船舶機電一體化管理系統(tǒng)設計思考

　　摘要：隨著社會科學技術的不斷發(fā)展，機電一體化在各個領域中都得到了較好的發(fā)展，船舶中機電一體化的發(fā)展，是船舶行業(yè)在未來發(fā)展中的主要方向，同時也是船舶機械化、船舶電氣化和船舶智能化的整體發(fā)展趨勢。船舶的機電系統(tǒng)是船舶系統(tǒng)中最為復雜的一部分，在船舶的實際運行中主要是依靠機電系統(tǒng)進行的，船舶機電一體化管理系統(tǒng)在船舶的整體系統(tǒng)中是非常重要的一部分。從船舶機電一體化管理系統(tǒng)設計研討入手，說明機電一體化在船舶中的應用及機電一體化管理系統(tǒng)的設計，闡述了機電一體化在船舶行業(yè)的發(fā)展前景。

　　關鍵詞：船舶機電；一體化管理；系統(tǒng)設計

　　隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，船舶行業(yè)的實際技術和整體發(fā)展水平不斷提升，逐漸將更加先進的科學技術實際應用在船舶系統(tǒng)中，支撐現(xiàn)代船舶行業(yè)在數(shù)量上、安全性上的發(fā)展，也使得船舶航運的實際利潤等得到有效提升。船舶機電一體化是指船舶上的諸多機械和部件、種類多樣依托現(xiàn)代化科學技術的電子類設備、船舶專用的計算機軟件、各類計算機工程和計算機系統(tǒng)，將其在有機整合的基礎之上加入與各個系統(tǒng)匹配的控制終端，這樣每個船舶上的計算機工程和計算機系統(tǒng)就都可以形成一個獨立的個體，必要時也可形成一個整體。船舶行業(yè)技術在發(fā)展中采用的都是一體化的發(fā)展進程，機電一體化在技術上帶來更多的便捷性，也有效減少實際建設中的成本。

　　1機電一體化在船舶中的應用

　　船舶機電一體化充分顯示了船舶在自動化設計中的思維發(fā)展和技術發(fā)展，從其整體的發(fā)展情況上來說，現(xiàn)階段船舶的主要動力包括主機、輔機、各類電氣化的設備，也包含諸多控制部分[1]。船舶機電一體化涉及到的動力裝置非常多，為其設計一套通用型的機電一體化管理系統(tǒng)可以應用在船舶的控制系統(tǒng)中，對船舶的機電一體化進行整體運行狀態(tài)的檢測、遠程的維修和后臺控制。船舶的主機也是船舶的主要動力專職系統(tǒng)，為船舶的實際運行提供必要的動力。實際的使用中根據(jù)所填燃料的不同、實際燃燒場地的變化、燃燒工具的多樣化等，分為蒸汽機、內燃機、電動機和核動力機等多個種類。船舶系統(tǒng)中的輔機系統(tǒng)則主要是在相關動力設施的牽引之下，對船舶中的多個機械性的設備進行集中，主要包含船舶系統(tǒng)中專用的泵體、分油機、船舶制水設備、空氣壓縮機、船舶制冷系統(tǒng)、空氣調節(jié)、起貨機和各種各樣的軸承系統(tǒng)等。船舶中的電氣裝置主要包含船舶專用的電源、船舶在配電時使用的相關設備等，也指代了船舶上的所有電氣設備。從船舶的整體上來講，船舶機電一體化主要是由船舶機械、船舶硬件、船舶軟件系統(tǒng)這3個部分組成[2]。船舶的諸多機械類的設備中，有關機電一體化的相關科學技術會應用到多個機械設備中。利用傳統(tǒng)技術，相關機械裝置是可以脫離其他單獨進行工作的，相關的動力系統(tǒng)更是向實際工作中使用到的力傳遞到船舶的軸承系統(tǒng)中，并由軸承系統(tǒng)傳送到船舶的螺旋槳系統(tǒng)中去，進而完成船舶在實際運行中需要的力的輸出，這一系列的傳輸是需要相關工作人員在實際的動力監(jiān)控室中對這一過程進行控制的，這樣的控制和傳送方式會浪費工作人員時間，所產生的實際效率也是極低的。將機電一體化系統(tǒng)引進到船舶系統(tǒng)中可以有效避免這類問題的發(fā)生，機電一體化這一現(xiàn)代化的科學技術，可以滿足對船舶中多個機械系統(tǒng)或者機械部件進行同時控制的需求，也可以同時控制系統(tǒng)包含船舶的燃燒系統(tǒng)、機械控制系統(tǒng)、船舶專用報警系統(tǒng)、船舶專用消防系統(tǒng)、船室中的解析系統(tǒng)及船舶上的各種特種機械系統(tǒng)等，如圖1所示。

　　2機電一體化管理系統(tǒng)設計

　　船舶的相關動力系統(tǒng)、船舶的輔助機電系統(tǒng)及其他系統(tǒng)等，在組成上、結構上都要經過精雕細琢。因此，在船舶使用的控制系統(tǒng)中，融入一個統(tǒng)一性的管理系統(tǒng)進行管理和控制對船舶行業(yè)的發(fā)展有著極大的促進意義[3]。PLC控制技術可以將多個控制系統(tǒng)集中到一個可控制終端中去的現(xiàn)代化科學技術，利用船舶機電一體化的船舶管理系統(tǒng)在實際設計中要考慮諸多指標，首先考慮的是其在實際功能上的完整性，其次是機械部件的系統(tǒng)性。控制終端的界面主要有5個部分組成：船舶的主機控制板塊、船舶的輔機控制板塊、船舶的電力系統(tǒng)控制板塊、電壓時間監(jiān)控板塊和相關軟件的實際使用板塊。分界面中主要包括對船舶上機械系統(tǒng)的監(jiān)控情況，此控制板塊包含船舶運行異常的報警功能。除此之外，也包含了船舶整體電壓的實時監(jiān)控板塊，相關操控人員可以根據(jù)船舶在實際運行中的狀況對船舶上的多個系統(tǒng)的電壓進行區(qū)別控制，包含船舶每天的實際運行日志、日常的船舶相關數(shù)據(jù)等，也包含軟件的基本設置和整體的管理功能等。船舶機電一體化管理系統(tǒng)的實際設計與應用，為船舶在實際操作上提供了非常大的便捷，船舶的駕駛者和相關管理人員可以通過這一系統(tǒng)對船舶各方面的實際情況進行實時、深入地了解，最大程度地節(jié)省了人力、物力及財力。

　　3機電一體化在船舶行業(yè)的發(fā)展前景

　　船舶行業(yè)的機電一體化技術，很早就融入到船舶的設計和建設中。隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，計算機技術及現(xiàn)代化的通訊技術也大力加強，未來船舶行業(yè)的機電一體化技術在船舶各類系統(tǒng)上的應用也越來越廣泛。按照現(xiàn)階段的發(fā)展情況來看，可能會向以下方向發(fā)展：1）智能化。隨著現(xiàn)代化計算機技術在實用性上的不斷提升，各類整體性能比較高的工作站會逐漸應用到各行各業(yè)中，傳感器系統(tǒng)在穩(wěn)定性和集成性上的發(fā)展，為相關技術的實際測試提供了硬件方面的基礎。未來的智能化船舶機電一體化的相關技術和產品，會最大程度地模仿人類操作和處理方式，也會像人類一樣有自行判斷相關處理方式和處理方法的能力，進而在實際船舶運行中高效地代替部分簡單的人工操作。2）系統(tǒng)化。船舶中的各個機械類的系統(tǒng)組成了控制系統(tǒng)和控制終端，這樣的控制系統(tǒng)可以靈活地進行組合，其中任何一個系統(tǒng)都是可以同時應用于多個船舶系統(tǒng)中的。船舶系統(tǒng)中復雜的幾班機械系統(tǒng)，可以由一個控制終端進行聯(lián)合性的控制；船舶的故障診斷系統(tǒng)，使用了通信互聯(lián)網，可以讓每一個細小的故障在短時間內有效傳達到控制室中。3）綠色化。船舶是我國的重要交通工具之一，也是能源消耗的主要環(huán)節(jié)。在船舶的實際運行中，有效減少在燃油方面的消耗程度，高效地利用船舶上的電能，是船舶行業(yè)未來發(fā)展的主要方向。在這樣的發(fā)展方向中，船舶的傳統(tǒng)機械在實際運行方式上進行了必要的改造，為船舶行業(yè)的未來發(fā)展提供全新的變革動力，后續(xù)對相關重點技術進行突破。船舶行業(yè)的未來發(fā)展會以現(xiàn)代化的工業(yè)機器人為主，并將是未來最終的發(fā)展目標之一。

　　4結語

　　船舶機電一體化從整體上來講是一項綜合性強的現(xiàn)代化技術，其和實際的控制方式、系統(tǒng)性的工程、電子信息和現(xiàn)代化的機械工程之間都是有著密切的關聯(lián)，船舶的工業(yè)技術也會隨著機械化水平的提升而得到相應的發(fā)展。設計一套適合船舶行業(yè)未來發(fā)展的機電一體化管理系統(tǒng)，可為其在技術上進行有效地支撐，并為船舶機電一體化的未來發(fā)展提供思路。

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