船舶机械设备中电气工程自动化技术的应用核心探究

船舶机械设备中电气工程自动化技术的应用核心探究

陈健

中交二航局第二工程有限公司 重庆市 401120

摘要：近年来我国航海运输业得到了迅速的发展，通过将电气工程自动化技术应用到船舶机械设备中的方式，对船舶机械设备的内部系统进行优化与完善，从而为船舶的持续运营提供良好的技术保障，本文主要就船舶机械设备中电气工程自动化技术的应用核心进行探究分析。

关键词：船舶机械设备；电气工程自动化技术；应用

近年来我国电气自动化技术得到了非常迅速的发展，其在船舶机械设备中的应用优势也充分彰显出来。通过将电气工程自动化技术应用到船舶机械设备中的方式，其能够实现对船舶内部电气系统的自动化控制与管理，并能够应对多种复杂的船舶运行环境，对于船舶运行安全性与稳定性的提升也有着重要意义。因此在我国船舶领域发展过程中，还需要加大对电气工程自动化技术的应用力度，促使船舶领域得到更进一步的发展。

一、电气工程自动化技术在船舶机械设备中的应用探究

（一）船舶综合自动化

近年来我国自动化技术得到了非常迅速的发展，其在船舶机械设备中的应用程度也越来越多，这也是实现船舶综合自动化的重要基础。通过自动化技术手段的可以，可以实现船舶内部各项电气系统的高效操控与管理，对于船舶机械设备整体运行质量的提高也有着重要意义。在船舶的自动化控制系统中通常会设置两个相互独立的变电站，两者是处于相互独立的关系，并能够作为彼此的备用系统而发挥出自身的作用。通过自动化技术的应用，可以对船舶上的控制系统以及相应的电气设备起到良好的控制效果，随后在结合设备的不同用途与自动化控制程度基础上，进行功能上的合理区分。比如将监测报警系统以及自动导航系统等自动化技术手段应用到船舶内部机械设备中，还能够通过网络技术手段实现对船舶各机械设备运行的全面与动态监控与操纵。在必要情况下只需要激发一定数量的工作变电站，就可以实现对船舶的监控、控制以及操作，促使船舶朝着综合自动化的趋势进行发展。

（二）综合导航系统

通过将自动化技术应用到船舶的驾驶操纵系统中的方式，可以实现一人驾驶的综合导航系统的构建。该综合导航系统只需要通过一名驾驶人员，就能够实现对船舶的有效操纵，降低以往船舶操纵过程中所需要使用的人力^[1]。基于电气工程自动化技术所创建的单人驾驶导航系统，其能够实现对船舶的运行速度、位置、航向以及周围环境等信息进行实时监测，并能够在第一时间内对驾驶员进行信息的反馈。此外综合导航系统还能够对检测到的数据展开分析，提供最科学以及合理的航线。在船舶航行过程中，如果航行线路上存在有危险物体或者目标时综合导航系统还能够给出明显的提示，帮助驾驶员们获得更加全面的船舶运行相关信息。当船舶驾驶员进行船舶的单独操作过程中，也可以通过这些反馈的信息来进行危险区域的有效规避，促使船舶航行的安全性得到进一步提高。此外综合导航系统也能够实现对危险物体的感应与分析，对于船舶自动避碰作用的发挥也有着积极意义。

（三）遇险安全系统

近年来我国航海技术得到了迅速的发展，在进行航海船只的建造过程中，还将遇险安全系统这一自动化系统应用其中，来为航海人员提供更加安全的保障。目前我国有近80%的远洋船只上都进行了CMDSS技术系统的构建，这样能够让航海过程中的沟通能力得到进一步提升，并且可以为船员们提供实时通信服务。CMDSS系统的框架如图1所示，其主要是由基本导航数据、船舶内电气设备运行情况、港口对传播指示等多个系统构成，对于航运服务范围的提升也有着积极意义。

图1：GMDSS系统运行原理图

（四）智能控制系统

在将电气工程自动化技术应用到船舶的智能控制中时，其主要分为专家控制系统以及线性最优控制系统两个主要类型。其中在将专家控制系统应用到电力系统运行中的方式，能够实现对船舶电力系统中的不稳定部位起到良好的电力分流效果，还能够在第一时间内对电力故障类型以及故障位置反馈给维修人员，让电力维修技术人员能够在第一时间内进行故障的修复处理，保障船舶中电力系统的运行可靠性^[2]。对于部分比较大的设备故障，专家控制系统可以立即进行电源的切断，最大限度的将运行故障降到最低。线性最优化控制系统作为一种应用成熟的智能化控制系统手段，通过将该控制系统应用到船舶机械设备中的方式，还可以促进船舶内输电线路电能的传输与传输距离得到进一步的提升。目前在船舶内应用到的现行最优控制技术手段中，可以采用最新的励磁控制方法来替代传统的电气机械设备控制手段，对于电能损耗与输电风险的发生也能够起到良好的规避效果，对于船舶机械设备整体自动化水平的提高也有着积极意义。

（五）GPS技术

GPS技术的应用也是保障船舶航行安全性的重要技术，近年来随着卫星定位技术的不断发展，目前船舶所应用的GPS技术已经能够将定位的准确度控制几米之内，帮助船舶操纵人员对所在位置进行明确，避免在航行过程中出现迷失方向的问题。通过将GPS定位技术应用到船舶航行航线的制定以及船舶救援定位中，均能够进行良好定位服务的提供，在出现了船舶航行问题之后也可以快速精准的展开各项救援活动，促进船舶航行的安全性得到进一步的提高。

二、电气工程自动化技术在船舶机械设备中的应用趋势

（一）监控统筹

目前电气自动化技术的应用已经趋向成熟，在船舶的机械自动化控制领域也获得了良好的应用效果。通过自动化技术的应用能够让船舶的控制变得更加的简单与快捷，也可以实现灵活多变的配置。此外通过将自动化控制技术加入其中的方式，可以促进人机交互水平进一步提高，让各项操作变得更加灵活，从而更好地满足船舶运行中的控制需求。通过将智能化控制技术应用到船舶机械设备管理中的方式，可以促进船舶的运行安全性与可靠性得到进一步的提升。比如监控系统的应用可以通过对主菜单操控的方式实，实现对船舶各机械设备运行状态的动态监控与管理，随后在结合了各阶段控制需求以及性能要求基础上，进行控制系统的设置与功能升级工作。通过监控监督系统的应用，可以对以往船舶操作过程中产生的冗余内容起到良好的控制效果，促进设备的使用效率跟使用质量得到进一步的提升。此外通过监控系统的应用，还能够对船舶内各电气设备的运行参数进行收集，还能够在发现运行异常的第一时间内进行处理，保障船舶运行安全性。

（二）智能化

在船舶行业的自动化规划以及发展过程中，还可以积极将人工智能技术应用其中，促进船舶行业的自动化控制水平得到进一步的提高。近年来随着我国电力自动化技术的不断发展，船舶在航行过程中配备的船员数量也随之降低。因此如何提高船舶的操作水平以及操作效率，也就成为了现阶段船舶行业发展过程中所需要重点解决的问题之一。通过AI技术的合理应用，能够实现对整个船舶系统检测、预防以及复原等多项功能，促使船舶操作系统的运行安全性以及可控性得到更进一步的提高。此外针对不同层面上的信息，也可以借助于AI系统给予灵敏性感应工作，其能够通过节点及时传送给中枢系统，随后在中枢系统中给予细致化的解析与反馈工作^[3]。这样也可以实现对船舶运行过程中的AI自动化分析效果，并能够有效降低船舶运行操作中对于船员的要求。在船舶自动航行过程中如果遇到了突发情况时，AI控制系统还能够及时进行突发情况的分析，随后采取相应合理的措施，来对各种突发事故起到良好的消除效果，保障船舶的运行安全与可靠性。

（三）多样化发展

随着电气工程自动化技术在船舶领域的广泛应用，使得船舶机械设备中的多种设备都经过了自动化改造，自动化技术在应用过程中也朝着多样化的趋势进行不断发展。相关船舶建设单位还进行了多种船舶运行装置的研发与设计工作，并且将其纳入到自动化的控制系统之中，来让船舶的建设水平进一步提升。因此在船舶行业发展过程中，还需要在结合了船舶运行过程中所处外界环境基础上，让自动化技术的应用朝着多样化的趋势进行发展，对于船舶制造企业市场核心竞争力的提高也有着积极意义。

结束语

综上所述，通过将电气工程自动化技术应用到船舶机械设备中的方式，能够实现船舶自动化改造工作，对于船舶运行装置应用性能的提高也有着积极意义，这也是我国船舶领域提高自身市场核心竞争力的重要途径。因此在现有的船舶制造过程中，还需要结合船舶运行的多元化需求，进行自动化技术的合理应用，并且要完善电气化技术在船舶设备应用中的管理制度以及条例。只有这样才能够将电气自动化技术在船舶机械设备中的应用价值充分发挥出来，对于我国船舶行业的发展起到良好的推动作用。

参考文献

[1]朱海亮.船舶机械设备中电气工程自动化技术的应用[J].今日自动化,2021(3):121-122.

[2]陈良良.电气工程自动化技术在船舶机械设备中的运用价值[J].中国科技投资,2020(25):144-145.

[3]李辉.电气工程自动化技术在船舶机械设备中的应用价值[J].船舶物资与市场,2019(12):41-43.