船舶機(jī)電一體化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思考

　　摘要：隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)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(jī)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(jī)械化、船舶電氣化和船舶智能化的整體發(fā)展趨勢(shì)。船舶的機(jī)電系統(tǒng)是船舶系統(tǒng)中最為復(fù)雜的一部分，在船舶的實(shí)際運(yùn)行中主要是依靠機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行的，船舶機(jī)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(jī)電一體化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研討入手，說(shuō)明機(jī)電一體化在船舶中的應(yīng)用及機(jī)電一體化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，闡述了機(jī)電一體化在船舶行業(yè)的發(fā)展前景。

　　關(guān)鍵詞：船舶機(jī)電；一體化管理；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　隨著現(xiàn)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(yīng)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(yùn)的實(shí)際利潤(rùn)等得到有效提升。船舶機(jī)電一體化是指船舶上的諸多機(jī)械和部件、種類多樣依托現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的電子類設(shè)備、船舶專用的計(jì)算機(jī)軟件、各類計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將其在有機(jī)整合的基礎(chǔ)之上加入與各個(gè)系統(tǒng)匹配的控制終端，這樣每個(gè)船舶上的計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就都可以形成一個(gè)獨(dú)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(jī)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(shè)中的成本。

　　1機(jī)電一體化在船舶中的應(yīng)用

　　船舶機(jī)電一體化充分顯示了船舶在自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(xiàn)階段船舶的主要?jiǎng)恿Π�括主機(jī)、輔機(jī)、各類電氣化的設(shè)備，也包含諸多控制部分[1]。船舶機(jī)電一體化涉及到的動(dòng)力裝置非常多，為其設(shè)計(jì)一套通用型的機(jī)電一體化管理系統(tǒng)可以應(yīng)用在船舶的控制系統(tǒng)中，對(duì)船舶的機(jī)電一體化進(jìn)行整體運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)、遠(yuǎn)程的維修和后臺(tái)控制。船舶的主機(jī)也是船舶的主要?jiǎng)恿�專職系統(tǒng)，為船舶的實(shí)際運(yùn)行提供必要的動(dòng)力。實(shí)際的使用中根據(jù)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(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)和核動(dòng)力機(jī)等多個(gè)種類。船舶系統(tǒng)中的輔機(jī)系統(tǒng)則主要是在相關(guān)動(dòng)力設(shè)施的牽引之下，對(duì)船舶中的多個(gè)機(jī)械性的設(shè)備進(jìn)行集中，主要包含船舶系統(tǒng)中專用的泵體、分油機(jī)、船舶制水設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、船舶制冷系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)、起貨機(jī)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(shí)使用的相關(guān)設(shè)備等，也指代了船舶上的所有電氣設(shè)備。從船舶的整體上來(lái)講，船舶機(jī)電一體化主要是由船舶機(jī)械、船舶硬件、船舶軟件系統(tǒng)這3個(gè)部分組成[2]。船舶的諸多機(jī)械類的設(shè)備中，有關(guān)機(jī)電一體化的相關(guān)科學(xué)技術(shù)會(huì)應(yīng)用到多個(gè)機(jī)械設(shè)備中。利用傳統(tǒng)技術(shù)，相關(guān)機(jī)械裝置是可以脫離其他單獨(dú)進(jìn)行工作的，相關(guān)的動(dòng)力系統(tǒng)更是向?qū)嶋H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(jìn)而完成船舶在實(shí)際運(yùn)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(jiān)控室中對(duì)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(fèi)工作人員時(shí)間，所產(chǎn)生的實(shí)際效率也是極低的。將機(jī)電一體化系統(tǒng)引進(jìn)到船舶系統(tǒng)中可以有效避免這類問(wèn)題的發(fā)生，機(jī)電一體化這一現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，可以滿足對(duì)船舶中多個(gè)機(jī)械系統(tǒng)或者機(jī)械部件進(jìn)行同時(shí)控制的需求，也可以同時(shí)控制系統(tǒng)包含船舶的燃燒系統(tǒng)、機(jī)械控制系統(tǒng)、船舶專用報(bào)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(jī)械系統(tǒng)等，如圖1所示。

　　2機(jī)電一體化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　船舶的相關(guān)動(dòng)力系統(tǒng)、船舶的輔助機(jī)電系統(tǒng)及其他系統(tǒng)等，在組成上、結(jié)構(gòu)上都要經(jīng)過(guò)精雕細(xì)琢。因此，在船舶使用的控制系統(tǒng)中，融入一個(gè)統(tǒng)一性的管理系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制對(duì)船舶行業(yè)的發(fā)展有著極大的促進(jìn)意義[3]。PLC控制技術(shù)可以將多個(gè)控制系統(tǒng)集中到一個(gè)可控制終端中去的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，利用船舶機(jī)電一體化的船舶管理系統(tǒng)在實(shí)際設(shè)計(jì)中要考慮諸多指標(biāo)，首先考慮的是其在實(shí)際功能上的完整性，其次是機(jī)械部件的系統(tǒng)性。控制終端的界面主要有5個(gè)部分組成：船舶的主機(jī)控制板塊、船舶的輔機(jī)控制板塊、船舶的電力系統(tǒng)控制板塊、電壓時(shí)間監(jiān)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(duì)船舶上機(jī)械系統(tǒng)的監(jiān)控情況，此控制板塊包含船舶運(yùn)行異常的報(bào)警功能。除此之外，也包含了船舶整體電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控板塊，相關(guān)操控人員可以根據(jù)船舶在實(shí)際運(yùn)行中的狀況對(duì)船舶上的多個(gè)系統(tǒng)的電壓進(jìn)行區(qū)別控制，包含船舶每天的實(shí)際運(yùn)行日志、日常的船舶相關(guān)數(shù)據(jù)等，也包含軟件的基本設(shè)置和整體的管理功能等。船舶機(jī)電一體化管理系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)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(tǒng)對(duì)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(jié)省了人力、物力及財(cái)力。

　　3機(jī)電一體化在船舶行業(yè)的發(fā)展前景

　　船舶行業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)，很早就融入到船舶的設(shè)計(jì)和建設(shè)中。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代化的通訊技術(shù)也大力加強(qiáng)，未來(lái)船舶行業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)在船舶各類系統(tǒng)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。按照現(xiàn)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。隨著現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)在實(shí)用性上的不斷提升，各類整體性能比較高的工作站會(huì)逐漸應(yīng)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(guān)技術(shù)的實(shí)際測(cè)試提供了硬件方面的基礎(chǔ)。未來(lái)的智能化船舶機(jī)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操作和處理方式，也會(huì)像人類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(yùn)行中高效地代替部分簡(jiǎn)單的人工操作。2）系統(tǒng)化。船舶中的各個(gè)機(jī)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(jìn)行組合，其中任何一個(gè)系統(tǒng)都是可以同時(shí)應(yīng)用于多個(gè)船舶系統(tǒng)中的。船舶系統(tǒng)中復(fù)雜的幾班機(jī)械系統(tǒng)，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(tǒng)，使用了通信互聯(lián)網(wǎng)，可以讓每一個(gè)細(xì)小的故障在短時(shí)間內(nèi)有效傳達(dá)到控制室中。3）綠色化。船舶是我國(guó)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(shí)際運(yùn)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(tǒng)機(jī)械在實(shí)際運(yùn)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(xù)對(duì)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(xiàn)代化的工業(yè)機(jī)器人為主，并將是未來(lái)最終的發(fā)展目標(biāo)之一。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　船舶機(jī)電一體化從整體上來(lái)講是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)的現(xiàn)代化技術(shù)，其和實(shí)際的控制方式、系統(tǒng)性的工程、電子信息和現(xiàn)代化的機(jī)械工程之間都是有著密切的關(guān)聯(lián)，船舶的工業(yè)技術(shù)也會(huì)隨著機(jī)械化水平的提升而得到相應(yīng)的發(fā)展。設(shè)計(jì)一套適合船舶行業(yè)未來(lái)發(fā)展的機(jī)電一體化管理系統(tǒng)，可為其在技術(shù)上進(jìn)行有效地支撐，并為船舶機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展提供思路。

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