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自动控制技术在海洋工程船舶的应用研究

刘恩龙

江苏大洋海洋装备有限公司,江苏泰兴,225401

摘要: 在海洋工程船舶系统中有效使用自动控制技术,不仅能够提升海洋工程船舶系统的运行效率,让指令的下达和执行过程更为顺畅。还能够有效地提升系统运行的稳定性以及安全性,让海洋工程船舶系统中存在的故障问题能够被及时得到检测并且获得颇具针对性的解决,这样也会为工程人员提供诸多的便捷,有利于海洋工程船舶行业的健康持续发展。
关键词: 自动控制技术;海洋工程;船舶;应用探讨
DOI:10.12721/ccn.2025.157007
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1前言

进入新时代之后,各种智能化技术的应用,推促了船舶自动化发展的进程。船舶自动化的持续发展,进一步增强了船船舶产品的性能可靠度以及相关产品的经济效能。船舶自动化涵容较多方面的内容,既包括行驶的自动化,也包括轮机的自动化、装卸自动化等不同的内容。针对自动控制技术在海洋工程船舶的应用展开相关的研究,具备比较重大的现实意义。

2推进海洋工程自动化的必要性和可行性

(1)得益于改革开放国策的推动,自上世纪末以来,我国船舶与海洋工程经历了发展的黄金时期,特别是在自动化技术方面有了突飞猛进的发展。目前我国的船舶生产,基本是都配备了自动化系统。虽然在技术方面和一些发达国家存在一定的差距,但是对自动化技术研究开发的脚步一直都没有停止过,一直在奋勇追赶发达国家的步伐。在这一过程中,我国船舶与海洋工程工作人员一直在坚持不懈的努力,使得该项技术逐渐成熟,应用的范围也更加的广泛。

(2)推进海洋工程的自动化发展,是发展国家经济,提升我国海洋竞争力的一个重要途径。中国拥有十几亿之多的人口,却在近几年取得了较为瞩目的发展成就。近年来世界政局动荡不息,这对我国的海洋发展以及国防建设提出了更多的挑战。因此,加快推进船舶与海洋工程自动化的发展进程,可以使相关装备更加现代化,使我国海洋产业发展更加稳固,也能使我们的国防建设“更上一层楼”。

(3)不可否认,现如今我国的海洋工程发展还不够充分,现阶段依旧存在诸多的问题,若想有效解决这些问题,即需要大力发展海洋工程自动化技术。现就以下两点做重点说明。

1)需要突破动力装置的故障诊断技术。对于船舶来说,动力装置是极为关键的设备,就像人体的心脏部位一样,为船舶的航行提供动力支持。如果动力装置出现了问题,对船舶的运行来说是极为不利的,产生的影响也是长久的。一直以来,国内外对船舶动力装置的研究都非常的注重,也出现了一些有价值的研究成果。新时代发展至今,动力装置的故障诊断已经发展到了视情维修的阶段,针对一些故障需要做到提前精准预判,要保持较高的前瞻性,从而对其更好地展开维护保养。就现如今的情况来看,在预知故障和维修的技术方面依然存有不少的短板,突破点并不是很多。所以想要解决船舶的动力装置出现的故障,一定要不断完善提升自动化技术,以技术作为支撑去解决不同的故障。

2)船舶工作人员的技术操作不当,态度不端正。船舶的自动化装置有着较高的技术标准,对于操作者来说一定要不断精进自身的技术素养。设想一下,如若操作人员的技术素养不够的话,就会在操作中出现很多的人为失误,对船舶自动化装置的正常运行造成不利的影响。再严重的话,就会导致一些重大事故发生。有鉴于此,解决船舶工作人员的技术问题已经刻不容缓。另外,一些船员往往不能认识到工作中出现问题的严重性,在工作中的态度并不是很好,这也在一定程度上影响了我国海洋工程自动化的发展。

(4)国外船舶自动化的发展情况。目前来看,国外船舶自动化产品主要分为船舶自动化产品的制造商和船舶机电产品的制造商这两大类。前者的著名公司包括挪威的Norcontrol公司和丹麦的Lyngso Marine公司等等,后者的著名公司主要包括德国的SIEMENS公司、法国的ALSTOM公司等等。

3自动控制技术在海洋工程船舶系统的基本模式

目前我国的自动控制技术在海洋工程船舶系统的基本模式可以归结为以下四大类。第一种,网络拓扑类型为单星形,传输的介质主要是由网络通信线和光缆两个部分组成,通信类型为以太网,抗干扰性能相对比较差,但安装过程较为简单,对应的安装成本也相对比较低。第二种,网络拓扑类型为单环形,传输的介质为光缆,通信类型为以太网,抗干扰性能相对较好,但安装过程较为复杂,对应的安装成本也相对比较昂贵。第三种和第四种,在网络拓扑类型上都为双星形,与第二种较为相似,两者仅在冗余、传输线以及连接方式上存在着一定的差异性。根据相关方面的研究,列举以下两个方面进行探讨。

第一,光缆的应用。在海洋工程船舶自动控制技术的不断优化和发展的条件下,越来越多的自动化控制类型得以出现。并且在当今时代下,部分海洋工程还能够依据自身的需求进行自动化控制系统的定制,为自动化控制技术在海洋工程中的持续应用提供了比较可靠的保障,显著地突出了自动化技术的包容性与可塑性。但无论是何种自动化控制系统,光缆都是不可缺少的,起到了重要的传输功能,不仅信号衰减程度较低,而且其抗干扰能力也比较强,这些优势保证其在系统运行中发挥着关键性的传输作用,在海洋工程船舶的不断发展下同样得到了崭新的发展机会,且呈现出了持续进步的趋势。不过在发挥优势作用的同时,光缆存在的问题也逐渐被人们发现,如:光缆构建的技术要求较高、光缆的耐磨损性较低、多数建设单位的施工经验不足等,都让光缆在基于自动化控制技术下的海洋工程船舶中的发展受到了一定的限制,无法发挥其应有的价值。在这样的情况下,相关单位应当加强对光缆建设的规范性要求方面的研究,应当投入更多的时间和精力,切实地提升技术人员的操作水准,使得光缆的建设过程能够实现成本的优化和技术质量上的提升。

第二,传感器信息采集和网络通信电缆的应用。海洋工程船舶对于传感器数据信息的精准性和网络通信电缆的应用有着较高的要求,只有保障传感器信号、网络通信电缆高速数字信号传播的正确性和准确性,才能够让操作人员更好地依据相关信息采用相应的措施对船舶加以控制。并且使自动控制系统能够以此作为依据,按照相应的程序运行,进行精准控制,这是船舶运行过程中十分重要的存在。因此,在新时期应当加强自动控制技术在海洋工程船舶的应用,依据实际情况采取相应的措施,通过设置屏蔽五类网络通信电缆等信号的方式,降低多种信号对传感器信息采集的影响。与此同时,还应当加强对传感器铺设的管理,巨细无遗地做好巡查,一旦发现了问题就要不等不靠地去解决掉,以保障传感器铺设的有效性,规避电缆等方面对传感的电磁干预,让传感器信息采集和网络通信电缆的应用能够更为合理,发挥其应有的作用和价值,实现基于自动化控制的海洋工程船舶建设的有效性。

4结语

综合上面三个章节的论述可以知道,在新时代发展的背景下,自动控制技术拥有了更加多元化的发展以及更加强劲的发展势头。在人工智能技术、全新通信技术、现场总线技术等技术的推动之下,自动控制技术将会变得更加完善,将会为船舶的安全稳定运营提供更加充裕的保障。

参考文献

[1]杨国豪, 船舶轮机自动控制系统仿真技术及应用. 福建省,集美大学,2011-06-10.

[2]刘来华.模糊控制技术在船舶自动驾驶仪中的应用[J].水雷战与舰船防护,2007(03):33-36.

[3]徐小华. 基于PLC技术的船舶辅助机械自动控制系统的研究[D].上海海事大学,2004.

姓名:刘恩龙,性别:男,出生年月:1983.1,民族:汉,籍贯:山东威海,学历:本科,职称:工程师,研究方向:船舶与海洋工程