船舶机电一体化管理系统设计思考

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摘要：随着社会科学技术的不断发展，机电一体化在各个领域中都得到了较好的发展，船舶中机电一体化的发展，是船舶行业在未来发展中的主要方向，同时也是船舶机械化、船舶电气化和船舶智能化的整体发展趋势。船舶的机电系统是船舶系统中最为复杂的一部分，在船舶的实际运行中主要是依靠机电系统进行的，船舶机电一体化管理系统在船舶的整体系统中是非常重要的一部分。从船舶机电一体化管理系统设计研讨入手，说明机电一体化在船舶中的应用及机电一体化管理系统的设计，阐述了机电一体化在船舶行业的发展前景。

关键词：船舶机电；一体化管理；系统设计

随着现代科学技术的飞速发展，船舶行业的实际技术和整体发展水平不断提升，逐渐将更加先进的科学技术实际应用在船舶系统中，支撑现代船舶行业在数量上、安全性上的发展，也使得船舶航运的实际利润等得到有效提升。船舶机电一体化是指船舶上的诸多机械和部件、种类多样依托现代化科学技术的电子类设备、船舶专用的计算机软件、各类计算机工程和计算机系统，将其在有机整合的基础之上加入与各个系统匹配的控制终端，这样每个船舶上的计算机工程和计算机系统就都可以形成一个独立的个体，必要时也可形成一个整体。船舶行业技术在发展中采用的都是一体化的发展进程，机电一体化在技术上带来更多的便捷性，也有效减少实际建设中的成本。

1机电一体化在船舶中的应用

船舶机电一体化充分显示了船舶在自动化设计中的思维发展和技术发展，从其整体的发展情况上来说，现阶段船舶的主要动力包括主机、辅机、各类电气化的设备，也包含诸多控制部分[1]。船舶机电一体化涉及到的动力装置非常多，为其设计一套通用型的机电一体化管理系统可以应用在船舶的控制系统中，对船舶的机电一体化进行整体运行状态的检测、远程的维修和后台控制。船舶的主机也是船舶的主要动力专职系统，为船舶的实际运行提供必要的动力。实际的使用中根据所填燃料的不同、实际燃烧场地的变化、燃烧工具的多样化等，分为蒸汽机、内燃机、电动机和核动力机等多个种类。船舶系统中的辅机系统则主要是在相关动力设施的牵引之下，对船舶中的多个机械性的设备进行集中，主要包含船舶系统中专用的泵体、分油机、船舶制水设备、空气压缩机、船舶制冷系统、空气调节、起货机和各种各样的轴承系统等。船舶中的电气装置主要包含船舶专用的电源、船舶在配电时使用的相关设备等，也指代了船舶上的所有电气设备。从船舶的整体上来讲，船舶机电一体化主要是由船舶机械、船舶硬件、船舶软件系统这3个部分组成[2]。船舶的诸多机械类的设备中，有关机电一体化的相关科学技术会应用到多个机械设备中。利用传统技术，相关机械装置是可以脱离其他单独进行工作的，相关的动力系统更是向实际工作中使用到的力传递到船舶的轴承系统中，并由轴承系统传送到船舶的螺旋桨系统中去，进而完成船舶在实际运行中需要的力的输出，这一系列的传输是需要相关工作人员在实际的动力监控室中对这一过程进行控制的，这样的控制和传送方式会浪费工作人员时间，所产生的实际效率也是极低的。将机电一体化系统引进到船舶系统中可以有效避免这类问题的发生，机电一体化这一现代化的科学技术，可以满足对船舶中多个机械系统或者机械部件进行同时控制的需求，也可以同时控制系统包含船舶的燃烧系统、机械控制系统、船舶专用报警系统、船舶专用消防系统、船室中的解析系统及船舶上的各种特种机械系统等，如图1所示。

2机电一体化管理系统设计

船舶的相关动力系统、船舶的辅助机电系统及其他系统等，在组成上、结构上都要经过精雕细琢。因此，在船舶使用的控制系统中，融入一个统一性的管理系统进行管理和控制对船舶行业的发展有着极大的促进意义[3]。PLC控制技术可以将多个控制系统集中到一个可控制终端中去的现代化科学技术，利用船舶机电一体化的船舶管理系统在实际设计中要考虑诸多指标，首先考虑的是其在实际功能上的完整性，其次是机械部件的系统性。控制终端的界面主要有5个部分组成：船舶的主机控制板块、船舶的辅机控制板块、船舶的电力系统控制板块、电压时间监控板块和相关软件的实际使用板块。分界面中主要包括对船舶上机械系统的监控情况，此控制板块包含船舶运行异常的报警功能。除此之外，也包含了船舶整体电压的实时监控板块，相关操控人员可以根据船舶在实际运行中的状况对船舶上的多个系统的电压进行区别控制，包含船舶每天的实际运行日志、日常的船舶相关数据等，也包含软件的基本设置和整体的管理功能等。船舶机电一体化管理系统的实际设计与应用，为船舶在实际操作上提供了非常大的便捷，船舶的驾驶者和相关管理人员可以通过这一系统对船舶各方面的实际情况进行实时、深入地了解，最大程度地节省了人力、物力及财力。

3机电一体化在船舶行业的发展前景

船舶行业的机电一体化技术，很早就融入到船舶的设计和建设中。随着现代科学技术的不断发展，计算机技术及现代化的通讯技术也大力加强，未来船舶行业的机电一体化技术在船舶各类系统上的应用也越来越广泛。按照现阶段的发展情况来看，可能会向以下方向发展：1）智能化。随着现代化计算机技术在实用性上的不断提升，各类整体性能比较高的工作站会逐渐应用到各行各业中，传感器系统在稳定性和集成性上的发展，为相关技术的实际测试提供了硬件方面的基础。未来的智能化船舶机电一体化的相关技术和产品，会最大程度地模仿人类操作和处理方式，也会像人类一样有自行判断相关处理方式和处理方法的能力，进而在实际船舶运行中高效地代替部分简单的人工操作。2）系统化。船舶中的各个机械类的系统组成了控制系统和控制终端，这样的控制系统可以灵活地进行组合，其中任何一个系统都是可以同时应用于多个船舶系统中的。船舶系统中复杂的几班机械系统，可以由一个控制终端进行联合性的控制；船舶的故障诊断系统，使用了通信互联网，可以让每一个细小的故障在短时间内有效传达到控制室中。3）绿色化。船舶是我国的重要交通工具之一，也是能源消耗的主要环节。在船舶的实际运行中，有效减少在燃油方面的消耗程度，高效地利用船舶上的电能，是船舶行业未来发展的主要方向。在这样的发展方向中，船舶的传统机械在实际运行方式上进行了必要的改造，为船舶行业的未来发展提供全新的变革动力，后续对相关重点技术进行突破。船舶行业的未来发展会以现代化的工业机器人为主，并将是未来最终的发展目标之一。

4结语

船舶机电一体化从整体上来讲是一项综合性强的现代化技术，其和实际的控制方式、系统性的工程、电子信息和现代化的机械工程之间都是有着密切的关联，船舶的工业技术也会随着机械化水平的提升而得到相应的发展。设计一套适合船舶行业未来发展的机电一体化管理系统，可为其在技术上进行有效地支撑，并为船舶机电一体化的未来发展提供思路。

参考文献：

[1]李新亮.探讨船舶机电设备振动采集系统的故障诊断技术[J].珠江水运,2020,(21):48-49.

[2]贾占桥.船舶机电设备诊断方法研究[J].内燃机与配件,2020,(19):131-132.

[3]张海,谭颂.船舶机电一体化管理系统设计[J].珠江水运,2018,(02):86-87.

作者:石屹琳 芦荻 单位:中国人民解放军91202部队