船舶機電一體化管理系統設計思考

2024-09-16 報告

　　摘要：隨著社會科學技術的不斷發展，機電一體化在各個領域中都得到了較好的發展，船舶中機電一體化的發展，是船舶行業在未來發展中的主要方向，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，在船舶的實際運行中主要是依靠機電系統進行的，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的發展前景。

　　關鍵詞：船舶機電；一體化管理；系統設計

　　隨著現代科學技術的飛速發展，船舶行業的實際技術和整體發展水平不斷提升，逐漸將更加先進的科學技術實際應用在船舶系統中，支撐現代船舶行業在數量上、安全性上的發展，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，將其在有機整合的基礎之上加入與各個系統匹配的控制終端，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。船舶行業技術在發展中采用的都是一體化的發展進程，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展和技術發展，從其整體的發展情況上來說，現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可以應用在船舶的控制系統中，對船舶的機電一體化進行整體運行狀態的檢測、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，為船舶的實際運行提供必要的動力。實際的使用中根據所填燃料的不同、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。船舶系統中的輔機系統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、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，相關的動力系統更是向實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。將機電一體化系統引進到船舶系統中可以有效避免這類問題的發生，機電一體化這一現代化的科學技術，可以滿足對船舶中多個機械系統或者機械部件進行同時控制的需求，也可以同時控制系統包含船舶的燃燒系統、機械控制系統、船舶專用報警系統、船舶專用消防系統、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

　　船舶的相關動力系統、船舶的輔助機電系統及其他系統等，在組成上、結構上都要經過精雕細琢。因此，在船舶使用的控制系統中，融入一個統一性的管理系統進行管理和控制對船舶行業的發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集中到一個可控制終端中去的現代化科學技術，利用船舶機電一體化的船舶管理系統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、船舶的電力系統控制板塊、電壓時間監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時監控板塊，相關操控人員可以根據船舶在實際運行中的狀況對船舶上的多個系統的電壓進行區別控制，包含船舶每天的實際運行日志、日常的船舶相關數據等，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，最大程度地節省了人力、物力及財力。

　　3機電一體化在船舶行業的發展前景

　　船舶行業的機電一體化技術，很早就融入到船舶的設計和建設中。隨著現代科學技術的不斷發展，計算機技術及現代化的通訊技術也大力加強，未來船舶行業的機電一體化技術在船舶各類系統上的應用也越來越廣泛。按照現階段的發展情況來看，可能會向以下方向發展：1）智能化。隨著現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中，傳感器系統在穩定性和集成性上的發展，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）系統化。船舶中的各個機械類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行組合，其中任何一個系統都是可以同時應用于多個船舶系統中的。船舶系統中復雜的幾班機械系統，可以由一個控制終端進行聯合性的控制；船舶的故障診斷系統，使用了通信互聯網，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節。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，是船舶行業未來發展的主要方向。在這樣的發展方向中，船舶的傳統機械在實際運行方式上進行了必要的改造，為船舶行業的未來發展提供全新的變革動力，后續對相關重點技術進行突破。船舶行業的未來發展會以現代化的工業機器人為主，并將是未來最終的發展目標之一。

　　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代化技術，其和實際的控制方式、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密切的關聯，船舶的工業技術也會隨著機械化水平的提升而得到相應的發展。設計一套適合船舶行業未來發展的機電一體化管理系統，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展提供思路。

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