船舶电气系统数字控制技术的应用探究论文_龚巧玲,周翠红

船舶电气系统数字控制技术的应用探究论文_龚巧玲,周翠红

武汉船舶设计研究院有限公司 湖北武汉 430000

摘要:现代船舰和民用的船舶中电气系统是船舶当中关键的构成部分,随着自动化技术水平的日趋增高,在电气系统控制方法与控制的技术在理论性的知识和实际情况的应用当中,在不断的提高和进步。随着控制理论性知识的进步和电子计算机技术的不断发展,形成了一种新型的控制技术是数字控制技术,在船舶电气系统当中广泛的应用这也是实现数字控制技术的一个主要的方面。数字控制技术取代了原有经典的控制技术,在理论知识和实际的操作方面都在弥补原有控制技术的不足之处,数字控制技术在船舶电气系统中的应用有着重要的前景。

关键词:船舶电气;系统数字;控制技术;应用

引言

我国船舶事业的发展过程中,电气系统逐渐成为船舶体系中的核心。船舶电气系统中积极引入数字控制技术,改善电气系统的运行方式,优化船舶体系的运行。数字控制技术有利于把控船舶运行时的电气系统,根据船舶运行的需求,及时调整电气系统,体现数字控制技术的优势。船舶电气系统的自动化、智能化发展过程中,数字控制技术起到关键的作用,数字控制技术维护了船舶电气系统的稳定性,杜绝发生控制方面的问题。

1.船舶电气自动化

1.1船舶电气自动化的特点

船舶电气自动化系统在整个船舶的安全可靠运行中起着至关重要的作用。船舶自动化主要是监控船舶主机、辅机、安保系统等重大设备进行自动化控制,其主要目的是保证船舶安全高效的运行,提供自动化水平,降低船员劳动强度,保证船员和设备的安全。船舶电气自动化系统将网络计算机、电子技术、信息化等融入其中,此外,将总线、数字化等技术也引进到船舶自动化系统中,使船舶电气自动化系统的集成化程度更高、联动性更强。促进了船舶综合自动化进程,使电气自动化、机舱自动化、机械自动化、导航自动化、装卸自动化等诸多系统融合在一起,而电气自动化就是综合自动化系统的核心。

1.2我国船舶电气自动化系统的发展现状

现阶段,我国通信技术、计算机技术快速发展,其在船舶仓储管理、货物装卸以及行驶等方面的应用越来越广泛,并且经过长期的实践和发展,逐渐形成科学、健全的应用体系,为船舶电气系统的自动化发展提供了良好的技术支持。船舶电子自动化系统的运用,既能够为航行作业提供可靠、有效的保障,又能够显著提高船舶设备管理水平和效率。我国自主研发众多船舶电气自动化技术,并且经过多年的发展,已经形成比较完善、健全的船舶电气自动化系统,为我国船舶行业的健康、长足发展奠定坚实的基础。

2.船舶电气系统与数字控制技术分析

2.1船舶电气系统

船舶电气系统具有复杂性的特征,船舶结构中的电气系统,是由电源结构、配电结构、电力网、负载构成的,其中电源装置是指船舶上的蓄电池、发电机。船舶电气系统对对数字控制技术有一定的需求,因为船舶电气系统中的内容,都面临着控制需求,所以采用数字控制技术准确的控制船舶电气系统,规范电气系统的运行过程。数字化控制技术运用自动化的控制方法,取代传统的人工控制,降低电气控制的困难度。船舶电气系统的控制对象比较多,如果采用人工控制的方法,就会出现风险,引入数字控制技术,促使电气系统根据被控对象的需求,能够及时作出控制反应,关联电气系统中的各项控制对象。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如:船舶电气系统的电源和负载相互连接,构建了内在的连续,数字控制技术根据电气系统的负载特性,把电源分配到照明、应急、动力、低压等模块中,以免出现电源失控的情况。

2.2数字控制技术

数字控制技术在船舶电气系统中,主要是利用数字化的信息系统控制船舶的电气设备,实时监控船舶电气设备的运行状态,规避潜在的运行风险。船舶电气系统中的数字控制技术分为四个部分,首先是中央处理系统,其为电气系统数字控制的核心,全面处理信息系统输入端、检测端的电气信息,分析各项电气信息的目的,发送到执行部分并控制执行方式,其次就是上述的执行部分,执行部分接收来自中央处理系统的信息,根据信息的要求,控制船舶电气系统的运行,实现了电气系统的自动化,然后是监控部分,信息系统监控船舶电气系统的运行,提高电气系统的安全水平,最后是控制部分,数字控制技术中融入了大量的新技术,以计算机控制为主,自动化控制代替了船舶电气系统中的传统控制方法,实现精密、准确的控制操作,数字控制技术在很大程度上规避了操作误。

3.数字控制技术在船舶电气系统中的应用

3.1一次电源

船舶电气系统中的一次电源主要功能是将其他方式的能量变换为电能,比如发电机、原动机等。船舶电气系统一次电源存在一定的缺陷,表现为电压和电流的稳定性不强,所以,船舶的电气系统务必进行闭环自动控制系统的设计,以实现自动调节,规避电压和电流的变化所产生的电气系统的影响。过去利用模拟控制系统,主要是通过反馈技术来调节电质量的,这一过程会采集和电质量相关的某些参数,比如电压、频率、相位。可是这些参数容易受到外界因素的影响,所以,反馈技术完成波动电压调节的参数采集过程存在一定的难度。数字控制技术恰好可以弥补这一缺陷。数字控制技术将相关参数进行传递,发送到中央处理系统,船舶电气系统中央控制中心会自动收集并进行数据处理,并通过控制执行系统完成整个调控过程。数字控制技术中一次电源的利用不会发生时间推迟及影响情况,而且数字控制技术一次电源运用不是基于线性情况的前提下的,可以良好的应对各种的情况,针对不同情形作出精准的判断和控制,所以,数字控制技术提高了一次电源的稳定性。

3.2辅机结构

船舶电气系统中的风机、泵机等都属于辅机结构,辅机结构实现了电能向机械能的有效转化,提供了船舶电气系统的效率。辅机结构对数字控制技术的应用,体现在变频调速上,变频调速降低了辅机结构的运行能效,减轻电气系统的负荷压力。变频技术的发展速度很快,积极利用数字控制技术,降低辅机结构中的无用功,同时保护船舶电气系统中的电网结构。辅机结构在船舶电气系统的运行过程中,经常会以散热的方式散失掉大量的能量,变频调速技术应用到辅机结构中,控制辅机结构的运行转速,转速随着船舶电气系统的需求发生改变,有效降低热量损失。变频技术自动化控制辅机的转速,从整体上提升辅机结构的节能水平,变频技术在辅机转速方面的精准控制,有利于实现船舶电气系统的高效性。

4.结束语

船舶电气系统中的数字控制技术得到了成熟的应用,数字控制技术提高了电气系统运行的稳定性、可靠性,促使电气系统能够严格按照船舶运行的需求执行各项控制命令,降低电气事故的发生机率。数字控制技术具有一定的发展潜力,结合船舶电气系统的运行,提出发展的方向,规划好数字控制技术的发展后,才能确保数字控制技术在船舶电气系统中的高效性,以此来提升船舶电气系统的工作效率和质量。

参考文献:

[1]叶界平.数字控制技术在船舶电气系统中的应用[J].产业与科技论坛,2016,15(15):42-43.

[2]倪伟,孙自力,闫伟等.数字控制技术在船舶电气系统的应用概述[J].科技信息2016,19:123~124

论文作者:龚巧玲,周翠红

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/26

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