PLC和电一气混合控制技术在主机遥控装置中的应用趋势分析

?陈文腾

摘要：船舶的运行需要通过主机进行控制，而随着技术的发展，主机已经实现遥控操作，并且主机遥控装置随着科学技术的发展越来越先进，可以满足多种不同的操作需求，安全性也更高。从目前科学技术的发展情况来看，主机遥控装置会在PLC技术和气- 电混合控制方法的基础上得以进一步优化，可靠性也会不断提升。本文简要分析船用主机遥控装置发展趋势。

关键词：船用;主机遥控装置;发展趋势

前言

船舶驾驶室主机遥控是在驾驶室中实现对机舱内主机或传动轴齿轮箱等进行遥控操作的装置，主机遥控装置在船舶安全运行等方面发挥重要作用，且随着相关技术的发展，遥控装置的技术性越来越突出，实际应用价值越来越高。我国船用主机遥控装置有多种不同的类型，实际应用需要考虑船运行的具体需求，确保主机遥控装置类型选择的合理性，保证发挥出主机遥控装置的作用。

一、国内船用主机遥控装置类型

船用主机遥控装置是新型的机舱自动化控制装置，设计和生产的主要依据是《内河钢船建造规范》、《钢质海船入级与建造规范》等。目前，国内主机的调速方法不同，遥控装置的类型也不同。大致可以分为两大类：

（1）具有低速、功率大以及可逆转性的柴油机驾驶室遥控装置。此类型的柴油机主要应用于大型的船舶中，中、小型船舶很少使用该类型的主机遥控装置[1]。（2）具有不可逆转特点的柴油机和齿轮箱共同组成主机组的遥控装置。该方法主要应用在中、小型船舶中。根据该装置的特点，我国自行研发多种主机遥控装置。根据我国主机遥控装置当前的使用情况，可以将其分为以下几种：气动逻辑控制类型、气- 电混合控制类型、全电控制类型、机械控制类型（即软轴控制类型）、气- 液控制类型、电- 液控制类型。从齿轮箱换向控制方法方面的区别，可以将主机遥控装置分为以下几个类型：气控换向类型、电控换向类型、液压控制换向类型、机械控制换向类型等。从船用主机组遥控装置运行水平的角度来看，可以分为有级调速类型和无极调速类型;从目前的使用情况来看，有级调速类型的生产量比较少，而无极调速类型的控制方式则比较通用。

二、主机遥控装置系统的使用

对于轮机系统来说，主机遥控是其重要组成部分，对主机的操作可以通过机旁、集中控制室、驾驶台三个部位进行，通过对操纵部位转换装置的设置，确保在同一时间、同一部位对主机进行操纵。同时，还应在机旁对操纵部位转换开关进行设置，并确保其有两个位置，分别是遥控位和本地位。通常情况下，这一转换阀应放置在遥控位置，使集中控制室或驾驶台能够对主机进行遥控操作。但是，如果两处遥控系统同时出现故障，必须确保机旁有轮机人员在场，其职责是在第一時间将转换开关从遥控换为本地，而在这种状况下，两处的遥控系统均处于停止工作状态。接下来，应以驾驶台下达的车令为主，由轮机员在机旁对主机进行操纵，操纵的方式可以是由手轮进行操纵，也可以是由手柄进行操纵。而对于集中控制室的操作台来说，还应将操纵部位转换开关进行设置，同时也应具体分为两个位置，分别是机控位和驾控位，在处于机控位的情况下，对于驾驶台来说，其下达车令只能针对与集中控制室，而手柄遥控主机主要由轮机人员进行操作。在该开关处于驾控位的时候，驾驶员可以通过车令手柄达到对主机进行控制的目的，而此时的集中控制室遥控系统不具备工作能力。（详见图一）

三、船用主机遥控装置发展趋势

船用主机遥控装置是新型的自动化控制技术，广泛应用在各种类型的船舶中，其经济效益和社会效益已经越来越突出。虽然我国主机遥控装置的研究和应用发展比较晚，但是其发展前景广阔。我国是世界造船大国，尤其是中、小型船舶制造处于国际领先地位，船用主机遥控装置技术的发展的重要性越来越突出;同时，在日后的发展中，提高控制装置的可靠性也是船用主机遥控装置发展的关键。这就需要我国的研究人员对国际上先进的控制方式和技术加以合理利用，并且选择可靠性与先进性较高的元器件，实现船用主机遥控装置发展目标。

（一）PLC技术推动船用主机遥控装置发展

随着我国PLC技术的发展，该技术在船用主机遥控装置中的应用越来越广泛，有效改善遥控装置的性能，提高控制的有效性与安全性。同时，PLC技术具有抗干扰性能，得到很多行业的认可，通常能够在比较恶劣的环境中发挥作用，故而在船舶领域中得到认可和广泛应用。随着我国船舶主机操作系统的发展，该领域对主机控制装置性能的要求越来越高，而PLC技术的应用能够进一步优化船用主机遥控装置的性能[2]。因此，在船用主机遥控装置未来的发展中，需要加强对PLC技术的应用，发挥出PLC技术的优势，全方位优化遥控装置的性能，从而促进船舶行业的快速发展。PLC遥控框图，如下图：

（二）气- 电混合控制方法的应用越来越广泛

气- 电混合主机遥控装置，是一种集合气动控制和电动控制两种技术的优点，这一点在国际上已经得到广泛应用。气动控制技术主要应用的是压缩空气滞后的特点，将其作为调速指令信号，而后在返回机舱中对主机调速器进行控制，且这一动作会被驾驶室与船舱之间的距离制约，如果距离较大，调速换向信号指令传递到机舱时将会延迟过长时间。而使用气

-电混合控制方式将不受驾驶室与轮机舱之间距离的影响，压缩空气的操作也不需要延伸到船舶的驾驶室中;并且该方法适合应用在各种类型的船舶中，不仅能够有效节约材料，还能够促进船舶制造的发展，换向的可靠性以及调速精度明显优于其他控制方式。

（三）重点提高操作系统的可靠性

根据我国船用主机遥控装置的发展情况来看，提高其操作系统可靠性是发展主要趋势之一。操作系统和动力装置运行的可靠性将会对船舶的综合效益产生直接影响。提高遥控装置操作系统的可靠性，可以通过改善齿轮箱换向阀使用寿命、改善主机转速精度控制效果、使用可靠性较高的元器件、延长操作系统中相关元器件的使用寿命以及延长调速器的寿命等方法[4]。

总结

从现阶段的科学技术发展情况来看，船用主机遥控装置发展是以PLC技术和气- 电混合控制方法作为基础，实现两种技术在主机遥控装置的有效应用，提升遥控装置的技术性能，以便适应不同的工作环境，优化船主机遥控操作质量，提高遥控操作安全性的同时，提高船运行的安全性，从而保障相关人员和资产的安全性。

参考文献：

[1]   李晶，周晓伟，石浩舰.基于ARM系统的船用嵌入式综合显示模块设计[J].机电设备，2016，33（05）：11-14+19.

[2]   吴先德，彭武平，周彩，樊友斌.小型船用柴油机主机电动遥控系统的设计[J].中国水运.航道科技，2017（01）：26-32.

[3]   向文，章锐，罗建宏.二手船用无线遥控抓斗在新船上的应用[J].船舶标准化工程师，2017，50（01）：39-41+49.

[4]   吴先德，彭武平，赵文，占政.小型船舶柴油机主机电动遥控系统设计[J].工业技术创新，2016，03（06）：1124-1127.

?陈文腾

摘要：船舶的运行需要通过主机进行控制，而随着技术的发展，主机已经实现遥控操作，并且主机遥控装置随着科学技术的发展越来越先进，可以满足多种不同的操作需求，安全性也更高。从目前科学技术的发展情况来看，主机遥控装置会在PLC技术和气- 电混合控制方法的基础上得以进一步优化，可靠性也会不断提升。本文简要分析船用主机遥控装置发展趋势。

关键词：船用;主机遥控装置;发展趋势

前言

船舶驾驶室主机遥控是在驾驶室中实现对机舱内主机或传动轴齿轮箱等进行遥控操作的装置，主机遥控装置在船舶安全运行等方面发挥重要作用，且随着相关技术的发展，遥控装置的技术性越来越突出，实际应用价值越来越高。我国船用主机遥控装置有多种不同的类型，实际应用需要考虑船运行的具体需求，确保主机遥控装置类型选择的合理性，保证发挥出主机遥控装置的作用。

一、国内船用主机遥控装置类型

船用主机遥控装置是新型的机舱自动化控制装置，设计和生产的主要依据是《内河钢船建造规范》、《钢质海船入级与建造规范》等。目前，国内主机的调速方法不同，遥控装置的类型也不同。大致可以分为两大类：

（1）具有低速、功率大以及可逆转性的柴油机驾驶室遥控装置。此类型的柴油机主要应用于大型的船舶中，中、小型船舶很少使用该类型的主机遥控装置[1]。（2）具有不可逆转特点的柴油机和齿轮箱共同组成主机组的遥控装置。该方法主要应用在中、小型船舶中。根据该装置的特点，我国自行研发多种主机遥控装置。根据我国主机遥控装置当前的使用情况，可以将其分为以下几种：气动逻辑控制类型、气- 电混合控制类型、全电控制类型、机械控制类型（即软轴控制类型）、气- 液控制类型、电- 液控制类型。从齿轮箱换向控制方法方面的区别，可以将主机遥控装置分为以下几个类型：气控换向类型、电控换向类型、液压控制换向类型、机械控制换向类型等。从船用主机组遥控装置运行水平的角度来看，可以分为有级调速类型和无极调速类型;从目前的使用情况来看，有级调速类型的生产量比较少，而无极调速类型的控制方式则比较通用。

二、主机遥控装置系统的使用

对于轮机系统来说，主机遥控是其重要组成部分，对主机的操作可以通过机旁、集中控制室、驾驶台三个部位进行，通过对操纵部位转换装置的设置，确保在同一时间、同一部位对主机进行操纵。同时，还应在机旁对操纵部位转换开关进行设置，并确保其有两个位置，分别是遥控位和本地位。通常情况下，这一转换阀应放置在遥控位置，使集中控制室或驾驶台能够对主机进行遥控操作。但是，如果两处遥控系统同时出现故障，必须确保机旁有轮机人员在场，其职责是在第一時间将转换开关从遥控换为本地，而在这种状况下，两处的遥控系统均处于停止工作状态。接下来，应以驾驶台下达的车令为主，由轮机员在机旁对主机进行操纵，操纵的方式可以是由手轮进行操纵，也可以是由手柄进行操纵。而对于集中控制室的操作台来说，还应将操纵部位转换开关进行设置，同时也应具体分为两个位置，分别是机控位和驾控位，在处于机控位的情况下，对于驾驶台来说，其下达车令只能针对与集中控制室，而手柄遥控主机主要由轮机人员进行操作。在该开关处于驾控位的时候，驾驶员可以通过车令手柄达到对主机进行控制的目的，而此时的集中控制室遥控系统不具备工作能力。（详见图一）

三、船用主机遥控装置发展趋势

船用主机遥控装置是新型的自动化控制技术，广泛应用在各种类型的船舶中，其经济效益和社会效益已经越来越突出。虽然我国主机遥控装置的研究和应用发展比较晚，但是其发展前景广阔。我国是世界造船大国，尤其是中、小型船舶制造处于国际领先地位，船用主机遥控装置技术的发展的重要性越来越突出;同时，在日后的发展中，提高控制装置的可靠性也是船用主机遥控装置发展的关键。这就需要我国的研究人员对国际上先进的控制方式和技术加以合理利用，并且选择可靠性与先进性较高的元器件，实现船用主机遥控装置发展目标。

（一）PLC技术推动船用主机遥控装置发展

随着我国PLC技术的发展，该技术在船用主机遥控装置中的应用越来越广泛，有效改善遥控装置的性能，提高控制的有效性与安全性。同时，PLC技术具有抗干扰性能，得到很多行业的认可，通常能够在比较恶劣的环境中发挥作用，故而在船舶领域中得到认可和广泛应用。随着我国船舶主机操作系统的发展，该领域对主机控制装置性能的要求越来越高，而PLC技术的应用能够进一步优化船用主机遥控装置的性能[2]。因此，在船用主机遥控装置未来的发展中，需要加强对PLC技术的应用，发挥出PLC技术的优势，全方位优化遥控装置的性能，从而促进船舶行业的快速发展。PLC遥控框图，如下图：

（二）气- 电混合控制方法的应用越来越广泛

气- 电混合主机遥控装置，是一种集合气动控制和电动控制两种技术的优点，这一点在国际上已经得到广泛应用。气动控制技术主要应用的是压缩空气滞后的特点，将其作为调速指令信号，而后在返回机舱中对主机调速器进行控制，且这一动作会被驾驶室与船舱之间的距离制约，如果距离较大，调速换向信号指令传递到机舱时将会延迟过长时间。而使用气

-电混合控制方式将不受驾驶室与轮机舱之间距离的影响，压缩空气的操作也不需要延伸到船舶的驾驶室中;并且该方法适合应用在各种类型的船舶中，不仅能够有效节约材料，还能够促进船舶制造的发展，换向的可靠性以及调速精度明显优于其他控制方式。

（三）重点提高操作系统的可靠性

根据我国船用主机遥控装置的发展情况来看，提高其操作系统可靠性是发展主要趋势之一。操作系统和动力装置运行的可靠性将会对船舶的综合效益产生直接影响。提高遥控装置操作系统的可靠性，可以通过改善齿轮箱换向阀使用寿命、改善主机转速精度控制效果、使用可靠性较高的元器件、延长操作系统中相关元器件的使用寿命以及延长调速器的寿命等方法[4]。

总结

从现阶段的科学技术发展情况来看，船用主机遥控装置发展是以PLC技术和气- 电混合控制方法作为基础，实现两种技术在主机遥控装置的有效应用，提升遥控装置的技术性能，以便适应不同的工作环境，优化船主机遥控操作质量，提高遥控操作安全性的同时，提高船运行的安全性，从而保障相关人员和资产的安全性。

参考文献：

[1]   李晶，周晓伟，石浩舰.基于ARM系统的船用嵌入式综合显示模块设计[J].机电设备，2016，33（05）：11-14+19.

[2]   吴先德，彭武平，周彩，樊友斌.小型船用柴油机主机电动遥控系统的设计[J].中国水运.航道科技，2017（01）：26-32.

[3]   向文，章锐，罗建宏.二手船用无线遥控抓斗在新船上的应用[J].船舶标准化工程师，2017，50（01）：39-41+49.

[4]   吴先德，彭武平，赵文，占政.小型船舶柴油机主机电动遥控系统设计[J].工业技术创新，2016，03（06）：1124-1127.