开船、节约人力物力，船舶的正常运行对船舶自动化的完整性影响不大，同时，利用人为技术可以完全代替自动化技术，传统船舶自动化技术零件比较简单，仅仅包括：轮机自动化、导航自动化、自动操舵仪、无人值班机舱等。船舶自动化的发展历程可以大致分为三个阶段：一是单元装置自动化使时期，依靠安装的各种单独设备仪器实现自动化管理，虽有一定效用，但依托于这种模式的自动化难以是船舶设备整体有效沟通，致使收集的信息也较为零散；二是机舱自动化时期，应用集中监控系统可以实现夜间无人值班，但整个船舶采用一台计算机实行自动化管理，一旦出现故障将引发多米诺骨牌效应；三是全船综合自动化时期，船舶技术在九十年代以后，海洋运输对安全环保提出了更高的要求，功能更先进的电子模块被现阶段的船舶自动化技术采用，为了注重环境的保护，对船舶的环保设施也提出了更高的要求，另外海洋领域有较多的不法分子，如何安全运行得到了高度重视，所以船舶设备必须具有良好的安全防护功能，首先是预防安全事故的发生，其次是对船舶故障能够及时的修复。所以，发展成本低廉的安全运行自动化设备是非常迫切的。
2船舶电站自动化的概述
当前，船舶向多功能及大型化发展，这就对电站自动化提出了更高的要求。因此，船舶智能化与大型化的发展，必须基于船舶电站的自动化前提，以机舱自动化的发展为基础。船舶电站的自动化具有安全保护、数据传输、自动监测及操作控制自动化的功能。船舶电站自动化由手动操作到手动遥控操作，再到半自动化控制及当前无人值班的全自动化阶段，自动化水平不断提高。现阶段，互联网科技不断发展，相关科学技术日渐成熟，诸如数字化技术、智能化技术及网络化技术等，这都促使船舶电站自动化技术不断进步，向远程控制的多功能智能化的方向发展。我国在电站自动化技术方面起步较晚，但大有追赶超越的趋势。特别是21世纪以后，我国工业互联网科技的发展，信息化技术的进步，国内很多单位集中研究电站自动化技术，极大促进了我国电站自动化产品的发展。随着船舶建造朝着多功能大型化（集装箱船尤为突出）船舶方向发展，电站的自动化技术对计算机的高度依赖性越来越高，一旦计算机系统瘫痪，整个电站将无法运行，对船舶的稳定运行与安全产生极其不利影响。因此，基于单微机的自动化电站系统的应用受到很大限制。为彻底解决该问题，当前国际许多大的船舶自动化设备厂商已经采用分布式控制系统，运用于基于网络化的RS485总线通讯技术，以支持多点通讯式自动化设备在船运用。
3自动化技术的应用
3.1船舶电站自动化
站自动化是船舶自动化的重要组成部分，电站自动化使电站能够更加稳定地输出电力，是船舶进行改进变革的主要基础。我国先进的科学计算机技术，网络信息化、数字化技术极大地促进了电站自动化的发展，目前，我国生产电站自动化系统装置的水平还比较低，大部分是从国外进口，国外利用PLC控制技术产出的电站自动化系统技术先进、功能齐全，几乎垄断国内的船舶电站自动化系统市场，而我国对电站自动化系统的研究还处在初级阶段，因此要加大对电站自动化系统的研究，早日打破国外技术垄断，实现国产化，自给自足。
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3.2船舶机舱自动化
在当代背景下,拥有先进船舶自动化技术的国家率先结合电子信息科学研究出来了船舶集中监控系统,通过对船舶集中监控系统的应用,就可以实现船舶机舱夜间无人值班,船舶自动化技术也随之快速发展。船舶机舱自动化时期主要研究出来的船舶自动化技术有:船舶主机遥控技术、出阿伯电站管理技术、船舶动力装置的监测报警技术、船舶柴油机的工控监测与趋势分析技术、船舶故障预诊断技术等。船舶机舱自动化自动化技术的技术核心是船舶机舱自动化监控技术。在最初的船舶机舱自动化时期,机舱自动化监控技术的核心是集中船舶船舱监控,其主要特点是整个船舶采用一台计算机进行集中控制和管理。一旦这一台计算机出现故障,这种管理模式就难以维持整个船舶机舱自动化的需求。针对这样的问题,20世纪70年代,先进国家研究出了分散监控的新型监控模式,通过船舶上面多台计算机的联合操作实现自动化管理,有效的完成了船舶的自动化运行。
3.3船岸信息一体化系统的发展
船岸信息一体化系统是航运公司对船舶进行集中管理的一种新方式，能够实时监控船舶能耗，分析海上航行路线，对机舱进行远程控制，实时监控发出命令，规避可能发生的海上事故，实现船岸信息一体化，提高航海安全性。通过船上各个角落的传感器、监测系统、电站自动化系统、船舱自动化系统等共同组成信息反馈网，借助互联网通信技术及时给岸上信息中心反馈航行信息，实现船岸管理一体化，保证船舶能够安全地航行到世界各地，提高船舶的生产效率，为公司带来更大的经济效益。系统的管理船舶能够让船舶运行更加智能化、信息化，同时，船岸信息一体化系统的发展对海洋救助局有很大的帮助，每年都会发生大大小小的海洋事故，由于落后的信息技术处理中心不能够及时提供船舶信息，而经常导致营救不及时，船岸信息一体化的发展能够提供大量的船舶信息、精准的船舶定位，提升了救助局的救助效率，使救助局的工作更加信息化、科学化。
4船舶自动化发展趋势分析
4.1全功能通用PLC
船舶控制器有三种：PLC逻辑控制器、多品种信息采集器以及专用控制操纵器。PPC200具有所有控制器的功能，可以有效解决船舶设备维修管理难的问题，它具有以下设计特点：一是采用无总线“一体化工艺”轻巧设计，外形结构牢固美观，便于安装，抗冲击能力强；二是双网口双数据库并行的工作结构，即使发生了网络故障，也不会影响平台运行，同时万能的PLC模块具备数据预警功能，有效保障了系统数据的可靠性；三是脱机控制，复杂的自动控制流程不依赖于计算机，某一部分的故障不会威胁整个控制系统的运作，避免了“牵一发而动全身”。
4.2系统的网络化
就目前信息化技术和互联网技术的发展水平而言，主要是由控制系统和信息回馈系统组成的相向的系统网络，通过监控系统和监测系统对全船的各项数据进行收集，形成数据采集网络。控制网络能够保证船舶电站、船舶机舱的正常运行，是船舶安全航行的基础保障。在主系统网络下还有众多子系统，各个系统独立运行散布在整个船舶上，子系统为主系统所控制，相互之间不受影响，即使其中某个子系统发生故障，也不会影响整个船舶的运营。系统的网络化提高了船舶的整体运营功能，大量减少了人力工作，降低了船舶运营成本，提高了工作效率。在涉及工作人员的设备方面，系统的网络化能降低工作人员精神的疲劳度，减少安全隐患，营造良好的工作环境，大大地提高了工作质量。
结语
综上所述,船舶自动化技术已经随着现场总线技术以及通信技术的不断发展而日趋完善,随着时间的发展,船舶自动化技术终将成为船舶安全运行的有力保证。
参考文献:
[1]赵金鑫.浅谈船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除[J].通讯世界,2018(05):226-227.
[2]李艳丽.浅谈船舶电气自动化系统的现状及发展[J].城市建设理论研究:电子版,2018
论文作者:王志
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
标签：船舶论文; 电站论文; 技术论文; 机舱论文; 系统论文; 自动化系统论文; 信息论文; 《科学与技术》2019年第20期论文;