船舶电气自动化的发展及其设计要点

黄 丞

（上海船舶研究设计院，上海 200000）

1 前言

当前，我国经济飞速发展，取得了举世瞩目的成绩，而我国的船舶工业也与时俱进，取得了较快地发展。领海安全以及航海能力的重要表现在于船舶所起到的重要作用,对于船舶来说，其能力的重要体现在于其电气化的水平。我国船舶工业通过引进、消化、吸收国外先进技术,在电气自动化程度、性能和技术水平通过方面有了较大地提升，很多设备的电气化水平已经到了国际先进水平。本文对技术进步较快，并有着发展前景的船舶电气设备的发展趋势进行了分析，并对设计的要点进行了初步的研究。

2 船舶电气自动化技术发展情况

随着信息技术的发展及通信技术及制造技术的发展，电子计算机在各船舶工业得到了全面的应用。在船舶驾驶、船舶机舱管理和装货等方面，计算机技术已经全面的应用。如在船舶主机遥控、机舱监测报警、泵浦控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等功能上控制上应用广泛。根据船舶的种类及设计的情况，船舶自动化的程度也不尽相同。根据船舶设计的功能的要求来确定自动化程度。如在设计制造过程中，根据设计需要建立起综合的网络系统，将工作母站与船舶上其他的分控制系统连接起来，采用高速传输技术，连接起分工作站，实现船舶综合网络监测系统。以达到对船舶上所配备设备进行监测、控制和操纵的功能要求。同时基于此系统，建立起对外通信设备联网，通过数据传输、电子邮件等各种通信手段，实行与执行岸及与其他船舶间对话，借助现代化的工具以确保船舶航行的安全性。船舶电气自动化技术发展可实现监测和报警功能，同时可对船舶的动力系统、燃油系统、压舱系统等进行管理，可通过电气设备实现泵和阀的控制、备用泵自动操作燃油消耗记录、货物控制和监测、水量计算等等管理功能。随着信息技术的发展，船舶电气自动化系统也会更加的完成，可实现全面的智能管理和可靠运行，实现故障、保养和维修的智能化，保证安全、经济地操作。

3 我国船舶电气自动化系统未来发展的方向

（1）实现综合化、系统化的监控功能。在信息技术的推动下，当前船舶电气设备已在向通用化、模块化、系列化方向发展，借助信息化，船舶电气在设计中，可实现规范化设计，在系统操作过程中简捷方便，转换灵活，通过屏幕软件可完成操作。在实现系统监控功能中，可简洁方便的实现的综合监控。

（2）实现网络化的功能。由于数字化技术与总线技术的成熟与广泛应用，已成为多种信号线的集合，在各模块、部件间提供了非常标准的信号通道。使用双层网构建起来的现场总线，为了系统的可靠性的实现，在控制中采用冗余结构，具体在实施中，将第一层作为数据采集与传送网，第二层为控网，用数字化和高层次的自动化技术取代了大量的人工操作，优化了船员的工作环境，有效地提升了工作的绩效。

（3）多学科的发展助推船舶电气自动化发展。在技术的发展过程中，学科之间的渗透与交叉应用越来越广泛，科技的发展使得人工智能和模糊技术得到了进一步的发展，使船舶电气自动化的发展潜力更加巨大，会进一步助力于船舶业的发展，带来造船和航运业的飞速发展。材料科学的应用，制造工艺的进一步完善，都推动了船舶电气自动化技术的发展。大功率半导体电力电子器件的进一步发展，在材料、理论、机理及制造工艺和应用技术等方面都有了突破性的进展，沿着高可靠、节能型方向发展。进一步推动了船舶电气自动化的发展，在船舶控制技术中可编程序控制器和单片机将成为一种普便的控制方式。使用计算机技术监控船舶也从集中型计算机监控系统、分散型微机监控系统、集散型(分布式)多级、多微机监控系统到智能式算机监控系统发展。新技术的发展，推动着船舶工业的技术进步，在全智能控制自动化、信息技术监视、全面自动化智能控制、卫星通信方式导航、全球定位系统、船岸信息直接交流等方面都有了长足的发展。

4 船舶电气自动化的设计要点

（1）船舶电气自动化的设计的可靠性。船舶电气系统自动化的设计中，与元器件及系统等都有较大的关系，包括设计、制造与安装的多个环节。在总体设计中，要减少船舶电气设备的故障，以提高电气系统的可靠性。船舶电气自动化的设计中确保可靠性是首要把控的关键点，因此设备选型问题是首先要认真对待的问题，要选择质量可靠的生产厂家的设备，并确定其有相应的售后服务体系，能够提供便捷及时的售后服务。

（2）船舶电气自动化的设计的安全性。船舶电气自动化的设计的过程中，要充分考虑安全性因素，在设计时要与安全性设计紧密结合。在不同电压的电源插座，要考虑到防插错而损坏设备的措施。在人身安全方面，对设备的设置要确保外壳接地端子接地，避免设备外壳带电。同时要在功能的设置上加入检测功能，可进行必要的自检，并加装监测报警装置及保护装置等，及时地对故障进行预警提示，比如加入各种自动声光报警器。根据功能的可操作性，及时地将故障线路自动切断，以保护设备的完好。通过各种这些装置能及时把设备的故障显示出来，或及时切断有故障的线路，保护设备的安全性，通过加装自检装置，进一步保证系统的安全性。

（3）船舶电气自动化的设计的可维性。船舶电气自动化的设计中要充分重视设备的可维性，如在总体设计中，应考虑到船舶电气设备的安装位置及安装基座形式，以方便其维修过程中拆装及更换零部件。若安装的位置不易维护，一旦出现问题，会使系统的工作停顿，不利于进行维修工作。同时要加强与设备制造厂商的沟通，心里反馈技术问题，与其技术人员共同研究改进方案，共同促进船舶电气系统的可维性。

可用性、可靠性、可维性是船舶设计工作中的三个要点，同时其之间也是相互促进的，要在设计时，注重三方面的提高与改进，促进船舶电气自动化的设计的发展。

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