船舶电气自动化技术应用及发展趋势

于海军

身份证号：230127198512280216

摘要：船舶电力自动化的应用具有综合化和网络化的特点，它既要保证船舶的正常运行，又要保证船舶的安全运行。采用电推进、导航、定位等手段实现船舶高效节能运行，通过对船舶的运行状态进行实时监控，对船舶的运行状态进行实时监控，提高船舶运行的稳定性。在今后的发展中，要加大各种自动化的运用力度，提高电力系统的运行效率、控制精度和一体化程度，使之更好地适应造船工业的发展需要。

关键词：船舶；电气自动化；技术应用；发展趋势

1船舶电气自动化特征

船舶电力自动系统是由电力系统、发电厂和电网组成的，其中电力系统主要是实现电能的转化，并通过电网的传送系统向各个装置提供电力。电厂是船舶的中心，它可以根据船舶的性质和作业要求，来完成不同的装备的组合和船舶的丰富的功能。电网遍布于各类电器，包括弱电装置和照明电网等，可以实现各个系统和装置的连接。由于船舶电气自动化的集成特性，需要利用人机接口对各类器件及电子组件进行操作，提高其柔性，方便其系统化的应用。同时，由于其具备了网络特性，使得各个功能单元之间能够相互连接，从而实现了电力与监测的一体化，从而提高了整个系统的可控能力。

2船舶电气自动化技术的应用

2.1电力推进技术的应用

船舶电力系统由发电、电力转换、电力输送等部件组成，它需要通过主机来燃烧燃料并通过其自身的功率来带动主机发电，从而带动船舶上的机器运转。在实际运用中，动力系统可以分为两种类型：一种是直流型，一种是交流型，一种是使用相应的无换相马达来推动船舶运行。 

2.2导航定位技术的应用

大多数的船舶都是在海洋中行驶的，且所处的环境多变且不确定，使得操纵具有很大的危险性。利用GPS等进行自主定位、最优路线的作业，可以将危险因子降到最低，减少行车的安全性。利用GPS技术，可以精确地获取船只的海面位置。目前，国际上的航海卫星通信机构所提供的通信讯号，可以涵盖大部分海上船只的航道，并可顺畅地与不同的船只进行联络，协助船只取得正确的定位资讯。该船可以利用GPS接收装置向相连装置传送自己的定位，并在地图上进行坐标变换等运算，并把计算的结果传送到航海人员手中的手机和航海系统中，计划并产生最优的航行路线，降低由于不确定的原因而造成的安全风险。

2.3自动监测技术的应用

船舶上有大量的功率电子装置，当这些关键部件出现故障时，对船舶的正常运营构成了极大的威胁。将自动化监控技术用于对客舱内的设施进行实时监视，并将其状况资料进行自动登记，将所收集的资料进行对比，使其达到设置的参数门槛，从而可以在短时间内检测到装置的不正常情况，并向工作人员发送警告，使其得到及时的解决。当前，大部分的船用DCS自动化监控系统都是用于对电力设施进行统一的监控和监控，并利用计算机进行报警和监控，保证了设备的平稳运转。该系统采用三级微型计算机网络，其中主控站设在驾驶室内，分站设在机房内，包括通信站、转发站等各种型号，并把各种数据传送到主站，并进行单独监控。本文介绍了一种基于CAN总线的船用电厂监控系统，该系统由控制台和维修微型计算机组成，并与电力设备联网，以完成对发电机各部件的测试。通过对发电机的电压，频率，功率系数等进行检测，判断出发电机的工作状况，利用软件编程完成对机组的控制，并对机组进行了智能化的控制。

2.4系统保障技术的应用

2.4.1抗干扰技术

针对船舶自动仪器极易受到电磁干扰的问题，提出了一种基于电磁兼容的方法来提高仪器的抗干扰性能。首先，对于电感负荷，可以利用变压器绝缘等方法来抑制EMI，也可以通过在不同的线路之间进行电绝缘，从而防止设置在回路中产生的电流扰动。为提高船舶电力系统的抗干扰能力，必须配置单独的绝缘变压器，并在电网上配置一台交流变压器。工程船配备有泥浆泵和钻机等多种设备，需要采用变频调速，其高阶谐波极易对仪器造成扰动，严重时会导致操作错误。采用移相变换技术对电网中的谐波进行了有效的控制，采用了滤波器滤除了电网中的噪音，从而确保了整个自动控制系统的正常工作。其次，船舶上敷设了许多的电缆，当它们靠近通信线的时候，很可能会产生电磁干扰，从而导致通信的中断。

2.4.2容错技术

海上航行环境复杂多变，有时还会出现多种装备失效的状况。为了提高电力自动化系统的工作可靠性，需要引入容错机制来提高其对电网的抗毁性。通过对系统的故障进行在线监测，并对其进行快速诊断，从而实现对故障的准确诊断，从而实现对该系统的安全、稳定运行的有效控制。在此基础上，利用故障控制的方法，对故障进行预先的容错程序，使得该软件能够按照故障的状态进行处理，把高电平的故障元件探测到的信号转化为低电平，然后针对不同的故障进行处理。

3船舶电气自动化技术的发展趋势

3.1高效化

随着人工智能和大数据等新兴科技的不断发展，对提高船舶的智能化水平具有重要意义。根据船舶电力自动化的需要，配置多种智能终端，对给定的参数进行解析，从而达到自动化、智能化的目的。采用数字化和自动化技术取代人工操作，采用冗余度的机构来完成单元的自动化，从而提高了操作的灵活性和方便性。融合了材料学等多个领域的知识，通过对高功率的半导体设备和可程序控制器等进行创新，可以让船舶的电气控制设备、系统等得到进一步的改进，在保持一个稳定的信号通信条件的情况下，在保持一个稳定的信号通信条件的前提下，让系统的工作变得更加流畅，也更加方便了操作。

3.2精准化

随着信息技术的发展，船舶电力自动化系统将逐渐与计算机等技术手段相结合，实现信息的快速准确传递，并能真实地反映各类设备和系统的运行状况，为实现全系统的综合监控提供支撑。在互联网的支持下，将多种监测系统进行集成，通过CAN总线、无线通讯等多种方式进行远程监测，对所有的电力数据进行实时的分析，并进行数据的交叉比对，提高了该体系的监测精度，并向司机提供了有效的信息，帮助工作人员使用GPS等技术，进行了合理的线路规划。使用互联网的软件来设置一个自动化的监督过程，从而使整个船只的电力管理过程变得更加简单。

3.3集成化

随着船舶上各类电力电子装置及操纵装置的日益增加，为了使其既能适应船舶上更少的舱室，又能满足船舶的系统化管理需求，电气自动化系统必将向着一体化发展。近几年来，随着我国船岸融合工程的增多，对船舶工况进行了深度剖析，以达到适宜的硬件设备的综合，并进行了船舶的数据集成，以强化信息链接为基础，建立了一个统一的管理平台。对各种信息进行全面的分析，对船舶运行状况及航路的合理与否进行了科学的判定，从而达到了多个设备的自动化控制，为企业的有效经营服务。该软件与航海通信等其他信息平台相结合，具有较强的能力及海量的数据支撑，实现了电力自动化的高度信息化。

结语：

总之，由于科学技术的发展和发展，计算机和通信等技术已广泛地运用于船舶电力系统，从而加速了船舶自动控制的发展。如何对船舶电子自动控制进行有效地利用，直接影响到船舶的工作效率和航行的安全性，因此，必须对其进行深入的研究，把握其发展方向，利用多种先进的科技手段，为我国航海事业的发展作出贡献。

参考文献：

[1]钱贵东.浅析我国电气自动化技术在冶金行业中的应用及发展趋势[J].世界有色金属,2020,(01):8-9.

[2]谢存金.船舶电气自动化技术应用及发展趋势探讨[J].船舶物资与市场,2019,(10):51-52.DOI:10.19727/j.cnki.cbwzysc.2019.10.014.

[3]黄光辉.船舶自动化技术应用及发展趋势研讨[J].现代信息科技,2019,3(19):179-180.DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2019.19.064.

[4]尚立鑫,尚绳文,王庆昌.我国电气自动化技术应用现状及发展趋势[J].化工设计通讯,2018,44(11):76-77.

[5]沈磊.电气自动化技术在化工生产中的应用及发展趋势[J].云南化工,2018,45(08):173-174.