船舶機電一體化管理系統設計思考

　　摘要：隨著(zhù)社會(huì )科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化在各個(gè)領(lǐng)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(lái)發(fā)展中的主要方向，同時(shí)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。船舶的機電系統是船舶系統中最為復雜的一部分，在船舶的實(shí)際運行中主要是依靠機電系統進(jìn)行的，船舶機電一體化管理系統在船舶的整體系統中是非常重要的一部分。從船舶機電一體化管理系統設計研討入手，說(shuō)明機電一體化在船舶中的應用及機電一體化管理系統的設計，闡述了機電一體化在船舶行業(yè)的發(fā)展前景。

　　關(guān)鍵詞：船舶機電；一體化管理；系統設計

　　隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶行業(yè)的實(shí)際技術(shù)和整體發(fā)展水平不斷提升，逐漸將更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)實(shí)際應用在船舶系統中，支撐現代船舶行業(yè)在數量上、安全性上的發(fā)展，也使得船舶航運的實(shí)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(lèi)多樣依托現代化科學(xué)技術(shù)的電子類(lèi)設備、船舶專(zhuān)用的計算機軟件、各類(lèi)計算機工程和計算機系統，將其在有機整合的基礎之上加入與各個(gè)系統匹配的控制終端，這樣每個(gè)船舶上的計算機工程和計算機系統就都可以形成一個(gè)獨立的個(gè)體，必要時(shí)也可形成一個(gè)整體。船舶行業(yè)技術(shù)在發(fā)展中采用的都是一體化的發(fā)展進(jìn)程，機電一體化在技術(shù)上帶來(lái)更多的便捷性，也有效減少實(shí)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(dòng)化設計中的思維發(fā)展和技術(shù)發(fā)展，從其整體的發(fā)展情況上來(lái)說(shuō)，現階段船舶的主要動(dòng)力包括主機、輔機、各類(lèi)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(dòng)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可以應用在船舶的控制系統中，對船舶的機電一體化進(jìn)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(dòng)力專(zhuān)職系統，為船舶的實(shí)際運行提供必要的動(dòng)力。實(shí)際的使用中根據所填燃料的不同、實(shí)際燃燒場(chǎng)地的變化、燃燒工具的多樣化等，分為蒸汽機、內燃機、電動(dòng)機和核動(dòng)力機等多個(gè)種類(lèi)。船舶系統中的輔機系統則主要是在相關(guān)動(dòng)力設施的牽引之下，對船舶中的多個(gè)機械性的設備進(jìn)行集中，主要包含船舶系統中專(zhuān)用的泵體、分油機、船舶制水設備、空氣壓縮機、船舶制冷系統、空氣調節、起貨機和各種各樣的軸承系統等。船舶中的電氣裝置主要包含船舶專(zhuān)用的電源、船舶在配電時(shí)使用的相關(guān)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(lái)講，船舶機電一體化主要是由船舶機械、船舶硬件、船舶軟件系統這3個(gè)部分組成[2]。船舶的諸多機械類(lèi)的設備中，有關(guān)機電一體化的相關(guān)科學(xué)技術(shù)會(huì )應用到多個(gè)機械設備中。利用傳統技術(shù)，相關(guān)機械裝置是可以脫離其他單獨進(jìn)行工作的，相關(guān)的動(dòng)力系統更是向實(shí)際工作中使用到的力傳遞到船舶的軸承系統中，并由軸承系統傳送到船舶的螺旋槳系統中去，進(jìn)而完成船舶在實(shí)際運行中需要的力的輸出，這一系列的傳輸是需要相關(guān)工作人員在實(shí)際的動(dòng)力監控室中對這一過(guò)程進(jìn)行控制的，這樣的控制和傳送方式會(huì )浪費工作人員時(shí)間，所產(chǎn)生的實(shí)際效率也是極低的。將機電一體化系統引進(jìn)到船舶系統中可以有效避免這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，機電一體化這一現代化的科學(xué)技術(shù)，可以滿(mǎn)足對船舶中多個(gè)機械系統或者機械部件進(jìn)行同時(shí)控制的需求，也可以同時(shí)控制系統包含船舶的燃燒系統、機械控制系統、船舶專(zhuān)用報警系統、船舶專(zhuān)用消防系統、船室中的解析系統及船舶上的各種特種機械系統等，如圖1所示。

　　2機電一體化管理系統設計

　　船舶的相關(guān)動(dòng)力系統、船舶的輔助機電系統及其他系統等，在組成上、結構上都要經(jīng)過(guò)精雕細琢。因此，在船舶使用的控制系統中，融入一個(gè)統一性的管理系統進(jìn)行管理和控制對船舶行業(yè)的發(fā)展有著(zhù)極大的促進(jìn)意義[3]。PLC控制技術(shù)可以將多個(gè)控制系統集中到一個(gè)可控制終端中去的現代化科學(xué)技術(shù)，利用船舶機電一體化的船舶管理系統在實(shí)際設計中要考慮諸多指標，首先考慮的是其在實(shí)際功能上的完整性，其次是機械部件的系統性�？刂平K端的界面主要有5個(gè)部分組成：船舶的主機控制板塊、船舶的輔機控制板塊、船舶的電力系統控制板塊、電壓時(shí)間監控板塊和相關(guān)軟件的實(shí)際使用板塊。分界面中主要包括對船舶上機械系統的監控情況，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(shí)時(shí)監控板塊，相關(guān)操控人員可以根據船舶在實(shí)際運行中的狀況對船舶上的多個(gè)系統的電壓進(jìn)行區別控制，包含船舶每天的實(shí)際運行日志、日常的船舶相關(guān)數據等，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的實(shí)際設計與應用，為船舶在實(shí)際操作上提供了非常大的便捷，船舶的駕駛者和相關(guān)管理人員可以通過(guò)這一系統對船舶各方面的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、深入地了解，最大程度地節省了人力、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(shù)，很早就融入到船舶的設計和建設中。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)及現代化的通訊技術(shù)也大力加強，未來(lái)船舶行業(yè)的機電一體化技術(shù)在船舶各類(lèi)系統上的應用也越來(lái)越廣泛。按照現階段的發(fā)展情況來(lái)看，可能會(huì )向以下方向發(fā)展：1）智能化。隨著(zhù)現代化計算機技術(shù)在實(shí)用性上的不斷提升，各類(lèi)整體性能比較高的工作站會(huì )逐漸應用到各行各業(yè)中，傳感器系統在穩定性和集成性上的發(fā)展，為相關(guān)技術(shù)的實(shí)際測試提供了硬件方面的基礎。未來(lái)的智能化船舶機電一體化的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品，會(huì )最大程度地模仿人類(lèi)操作和處理方式，也會(huì )像人類(lèi)一樣有自行判斷相關(guān)處理方式和處理方法的能力，進(jìn)而在實(shí)際船舶運行中高效地代替部分簡(jiǎn)單的人工操作。2）系統化。船舶中的各個(gè)機械類(lèi)的系統組成了控制系統和控制終端，這樣的控制系統可以靈活地進(jìn)行組合，其中任何一個(gè)系統都是可以同時(shí)應用于多個(gè)船舶系統中的。船舶系統中復雜的幾班機械系統，可以由一個(gè)控制終端進(jìn)行聯(lián)合性的控制；船舶的故障診斷系統，使用了通信互聯(lián)網(wǎng)，可以讓每一個(gè)細小的故障在短時(shí)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。在船舶的實(shí)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(lái)發(fā)展的主要方向。在這樣的發(fā)展方向中，船舶的傳統機械在實(shí)際運行方式上進(jìn)行了必要的改造，為船舶行業(yè)的未來(lái)發(fā)展提供全新的變革動(dòng)力，后續對相關(guān)重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行突破。船舶行業(yè)的未來(lái)發(fā)展會(huì )以現代化的工業(yè)機器人為主，并將是未來(lái)最終的發(fā)展目標之一。

　　4結語(yǔ)

　　船舶機電一體化從整體上來(lái)講是一項綜合性強的現代化技術(shù)，其和實(shí)際的控制方式、系統性的工程、電子信息和現代化的機械工程之間都是有著(zhù)密切的關(guān)聯(lián)，船舶的工業(yè)技術(shù)也會(huì )隨著(zhù)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(lái)發(fā)展的機電一體化管理系統，可為其在技術(shù)上進(jìn)行有效地支撐，并為船舶機電一體化的未來(lái)發(fā)展提供思路。

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